Universidad Autónoma de Nuevo León, Carlos Cesar Bulnes Torres, Elementos, especifica ciones y funcionamiento de los componentes de una subestación eléctrica.
Elementos, Especificaciones Técnicas & Funcionamiento de los Componentes de una Subestación Eléctrica. Bulnes Torres, Carlos Cesar
[email protected] Facultad de Ingeniería Mecánica & Eléctrica Abstrac Abstract t —
En el presente documento hablaremos sobre cómo se conforma una subestación eléctrica, desde cuáles son sus elementos principales, la especificaciones técnicas que nos da cada proveedor y el cómo es que estos elementos funcionan en conjunto para generar y transmitir energía eléctrica.
1. Tensiones máximas a las que trabajará 2. Nivel de aislamiento aislamiento admisible admisible del equipo por instalar instalar 3. Corriente máxima de servicio continúo. 4. Corriente máxima de falla (corto circuito) a.
I.
INTRODUCCION
En toda instalación industrial, comercial o residencial es indispensable el uso de la energía, la continuidad de servicio y calidad de la energía consumida por los diferentes equipos y aparatos, así como la requerida requerida para la iluminación, es por esto que las subestaciones eléctricas son necesarias para lograr una mayor productividad, ya que, no obstante su elevado costo son convenientes al usuario debido a que las cuotas de consumo, medidas en alta tensión son mucho más económicas que cuando los servicios son suministrados por la empresa en baja tensión, por lo cual, el gasto inicial se compensa en poco tiempo quedando un ahorro permanente al propietario. Los factores que intervienen en el diseño y construcción de una subestación eléctrica son muy variados y necesitan de múltiples estudios que dependen de las condiciones presentes. Con el objetivo de brindar una idea general del extenso campo que esto incluye, se mostrara información sobre subestaciones, su clasificación, elementos que la constituyen, diferentes esquemas de operación, sus criterios de diseño y criterios de capacidad. II.
Al diseñar una subestación eléctrica se deben considerar cuatro puntos:
DE MANIOBRA: destinada a la interconexión de dos o más circuitos • Todas las líneas que concurren en la subestación a igual
tensión • Permite la formación de nudos en una red mallada • Aumenta la fiabilidad del sistema
DE TRANSFORMACIÓN PURA: destinada a la transformación de tensión desde un nivel superior a otro inferior. • Necesario presencia de uno o varios transformadores • Niveles de transformación
¿QUE ES UNA SUBESTACION ELECTRICA?
Una subestación eléctrica es un conjunto de elementos o dispositivos de los sistemas eléctricos de potencia donde se modifican los parámetros de tensión y corriente, que sirve como punto de interconexión del sistema de generación de energía eléctrica con el de transmisión y distribución, para llevarla a los centros de consumo.
Clasificación de las subestaciones Eléctricas de acuerdo a su función.
DE TRANSFORMACIÓN/MANIOBRA: destinada a la transformación de tensión desde un nivel superior a otro inferior, así como a la conexión entre circuitos del mismo nivel. • Uso frecuente
DE TRANSFORMACIÓN/CAMBIO DEL NÚMERO DE FASES: destinada a la alimentación de redes con distinto número de fases. DE RECTIFICACIÓN: destinada a alimentar una red en corriente continua (subestación de tracción) DE CENTRAL: destinada a la transformación de tensión desde un nivel inferior a otro superior (centrales eléctricas). eléctricas). 1
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b.
DE INTEMPERIE DE INTERIOR Elementos protegidos frente a agentes atmosféricos
Distancias menores Más caras Transformadores: Transformadores: suelen estar a la intemperie BLINDADAS Aisladas en gas SF6 Mínimo espacio requerido
Clasificación de las subestaciones Eléctricas de acuerdo a su construcción.
Figura 1 Sistema de generación, transmisión, subtransmisión subtransmisión y distribución de Energía eléctrica.
c.
tensión de transmisión pueden tener en su secundario tensiones de 115, 69 y eventualmente 34.5, 13.2, 6.9 o 4.16 kV.
Clasificación de las subestaciones Eléctricas de acuerdo a su voltaje.
SUBESTACIONES EN LAS PLANTAS GENERADORAS O CENTRALES ELÉCTRICAS: Estas se encuentran en las centrales eléctricas o plantas generadoras de electricidad, para modificar los parámetros de la potencia suministrada por los generadores, permitiendo así la transmisión en alta tensión en las líneas de transmisión. Los generadores pueden suministrar la potencia entre 5 y 25 kV y la transmisión depende del volumen, la energía y la distancia. SUBESTACIONES RECEPTORAS PRIMARIAS: Se alimentan directamente de las líneas de transmisión, y reducen la tensión a valores menores para la alimentación de los sistemas de subtransmisión o redes de distribución, de manera que, dependiendo de la
SUBESTACIONES RECEPTORAS SECUNDARIAS: Generalmente estas están alimentadas por las redes de subtransmisión, y suministran la energía eléctrica a las redes de distribución a tensiones entre 34.5 y 6.9 kV. III. ELEMENTOS PRIMARIOS DE UNA SUBESTACION ELECTRICA.
Los equipos eléctricos primarios constituyen los elementos más importantes de una subestación, ya que su operación en conjunto y localización estratégica, permite satisfacer los requerimientos de funcionalidad y operatividad de la instalación. Entre los equipos primarios se incluyen transformadores de potencia, interruptores de potencia, cuchillas desconectadores, transformadores de instrumento, 2
Universidad Autónoma de Nuevo León, Carlos Cesar Bulnes Torres, Elementos, especifica ciones y funcionamiento de los componentes de una subestación eléctrica. reactores de potencia, apartarrayos, bancos de capacitores, compensadores estáticos de potencia reactiva, entre otros. a.
Por su aplicación
Transformadores de potencia.
TRANSFORMADOR: Es una máquina eléctrica estática que transfiere la energía de un circuito eléctrico a otro, aprovechando el efecto de la inducción en sus bobinas, generalmente funciona modificando los parámetros de voltaje y corriente. Los transformadores de potencia constituyen, quizá, el equipo más importante de una subestación eléctrica. La función principal de estos equipos es elevar o disminuir el nivel de tensión de la energía que requiere ser transportada a través del sistema eléctrico. Otro de los propósitos de los transformadores de potencia, es regular el voltaje en el lado de alta y baja tensión, manteniendo los niveles de tensión dentro de límites de operación seguros para lograr una operación operación adecuada del del sistema eléctrico. eléctrico.
Por número de fases
Monofásicos Trifásicos
Por su capacidad
Pequeña potencia, con capacidades de 500 a 7500kVA Mediana potencia, con capacidades de 7.5MVA a 10MVA Gran potencia, con capacidades de 10MVA y mayores
Por su ambiente de operación
Los niveles de operación en subestaciones, manejan una tensión nominal y un nivel de tensión máximo del sistema. A continuación se mencionan los niveles de operación utilizados en subestaciones de transmisión, siendo el primer valor la tensión nominal y el segundo valor la tensión máxima del sistema
Reductores Elevadores Reguladores De instrumentos Para Puesta a tierra Arranque
Interior Intemperie o exterior
Por la preservación del aceite
Con tanque conservador Sin tanque conservador
Por su conexión
ii.
Delta/estrella Delta/estrella ( /Y) Estrella/delta Estrella/delta (Y/ ) Estrella/estrella Estrella/estrella (Y/Y) Delta/delta ( / )
Tipos de enfriamiento en Transformadores.
ONAN. Sumergido en aceite aislante con enfriamiento natural. En estos transformadores el aceite aislante circula por convección natural dentro de un tanque con paredes lisas o corrugadas, o bien, provistos de enfriadores tubulares o radiadores desmontables.
Figura 2. Componentes de un Transformador de Potencia.
Capacidades: 115 – 123 123 kV, 138 – 145 145 kV, 161 – 168 168 kV, 230 245 kV, 400 – 420 420 kV – 245 i.
Clasificación de transformadores.
Por su construcción
ONAN/ONAF. Sumergido en aceite aislante con enfriamiento natural y enfriamiento con aire forzado. Es básicamente un transformador ONAN, al cual se le han adicionado ventiladores para aumentar la capacidad de disipación del calor en las superficies que requieren enfriamiento. ONAN/ODAF/ODAF. Sumergido en aceite aislante con enfriamiento natural/aceite dirigido-aire forzado/aceite dirigido-aceite dirigido-aceite forzado.
Tipo núcleo o columna Tipo acorazado 3
Universidad Autónoma de Nuevo León, Carlos Cesar Bulnes Torres, Elementos, especifica ciones y funcionamiento de los componentes de una subestación eléctrica. El régimen de operación del transformador tipo ONAN en también se toma en cuenta que un banco de transformación líquido aislante, se incrementa cuando se emplea una brinda mayor continuidad al tener una unidad monofásica de combinación de bombas y ventiladores. El incremento de reserva en caso de alguna falla. la capacidad se realiza en dos pasos: Primero, se usa la mitad de los radiadores y la mitad de Transporte. Otro aspecto a considerar será la forma de transporte y las vías de comunicación por donde se trasladará las bombas para lograr un aumento de 1.333 veces sobre el equipo de transformación. Si el equipo de transformación el diseño ONAN. es trifásico y de una capacidad extraordinaria, podría Segundo, se hace trabajar a la totalidad de los radiadores y presentarse algún tipo de problem problemaa durante su transporte, por las bombas, logrando un aumento de 1.667 veces el el peso y dimensiones tan grandes. régimen ONAN. Costo. El costo es un factor determinante para la elección de un transformador. En general, el costo por MVA disminuye Normalmente se usan en transformadores transformadores de 10MVA conforme la capacidad del equipo aumenta, es decir, es más monofásicos o de 12MVA trifásicos y mayores. costoso utilizar unidades de capacidades chicas, a utilizar unidades con capacidades grandes, por lo tanto, sería más OFAF. Sumergido en aceite aislante con enfriamiento por económico utilizar un transformador trifásico en lugar de aceite forzado natural y por aire forzado. Este tipo de utilizar un banco de transformación, pero esto nos lleva a un transformadores se usan con los ventiladores y las bombas de problema de transporte ya que las dimensiones serían aceite trabajando al mismo tiempo. extraordinarias y el nivel de confiabilidad se perdería al no tener otra unidad de reserva en caso de falla. ONWN. Sumergido en aceite aislante con enfriamiento por
agua. En estos transformadores el agua de enfriamiento se conduce a través de serpentinas, los cuales están en contacto con el aceite aislante del transformador y se drena por gravedad o por medio de una una bomba independiente. independiente.
iii.
Elección de Transformadores
La elección de usar un transformador trifásico trifásico o bien un banco de transformación monofásicos, dependerá de determinados parámetros y necesidades, necesidades, incluyendo incluyendo los siguientes. siguientes.
Capacidad. En general, para capacidades bajas se suelen implementar unidades trifásicas: 20,30,40,50,60 MVA, mientras que para capacidades altas se suelen implementar bancos de transformación transformación conformados por unidades monofásicas, donde la capacidad de cada unidad puede ir desde 75 hasta 125 MVA para conformar un banco de transformación. Nivel de tensión. La elección de los equipos de transformación dependerá del nivel de tensión en el que se utilizarán. Generalmente, Generalmente, los transformadores utilizados para enlazar sistemas de alta tensión con media tensión son trifásicos, mientras que los transformadores utilizados para enlazar sistemas de alta tensión con extra alta tensión son monofásicos, dado que en un sistema de transmisión es necesario tener un mayor grado de confiabilidad. confiabilidad. Confiabilidad. Se debe seleccionar el transformador a utilizar dependiendo de la importancia y continuidad que se pretenda dar al sistema. En el caso de subestaciones que reciben una cantidad importante de energía, se suelen emplear unidades monofásicas, ya que además de considerar la capacidad,
b. Interruptores de potencia.
INTERRUPTOR: Son dispositivos que sirven para conectar y desconectar diversas partes de una instalación eléctrica, efectuar maniobras de operación o de mantenimiento y tienen la capacidad de interrumpir en forma visible la continuidad de un circuito, mismo que debe estar sin carga. Es decir, d ecir, que se deben maniobrar en vacío, pero deben ser capaces de soportar corrientes nominales, sobretensiones y corrientes de corto circuito durante un tiempo específico. Los interruptores se clasifican generalmente construcción de "tanque muerto" o "tanque vivo".
como:
"Tanque muerto" significa que el tanque del interruptor y todos los accesorios se mantienen al potencial a tierra, y las conexiones de fuente y la carga externas a través de boquillas convencionales convencionales
Figura 3. Interruptor a tanque muerto
4
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"Tanque vivo" significa que la envolvente de metal y porcelana que contiene contiene el mecanismo de interrupción interrupción está montado sobre una columna aislante de porcelana y está, por tanto, a potencial de línea. Esta columna, además de servir como un soporte aislante, puede actuar como un acceso para la varilla de operación o interface y, en el caso de interruptores de aire, que actúa como un conducto de suministro de aire. Arriba de 242 kV son construcción de "tanque vivo". Sin embargo, algunas unidades tipo tanque muerto están en uso actualmente.
Figura 5. Interruptor de aceite de 66 Kv
En tensiones superiores a 115 kV, se utilizan tanques separados para cada fase. fase. El límite límite práctico para los interruptores interruptores de gran volumen deaceite son 275 kV
INTERRUPTORES EN AIRE.
Figura 4. Interruptor a tanque vivo
i. Tipos de Interruptores de potencia
INTERRUPTORES DE GRAN VOLUMEN DE ACEITE. Los interruptores de gran volumen de aceite son un tipo de interruptores automáticos donde el aceite se utiliza tanto como medio de extinción del arco así como medios de aislamiento entre contactos de conducción de corriente y las partes puestas a tierra del interruptor. El aceite utilizado aquí es el mismo de los transformadores. transformadores.
Estos tipos de interruptores están diseñados en todos los rangos de tensión desde 1 kV hasta 330 kV. Los interruptores en aceite para control del arco modernos tienen un dispositivo de control de arco que rodea los contactos del interruptor para mejorar la extinción del arco. En los interruptores de ráfaga cruzada, el arco es dirigido delante de varias ventilas laterales. El gas formado por el arco causa alta presión dentro del del dispositivo de control de arco. El arco se ve obligado a deformarse en las ventilas laterales del contenedor, que aumenta la longitud del arco y acorta el tiempo de interrupción. Los interruptores en chorro axial utilizan un principio similar. Los interruptores en aceite están diseñados para ambos sistemas sistemas trifásico trifásico y monofásico.
Apertura vertical. Cuchilla desconectadora en aire de operación en grupo, consta de 3 aisladores tipo columna por polo, con la apertura en un extremo, pueden ser de operación manual y motorizada, sin puesta a tierra y con puesta a tierra tierra y tensiones de 72.5, 123 y 145kV. 145kV. Apertura lateral central. Cuchilla desconectadora en aire de operación en grupo, consta de 2 aisladores giratorios tipo columna por polo que giran hacia el mismo lado para la apertura lateral. Doble apertura lateral. Cuchilla desconectadora en aire de operación en grupo, la cual consta de 3 columnas de aisladores tipo columna por polo, con la columna giratoria central, con la apertura doble lateral en los extremos de la cuchilla. Operación motorizada, tripolar, servicio intemperie, intemperie, sin cuchilla de puesta a tierra y con cuchilla de puesta a tierra. tierra. Pantógrafo vertical. Cuchilla desconectadora en aire de operación en grupo, consta de 3 polos. Cada polo se compone de un aislador soporte, un aislador giratorio, mecanismo de accionamiento pantógrafo, un gabinete de control y un contacto fijo. El mecanismo de accionamiento está instalado sobre el aislador soporte y transfiere el movimiento del aislador giratorio al brazo del seccionador pantógrafo. Los contactos principales son fabricados de cobre y plateados.
El contacto fijo es una barra de cobre horizontal, plateada, la cual se conecta a las barras. Son de operación motorizada, sin puesta a tierra tierra y con puesta a tierra.
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La cuchilla con puesta a tierra consta de un tubo de aluminio con contactos plateados en ambos extremos y puede ser operada en forma mono polar o tripolar, mediante un mecanismo con motor o manual.
La vida de servicio de un interruptor en vacío es más prolongada que la de otros tipos de interruptores. No existe el riesgo de incendio como en el interruptor en aceite. Y es mucho más ambientalmente ambientalmente amigable que el interruptor en SF. i.
INTERRUPTORES AL VACÍO. Estos son usados mayormente para baja y media tensión, se desarrollan para hasta 36 kV y pueden conectarse en serie para tensiones mayores. Las cámaras de interrupción se fabrican de porcelana y son selladas. No pueden ser abiertas para mantenimiento, pero su expectativa de vida es de cerca de 20 años, siempre que se mantenga el vacío. Debido a la alta rigidez dieléctrica del vacío, su tamaño es pequeño. El entrehierro entre los contactos se aproxima a 1 cm para interruptores de 15 kV y 2 mm Para interruptores de 3 kV.
Características de los Interruptores de Potencia
Los interruptores que se requieren para cada proyecto se seleccionan con base a las características características de la subestación, así como las características propias del sitio de instalación. Una de las características importantes que presentan los interruptores de potencia es que se pueden llevar a cabo diferentes actividades que sean requeridas para la operación del sistema eléctrico, como desenergizar alguna parte o componente de la subestación, sacándola de servicio para realizar trabajos de inspección y mantenimiento. En condiciones de falla, los interruptores son capaces de interrumpir corrientes de corto circuito del orden de kiloamperes y, en consecuencia, deben soportar los esfuerzos térmicos a los que son sometidos para librar una falla.
Figura 6. Interruptor en vacío, servicio interior, 12 kV, 40 kA.
ii. Especificación ii. Especificación de Interruptores de Potencia.
Tabla 1. Valores nominales preferidos pa ra interruptores automáticos en interiores 6
Universidad Autónoma de Nuevo León, Carlos Cesar Bulnes Torres, Elementos, especifica ciones y funcionamiento de los componentes de una subestación eléctrica. c. Cuchillas y Fusibles.
LOS RESTAURADORES, son equipos que sirven para reconectar alimentadores primarios de distribución. Normalmente el 80 % de las fallas son de naturaleza temporal, temporal, por lo que es conveniente restablecer el servicio en la forma más rápida posible para evitar interrupciones de largo tiempo. Para estos casos se requiere de un dispositivo que tenga la posibilidad de desconectar desconectar un circuito y conectarlo conectarlo después de de fracciones de segundo. Figura 8. Seccionador, COG, SF6 y control electrónico.
i. Fusibles de potencia
EI cortacircuitos fusible, o fusible de forma abreviada, puede ser definido como un dispositivo de protección destinado a cortar automáticamente el circuito eléctrico al ser atravesado por una sobrecorriente que puede poner en peligro los equipos e instalaciones del sistema. Esta sobrecorriente puede ser debida a sobrecargas o cortocircuitos. El corte se produce mediante la fusión de un alambre incluido en el aparato y colocado en serie con el circuito.
Figura 7. Restaurador de mando a distancia
LOS SECCIONADORES, son elementos que no están diseñados para interrumpir corrientes de cortocircuito ya que su función es el de abrir circuitos en forma automática después de cortar y responder a un número predeterminado de impulsos de corriente de igual a mayor valor que una magnitud previamente predeterminada, abren cuando el alimentador primario de distribución queda desenergizado. En cierto modo el seccionador permite aislar sectores del sistema de distribución llevando un conteo de las operaciones de sobrecorriente del dispositivo de respaldo. Por su principio de operación el medio aislante de interrupción puede ser aire, aceite o vacío y en cuanto al control es similar al caso de los restauradores o sea puede ser hidráulico, electrónico o electromecánico. electromecánico. La misión de este aparato es la de unir o separar de una forma visible diferentes elementos, componentes o tramos de una instalación o circuito.
El paso de una sobrecorriente de determinado valor, hace que se caliente en demasía y llegue a fundirse, eliminando de esta forma la falta. Lógicamente están diseñados para fundirse en un tiempo especificado para cada valor de corriente. El fusible está diseñado para que la banda de metal pueda colocarse fácilmente en el circuito eléctrico. Si la corriente del circuito excede un valor predeterminado, el metal fusible se derrite y se rompe o abre el circuito. La intensidad nominal de un fusible, así como su poder de corte, son las dos características que definen a un fusible. La intensidad nominal es la intensidad normal de funcionamiento funcionamiento para la cual el fusible ha sido proyectado, y el poder de corte (o capacidad interruptiva) interruptiva) es la intensidad máxima de cortocircuito capaz de poder ser interrumpida por el fusible. Para una misma intensidad nominal, el tamaño de un fusible depende del poder de corte para el que ha sido diseñado. ii. Especificaciones ii. Especificaciones de Cuchillas y Fusibles.
Los fusibles se dividen en dos clases dependiendo de la potencia a la cual cual van a operar. operar.
Fusibles de potencia (sobre 600 volts). Están en uso dos tipos de fusibles de potencia que son: a) Limitadores de corriente b) Tipo de expulsión expulsión Fusibles de bajo voltaje (600 volts) y menos. Estos a su vez se subdividen en: 7
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a) Tipo tapón b) Tipo cartucho. cartucho.
De esta forma tenemos los fusibles Alto Poder de Ruptura y los cortacircuitos de expulsión.
Un fusible cilíndrico está formado por una banda de metal fusible encerrada en un cilindro de cerámica o de fibra. Unos bornes de metal ajustados a los extremos del fusible hacen contacto con la banda de metal. Este tipo de fusible se coloca en un circuito eléctrico de modo que la corriente fluya a través de la banda metálica para que el circuito se complete.
Figura 10. Fusible gl, APR, 0.5 kV, 120 kA.
Figura 9. Fusibles
Fundamentalmente encontraremos dos tipos de fusibles en las instalaciones de baja tensión:
gl (fusible de empleo general) aM (fusible de acompañamiento de motor)
La selectividad entre fusibles es importante tenerla en cuenta, ya que de ello dependerá el buen funcionamiento de los circuitos. Idéntico problema se nos presentara con la selectividad de los interruptores automáticos.
Figura 11. CCF, Corta circuito fusible
iii. Clasificación de las Cuchillas Desconectadoras
Existen diferentes tipos de cuchillas desconectadoras. Sus principales diferencias diferencias dependen de la forma en que que realizan la operación de apertura y cierre de sus contactos. Los tipos de cuchillas desconectadoras utilizados con mayor frecuencia son:
Doble Apertura Lateral Pantógrafo Apertura Vertical Apertura Horizontal Central
Apertura Horizontal en “V”
Semipantógrafo Rodilla Características de las Cuchillas Desconectadoras
iv.
Tabla 2. Curvas características de fusibles gl y aM, coordinadas para protección de equipo eléctrico.
Son dos los tipos de fusibles más utilizados en A.T., siendo su diferencia principal la forma de eliminar el arco de energía que se produce en la falta del sistema.
La selección del tipo de cuchilla a emplear depende principalmente principalmente del arreglo de barras de la subestación, así como del nivel de tensión; sin embargo, existen otros factores que también pueden influir en la selección, como pueden ser: el costo, la altura del equipo, tipo de mecanismo, número de polos, entre otros. otros. Las cuchillas desconectadoras se pueden clasificar por el mecanismo que utilizan para las maniobras de apertura y cierre.
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Universidad Autónoma de Nuevo León, Carlos Cesar Bulnes Torres, Elementos, especifica ciones y funcionamiento de los componentes de una subestación eléctrica. Mecanismo de operación
Tipo manual. Consiste en un sistema mecánico para la apertura o cierre de la cuchilla. La operación se realiza por medio de una manivela, la cual se hace girar para cambiar de posición la cuchilla. Este tipo de mecanismo se utiliza generalmente en tensiones de 69 a 115kV.
Tipo controlado. Consiste en un sistema electromecánico para la apertura o cierre de la cuchilla, su operación se realiza por medio de un motor localizado dentro de un gabinete metálico. Este tipo de cuchillas presenta la ventaja de que se puede operar de manera local y remota. Se utiliza generalmente en tensiones de 72.5 a 420 kV.
Número de polos Las cuchillas se pueden clasificar dependiendo su número de polos en monopolares y tripolares:
Cuchillas Monopolares. En este tipo de cuchillas, cada fase cuenta con un mecanismo independiente (mecanismo por fase). Pueden ser empleadas en sistemas eléctricos donde la distancia física entre fases del sistema es considerable, como es el caso de sistemas de 400 kV. Cuchillas Tripolares. En este tipo de cuchillas, se utiliza un solo mecanismo de operación con el cual operan de manera conjunta los tres polos. Generalmente se emplean en sistemas eléctricos donde la distancia física entre fases del sistema no es considerable, como es el caso de sistemas de 115 kV
rayos, que se presentan con mayor frecuencia en líneas de transmisión y subestaciones a la intemperie. ii. Tipos de Apartarrayos
APARTARRAYOS DE EXPLOSORES Y CARBURO DE SILICIO. Es el apartarrayos más antiguo, también llamado autovalvular. Consta de una envolvente cerámica en cuyo interior están conectadas en serie las resistencias no lineales de carburo de silicio con los explosores metálicos, aislados entre sí por separadores cerámicos.
Cuando se producen sobretensiones que sobrepasan un cierto nivel de tensión, los explosores se ceban, permitiendo así el paso de corriente a través través de las resistencias resistencias y dirigidas dirigidas a tierra. tierra. Sistema de sellado: se realizan con anillos de goma sintética blanda de cloropreno. Este sistema garantiza su duración, ya que se hayan rodeados de gas inerte, como el nitrógeno, en estado puro y seco. Conexión de tierra eyectable: tiene una doble misión, siendo por un lado la de conectar el apartarrayos a tierra y garantizar el paso de la corriente de descarga, y por otro lado su misión es la de evitar la inutilización de una línea por fallo de un apartarrayos como consecuencia de una serie continuada de descargas o una sobre tensión mantenida y prolongada. Cuando se avería el apartarrayos apartarrayos por una sobrecarga térmica, funciona un dispositivo de eyección, desconectando el cable de conexión a tierra y poniendo, de esta forma, el apartarrayos fuera de servicio.
d. Apartarrayos
Se denominan en general Apartarrayos a los dispositivos destinados a absorber las sobretensiones producidas por descargas atmosféricas, atmosféricas, por maniobras o por otras causas que en otro caso, se descargarían sobre aisladores o perforarían el aislamiento, ocasionando interrupciones en el sistema eléctrico y, en muchos casos, desperfectos en los generadores, transformadores, transformadores, etc. i. Naturaleza de las sobretensiones y sus efectos en los sistemas eléctricos de potencia
Las sobretensiones pueden ser originadas en el interior del sistema de potencia, debido a: desconexión repentina de carga, influencia mutua entre líneas paralelas de transmisión, siendo esto significativo únicamente en caso de falla por corto circuito en una de las líneas. Otra causa puede ser la interrupción de circuitos capacitivos o pequeñas corrientes inductivas. Otro origen son las descargas atmosféricas, descargas en forma de
Figura 12. Apartarrayo Auto valvular
APARTARRAYOS DE ÓXIDOS METÁLICOS. Son más modernos, de construcción similar a los anteriores, pero carecen de explosores. A continuación se describen sus partes principales. 9
Universidad Autónoma de Nuevo León, Carlos Cesar Bulnes Torres, Elementos, especifica ciones y funcionamiento de los componentes de una subestación eléctrica. Envolvente exterior: puede ser un envolvente cerámico de porcelana blanca o roja de alta resistencia de las mismas características que el apartarrayos de carburo de silicio, o un envolvente polimérico mucho más ligero y resistente a golpes en el proceso de empaquetado y transporte. Resistencias no lineales de óxido metálico: tienen idéntica misión que las resistencias de carburo de silicio pero con un coeficiente de no linealidad mucho más elevado, con lo que se consigue que tensiones nominales de servicio, estas resistencias conduzcan una corriente de fuga despreciable, mientras que frente a una sobre tensión, absorben perfectamente perfectamente la corriente de descargas.
Clase de apartarrayo. Se debe indicar a cuál de las tres clases corresponde. Las clases se clasifican respecto a las tensiones nominales de los apartarrayos
Clase II: de 12 a 30 KV Clase III: de 12 a 96 kV y de 108 a 360 kV Clase IV: 300 a 360 kV
Tensión nominal del apartarrayo. La tensión nominal es el valor eficaz de la tensión máxima que puede ser aplicada al apartarrayos por un periodo de hasta 10 segundos sin peligro de entrar en inestabilidad térmica. El equipo debe ser conectando a una red de tierras, la cual limita las sobretensiones producidas por maniobras o descargas atmosféricas. atmosféricas.
Conexión a tierra eyectable: de las mismas características que la del apartarrayos de explosores y carburo de silicio.
Corriente de descarga nominal. Se refiere al valor cresta de la corriente de descarga correspondiente a un impulso por rayo que es capaz de soportar el apartarrayos. apartarrayos. En sistemas de alta tensión sólo se utilizan apartarrayos de 10 y 20 kA, siendo más utilizado el de 10 kA, mientras que en media tensión son comunes los apartarrayos de 5 kA.
Corriente nominal de corto circuito . Es la corriente de corto circuito máxima que puede conducir el apartarrayos sin dañarse. Se establece que el tiempo de duración que debe resistir el apartarrayos esta corriente es de al menos 200 [ms].
Figura 13. Apartarrayo de óxidos metálicos
En nuestro país, los apartarrayos en subestaciones de transmisión se instalan en las acometidas de líneas de transmisión y próximos a algunos de los principales equipos a proteger, tales como transformadores de potencia, reactores de potencia y bancos bancos de capacitores. IV.
Las principales ventajas que se tiene al utilizar apartarrayos óxidos metálicos, es que son más sencillos en su construcción al no requerir mecanismos de extinción de arco. El óxido de zinc tiene gran capacidad para drenar energía, además de que presentan respuesta respuesta rápida ante sobretensiones.
ELEMENTOS SECUNDARIOS DE UNA SUBESTACION ELECTRICA
a. Transformadores de instrumento.
La cantidad y el tipo de apartarrayos a utilizar en una subestación se especifican con base a las características del sitio, las características generales de la obra y las características generales con las que deben cumplir los apartarrayos adquiridos por la compañía compañía suministradora. suministradora.
Se denomina transformadores de instrumento o de medición, a los que se emplean para alimentar circuitos que tienen instrumentos de medición y/o de protección, el uso de estos transformadores transformadores se hace necesario en las redes de media y alta tensión en donde se requiere reducir los valores de voltaje y corriente a cantidades admisibles para los instrumentos, instrumentos, ya sea por razones de seguridad o por comodidad, los propósitos específicos para los que sirven los transformadores de instrumento, son entre otros los siguientes:
Los principales conceptos que se incluyen dentro de estas características son: características del sitio, clase de apartarrayos, características del sistema, corriente de descarga nominal, entre otros.
A) Aísla a los instrumentos de medición y protección del circuito primario o de alta tensión, permitiendo así medir altos voltajes y altas corrientes con instrumentos de bajo alcance.
iii. Características de los Apartarrayos
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Universidad Autónoma de Nuevo León, Carlos Cesar Bulnes Torres, Elementos, especifica ciones y funcionamiento de los componentes de una subestación eléctrica. B) Da mayor seguridad al personal, al no tener contacto con partes en alta tensión C) Permite la normalización de las características características de operación de los instrumentos. Existen dos tipos de transformadores de instrumento: TC’s y TP’s.
Figura 14. TC's y TP's, transformadores de instrumento, para medición y control. Figura 15. Banco de Baterías
b.
Transformadores de potencial (TP ’s) ’s)
El transformador de potencial es un transformador de tensión en el que el circuito primario se conecta en derivación (en paralelo) con el circuito del cual se desea conocer el voltaje. En el secundario se conectan en paralelo los instrumentos correspondientes (por ejemplo, un voltímetro, un watt metro, un medidor de energía, relevadores, etc.)
d.
De acuerdo con el tipo de fabricación:
c. Bancos de baterías.
Banco de baterías: Es el dispositivo dispositivo de celdas electroquímicas electroquímicas conectadas en serie, que suministra suministra la alimentación de corriente directa a los equipos de control, señalización y operación de equipos de desconexión automática y la alimentación de relevadores de forma continua y permanente, en caso de pérdida de las fuentes de VCA que alimentan a los cargadores. Se interconecta con el cargador de baterías para mantener la carga del banco a niveles adecuados de voltaje de operación dentro del tiempo solicitado en diseño y queda como respaldo en caso de falla o mantenimiento mantenimiento de los cargadores.
Cargador de baterías: Es un equipo electrónico con alimentación de corriente alterna, que entrega corriente directa a una demanda continua o intermitente y, además, suministra corriente para cargar el banco de baterías. Electrolito: Es la solución acuosa en la cual la corriente circula en virtud del movimiento de los iones, producto de la reacción química. Es una mezcla de hidróxido de potasio, hidróxido de litio y agua desmineralizada que es suministrada en recipientes de plástico resistente al ácido.
Clasificación de Banco de baterías
Plomo – ácido ácido rejilla de antimonio (tipo plomo) Plomo – ácido ácido rejilla de calcio (tipo plomo) Níquel – cadmio cadmio (tipo alcalino)
Actualmente los bancos de baterías pueden quedar libres de mantenimiento. Por su tensión de operación (Banco de baterías y cargador) 12,48, 125 y 250 Vcd. e. Bancos de capacitores.
Es un dispositivo eléctrico que proporciona potencia reactiva capacitiva al ser conectado en serie o en paralelo con el sistema cuya función es mejorar el factor de potencia en líneas de transmisión, aumentando con esto la capacidad de transmitir energía. La energía activa disponible en los generadores eléctricos aprovecha al máximo la capacidad de la carga de los transformadores de potencia y generadores eléctricos; así como regular la tensión del suministro.
Clasificación Por su conexión al sistema
Serie: Los bancos de capacitores con conexión serie al sistema eléctrico se utilizan para aumentar la capacidad de transmitir energía eléctrica manteniendo la estabilidad del sistema. 11
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Figura 16. Banco de Capacitores en Serie
Paralela: los bancos de capacitores con conexión paralela al sistema eléctrico se utilizan para regular el nivel de tensión en un nodo.
Equipamiento de señalización, protección, control y medición Barras y cables de interconexión del banco de capacitores y equipos asociados Plataformas y columnas soporte Fuente de energía para electrónica en plataforma (no se acepta el uso de baterías) Accesorios para soporte, conexión y fijación: aisladores, terminales, conectores, ménsulas, brazos de montaje y tornillería Cableado de protección, señalización, control y fuerza (incluyendo la fibra óptica necesaria para comunicación entre el nivel de plataforma y tierra) Partes de repuesto y herramientas especiales Pruebas y puesta en servicio Apoyo técnico (capacitación y atención de fallas durante el periodo de garantía) garantía) Información técnica Cualquier otro equipo necesario para la operación satisfactoria satisfactoria de los bancos de capacitores. f.
Tableros de transferencia.
Definición de tableros de servicios propios Son los centros de carga que suministran la corriente alterna y corriente directa para los servicios servicios auxiliares auxiliares de las subestaciones subestaciones eléctricas. eléctricas.
Figura 17. Banco de Capacitores en Paralelo
Por sus características características y condiciones de carga
Fijos De control
Ambos se diferencian por el equipo auxiliar que opere el banco.
Componentes principales de bancos de capacitores
Unidades monofásicas de capacitores en cantidad y conexiones adecuadas para cumplir con las características de reactancia y capacidad de cada banco, incluyendo estructura metálica para soporte de las unidades. Resistencia no lineal Explosor de operación controlada Circuito amortiguador y limitador de corriente de descarga Interruptor de puenteo Transformadores de instrumento (corriente y potencial)
Figura 18. Tablero de Servicios Propios
Clasificación Por su servicio.
Corriente alterna: son aquellos que por su diseño operan en un sistema trifásico, de cuatro hilos, con neutro sólidamente aterrizado, con tensión nominal de 220/127 VCA y frecuencia de 60 hz. Su función principal es alimentar los circuitos de corriente alterna (alumbrado de las casetas de control y distribuidas, alumbrado exterior, bombas de agua, agua, aire acondicionado y los diferentes tipos de cargadores, sistemas de enfriamiento de los bancos de trasformación, extractores de aire, fuerza y calefacción). 12
Universidad Autónoma de Nuevo León, Carlos Cesar Bulnes Torres, Elementos, especifica ciones y funcionamiento de los componentes de una subestación eléctrica. Corriente directa: Son aquellos que por diseño operan en un sistema de dos hilos (positivo (positivo y negativo aislados de tierra) con tensiones nominales de 250 VCD, 125 VCD, 48 VCD y 12 VCD. Su función principal es alimentar a los circuitos de corriente directa (tableros de protección, control y medición, control supervisorio y comunicaciones). co municaciones). Por su montaje:
Figura 21. Tablero de protección, medición medición y control
Identificación de tableros (Clasificaciones) Por equipo primario asociado:
LT Líneas de transmisión o distribución de energía en alta media tensión TD Autotransformador o transformador con dos devanados TT Autotransformador o transformador con tres devanados TA Transformador de arranque TU Transformador de unidad DB Diferencial de barras RP Reactor en derivación CP Banco de capacitores de compensación en derivación IA Interruptor para amarre o transferencia transferencia IS Interruptor de seccionamiento de barras
IT Interruptor de transferencia transferencia
Figura 19. Tablero Autosoportado
Por tensiones de operación:
.
Por protecciones primarias para líneas y alimentadores: alimentadores:
Figura 20. Tablero Sobrepuesto
g. Protección por relevadores
Definición de tablero de protección, control y medición. El tablero es un gabinete metálico integrado por secciones verticales ensambladas entre sí que contienen los diferentes dispositivos eléctricos con funciones de protección, control y medición.
5, Tensiones de 44kV y menores 7, Tensiones mayores de 44kV y hasta 161kV 9, Tensiones de 161kV y hasta 230kV A, Tensiones de 400kV y mayores
50 Sobre corriente instantánea 51 Sobre corriente temporizado 67 Sobre corriente direccional 21 Distancia 85 Comparación direccional 87L Diferencial de línea Por arreglo de barras:
IM Para arreglos de interruptor y medio DI Para arreglo de doble interruptor PA Para arreglos con barra principal y auxiliar a uxiliar PT Para arreglos con barra principal y transferencia 13
Universidad Autónoma de Nuevo León, Carlos Cesar Bulnes Torres, Elementos, especifica ciones y funcionamiento de los componentes de una subestación eléctrica. AN Para arreglos de conexión en anillo BS Para arreglo de barra sencilla AD Para arreglos de alimentadores de distribución TB Para arreglos de tres barras: barra 1, barra 2 y barra de transferencia
V.
Este tipo de estructuras debe contar con un grado de seguridad elevado, debiendo diseñarse con las características mecánicas necesarias para no sufrir daños ni deformaciones respecto a los esfuerzos electromecánicos a los que sean sometidas y a las condiciones ambientales ambientales que se presenten en el sitio.
OTROS ELEMENTOS QUE CONSTITUYEN UNA SUBESTACIÓN
Las subestaciones, para la realización de sus diferentes funciones, además de estar conformadas por equipos primarios, p rimarios, requieren de diversos componentes cuyas particularidades se definen de acuerdo con las características de la subestación a diseñar y del sitio donde se realizará la instalación. A continuación se mencionan otros de los principales elementos que constituyen una subestación. a. Estructuras.
Las estructuras son aquellos elementos metálicos en los que se rematan las barras de la subestación, cables de aguarda, acometidas de líneas de transmisión y equipos de transformación. El uso de estructuras se realiza en función del nivel de tensión y del arreglo de barras a utilizar. Existen dos tipos de estructuras, estructuras mayores y estructuras menores. A continuación se mencionan cada una de estas. i.
Estructuras Mayores
Las estructuras mayores son componentes de gran importancia en las subestaciones de transmisión, su función principal es soportar los conductores, aisladores, herrajes y conectores que conforman las barras de la subestación, además de soportar los remates de los cables de guarda, bayonetas y demás accesorios para el blindaje de la subestación contra descargas atmosféricas. Las estructuras mayores son elementos metálicos conformados por columnas, trabes y capiteles, cuyo arreglo y dimensiones se definen en función de las características y requerimientos técnicos de la subestación a utilizar, entre algunos de sus requerimientos se incluyen: el nivel de tensión en que se utilizarán, el arreglo de barras seleccionado, las características y disposición de los equipos que se instalarán, las distancias dieléctricas para utilizar los niveles de aislamiento requeridos, los espacios de seguridad necesarios para el acceso del personal a las instalaciones, entre otros.
Figura 22. Estructura mayor para subestación
ii. Estructuras Menores
Las estructuras menores son componentes requeridos en las subestaciones de transmisión para el montaje y soporte de equipos primarios, equipos menores y otros componentes. Este tipo de estructuras pueden ser diseñadas de metal o de concreto armado. Todas sus partes y componentes, al igual que las estructuras mayores, deben ser de acero y estar protegidas contra la corrosión. El diseño de las estructuras menores debe realizarse tomando en cuenta las características de los equipos primarios o elementos de la subestación que soportarán, incluyendo su peso, dimensiones, dimensiones, detalles de su base y forma forma de sujeción.
Figura 23. Estructura menor dentro de una subestación.
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Universidad Autónoma de Nuevo León, Carlos Cesar Bulnes Torres, Elementos, especifica ciones y funcionamiento de los componentes de una subestación eléctrica. La colocación y dimensiones de las estructuras menores, al igual que en las estructuras mayores, debe efectuarse tomando en cuenta el arreglo y disposición de los equipos, debiendo cumplir con las distancias dieléctricas y considerando los espacios necesarios para el acceso del personal para realizar trabajos de inspección, reparación y mantenimiento a la subestación. b. Conductores
Los conductores son elementos de gran importancia en la construcción de una subestación, mediante estos se realiza la conexión entre los diferentes equipos primarios y bahías que constituyen el área eléctrica de una subestación. La función principal de los conductores eléctricos que forman parte de una subestación, es permitir el flujo de energía eléctrica a través de sus barras y circuitos en los diferentes niveles de tensión.
c. Aisladores
Los aisladores son elementos no conductores que tienen la función de separar las partes energizadas entre el potencial al que se encuentran sujetos conductores y equipos eléctricos, con relación al potencial de tierra, de manera que se cumpla con las distancias dieléctricas y de seguridad que requiera la instalación. Los aisladores utilizados utilizados en una subestación, deben deben ser capaces de soportar los esfuerzos eléctricos y mecánicos a los que sean sometidos los conductores y los equipos primarios, además, se deben considerar otros factores para su buen funcionamiento, como es el caso de las condiciones climáticas y grado de contaminación. Los materiales que poseen las propiedades con las características características necesarias para soportar los esfuerzos eléctricos y mecánicos del sistema en diferentes condiciones de operación, son:
Porcelana Los principales materiales utilizados para la fabricación de Vidrio conductores son el cobre y el aluminio, que de acuerdo a sus Materiales sintéticos características características naturales, ofrecen poca resistencia al paso de la corriente, reduciendo los efectos térmicos y el nivel de pérdidas Siendo los aisladores de porcelana y vidrio los más utilizados eléctricas. En subestaciones de transmisión es más común el en subestaciones de transmisión. uso de conductores de aluminio, ya que a pesar de que el cobre presenta menor resistencia eléctrica, el costo es más elevado Para que los aisladores cumplan con las funciones de soportar y comparándolo con un conductor de aluminio en su equivalente. proporcionar el aislamiento requerido a conductores energizados y equipos, se diseñan aisladores de varias formas y En general, como parte de las prácticas de estandarización en tamaños. México, para subestaciones de transmisión se ha generalizado el uso de conductores ACSR calibre 1113 kCM para los proyectos de subestaciones nuevas, aunque en ampliaciones En subestaciones de transmisión se pueden clasificar por su uso también se pueden utilizar conductores calibre 477 kCM, 795 y forma en: kCM y 900 kCM, dependiendo de los conductores que se - Aisladores tipo suspensión encuentren instalados.
Este tipo de aislador se utiliza para separar los conductores de las estructuras mayores y brindar aislamiento a éstas. Los aisladores tipo suspensión se conforman de varios aisladores, los cuales se enlazan uno con otro hasta obtener el aislamiento requerido en función del nivel de tensión de una subestación y la distancia de fuga definida con base en el nivel de contaminación de la zona.
Figura 24. Conductor de Aluminio Aluminio
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Universidad Autónoma de Nuevo León, Carlos Cesar Bulnes Torres, Elementos, especifica ciones y funcionamiento de los componentes de una subestación eléctrica. Dentro de los elementos que conforman una subestación se incluyen diferentes tipos de edificaciones, las cuales son requeridas en función del tipo, tamaño y características generales de la subestación. Los tipos de Casetas y Edificaciones aplicables a subestaciones de potencia se indican a continuación.
Figura 25. Aislador tipo suspensión
- Aisladores soporte tipo columna Este tipo de aislador se utiliza en caso de que los claros entre algunos equipos primarios generen una flecha que rebase las distancias de seguridad entre fase y tierra en los conductores que los interconectan. Los aisladores se instalan de forma vertical, soportando aquellos conductores donde las distancias de los claros sean considerables, y evitando que se genere la flecha que rebase las distancias de seguridad.
Caseta de control Caseta para planta de generación tipo diesel Caseta de vigilancia Edificios de subestaciones aisladas en gas SF6 Edificios de tableros metálicos blindados (Metal ‐ Clad)
Entre los diseños normalizados que se tienen en México, se encuentran la caseta de control, la caseta para la planta de generación tipo diesel y la caseta de vigilancia. Para el caso de las edificaciones para tableros metálicos blindados (MetalClad) y los edificios para subestaciones en gas SF6, no se encuentran normalizados, por lo que su diseño se debe realizar para cada proyecto proyecto en específico.
Figura 27. Caseta de control Figura 26. Aislador tipo soporte de columna.
d. Casetas y Edificaciones
Las Casetas y Edificaciones son estructuras que tienen como finalidad proteger de agentes ambientales a los equipos electromecánicos de una subestación. Su función principal es alojar aquellos equipos o partes de la subestación, que de acuerdo a su función y diseño, d iseño, deben ser instalados en espacios interiores, debiendo proporcionar protección y el nivel de seguridad requerido tanto a los equipos, como al personal a cargo de la operación, mantenimiento y vigilancia de la instalación.
VI.
SISTEMAS DE TIERRA
i. Propósito de un sistema de puesta a tierra
En principio, un diseño de una puesta a tierra (PAT) seguro tiene los siguientes dos objetivos:
Proveer medios para llevar las corrientes eléctricas a tierra bajo condiciones normales y de falla sin exceder cualquier límite de operación o del equipo o que afecten adversamente la continuidad del servicio. Asegurar que una persona en la cercanía de una instalación con PAT no está expuesta al peligro de choque eléctrico crítico. 16
Universidad Autónoma de Nuevo León, Carlos Cesar Bulnes Torres, Elementos, especifica ciones y funcionamiento de los componentes de una subestación eléctrica. ii. Condiciones de riesgo
Durante las típicas condiciones de falla a tierra (FT), el flujo de corriente a tierra producirá gradientes de potencial dentro y alrededor de una subestación.
e) La duración de la falla y el contacto del cuerpo, y desde luego, la corriente a través del cuerpo humano con tiempo suficiente para causar daño a una intensidad de corriente dada.
La relativa baja frecuencia de accidentes se debe a la baja La Figura muestra este efecto efecto para una subestación con una red probabilidad de coincidencia de todas las condiciones no de PAT rectangular sencilla sencilla en suelo homogéneo. ho mogéneo. favorables listadas arriba. A menos que se tomen las precauciones adecuadas para el diseño, el gradiente de potencial en la superficie de la tierra puede ser de magnitud suficiente durante las condiciones de falla para poner en peligro a una persona dentro del área.
Además, pueden desarrollarse voltajes peligrosos entre las estructuras puestas a tierra o las partes metálicas del equipo y la PAT cercana.
Los efectos de una corriente eléctrica pasando a través de las partes vitales de un ser humano dependen de la duración, magnitud y frecuencia de esta corriente. La consecuencia más peligrosa de tal exposición es una condición del corazón conocida como fibrilación ventricular, resultante de un paro inmediato de circulación de la sangre hacia el cerebro causando el fallecimiento por hipoxia (falta de oxígeno).
iv. Clasificación de sistemas de tierras.
Por el tipo de sistema eléctrico que protege:
Sistemas eléctricos de potencia Sistemas eléctricos de control Sistemas electrónicos Sistemas de comunicaciones Sistemas de protección contra corrosión catódica. Sistemas de protección contra electroestática.
Por su ocurrencia Un punto de vista práctico de la PAT se enfoca en controlar la interacción de dos Sistemas de PAT, como sigue: Figura 28. Contorno equipotencial equipotencial de una red de tierra típica con o sin electrodos de PAT.
iii. Causas de las falla a tierra (FT)
Algunas de las circunstancias que hacen posible los accidentes por choque eléctrico eléctrico son: a) Una alta corriente de FT en relación con el área del sistema de PAT y su resistencia a una tierra remota. b) La resistividad del suelo y la distribución de la corriente a tierra enlazada de modo que se tengan altos gradientes de potencial en puntos puntos sobre la superficie superficie de la tierra. tierra. c) La presencia de un individuo en un punto, tiempo y posición tales que el cuerpo esté puenteando dos puntos con una alta diferencia de potencial. d) Ausencia de suficiente resistencia de contacto u otras resistencias serie para limitar la corriente a través del cuerpo a un valor seguro bajo las circunstancias a) hasta c).
-La PAT intencional, consistente en electrodos enterrados a alguna profundidad bajo la superficie de la tierra. -La PAT accidental, temporalmente establecida por una persona expuesta a un gradiente gradiente de potencial en la cercanía de la instalación puesta a tierra. VII.
PROTECCIONES ESPECIALES
Sobre corriente temporizado Relé de sobreintensidad temporizado, es un relé con una característica característica de tiempo inverso o de tiempo fijo que funciona cuando la intensidad de un circuito de c.a. sobrepasa in valor dado. Sobre corriente direccional Relé direccional de sobreintensidad de c.a. es el que funciona con un valor deseado de circulación de sobreintensidad sobreintensidad de c.a. en una dirección dada.
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Universidad Autónoma de Nuevo León, Carlos Cesar Bulnes Torres, Elementos, especifica ciones y funcionamiento de los componentes de una subestación eléctrica. Comparación direccional Relé receptor de ondas portadoras o hilo piloto, es el que es accionado o frenado por una señal y se usa en combinación con una protección direccional que funciona con equipos de transmisión de onda portadora o hilos piloto de c.c. VIII.
CIMENTACIONES DE ESTRUTURAS
Las cimentaciones profundas constan de cajones perforados y muchas variedades de pilotes de concreto hincables o colados en su sitio. Las zapatas pueden ser, a su vez: • Cuadradas: ancho y largo de la cimentación tienen la misma
longitud. La profundidad es variable. Es la zapata más utilizada enconstrucciones de subestaciones intemperie.
IX.
MANTENIMIENTO A EQUIPO PRIMARIO
Es el cuidado que se debe tener en cualquier tipo de máquinas durante su operación, para prolongar su vida y obtener un funcionamiento funcionamiento correcto. En el caso particular de los transformadores transformadores se requiere poco mantenimiento, mantenimiento, en virtud de ser maquinas estáticas. Sin embargo, conviene que periódicamente se haga una revisión de alguna de sus partes, como son: 1. Inspección ocular de su estado externo en general, para observar fugas de aceite, etc. 2. Revisar si las boquillas no están flameadas por sobre tensiones de tipo externo o atmosférico. 3. Cerciorarse de que la rigidez dieléctrica sea la correcta, según las normas. 4. Observar que los aparatos indicadores funcionen debidamente.
• Rectangulares: utilizadas e n
el caso de que no sea posible implementar una zapata cuadrada o en diseños específicos que demuestren su eficacia en un caso particular. • Piramidales: son zapatas cuadradas o rectangulares cuya parte
superior se estrecha, en forma de pirámide. Por su geometría evita que se acumulen balsas de agua en su superficie.
5.Tener cuidado que los aparatos de protección y control operen en forma correcta. X.
CONCLUSIONES
• Zapatas aisladas: es aquella sobre
La subestación eléctrica es la importante en nuestra vida cotidiana ya que es la encargada de suministrar energía eléctrica a la industria o a los hogares.
• Zapatas corridas: pueden se r
Las subestaciones son elevadoras o reductoras, esta pasa por el centro de potencia para regular la tensión y posteriormente distribuirla de manera comercial. co mercial.
la que descansa o recae un solo pilar, encargada de transmitir a través de su superficie de cimentación las cargas al terreno. bajo muros, pilares, etc. Son cimentaciones de gran longitud en comparación con su sección transversal. • Zapatas ligadas: varias zapatas unidas entre sí.
En lo referente a los tipos cimentaciones de las estructuras sobre las que se apoyan la aparamenta de una subestación, suelen ser zapatas cuadradas o rectangulares aisladas, de hormigón armado, cuyas características dependerán de la norma de construcción que se aplique.
Sin embargo la subestación requiere de un mantenimiento con el fin de evitar fallas al momento de operar, se requiere de La subestación eléctrica es la importante en nuestra vida cotidiana ya que es la encargada de suministrar energía eléctrica a las industria o a los hogares.
Un mantenimiento preventivo preventivo tiene como fin alargar la la vida de los equipos o evitar fallas las cuales a su vez producen diversos accidentes dentro de la subestación. el mantenimiento preventivo consta de cuatro fases las cuales son las siguientes: Para el transformador de potencia de la subestación, en el caso de una subestación transformadora, la cimentación usada es la inventario técnico, este consta de manuales o planos que dan a mantenimiento las características de ca da bancada, debido a las dimensiones dimensiones y peso peso de dicho aparato. Las conocer al personal de mantenimiento cargas que deberán soportar estas cimentaciones, serán uno de los equipos que conforman a la subestación eléctrica, solamente aquellas que aparezcan en una subestación, debidas procedimientos técnicos, esto con el fin de llevar un orden generalmente a las condiciones climatológicas del lugar y durante el mantenimiento e indicar al personal que equipos serán analizados primero, control de frecuencias. características características eléctricas de la subestación.
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Universidad Autónoma de Nuevo León, Carlos Cesar Bulnes Torres, Elementos, especifica ciones y funcionamiento de los componentes de una subestación eléctrica. Se lleva a cabo un historial en el cual se muestran las fechas en las que fueron realizados los mantenimientos de manera periódica, registro registro de operaciones, operaciones, si algún equipo equipo se encuentra dañado durante el mantenimiento se realiza un presupuesto en el cual se indica la marca del material así como sus costos, a fin de evitar pérdidas. En general una subestación eléctrica es muy importante en nuestras vidas ya que como se mencionó estas se encargan de distribuir la energía de manera comercial. XI.
REFERENCIAS.
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