SUBESTACIONES DE BAJA TENSION 1. SUBEST SUBESTACIONES ACIONES ELECTRICA ELECTRICAS S Una subes subestac tación ión eléctr eléctrica ica es una instal instalac ación ión desti destina nada da a modif modifca carr los nivele niveles s de tensión tensión,, con el fn de acilitar el transporte y distribución distribución de de la energía eléctrica. eléctrica. Para lo cual estará compuesto por un conjunto de máquinas, aparatos y circuitos, circuitos, que tendrán la unción realiar la transormación transormación siendo su equipo principal el transormador transormador.. e!isten subestaciones eléctricas elevadoras, situadas en las inmediaciones de las centrales generadoras generadoras de energía eléctrica, eléctrica , cuya unción es elevar el nivel nivel de tensión, tensión, "asta "asta #$%, #$%, %%& o inclus incluso o '&& '&& () (),, antes de entregar la ener energí gía a a la red de tran transpo sporte rte.. *as subestaci subestaciones ones eléctrica eléctricas s reducto reductoras, ras, reducen el nivel de tensión "asta valores que oscilan, "abitualmente entre #$,%, #$,%, #+, #+, %&, %&, '+ ó () y entre entregan gan la energía energía a la red de distribución. distribución. Posteriorm Posteriormente, ente, los centros de transformación reducen los niveles de
tensión# aptos para el consumo tensión tensión "asta "asta valore valores s comerc comerciales iales !a"a tensión# doméstico e industrial, típicamente '&& ).
1.1. 1.1. TI$O TI$OS S DE %UNC %UNCIO IONA NA&I &IEN ENTO TO on las las enca ncargada gadas s de S'!estaci acione ones s de trans transfor formac mación ión- on S'!est transormar
la
energía
eléctrica
mediante
uno
o
más
transormadores.
S'!estaciones de manio!ra - on las encargadas de conectar dos o más circuitos y realiar sus maniobras. Por lo tanto, en este tipo de subestaciones no se transorma la tensión.
(. ESTACION ESTACIONES ES DE DE TRANS%O TRANS%OR&A R&ACION CION *as estaciones de transormación transormación son las instalaciones cuya principal misión es reducir la media tensión en baja tensión. /ic"a defnición engloba todos los elementos que posibilitan esta transormación, incluidas protecciones, elementos de medida y seccionamiento y el propio transormador.
UBICACI)N 0eneralmente 0eneralmente estas están dise1adas para ir ubicadas en la intemperie
INTE&$ERIE SOBRE $OSTE*
2n el caso de disponer de una acometida aérea en punta o fnal de
línea, o línea pasante de la que se deriva una línea "acia el centro de trans transor orma mació ción, n, norma normalme lmente nte para para potenc potencias ias "asta "asta #&& #&& 3)4, 3)4, se instala el transormador en un bastidor sobre la columna, estando el circuito compuesto por cortacircuitos usibles de e!pulsión, situados en la torre anterior o en la derivación, pararrayos auto valvulares y con protección en baja tensión. 2n caso caso de nece necesi sita tarr equi equipo po de medi medida da,, ésta ésta se reali ealia a en baja baja tensión, directa o con transormadores de intensidad en unción de la potencia contratada.
CO&$ACTO BAJO $OSTE 5on 5on el mismo mismo conce concepto pto que el centr centro o sobr sobre e poste poste,, const consta a de un peque1o edifcio en el que se aloja el transormador, en este caso "ast "asta a %+& %+& 3)4 3)4 de pote potenc ncia ia,, con con espa espaci cio o inde indepe pend ndie ient nte e para para la instal instalac ación ión del cuadr cuadro o de salida salidas s y prote protecci ccion ones, es, o el equipo equipo de medida. *as *as prin princi cipa pale les s vent ventaj ajas as de este este tipo tipo de cent centrro son son la pote potenc ncia ia permitida en la instalación, "asta %+& 3)4, la protección mecánica del conj conjun unto to,, y la aci acilid lidad ad de mant manten enim imie ient nto o que que supo supone ne el pode poderr realiarlo a nivel del terreno
+. DISTRI DISTRIBUC BUCI)N I)N ELECT ELECTRIC RICA A *as tensiones tensiones de generaci generación ón de la energía energía eléctric eléctrica a en las centrale centrales s oscil oscila a entre entre 3) y #6 3), tension tensiones es que no son sufcie sufciente ntes s para para su trans transpor porte te a grande grandes s dista distanci ncias as donde donde suelen suelen estar estar los centr centros os de consumo. 2stas tensiones son elevadas a la salida de las centrales a valores superiores 7#$% 3), %%& 3) y $6& 3),..8 para que las pérdidas por eecto joule sean los más peque1as posibles durante el transporte de la energía eléctrica desde allí a los centros de consumo. *a tensión 7%& 3), 3),..8 3),..8 de las redes redes de distri distribuc bución ión que alimen alimentan tan los centr centros os de consumo necesita ser reducida reducida a la tensión tensión de utiliación en 9: que es de '&&;%$& ).
ES,UE&A DE SISTE&A DE
ES,UE&A DE SISTE&A DE
'. CLASI%ICACION DE LOS SISTE&AS DE DISTRIBUCI)N *os sistemas de distribución se clasifcan en-
5omerciales.
Urbana.
=ural.
Sistemas de distri!'ción ind'strial. 5omprende a los grandes consumidores de energía eléctrica, tales como como las industria industrias s del acero acero,, químicas, químicas, petróleo petróleo,, papel, etc.> etc.> que que generalmente reciben el suministro eléctrico en alta tensión.
Sistemas de distri!'ción comerciales. comerciales. 2s un término colectivo para sistemas de energía e!istentes dentro de grandes complejos comerciales comerciales y municipales, tales como edifcios de gran altura, bancos, supermercados, aeropuertos, "ospitales, puertos, etc. 2ste tipo de sistemas sistemas tiene sus propias propias caracte característ rísticas, icas, como consecuencia de las e!igencias especiales en cuanto a seguridad de las personas y de los bienes, por lo que generalmente requieren de importantes uentes de respaldo en casos de emergencia.
Sistemas de distri!'ción 'r!ana. 4limenta la distribución de energía eléctrica a poblaciones y centros urba urbano nos s de
gran gran cons consum umo, o, per pero con con una una dens densid idad ad de carg cargas as
peque1a. on sistemas en los cuales es muy importante la adecuada selección en los equipos y el dimensionamiento. dimensionamiento.
Sistemas de distri!'ción r'ral. 2stos sistemas de distribución se encargan del suministro eléctrico a ona onas s de meno menorr dens densid idad ad de car cargas, gas, por por lo cual cual requi equier ere e de soluciones especiales en cuanto a equipos y a tipos de red. /ebido a las distancias largas y las cargas peque1as, es elevado el costo del (?" consumido. 2n muc"os casos es justifcado, desde el punto de vista económico.
-. CONSTITUC CONSTITUCION ION BSICA BSICA DE UN CENTRO CENTRO DE TRANS%OR&A TRANS%OR&ACION CION Un cent centrro de tran trans sor orma maci ción ón está está cons consti titu tuid ido o por por celd celdas as de línea línea 7entr 7entrad ada a y salid salida8, a8, celda celda de prot protecc ección ión y el;los el;los trans transor orma mador dor;es ;es de potencia. *a parte de 9aja tensión esta ormada por un cuadro de baja tensión con equipo de medida, un módulo de salida y distribución.
CELDA DE L/NEA- Podrá ser de entrada o salida y dependiendo de ese actor, su unción será la de recibir los cables de la acometida o darles salida "acia otros centros de transormación
CELDA DE $ROTECCI)N 0ENERAL - se suele ubicar justo a continuación de la celda de entrada y su misión es la de proteger el resto de la instalación de posibles anomalías.
CELDA DE TRANS%OR&ADOR* 2s aquí donde se realia la transormación.
CUADROS DE BAJA TENSI)N- u unción es recibir el circuito de 9aja :ensión :ensión procedente procedente del transormador transormador
distri ribu buir irlo lo en un &TBT y dist
determ determinado inado n@mer n@mero o de circuito circuitos s individuales. individuales.
los cuadro cuadros s de baja
tensi tensión ón conten contendrá drán n un sistem sistema a de seccio seccionam namien iento to en el embar embarra rado do general y bases tripolares verticales.
LOS ELE&ENTOS CONSTITU2ENTES DE LOS CUADROS DE BAJA TENSION 3 Unidad f'ncional de em!arrado - esta unidad estará ormada por unas barras verticales, que tienen una unción de intercone!ión entre los cabl cables es que que llega llegan n del del prop propio io tran trans sor orma mado dorr y la unid unidad ad de bar barras ras "oriontales. *a barra correspondiente al neutro se colocará siempre a la iquierda de las barras correspondientes a las ases
3 Unidad de !arras 4ori5ontales - reciben la corriente procedente de las barras verticales y la distribuyen entre las dierentes salidas en baja tensión. *a barra correspondiente al neutro se situará debajo de las barras de ase.
3 Unidad f'ncional de seccionamiento seccionamiento - estará compuesta por cuatro pletinas de cobre cobre desliantes y un aparato aparato de maniobra maniobra 7eccionador8 7eccionador8 debidamente aislado, que se puede utiliar para dejar sin servicio la totalidad de salidas en baja tensión que e!isten en el cuadro. cuadro.
3 Unidad f'ncional de 6rotección - está constituida por un sistema de corta cortacir circui cuitos tos usibl usibles es debida debidamen mente te dimens dimension ionado ados s y de sus bases bases
tripolares, tripolares, que protegen individualmente cada una de las salidas en baja tensión e!istentes. e!istentes. 2n caso de que el 5: sea de propiedad particular y la potencia del transormador supere los %+& 3)4, se podrá sustituir la unid unidad ad de secc seccio iona nami mien ento to y los los cort corta acir circuit cuitos os usib usible les, s, por por los los disyuntores adecuados que irán equipados con relés de protección.
7. TRAN TRANS% S%OR OR&A &ADO DORE RES S Un trans transor orma mador dor es un dispositivo eléctrico eléctrico que permite aumentar o dism isminu inuir la tensión en un circu ircuit ito o eléct léctrrico ico de corrien corriente te alterna alterna,, manteniendo la recuencia. *a potencia que potencia que ingresa i ngresa al equipo, en el caso de un transormador transormador ideal 7esto es, sin pérdidas8, es igual a la que se obtiene a la salida. *as máqu máquin inas as reale eales s pres presen enta tan n un pequ peque1 e1o o por porcent centaj aje e de pérd pérdida idas, s, dependiendo de su dise1o, tama1o, etc.
CLASI%ICACION
Se89n la f'nción :'e reali5an*
Transformadores ele;adores. Transformadores ele;adores.
Transformadores red'ctores. Transformadores red'ctores.
Se89n la 6otencia*
transforma transformador dor de 6otencia* 6otencia* e utilian para la transmisión de energía eléctrica en alta y media tensión. on de aplicación en subest subestac acion iones es trans transor ormad madora oras, s, centra centrales les de gener generac ación ión y en grandes usuarios.
Se89n la tensión*
transorm rmador adores es monoás monoásicos icos constan constan de un &onof
Trif
23= y 23 232 . Aay que tener en cuenta que a@n con relaciones #-#, al pasar de B a C o viceversa, las tensiones de ase varían.
CONE>ION DE TRANS%OR&ADORES TRANS%OR&ADORES
CONE>I)N &ONO%SICA *os transormadores del dibujo tienen cierta particularidad, y es que la salida del transormador está compuesta por dos bobinas secundarias, secundarias, de esta orma se consigue dividir la gran cantidad de ener energí gía a eléc eléctr tric ica a para para alim alimen enta tarr una una carg carga a a #%&) #%&) y a una una vivienda a %'&v, por citar un ejemplo. 2n el siguiente dibujo vemos las cone!iones cone!iones necesarias para tener poder disponer de dos salidas a #%&v, o disponer de una sola salida de %'&v
CONE>I)N TRI%SICA Banco de transformadores monof
eléctricos
triásicos
como
sustitución
de
un
transo transorm rmador ador triásic triásico. o. Por Por ejemplo, ejemplo, en el transpor transporte te a largas largas distancias
de
la
energía
eléctrica.
Por lo que respecta a las bobinas primarias y secundarias, las podem podemos os conec conecta tarr de varia varias s orma ormas, s, tenien teniendo do cuatr cuatro o posib posibles les casos- 22? 2=? =2? ==. 2s decir, podemos conectar las bobinas prim primar aria ias s en estr estrel ella la o en triá triáng ngul ulo o al igua iguall que que las las bobi bobina nas s secun secunda daria rias. s. /epen /ependie diendo ndo como como lo "agam "agamos os tendr tendremo emos s unas unas características técnicas u otras.
CONE>I)N DELTA@DELTA* 2ste sistema de cone!ión es utiliado en sistemas triásicos donde la tensión no es muy elevada. Posee un buen comportamiento rente a desequilibrios
CONE>I)N DELT DELTA 3ESTRELLA* e emplea como transormador elevador a la salida de las centrales generadoras.
CONE CONE>I >I)N )N ESTR ESTREL ELLA LA @ DEL DELTA*
e empl emplea ea como como
transormador reductor al fnal de una línea de alta tensión.
CONE>I)N DELT DELTA @ DELT DELTA ABIERTO#* ABIERTO#* olament olamente e se utilia cuando se nos "a estropeado un transormador, es decir, en casos de emergencia.
CONE>I)N DE TRANS%OR&ADORES EN $ARALELO 2n algunas ocasiones nos puede interesar tener dos transormadores en parale paralelo, lo, sobr sobre e todo todo si la carg carga a resul resulta ta e!ces e!cesiva iva para para un solo solo transormador. Para ara que sea sea posib posible le conec conecta tarr dos trans transor orma mador dores es en parale paralelo lo se deben dar las siguientes condiciones técnicas-
Los ;olta" ;olta"es es de los los 6rimar 6rimario ios. s. *os volt voltaj ajes es de las las dos dos bobin bobinas as primarias de los transormadores deben ser iguales.
Los ;olta"es de los sec'ndarios. *os voltajes de las dos bobinas secundarias de los transormadores deben ser iguales.
Las im6edancias 6. *as impedancias de los dos transormadores deben
ser
idénticas.
Las 6olaridades. *as polaridades de los transormadores deben ser teni tenida das s en cuen cuenta ta.. i se invi invier erte ten n las las pola polari rida dade des s se prod produc uce e un cortocircuito.
ES,U ES,UE& E&A A DE CONE CONE>I >I)N )N DE TRAN TRANS% S%OR OR&A &ADO DORE RES S EN $ARALELO
$ROTECCION DE LOS TRANS%OR&ADORES TRANS%OR&ADORES *os transormadores deben ser protegidos de las siguientes anomalías
protecci cción ón rent rente e a los corto cortocir circui cuitos tos se CORTOCI CORTOCIRCUI RCUITOS TOS * *a prote pued puede e
"ace "acerr
con con
cort cortac acir ircu cuit itos os
usi usibl bles es
o
relés elés
magn magnét étic ico os,
localiados en el primario
SOBRECAR0AS* Para ara prot proteg eger er a los los tran trans sor orma mado dorres cont contra ra sobrecargas se utilian relés térmicos en el secundario.
SOBRETENSIONES- *as sobretensiones atmoséricas son las más peligrosas para los transormadores
. TRANS TRANS%OR %OR&A &ADOR DORES ES DE &EDIDA &EDIDA *os transormador transormadores es de medida traducen las intensidades y tensiones de las líneas de 4.:. a valores medibles por contadores y protecciones
LAS $RINCI$ALES TAREAS DE LOS TRANS%OR&ADORES DE &EDIDA SON* •
:ransor :ransormar mar tensiones tensiones e intensidades intensidades con valores valores grandes grandes a valores valores áciles de manejar por los relés y equipos de medida.
•
4islar el circuito de medida del sistema primario de alta tensión.
TRANS%OR&ADORES TRANS%OR&ADORES DE TENSI)N on empleados empleados para para el acoplam acoplamiento iento de voltímet voltímetro ros s siendo siendo su tensión tensión primaria la propia de línea. /ependiendo de las necesidades surgidas en cada momento, pueden disponer de varios arrollamientos secundarios. e conecta en paralelo con el circuito de potencia y en el secundario se conectan los instrumentos o aparatos de protección. 2stos transormadores se construyen para todas las tensiones de circuitos normaliados.
TRANS%OR&ADORES TRANS%OR&ADORES DE CORRIENTE *os *os trans transor orma mador dores es de corr corrien iente te se utilia utilian n para para toma tomarr muest muestra ras s de corriente de la línea y reducirla a un nivel seguro y medible, para las gamas normaliadas de instrumentos, aparatos de medida, u otros dispositivos de medida y control. 2l primario de estos transormadores se conecta en serie
con la carga, y la carga de este transormador está constituida solamente por la impedancia del circuito que se conecta a él.
