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Una subestación
de distribución o centro de
transformación es
el conjunto de instalaciones y equipos
eléctricos
encargado de realizar la transformación de
niveles de alta,
media o baja tensión a niveles adecuados
para la
distribución de energía eléctrica, operadores de
Red utilizan las
siguientes relaciones de transformación
230-34,5 kV,
115-34,5 kV, 115-11,4 kV, 115-34,5 kV, 34,5-
11,4 kV,
34,5-13,2 kV,13.2-0.208/0.120kV, 13.2-
0.220/0.127kV, 13.2-0.440/0.266kV, 11.4-0.208/0.120kV,
11.4 -0.220/0.127kV, 11.4 - 0.440/0.266kV
Es de anotar que
la utilización de tensión a 11.4kV está
reservada para
zonas ubicadas en alturas superiores a
1000 m.s.n.m y
tensión a 13.2kV, para alturas inferiores.
Los principales
tipos de subestaciones son, aéreas,de piso
Y subterráneas.
Subestación aérea
La subestación
aérea o tipo poste es empleada en zonas rurales,
y urbanas, para
prestar el servicio a usuarios industriales o
residenciales de
estratos 1,2 y 3. La subestación aérea está
conformada por un
transformador de distribución,
acompañado de su
respectiva protección contra sobretensión
(Descargadores de
sobre tensión DST) y protección contra sobre
corriente
(cortacircuitos), como también de algunos accesorios
indispensables
para su montaje como apoyos, aisladores y
herrajes. Los
transformadores utilizados en este tipo de
subestación
pueden ser monofásicos o trifásicos y los
fabricantes
ofrecen transformadores de distribución con
potencias
nominales normalizadas que no exceden los 150 kVA,
cuando la
potencia nominal excede los 112.5KVA o el peso del
transformador
sobrepasa los650kg, se requiere utilizar para su
instalación una
estructura tipo H. La estructura tipo H se
compone de dos
apoyos (postes).La alimentación de los
transformadores
que conforman una subestación aérea puede
hacerse por red
aérea o subterránea.
Los niveles de tensión para redes de uso público se encuentran definidos en la Norma ICONTEC NTC 1340 es tensiones nominales en sistema de energía eléctrica a 60 Hz en redes de servicios públicos, y, pero si un cliente de un operador de red requiere un nivel de tensión diferente, puede definir su contrato de conexión en un nivel de tensión normalizado, con el cual alimentará un transformador de su propiedad, este transformador recibe el nombre de transformador de uso dedicado y definir así la relación de transformación que más le convenga a sus necesidades.
Los niveles de tensión para redes de uso público se encuentran definidos en la Norma ICONTEC NTC 1340 es tensiones nominales en sistema de energía eléctrica a 60 Hz en redes de servicios públicos, y, pero si un cliente de un operador de red requiere un nivel de tensión diferente, puede definir su contrato de conexión en un nivel de tensión normalizado, con el cual alimentará un transformador de su propiedad, este transformador recibe el nombre de transformador de uso dedicado y definir así la relación de transformación que más le convenga a sus necesidades.
Subestación
Subterranea
La subestación
subterránea se instala bajo el nivel
del piso en
andenes, zonas verdes, o en un predio
particular, están
conformadas por dos bóvedas
una para el
transformador y otra para el
seccionador de
maniobras, estas se encuentran
unidas por un
banco de ductos. El seccionador
debe ser de tipo
inundable de operación bajo
carga de 200 A,
debe contar con codos
premoldeados sin
partes vivas expuestas, para la
conexión de los
terminales de media tensión.
El transformador
puede ser sumergible u ocasionalmente sumergible de capacidad hasta 200 kVA,
con la propiedad de permanecer hasta tres horas en agua, si el transformador no
cuenta con el conjunto de protección y seccionamiento interno, se deben
instalar seccionadores independientes en aceite o en SF6 sumergibles; los
bornes de conexión de baja tensión deben ser aislados y los de alta deben ser
codos premoldeados resistentes a la humedad; entre el tanque del transformador
y el piso de la bóveda debe existir una distancia superior a 4 centímetros. La
bóveda del transformador debe disponer de una cubierta removible en la parte
superior que permita el acceso a los fusibles internos y los bujes de media y
alta tensión del transformador sin tener que ingresar a la bóveda.
Subestación de
piso
La subestación de
piso se utiliza en zonas
urbanas, para
prestar el servicio a usuarios
industriales,
comerciales, alumbrado público y
residencial.
Las subestaciones
de piso presentan variantes que
determinan su
clasificación en:
.Subestación tipo
patio
.Subestación tipo
pedestal.
.Subestación
capsulada.
Subestación tipo
patio
Las subestaciones
tipo patio son empleadas a la
intemperie en
algunas industrias, habitualmente
son alimentadas
por redes subterráneas a 34,5 kV
y en el lado de
baja tensión se pueden manejar
niveles de
tensión según la necesidad del usuario.
Los
transformadores con potencia nominal entre 1000 kVA y 2500 kVA, deben tener
tanque de expansión o cámara con colchón de aire que permita la apropiada refrigeración
del transformador.
En las
subestaciones tipo patio el equipo de medida se debe encontrar alojado en una
celda tipo intemperie de fácil acceso para el personal sin tener que ingresar
al patio de conexiones; para la protección contra sobretensiones el
transformador debe contar con descargadores de sobretensión (DST) de 27 kV, 10
kA, de óxido metálico y por el lado de alta tensión debe utilizar un
reconectador o seccionador con fusible tipo HH.
La subestación
debe estar provista de una puesta a tierra a la cual se conectaran las partes
metálicas no conductoras del equipo empleado en la subestación, así como las
crucetas metálicas, los cables de guarda, la carcaza del transformador, los DST
y el neutro del transformador.
Subestación tipo
pedestal
La subestación
pedestal o pad mounted (tipo jardín)
puede ser
utilizada a la intemperie o al interior de
edificios,
ofrecen seguridad para ser instalada en lugares
en que existe
paso de personas como en parques o
avenidas.
La subestación de
pedestal está conformada por dos
gabinetes, uno en
el que se encuentra alojado el
transformador el
cual lleva sus protecciones internas y
otro para la caja
de maniobras, estos gabinetes cuentan
con cerradura que
impiden el ingreso de personal no
autorizado. La subestación
de pedestal debe contar con
una puesta tierra
a la que se conectan las partes metálicas
de la
subestación, al neutro del transformador y la tierra
de los
descargadores de sobretensión.
La subestación de
pedestal posee seccionadores de maniobras que pueden ubicarse en la celda de
maniobra o a la intemperie. Los seccionadores deben poseer aislamiento en
aceite o en SF6 y la cámara de interrupción del arco debe ser en aceite, vacío
ó SF6; son seccionadores tripolares de operación manual bajo carga.
El área de la
subestación se encuentra encerrada por una malla instalada como mínimo a un
metro del perímetro de los equipos y de 2.5 metros de altura, con avisos de
peligro y alta tensión, también su puede instalar en un local en el que la
puerta dé al exterior del inmueble.
TRANSFORMADORES
DE PEDESTAL
El transformador
pedestal se divide en dos compartimientos cada uno con puerta y separados el un
del otro por una lamina metálica, en el del lado izquierdo se alojan los
terminales de alta tensión del transformador y al lado derecho los terminales
de baja tensión.
El transformador
de pedestal es protegido en el lado de alta tensión por un fusible de expulsión
tipo bayoneta en serie con un fusible limitador de corriente el cual opera
cuando hay fallas internas en el transformador, se encuentra ubicado en el
interior de su tanque, por esta razón cuando este actúa el transformador debe
ser retirado para someterlo a revisión y en el lado de baja tensión el
transformador para su protección cuenta con un interruptor automático escogido
según la corriente de cortocircuito y la curva de capacidad térmica que pueda
soportar el transformador.
La capacidad de
los transformadores pedestal empleados para alumbrado publico son: 30, 45 y 75
kVA y para distribución se maneja una relación 11.4 – 0.208/0.120 kV con
capacidades de 45, 75, 112,5 150 225, 300, 400 y 500 kVA.
CAJA DE MANIOBRA
En la caja de
maniobra se realiza la conexión o desconexión individual de los transformadores
de las redes de distribución y acometidas por medio de interruptores, la caja
de maniobra puede ser en aceite o en SF6 para acometidas subterráneas.
Subestación
Capsulada
Las subestaciones
o centros de transformación
capsuladas, son
aquellas en las que existe un
recinto cerrado
en el cual se encuentran alojadas
varias celdas,
una de ellas destinada para el
transformador de
distribución, una celda para el
equipo de
protección y maniobra, es decir el
seccionador
tripolar de trabajo bajo carga con
nivel de
aislamiento de 15 kV; otra celda alberga
el grupo de
medida compuesto por los
transformadores
de potencial y de corriente.
Las subestaciones
capsuladas son empleadas en industrias o en urbanizaciones de estrato 4,5 y 6.
En las
subestaciones capsuladas se utilizan transformadores en aceite o
transformadores tipo seco, se protegen con fusibles limitadores de corriente,
el cual se selecciona dependiendo de la potencia nominal del transformador.
Los transformadores
en aceite se alojan en un local reforzado (bóveda) independiente al local de
las celdas de entrada, salida, protección y en algunos casos la celda de
medida. El transformador tipo seco se instala en el mismo local de las celdas;
Las celdas son
elaboradas en lámina, poseen una puerta metálica con cerradura, una ventana de
inspección con vidrio templado de seguridad y rejillas de ventilación.
En las subestaciones capsuladas se pueden emplear seccionadores
tripolar en aire con tensión nominal de 17.5 kV y corriente nominal de 630 A
para conductor 2/0 y 400 A para conductor 4/0, seccionador en aire con fusibles
limitadores de corriente con tensión nominal de 17.5 kV y corriente nominal de
400 A, o celda con seccionadores en SF6, la cual se utiliza también como celda
de entrada y celda de salida, consta de un tanque lleno de SF6 en el que se
sumerge un seccionador tripolar de trabajo bajo carga de tres posiciones:
conectado (cerrado), desconectado (abierto) y puesto a tierra.
Las subestaciones
se clasifican de acuerdo a su:
.Nivel de tensión
.Configuración
.Función
Nivel de tensión
De Ultra Alta
tensión (Un>800 kV.), De Extra Alta
Tensión (300
kV.<Un<550 kV.), De Alta Tensión
(52
kV<Un<300 kV.), De Distribución (6.6
kV<Un<44
kV.) y De Baja Tensión (6,6kv >)
Configuración
De Barra
Sencilla, De Doble Barra, De doble Barra
más By Pass, De
Doble Barra más Seccionador de
Transferencia, De
doble Barra más Barra de
Transferencia,
Interruptor y Medio, En Anillo,
Doble Anillo y
Pirámide.
Función
De Generación, De
Transformación, Mixta
(Generación y
Transformación) y De
Compensación
(Capacitiva Serie y Capacitiva
Paralelo.
Ejemplos de Subestaciones Locales
Subestación San
Luis Rey
Subestación San
Luis Rey
El voltaje de
esta subestación es de 230 kv (Kilo
Volts) Lo cual la
clasifica como una subestación
de Alta Tensión.
Su capacidad de transformación
es de 40 MVA
(Mega Volt Amer) Ademas cuenta
con 5 circuitos
de distribución para el suministro
eléctrico de la
ciudad de San Luis Rio Colorado.
Su función es
Mixta (Generación y
transformación) Y
esta subestación se clasifica
tambien como una
subestación de Transmición.
Subestación La
Joya
El voltaje de
esta subestación es de 115v Lo cual la
hace entrar en la
misma clasificación que la
subestación San
Luis Rey: Subestación de Alta
tension. Se
clasifica como una subestación de
subtransmisión y
cuenta con un transformador de
potencia de 30
MVA, un banco de capacitores de
1.8 MVAR’s y
cinco circuitos de distribución para
el suministro
eléctrico de parte del municipio
Playas de
Rosarito.
Subestación La
Plata
La subestación es
de 132 kv lo cual la clasifica
también al igual
que las anteriores como una
subestación de
Alta Tensión. Esta subestación aporta
mayor potencia a
su sistema de transmisión en alta
tensión con una
capacidad de 40 MVA (Megavatios) y
8 nuevos
alimentadores que la interconectan con la
red distribución
eléctrica en Media Tensión operada
por la empresa.
La subestación se clasifica también
como una
subestación de transmición. Cuenta
también con una
sala de tableros de 13,2 kV de 10
interruptores en
celdas de potencia, y salas de
servicios auxiliares.
También cuenta con un sistema
de telecontrol,
telemedición y telesupervisión remoto
tipo SCADA.
Ejemplos de Subestaciones Extranjeras
Subestación
Bacatá
Bacatá alcanza un
total de 900 MVA (millones de
voltiamperios) de
potencia instalada. Su voltaje es
de 500 Kv lo cual
la clasifica como una
subestación de
Extra Alta Tensión. Para esto,
cuenta con seis
transformadores de 150 MVA
cada uno, equipos
de soporte, monitoreo,
seguridad y
protección, cinco lineas de 115 Kv
para ser
distribuido directamente al sistema
eléctrico de
Codensa, una empresa en los Estados
Unidos de América
Subestación Soto
Norte
Esta subestacion
cuenta con un voltaje de 69 kv lo
cual la clasifica
como una subestacion de Alta
Tension, este
voltaje permite generar 45
megavatios de los
cuales 26 van hacia una
autoeficiencia y
las demas a diferentes
comunidades en el
pais de Honduras. Se clasifica
como una
subestacion de distribución primaria.
