Subestacion electrica

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.

 

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

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.