PARTES DE UNA SUB ESTACION
ELEMENTOS CONSTITUTIVOS DE UNA
SUBESTACIÓNLos elementos que constituyen una subestación se pueden clasificar enelementos principales y elementos secundarios.
ELEMENTOS PRINCIPALES
TRANSFORMADOR
INTERRUPTOR DE POTENCIA
RESTAURADORES
CUCHILLAS FUSIBLES
CHUCHILLAS DECONECTADORAS
APARTARRAYOS
TABLEROS DUPLEX DE CONTROL
CONDENSADORES
TRANSFORMADORES PARA INSTRUMENTO
ELEMENTOS SECUNDARIOS
CABLES DE POTENCIA
CABLES DE CONTROL
ALUMBRADO
EQUIPO DE FILTRADO DE ACEITE
SISTEMA A TIERRA
INTERCOMUNICADOR
TRANSFORMADORDispositivo eléctrico que permite aumentar o disminuir la tensión en un circuito
eléctrico de corriente alterna.
El transformador es un dispositivo que convierte la energía eléctrica alterna de
un cierto nivel de tensión, en energía alterna de otro nivel de tensión,
basándose en el fenómeno de la inducción electromagnética. Está
constituido por dos bobinas de material conductor, devanadas sobre un
núcleo cerrado de material ferromagnético pero aisladas entre sí
eléctricamente. La única conexión entre las bobinas la constituye el flujo
magnético común que se establece en el núcleo. El núcleo, generalmente, es
fabricado bien sea de hierro o de láminas apiladas de acero eléctrico,
aleación apropiada para optimizar el flujo magnético
Núcleo de circuito magnéticoCircuito magnético a un dispositivo en el cual las líneas de fuerza del campo
magnético se hallan canalizadas trazando un camino cerrado. Para sufabricación se utilizan materiales ferromagnéticos pues éstos tienen una
permeabilidad magnética mucho más alta que el aire o el espacio vacío y
por tanto el campo magnético tiende a confinarse dentro del material,
llamado núcleo. El llamado acero eléctrico es un material cuya
permeabilidad magnética es excepcionalmente alta y por tanto apropiado
para la fabricación de núcleos.
Bobinas y Válvula de carga de aceiteLas bobinas son simplemente alambres generalmente de cobre enrollado enlas piernas del núcleo. Según el número de espiras (vueltas) alrededor de unapierna inducirá un voltaje mayor. Se juega entonces con el número de vueltasen el primario versus las del secundario. En un transformador trifásico el númerode vueltas del primario y Bobinas.
Los indicadores magnéticos de nivel tienen como finalidad indicar el nivel delos líquidos y también cuando están previstos de contactos para alarma sirvetambién como protección para los transformadores con los que operan lostransformadores de potencia están generalmente dotados de dispositivosexternos que permiten indicar el nivel de aceite en el tanque, por lo general seconstruyen con cubierta de aluminio con las partes móviles de latón, las agujasestablecen dos contactos, siendo uno para el nivel mínimo y el otro para elnivel máximo.
INTERRUPTOR DE POTENCIAUn interruptor es un dispositivo cuya función es interrumpir y restablecer la
continuidad en un circuito eléctrico.
Si la operación se efectúa sin carga (corriente), el interruptor recibe el nombre
de desconectador o cuchilla desconectadora.
Sin embargo la operación de apertura o de cierre la efectúa con carga
(corriente nominal), o con corriente de corto circuito (en caso de alguna
perturbación), el interruptor recibe el nombre de DISYUNTOR O INTERRUPTOR
DE POTENCIA.
Los interruptores de potencia, como ya se mencionó, interrumpen y
restablecen la continuidad de un circuito eléctrico. La interrupción la deben
efectuar con carga o corriente de corto circuito.
Este interruptor se emplea para circuitos de líneas de alto voltaje en que se requiere una
capacidad de interrupción muy rápida, y con características de reenganche rápido efectivo.
RESTAURADORESEn los sistemas de distribución, además del problema de la protección de los
equipos eléctricos, se representan el de la “continuidad” del servicio, es decir
la protección que se planea en las redes de distribución se hace pensando
en los dos factores mencionados anteriormente.
Para satisfacer esta necesidad se ideo un interruptor de operaciones
automáticamente que no necesita de accionamiento manual para sus
operaciones de cierre o apertura (la operación manual se refiere al mando
por control remoto), es decir, construido de tal manera que un disparo o un
cierre está calibrando de antemano y opera bajo una secuencia lógicapredeterminada y constituye un interruptor desacuerdo con las necesidades
de la red de distribución que se va a proteger.
Este interruptor recibe por tales condiciones el nombre de restaurador.
Un restaurador no es más que un interruptor de aceite con sus tres contactosdentro de un mismo tanque y que opera en capacidades interruptoras
relativamente bajas y tensiones no muy elevada.
CUCHILLAS FUSIBLESLa cuchilla fusible es un elemento de conexión y
desconexión de circuitos eléctricos. Tiene dos
funciones: como cuchilla desconectadora, para lo
cual se conecta y desconecta, y como elemento de
protección.
El elemento de protección lo constituye el dispositivo
fusible, que se encuentra dentro del cartucho de
conexión y desconexión. El dispositivo fusible se
selecciona de acuerdo con el valor de corriente
nominal que va a circular por él, pero los fabricantes
tienen el correspondiente valor de corriente de
ruptura para cualquier valor de corriente nominal.
Los elementos fusibles se construyen
fundamentalmente de plata (en casos especiales),
cobre electrolítico con aleación de plata, o cobre
aleado con estaño.
CHUCHILLAS DECONECTADORAS
La cuchilla desconectadora es un elemento que sirve para desconectar
físicamente un circuito eléctrico.
Por lo general se operan sin carga, pero con algunos aditamentos se puede
operar con carga, hasta ciertos límites.
Para tensiones elevadas se emplean cuchillas con cuernos de arqueo y puesta a
tierra. Estas cuchillas son semejantes a los de cuerno de arqueo y conexión de
puesta a tierra
APARTARRAYOSLas sobretensiones que se presentan en las instalaciones de un sistema pueden ser de dos tipos:
1. sobretensiones de tipo atmosférico.
2. sobretensiones por fallas en el sistema.
En el estudio que ahora trataremos nos ocuparemos de las sobretensiones de tipo atmosférico.
Las ondas que presentan durante una descarga atmosférica viajan a la velocidad de la luz y dañanal equipo si no se tiene protegido correctamente; para la protección del mismo se deben tomar encuenta los siguientes aspectos:
1. descargas directas sobre la instalación
2. descargas indirectas Apartarrayos. El apartarrayos es un dispositivo que nos permite proteger lasinstalaciones contra sobretensiones de tipo atmosférico
De los casos anteriores el más interesante, por presentarse con mayor frecuencia, es el de lasdescargas indirectas.
El apartarrayos, dispositivo que se encuentra conectado permanentemente en el sistema, operacuando se presenta una sobretensión de determinada magnitud, descargando la corriente a tierra.
Su principio general de operación se basa en la formación de un arco eléctrico entre dos explosorescuya operación está determinada de antemano de acuerdo a la tensión a la que va a operar.
Se fabrican diferentes tipos de apartarrayos, basados en el principio general de operación; porejemplo: los más empleados son los conocidos como “apartarrayos tipo autovalvular” y“apartarrayos de resistencia variable”.
El apartarrayos se conecta entre línea y tierra, consiste básicamente de elementos
resistores en serie con gaps o explosores. Los elementos resistores ofrecen una
resistencia no lineal, de manera tal que para voltajes a la frecuencia normal del
sistema la resistencia es alta y para descargar corrientes la resistencia es baja.
TABLEROS DUPLEX DE CONTROLEs el conjunto de gabinetes modulares utilizados para instalar los diferentes equipos de
medición, protección y mecanismos de control de la subestación, además tiene
instalados los sistemas de mandos para efectuar las diferentes maniobras de control de
una subestación cuando sea necesario en forma manual
CONDENSADORESEstos bancos, están formados básicamente por
celdas capacitivas monofásicas de alta tensión
en conexión estrella, las cuales cuentan con el
índice más bajo de fallas por año a nivel mundial
y son protegidas mediante fusibles tipo expulsión
en forma individual. Las celdas son montadas en
una o varias estructuras de acero galvanizado
por inmersión en caliente con un diseño
adecuado para su montaje a la intemperie.
Como elementos complementarios de los
bancos de capacitores, se pueden suministrar
con desconectadores en aceite o en vacío,
apartarrayos, fusibles principales de potencia,
cuchillas desconectadoras y/o de puesta a
tierra, sistemas de control y protección por
medio de relevadores de protección
microprocesados y los TC's o TP's necesarios para
el esquema de protección
ELEMENTOS SECUNDARIOS
CABLES DE POTENCIAConductores que se emplean como alimentadores de equipos, de talleres, en
residencias y otros. Su construcción es diferente a la de los juegos de Barras
colectoras. Están formados por uno o más conductores, perfectamente aislados y
protegidos del exterior por sucesivas capas que le dan aislamiento, hermeticidad
y resistencia mecánica.
CABLES DE CONTROLPara definir los cables de control, basta con
entender que son filamentos de hilos de
acero inoxidable que cumple con
funciones de ser ente conductor.
Entendemos por cables de control como la
estructura de hilo de acero inoxidable
habitualmente recubierto por una capa
flexible de acero inoxidable, para el
funcionamiento de mecanismos endiferentes maquinarias
ALUMBRADOLas áreas de la subestación de distribución (caseta, zona de equipo instalado yde tránsito), deben tener una iluminación adecuada para que el personal de
operación y mantenimiento pueda realizar sus trabajos
En general, en la iluminación de las áreas se pueden considerar cuatro
propósitos:
a) Seguridad en la operación del equipo
b) Tránsito sin peligro
c) Inspección del equipo
d) Trabajo de mantenimiento.
EQUIPO DE FILTRADO DE ACEITECon el fin de prolongar la vida útil del aceite aislante mineral y por consiguiente la vida deltransformador, se realiza el servicio de Reacondicionamiento del Aceite, el cual consiste en laextracción de agua y partículas, elevando notablemente su rigidez dieléctrica.
El servicio se realiza utilizando el método de micro-filtración conforme a la norma NMX-J-308inherente al manejo, control y tratamiento de aceite aislante para transformadores, y a la NOM-133-ECOL relacionada con manejo de residuos peligrosos.
SISTEMA A TIERRAUtilizado para la puesta a tierra de los equipos electrónicos y de control, consta
de una serie de electrodos instalados remotamente del local de unidades de
energía interrumpible del edificio inteligente, enlazados entre si por medio de
cobre desnudo Cal. 4/0 AWG. En el interior del local de las unidades de energía
interrumpible del edificio inteligente, se instaló una barra de cobre electrolítico
de 3.600 x 0.1016 x 0.009525 mts., montada a 2.60 mts. Sobre nivel de piso
terminado con una leyenda indicativa, que es de uso exclusivo para el sistema
de electrónica. Conectada a el sistema de tierras remotas mediante cable de
cobre Cal. 4/0 AWG. Aislamiento THW – LS 90 °C, con marcas en los extremos y a
intervalos no mayores de 3.0 color verde; a las concentraciones de tableros
para cada nivel de cada módulo, los tableros para el sistema regulado de
energía se conectaran con cables paralelos de calibre adecuado a la
capacidad del interruptor termo magnético principal de cada tablero, de características similares al Cal. 2 AWG y dejando como preparación cocas de
cable.