Subestaciones

Resumen—Dentro de este documento veremos específicamente todo lo referente a la visita a la subestación eléctrica de potencia “colima II” además de enfatizar en los temas que corresponden a la segunda parcial de subestaciones eléctricas como lo son: barras colectoras, redes de tierra y proyecto físico de la subestación. Como complemento se mostrara una introducción a las instalaciones de tierras de “Total Ground”.

Índice de Términos— subestación eléctrica, protecciones, barra colectora, alta tensión, instalación de tierra, conexión.

I. INTRODUCCIÓN

Para una subestación es necesario saber qué tipo de subestación será, y por lo tanto cuales son las necesidades que ésta debe tener. Para esto es importante la configuración de las barras, así como la selección misma.

Se llaman barras colectoras al conjunto de conductores eléctricos que se utilizan como conexión común de los diferentes circuitos que consta una subestación.

Son conductores de corriente que se instalan desnudos y aislados convenientemente. Tienen la función de distribuir energía eléctrica o alimentar equipos de gran capacidad. Su empleo en la industria radica en la alimentación de transformadores, rectificadores de mercurio, grúas viajeras y otros equipos.

Las mallas de tierra por lo general se diseñan y construyen tomando en cuenta el valor de corriente de falla que se tenía en ese momento y al cual se le aplica o debía aplicar un factor de crecimiento de acuerdo al pronóstico de generación esperada.

Por lo general al sistema de tierras solo se le da mantenimiento cuando se detecta una falla, por reporte de inspección o medición; en la práctica general no nos preocupamos por asignar un presupuesto para renovar, sustituir o modificar dicho sistema, en las subestaciones de mayor antigüedad; actualmente en la Comisión Federal de Electricidad se encuentran en operación subestaciones eléctricas que tienen fechas de puesta en servicio de hace ya más de veinte años, las cuales fueron diseñadas sin imaginar los altos niveles de corto circuito que actualmente se tienen.

El aplicar correctamente los factores de crecimiento cuando se planea construir una subestación es parte primordial en la confiabilidad de la misma a través de los años. Este trabajo está orientado especialmente a todas aquellas personas que se involucran en el diseño de un sistema de puesta a tierra.

II. DESARROLLO

 Barras Colectoras

o Introducción

Se llaman barras colectoras al conjunto de conductores eléctricos que se utilizan como conexión común de los diferentes circuitos que consta una subestación.

En una subestación se puede tener uno o varios juegos de barras que agrupen distintos circuitos en uno o varios niveles de voltaje, dependiendo del propio diseño de la subestación.

Las barras colectoras están formadas principalmente por los siguientes elementos:

• Conductores eléctricos

• Cadena de aisladores, que sirven como elemento aislante eléctrico y de soporte mecánico del conductor

• Conectores y herrajes, o sea la morsetería, que sirve para unir los distintos tramos de conductores y para sujetar el conductor al aislador.

Las barras colectoras se fabrican con diversos perfiles, en la industria las utilizadas con más frecuencia:

 Barras colectoras de sección rectangular

 Barras colectoras de sección cuadrada

 Barras colectoras de sección circulares

 Barras colectoras de sección cableada

 Barras colectoras de sección tubular

1) Barras colectoras de sección rectangular

Conocidas con el nombre de planchuelas, son las más utilizadas en la industria debido a sus cualidades, entre ellas: Son fáciles las operaciones de montaje corte, doblado, unión) Se pueden emplear para corrientes muy elevadas Se pueden utilizar varias por fase, dispuestas en paralelo Tienen la desventaja que debido a los ángulos agudos que posee su perfil, favorece la acción del efecto corona, se limita a tensiones bajas y medias (hasta 35 kv). El efecto corona: cuando un conductor eléctrico está sometido a un potencial muy elevado, el campo eléctrico puede ionizar el aire que lo rodea, formándose un ácido que ataca la superficie del conductor, acelerando su destrucción y reduciendo su capacidad de evacuación del calor.

2) Barras colectoras de sección cuadrada

Su aplicación es muy pobre comparado con la anterior, poseen peor ventilación y su montaje es más difícil, las operaciones de doblado, corte, unión requieren un esfuerzo mayor.

3) Barras colectoras de sección circulares

Conocidas popularmente como varillas, poseen pocas ventajas, su empleo se limita a los casos donde exista poca corriente a través de ellas y la tensión de servicio sea reducida, un ejemplo de ello es en la interconexión de instrumentos en las pizarras, barras de sincronización. Su empleo se debe limitar solo hasta 200 A debido a que para corrientes mayores, el efecto pelicular las afecta de forma negativa. Este consiste es que cuando un conductor es atravesado por una corriente alterna, le presenta a esta mayor reactancia en su zona central, por lo que la corriente circula en su mayor parte por la periferia del conductor, rehuyendo a su centro, el que provoca el no aprovechamiento uniforme del área del conductor, mientras que la periferia se sobrecarga.

4) Barras colectoras de sección cableada

Los cables poseen dos ventajas fundamentales basadas en su flexibilidad y disminución del efecto pelicular: Debido a su flexibilidad: se emplean en la conexión de los terminales de equipos sometidos a vibraciones o golpes, entre ellos se encuentran transformadores, reguladores de voltaje por inducción, disyuntores y otros. Disminución del efecto pelicular: como los cables están formados por varios hilos de pequeña sección, el cada uno de ellos el área inútil puede ser despreciada, por lo que la afectación total de la barra cableada a consecuencia del efecto pelicular es mínima.

5) Barras colectoras de sección tubular

Tienen la desventaja que su costo es elevado, por lo que su empleo se limita a tensiones muy elevadas. La ventilación y resistencia mecánica son buenas, sin embargo su instalación es compleja y requiere cuidados especiales. Se emplea con frecuencia en las subestaciones eléctricas.

o Configuraciones

• Barra de transferencia

Las subestaciones con barra de transferencia brindan confiabilidad por falla en interruptores.

• Barra doble

Las subestaciones con doble barra brindan flexibilidad para la operación

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