Subestaciones

SUBESTACIONES ELÉCTRICAS

Definición

Es un conjunto de dispositivos eléctricos, que forman una parte de un sistema eléctrico de potencia, donde su principal función es: “Transformar tensiones y derivar circuitos de potencia”. Estas pueden ser de corriente alterna (AC) o de corriente directa (DC).

Objetivos

Una subestación eléctrica debe ser confiable, económica, segura y con un diseño tan sencillo como sea posible; éste último debe proporcionar un alto nivel de continuidad de servicio y contar con medios para futuras ampliaciones, flexibilidad de operación y bajos costos inicial y final.

Debe estar equipada con lo necesario para dar mantenimiento a líneas, interruptores automáticos y disyuntores, sin interrupciones en el servicio ni riesgos para el personal y los consumidores.

Capacidad

La capacidad de una subestación se fija, considerando la demanda actual de la zona en KVA, más el incremento en el crecimiento, obtenido por extrapolación, durante los siguientes 10 años, previendo el espacio necesario para las futuras ampliaciones.

Clasificación

Las subestaciones eléctricas se pueden clasificar de acuerdo a su:

1) Función dentro del sistema.

2) Forma constructiva.

3) Ubicación.

4) Medio aislante entre partes vivas y no energizadas.

5) Nivel de tensión.

6) Atendidas y no atendidas.

Según su función:

 Subestación Reductora: Estación de transformación en la cual la potencia que sale de los transformadores tiene una tensión más baja que la potencia de entrada.

 Subestación Elevadora: Es una Subestación de transformación en la cual la potencia de salida de los transformadores está a una tensión más alta que la potencia de entrada.

 Subestación de Interconexión.

Según su forma constructiva:

 Bajo Perfil.

 Alto Perfil.

 Encapsulada.

 Móvil.

 Compacta.

 Tipo Celda.

Según su ubicación:

 Interperie.

 Interior.

Según el medio aislante entre partes vivas y no energizadas:

 En aire.

 En SF6.

Según el nivel de tensión:

 Baja tensión (hasta 600 V).

 Media tensión (2,4 kV hasta 34,5 kV).

 Alta tensión (115 kV hasta 400 kV).

 Extra alta tensión (400 kV hasta 1000 kV)

 Ultra alta tensión (>1000 kV).

Partes de una subestación eléctrica

Las subestaciones se dividen en patios. Ejemplo: Patio de 115 kV, patio de 69 kV, patio de 230 kV. Los patios a su vez se subdividen en tramos o bahías.

Ejemplo:

 Tramo salida de línea de 115 kV.

 Tramo llegada de barras 115 kV a transformador.

 Tramo de enlace de barras.

 Tramo de transformación.

 Tramo llegada de transformador a barras de 13,8 kV.

 Casa de Mando.

Componentes y equipos que conforman una subestación eléctrica

a) Interruptor automático.

b) Seccionadores.

c) Conmutadores de puesta a tierra.

d) Transformadores de corriente.

e) Transformadores de potencial o transformadores de voltaje capacitor.

f) Capacitores de acoplamiento.

g) Filtros de línea.

h) Pararrayos.

i) Transformadores de potencia.

j) Reactores de derivación.

k) Reactores limitadores de corriente.

l) Barras y aisladores de estación.

m) Sistemas de puesta a tierra.

n) Capacitores en serie.

o) Capacitores en derivación.

Localización de una subestación eléctrica

Para la localización de una subestación eléctrica depende o se deriva de un estudio de planeación, a partir del cual se localiza, con la mayor aproximación, el centro de carga de la región que se necesita alimentar.

Muchos factores influyen para la correcta selección del tipo de subestación para una aplicación dada. El tipo de subestación más apropiado depende de factores tales como el nivel del voltaje, capacidad de carga, consideraciones ambientales, limitaciones de espacio en el terreno y necesidades de derecho de vía de la línea de transmisión.

Pasos para la localización de una subestación eléctrica

1. Planeación.

2. Ciclo de carga distribuida.

3. Alimentación eléctrica.

4. Cargas máximas.

5. Número de transformadores.

6. Capacidad instalada en KVA.

7. Porcentaje de crecimiento a 10 años.

8. Futura expansión.

9. Área de terreno en m2.

Etapas del diseño de una subestación eléctrica

Ingeniería Conceptual:

Es aquí donde se establecen los requerimientos de una instalación, se hacen los estudios para determinar su incorporación al sistema eléctrico existente y bajo que esquema va a funcionar así como los requerimientos de confiabilidad y seguridad de servicio que deberá tener para cumplir con las necesidades del cliente.

En esta etapa se realizan los estudios de factibilidad con el objeto de determinar la rentabilidad de la instalación y también para establecer los apartados de presupuestos correspondientes. En esta etapa también se decide la ubicación óptima de la instalación.

A fin de obtener un aproximado del valor de la instalación se realizan estimados de costos con un porcentaje de error muy alto, por lo general se hacen estimados clase 10.

Ingeniería Básica:

En esta etapa se plasma en papel los requerimientos de la instalación. Se obtienen las partidas de obra con las cuales se elabora el documento de licitación, se obtiene la cantidad de equipos mayores necesarios, se elaboran las especificaciones técnicas para la compra de los mismos y se realizan los planos referenciales para el proceso de licitación.

Entre las actividades que se realizan en esta etapa se encuentran las siguientes:

 Elaboración de los planos de disposición de equipos y cortes electromecánicos.

 Se define el área de la subestación.

 Se Ubica la subestación en forma definitiva.

 Se realiza la procura de los equipos Mayores.

 Se elaboran los paquetes de licitación para las obras civiles y electromecánicas.

 Se licita la construcción de la subestación.

Ingeniería de Detalle:

En esta etapa se realizan las siguientes actividades:

a) Se evalúan técnicamente las ofertas de los equipos.

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