Subestaciones

MODULO 1.1

DESCRIPCION DE LOS CONCEPTOS BÁSICOS DE LAS SUBESTACIONES ELECTRICA

Definición de Subestación Eléctrica

Una subestación eléctrica es un conjunto de máquinas, aparatos y circuitos, que tienen una la función de modificar los parámetros de potencia eléctrica (corriente y voltaje) y de proveer un medio de interconexión y despacho entre las diferentes líneas de un sistema, permitiendo el control del flujo de energía, brindando seguridad para el sistema eléctrico, para los mismos equipos y para el personal de operación y mantenimiento.

Importancia

En toda instalación industrial o comercial es indispensable el uso de la energía, la continuidad de servicio y calidad de la energía consumida por los diferentes equipos, así como la requerida para la iluminación, es por esto que las subestaciones eléctricas son necesarias para lograr una mayor productividad.

En las grandes ciudades densamente pobladas, cada día es más notoria la necesidad de abastecer demandas de energía eléctrica que por sus características es imperioso satisfacerlas utilizando sistemas de alta tensión (132 Kv en adelante), lo que hace imprescindible la instalación de Subestaciones para esas tensiones. El uso de subestaciones eléctricas en sistemas de generación de energía juega un papel relevante y de suma importancia ya que en una instalación normal, los generadores de la central eléctrica suministran voltajes de 26,000 voltios; voltajes superiores no adecuados por las dificultades que presentan su aislamiento y por el riesgo de cortocircuitos y sus consecuencias. Este voltaje se eleva mediante transformadores a tensiones entre de transporte primaria (cuanto más alta es la tensión en la línea, menor es la corriente y menores son la pérdidas, ya que éstas son proporcionales al cuadrado de la intensidad de corriente).

En la Subestación, el voltaje se transforma en tensiones entre 69,000 y 138,000 voltios para que sea posible transferir la electricidad al sistema de distribución. La tensión se baja de nuevo con transformadores en cada punto de distribución. En edificios donde el consumo de potencia es elevado se efectúa la transformación de voltaje con subestaciones eléctricas locales para suplir los requerimientos de potencia propios del sistema.

Principios de Funcionamiento

El objetivo principal de una subestación eléctrica es la de modificar los parámetros de potencia eléctrico tanto corriente como voltaje entre las diferentes líneas de un sistema eléctrico, por lo tanto, en toda subestación eléctrica el elemento mas importante es el transformador, ya que, este elemento se encarga de transferir la energía eléctrica de un circuito a otro que son, por lo general, de diferentes tensiones entre si. Dicho lo anterior podemos decir entonces que la operación de una subestación eléctrica depende principalmente de la operación del transformador.

Los transformadores posibilitan los grandes sistemas de energía. A fin de trasmitir cientos de megawatts de potencia de potencia eficientemente a grandes distancias, son necesarios voltajes de líneas muy altos, del orden de 161 a 1000 Kv. Los transformadores elevan o reducen los voltajes con muy poca pérdida de potencia. La conexión de transformadores reductores entre la línea de transmisión y las diversas cargas eléctricas, permite usar la potencia transmitida con voltajes seguros. Los grandes sistemas de energía no podrían haberse hecho sin transformadores.

Plan de Mantenimiento

El primer pasó en el desarrollo de un programa completo de mantenimiento planeado consiste en reunir una fuerza de trabajo que inicie y ejecute el plan. Se designará a una sola persona como jefe de la fuerza de trabajo, además de que es esencial el compromiso de la dirección para el cumplimiento exitoso del plan. Después de anunciar el plan y formar la organización necesaria para el mismo, la fuerza de trabajo deberá, emprender la tarea de conformar el programa.

Para el caso general de mantenimiento en subestaciones eléctricas un programa de mantenimiento puede estar conformado por los elementos que se explican a continuación.

a) Especificaciones Técnicas de una Subestación Eléctrica

Las subestaciones se pueden denominar, de acuerdo con el tipo de función que desarrollan, en tres grupos:

• Subestaciones variadoras de tensión.

• Subestaciones de maniobra o seccionadores de circuito.

• Subestaciones mixtas (mezcla de las anteriores).

De acuerdo con la potencia y tensión que manejan las subestaciones, estas se pueden agrupar en:

• Subestaciones de transmisión. Arriba de 230 Kv.

• Subestaciones de subtransmisión. Entre 230 y 115 Kv.

• Subestaciones de distribución primaria. Entre 115 y23 Kv.

• Subestaciones de distribución secundaría. Abajo de 23 Kv.

Normas de Mantenimiento

En primer lugar debemos tener presente el concepto de norma de lo contrario, se correrá el riesgo de caer ambigüedades. La norma es la misma solución que se adopta para resolver un problema repetitivo, es una referencia respecto a la cual se juzgará un producto o una función y, en esencia, es el resultado de una elección colectiva y razonada. Prácticamente, norma es un documento resultado del trabajo de numerosas personas durante mucho tiempo, y normalización es la actividad conducente a la elaboración, aplicación y mejoramiento de las normas.

Por lo tanto, se deben seleccionar el tipo de normas aplicables a una subestación eléctrica y que sean congruentes con el tipo de mantenimiento que se desea aplicar en la subestación. Como ejemplo citaremos la Norma Oficial Mexicana NOM-113-ECOL-1998 que establece las especificaciones de protección ambiental para la planeación, diseño, construcción, operación y mantenimiento de subestaciones eléctricas de potencia o de distribución que se pretendan ubicar en áreas urbanas, suburbanas, rurales, agropecuarias, industriales, de equipamiento urbano o de servicios y turísticas.

Esta norma se cita de manera textual de la siguiente forma:

• Especificaciones para la etapa de operación y mantenimiento.

• No se deben usar líquidos aislantes dieléctricos catalogados como sustancias peligrosas, tales como bifenilos policlorados o compuestos orgánicos con 4 o más átomos de flúor o de cloro.

• Cada transformador deberá contar con un sistema de captación de derrames de aceite dieléctrico.

• En las áreas donde se llevó a cabo el sembrado de árboles, se deben aplicar las prácticas adecuadas para que los mismos alcancen una talla suficiente que garantice su desarrollo normal.

• Si durante la operación de la subestación se genera algún residuo

...