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Subestaciones EléctricasSubestaciones EléctricasDefiniciones, tipos y configuracionesDefiniciones, tipos y configuraciones
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DefiniciónDefinición Una subestación es elUna subestación es el
desarrollo e implementacióndesarrollo e implementaciónde un nodo del sistema.de un nodo del sistema.
Conjunto de equiposConjunto de equiposutilizados para dirigir elutilizados para dirigir elflujo de energía en unflujo de energía en unsistema de potencia ysistema de potencia ygarantizar la seguridad delgarantizar la seguridad delsistema por medio desistema por medio dedispositivos automáticos dedispositivos automáticos de
control y protección y paracontrol y protección y pararedistribuir el flujo deredistribuir el flujo deenergía a través de rutasenergía a través de rutasalternas.alternas.
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Equipos en una subestaciónEquipos en una subestación
Interruptor:Interruptor: Maniobra:Maniobra:
² Control de flujo² Aisla para mantenimiento o
trabajos Protección:Protección:
² Aisla elementos con falla(capaz de operar con Icc)
Transformadores deTransformadores deinstrumentación:instrumentación: interfazinterfaz
entre la alta tensión y losentre la alta tensión y losequipos de medida, control yequipos de medida, control yprotección.protección.
T ransformadoresT ransformadores dede corrientecorriente T ransformadoresT ransformadores dede tensióntensión
Seccionadores:Seccionadores:Aislan para mantenimientoAislan para mantenimiento
Operan sin cargaOperan sin carga
Pararrayos:Pararrayos: Protección contraProtección contrasobretensionessobretensiones
Sistema de medida,Sistema de medida,protección y controlprotección y controlSistemas auxiliaresSistemas auxiliares
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Equipos en una subestaciónEquipos en una subestación
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Patio de conexionesPatio de conexiones
Conjunto de equipos yConjunto de equipos y
barrajes de unabarrajes de una
subestación que tienensubestación que tienen
el mismo nivel deel mismo nivel detensión y que estántensión y que están
eléctricamenteeléctricamente
asociados.asociados.
Generalmente ubicadosGeneralmente ubicadosen la misma área de laen la misma área de lasubestación.subestación.
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Patio de transformadoresPatio de transformadores
Área de la subestación en donde se ubican los transformadoresÁrea de la subestación en donde se ubican los transformadoresde potencia. Generalmente entre patios de conexión dede potencia. Generalmente entre patios de conexión de
diferente niveles de tensión.diferente niveles de tensión.
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Lote de una subestaciónLote de una subestación
El lote de laEl lote de lasubestación es elsubestación es elconformado por lasconformado por lasáreas de los patios deáreas de los patios de
conexión yconexión ytransformación, vías detransformación, vías decirculación ycirculación ymantenimiento,mantenimiento,edificaciones, etc.edificaciones, etc.
ElEl lotelote sese debedebe ´urbanizarµ´urbanizarµ enen formaforma óptimaóptima parapara obtenerobtener elel mejormejoraprovechamientoaprovechamiento dede laslas áreasáreas constitutivasconstitutivas sinsin queque existanexistaninterferenciasinterferencias entreentre loslos patios,patios, accesosaccesos dede líneas,líneas, víasvías dedecirculación,circulación, asíasí comocomo durantedurante elel montaje,montaje, lala operaciónoperación y ymantenimientomantenimiento dede lala subestación,subestación, ampliaciones,ampliaciones, etcetc..
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Otras definicionesOtras definiciones
CampoCampo (bahía(bahía oo módulo)módulo) dede conexiónconexión² Es el conjunto de equipos necesarios para conectar un
circuito (generación, transformación, interconexión odistribución, equipo de compensación, etc) al sistema de
barrajes colectores de un patio de conexiones. BarrajesBarrajes colectorescolectores
² Elemento físico de un patio de conexiones que representa elnodo del sistema, es decir, el punto de conexión en donde seunen eléctricamente todos los circuitos que hacen parte deun determinado patio de conexiones.
DisposiciónDisposición físicafísica² Es el ordenamiento físico de los diferentes equipos
constitutivos de un patio de conexiones para unaconfiguración determinada.
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Tipos de subestaciónTipos de subestación
SubestaciónSubestación dede generacióngeneración² Asociadas a centrales generadoras. Dirigen directamente el
flujo de potencia al sistema.
SubestaciónSubestación dede transformacióntransformación² Con transformadores elevadores o reductores (pueden ser
terminales o no).
SubestaciónSubestación dede maniobramaniobra² Conectan varios circuitos (o líneas) para orientar o distribuir
el flujo de potencia a diferentes áreas del sistema.
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Tipos de subestaciónTipos de subestación
GGEENNEERRAACCIIÓÓNN
Interruptoresautomáticos
UsuariosUsuarioscomercialescomerciales
Subestación deSubestación dede generaciónde generación
UsuariosUsuariosresidencialesresidenciales
Subestación deSubestación dede maniobrade maniobra
Subestación deSubestación dede transformaciónde transformación
SubestaciónSubestaciónindustrialindustrial T omada de la revista ABB
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Tipos de subestaciónTipos de subestación
LasLas subestacionessubestaciones tambiéntambién puedenpueden serser::² Convencionales o aisladas al aire - AIS
² Encapsuladas o aisladas en SF6 - GIS² Y a su vez éstas pueden ser de ejecución
interior o exterior² También celdas para subestaciones de media
y baja tensión
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Tipos deTipos desubestaciónsubestación
Convencionales o aisladasal aire - AIS
Encapsuladas o aisladasen SF6 - GIS
Interior
Exterior
celdas para subestaciones
de media y baja tensión
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Configuración de una subestaciónConfiguración de una subestación
SeSe denominadenomina configuraciónconfiguración alal arregloarreglo dede loslos equiposequiposelectromecánicoselectromecánicos constitutivosconstitutivos dede unun patiopatio dede conexiones,conexiones, oopertenecientespertenecientes aa unun mismomismo nivelnivel dede tensióntensión dede unaunasubestación,subestación, efectuadoefectuado dede taltal formaforma queque susu operaciónoperación
permitapermita dardar aa lala subestaciónsubestación diferentesdiferentes gradosgrados dedeconfiabilidad,confiabilidad, seguridadseguridad y y flexibilidadflexibilidad dede manejo,manejo,transformacióntransformación y y distribucióndistribución dede energíaenergía..
CadaCada puntopunto (o(o nodo)nodo) enen elel sistemasistema tienetiene diferentesdiferentes
requerimientosrequerimientos dede confiabilidad,confiabilidad, seguridadseguridad y y flexibilidadflexibilidad y ycadacada configuraciónconfiguración brindabrinda diferentesdiferentes gradosgrados dede estasestascaracterísticascaracterísticas..
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Tipos de configuraciónTipos de configuración
TendenciaTendencia europeaeuropea -- ConexiónConexión dede seccionadoresseccionadores Son aquellas en las cuales cada circuito tiene un
interruptor, con la posibilidad de conectarse a una o más
barras por medio de seccionadores:²² BarraBarra sencillasencilla
²² BarraBarra principalprincipal yy dede transferenciatransferencia
²² DobleDoble barrabarra
²² DobleDoble barrabarra másmás seccionadorseccionador dede ´by´by passµpassµ oo pasopasodirectodirecto
²² DobleDoble barrabarra másmás seccionadorseccionador dede transferenciatransferencia
²² DobleDoble barrabarra másmás barrabarra dede transferenciatransferencia
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SUBESTACIONES CON ARREGLO SUBESTACIONES CON ARREGLO SENCILLO DE BARRAS.SENCILLO DE BARRAS.
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Por su simplicidad, este arreglo es el más económico, pero carece delos dos principales defectos, que son:
a) No es posible realizar el mantenimiento sin la interrupción delservicio.
b) No es posible una ampliación de subestación sin interrumpir elservicio.
El número de circuitos que se vea afectado por cualquiera de las
razones anteriores, se puede reducir seccionando la barra, einclusive formando anillos,
Este arreglo tiene la limitante de que toda la subestación quedafuera de servicio cuando ocurre una falla en las barras principales.
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Tipos de configuraciónTipos de configuraciónTendencia EuropeaTendencia Europea
Opcional
Barra sencillaBarra sencilla Configuración en ´HµConfiguración en ´Hµ
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Barra sencilla
Es la configuración más sencilla, por tanto la
más económica. En condiciones normales deoperación, todas las líneas y transformadoresestán conectados a un solo juego de barras.Con esta configuración en caso de operaralguna protección queda des energizada todala subestación; para realizar el
mantenimiento de algún elemento esnecesario des energizar parte de lasubestación.
Barra sencilla particionada
Tiene la ventaja de que si se presentaalguna falla, puede seguirfuncionando la mitad de lasubestación. Esta configuraciónimplica un seccionador mas, perohace m
ás confiable el sistema.
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SUBESTACIÓN CON BARRA PRINCIPAL YSUBESTACIÓN CON BARRA PRINCIPAL YBARRA DE TRANSFERENCIA.BARRA DE TRANSFERENCIA.
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Esta es una variante del doble juego de barras; la llamada barrade transferencia, se usa únicamente como auxiliar, cuando seefectúa el mantenimiento en el interruptor de línea, de maneraque el interruptor se puede desconectar en ambos extremos,mientras la línea o alimentador permanece en el servicio.
COMPARACIONES DE CONFIABILIDAD.
Se han comparados los diversos esquemas para hacer resaltar susventajas y desventajas. La base de comparación que se utiliza esla justificación económica de un grado particular de confiabilidad.La determinación del grado de confiabilidad requiere de unaevaluación de condiciones anticipadas de operación y lacontinuidad del servicio requerida por la carga a la que haya deservir.
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Tipos de configuraciónTipos de configuraciónTendencia EuropeaTendencia Europea (continuación)(continuación)
Barraprincipal
Barra detransferencia
T r a n s f e r e
n c i a
BP
BT
Barra principal y de transferenciaBarra principal y de transferencia
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SUBESTACIONES CON DOBLESUBESTACIONES CON DOBLEJUEGO DE BARRAS.JUEGO DE BARRAS.
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Se usan dos juegos de barras idénticas, uno se puede usar comorepuesto del otro, con este arreglo se puede garantizar que noexiste interrupción de servicio; en el caso de que falle uno de los
juegos de barras además de que:
1. Se puede independizar el suministro de cargas, de maneraque cada carga, se puede alimentar de cada juego de barras.
2. Cada juego de barras, se puede tomar por separado paramantenimiento y limpieza de aisladores, sin embargo, losinterruptores, no están disponibles para mantenimiento sin que
se desconecten la barras correspondientes.
3. La flexibilidad en operación normal, se puede considerarcomo buena.
4. Este arreglo se recomienda adoptarlo cuando la continuidad
en el suministro de la carga, justifica costos adicionales.
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Tipos de configuraciónTipos de configuraciónTendencia EuropeaTendencia Europea (continuación)(continuación)
B2
B1
AcopleAcople
B2
B1
Doble barra más seccionadorDoble barra más seccionadorde ´Byde ´By--Passµ o paso directoPassµ o paso directo
Doble barraDoble barra
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Tipos de configuraciónTipos de configuraciónTendencia EuropeaTendencia Europea (continuación)(continuación)
B2
B1
Acople
B2
B1
Acople
T r a n s f e r e n c i
a
Acople y transferencia(Alternativa)
BT
Doble barra másDoble barra másseccionador deseccionador de
transferenciatransferencia
Doble barra más barraDoble barra más barrade transferenciade transferencia
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Configuración doble barraConfiguración doble barra
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Está constituido por dos (2) barras principales, las cuales seacoplan entre sí mediante un disyuntor y sus seccionadoresasociados.
Ventajas:Las labores de mantenimiento pueden ser realizadas sininterrupción del servicio.Facilita el mantenimiento de seccionadores de barra,afectando únicamente el tramo asociado.
Desventajas:La realización del mantenimiento en un disyuntor de untramo, requiere la salida del tramo correspondiente.Requiere de gran espacio f ísico para su construcción.
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Tipos de configuraciónTipos de configuración
TendenciaTendencia americanaamericana -- ConexiónConexión dede interruptoresinterruptores SonSon aquellasaquellas enen laslas cualescuales loslos circuitoscircuitos sese conectanconectan aa laslas
barrasbarras oo entreentre ellas,ellas, porpor mediomedio dede interruptoresinterruptores::
² Anillo
² Interruptor y medio
² Doble interruptor
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Tipos de configuraciónTipos de configuraciónTendencia AmericanaTendencia Americana
AnilloAnillo
Interruptor y medioInterruptor y medio
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Configuración interruptor y medio
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Constituido por dos (2) barras principales interconectadas através de dos (2) tramos de disyuntor y medio (1-1/2) a loscuales las salidas están conectadas.
Ventajas:No necesita tramo de enlace de barra.El mantenimiento de un disyuntor se puede realizas sinsacar de servicio el tramo correspondiente.
Desventajas:Para la realización del mantenimiento de los seccionadoresconectados directamente al tramo, es necesario dejar fuerade servicio el tramo correspondiente.Requiere gran espacio f ísico para su construcción.
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Tipos de configuraciónTipos de configuraciónTendencia AmericanaTendencia Americana (continuación)(continuación)
Doble barra con doble interruptorDoble barra con doble interruptor
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Otras configuracionesOtras configuraciones
²² AnilloAnillo cruzadocruzado
²² InterruptorInterruptor yy trestres cuartoscuartos²² MallaMalla
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Otras configuracionesOtras configuraciones
Anillo cruzadoAnillo cruzado
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Otras configuracionesOtras configuracionesContinuaciónContinuación
Interruptor y tresInterruptor y trescuartoscuartos
MallaMalla
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USO DE LAS PRINCIPALES CONFIGURACIONES
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Consideraciones en la selección de laConsideraciones en la selección de laconfiguración de una subestaciónconfiguración de una subestación
Función que desempeña la subestación en el sistemainterconectado para determinar su necesidad deflexibilidad, confiabilidad y seguridad.
Tipo de subestación (generación, transformación omaniobra)
Conocer las características de la configuración Facilidades de extensión y modulación Simplicidad en el control y protección
Facilidad en el mantenimiento Área disponible Costos
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Selección de la configuraciónSelección de la configuración
1.Función que desempeña la subestación en el1.Función que desempeña la subestación en elsistemasistema
FlexibilidadFlexibilidad
EsEs lala propiedadpropiedad dede lala instalacióninstalación parapara acomodarseacomodarse aa laslasdiferentesdiferentes condicionescondiciones queque sese puedanpuedan presentarpresentar porpor cambioscambiosoperativosoperativos enen elel sistema,sistema, y y ademásademás porpor contingenciascontingencias y/o y/omantenimientomantenimiento deldel mismomismo..
ControlControl dede potenciapotencia reactivareactiva parapara optimizaroptimizar cargascargas enen
generadoresgeneradores² Limitar niveles de corto² Estabilidad en el sistema² Independizar o limitar influencia de cargas² Varias compañías en una misma subestación
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Función que desempeña la subestaciónFunción que desempeña la subestaciónen el sistemaen el sistema
ConfiabilidadConfiabilidad EsEs lala probabilidadprobabilidad dede queque unauna subestaciónsubestación puedapueda suministrarsuministrar
energíaenergía durantedurante unun periodoperiodo dede tiempotiempo dado,dado, bajobajo lala condicióncondicióndede queque alal menosmenos unun componentecomponente dede lala subestaciónsubestación nono puedapuedarepararserepararse durantedurante lala operaciónoperación..
² Diferentes artículos y revistas incluyen cifras o gráficas quepermiten hacer comparaciones, como gráficas del CIGRE enrevista ELECTRA No. 65
² Programas de computador para definir la confiabilidad contasas de frecuencia y duración de fallas.
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Tasa de falla de una subestación deTasa de falla de una subestación dedistribución en función de la tasa dedistribución en función de la tasa de
falla de los interruptoresfalla de los interruptoresA: Barra sencilla seccionada
B: Anillo
C: Doble barra
D: Interruptor y medio
CB: InterruptorSW: Seccionador
T asa de falla: Número defallas por año
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Tasa de falla de una subestación deTasa de falla de una subestación dedistribución teniendo en cuenta el tiempodistribución teniendo en cuenta el tiempo
de mantenimiento de los interruptoresde mantenimiento de los interruptoresTasa de falla CB: 3,5 por 100 años
Tiempo de mantenimiento (horas/año)
A: Barra sencilla seccionada
B: Anillo
C: Doble barra
D: Interruptor y medio
CB: Interruptor
SW: Seccionador
T asa de falla: Número defallas por año
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No disponibilidad de una subestación deNo disponibilidad de una subestación detransmisión en función del tiempo detransmisión en función del tiempo de
mantenimiento de los interruptoresmantenimiento de los interruptores
A:
Barra sencilla seccionadaB: Anillo
C: Doble barra
D: Interruptor y medio
CB: Interruptor
SW: Seccionador
T asa de falla: Número defallas por año
N o
D i s p o n i b i l i d a d
S / E
( h o r a s / a ñ o )
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Función que desempeña la subestaciónFunción que desempeña la subestaciónen el sistemaen el sistema
SeguridadSeguridad EsEs lala propiedadpropiedad dede unauna instalacióninstalación parapara dardar continuidadcontinuidad dede
servicioservicio sinsin interrupcióninterrupción algunaalguna durantedurante fallasfallas enen loslosequiposequipos dede potencia,potencia, especialmenteespecialmente interruptoresinterruptores yybarrasbarras..
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Selección de la configuraciónSelección de la configuración
2.Tipos de subestación2.Tipos de subestación
GeneraciónGeneración RequiereRequiere principalmenteprincipalmente confiabilidadconfiabilidad
LaLa seguridadseguridad y y lala flexibilidadflexibilidad puedenpueden serser requerimientorequerimientoadicional,adicional, dependiendodependiendo dede lala importanciaimportancia y y ubicaciónubicación dede lalasubestaciónsubestación enen elel sistemasistema..
ManiobraManiobra RequiereRequiere principalmenteprincipalmente flexibilidadflexibilidad
TransformaciónTransformación RequiereRequiere principalmenteprincipalmente confiabilidadconfiabilidad
LaLa seguridadseguridad puedepuede serser dede importanciaimportancia
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Selección de la configuraciónSelección de la configuración
3. Características de las configuraciones3. Características de las configuraciones
LasLas subestacionessubestaciones concon barrabarra dede transferenciatransferencia brindanbrindan
confiabilidadconfiabilidad porpor fallafalla enen interruptoresinterruptores..
LasLas subestacionessubestaciones concon dobledoble barrabarra brindanbrindan flexibilidadflexibilidad paraparalala operaciónoperación deldel sistemasistema y y confiabilidadconfiabilidad porpor fallafalla enen barrasbarras..
LasLas subestacionessubestaciones concon dobledoble barra,barra, enen dondedonde unauna dede ellasellastambiéntambién sirvesirve comocomo barrabarra dede reservareserva nono brindanbrindansimultáneamentesimultáneamente flexibilidadflexibilidad y y confiabilidadconfiabilidad..
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Selección de la configuraciónSelección de la configuración
ElEl seccionamientoseccionamiento dede barrasbarras brindabrinda parcialmenteparcialmenteconfiabilidadconfiabilidad porpor fallafalla enen barrasbarras..
LasLas subestacionessubestaciones concon conexiónconexión dede interruptoresinterruptores brindanbrindanbuenabuena confiabilidadconfiabilidad y y seguridadseguridad..
LaLa configuraciónconfiguración enen anilloanillo siempresiempre sese debedebe diseñardiseñar enen formaforma
modular,modular, taltal queque sese puedapueda convertirconvertir enen interruptorinterruptor y y mediomedio..
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Selección de la configuraciónSelección de la configuración
LaLa barrabarra sencillasencilla eses unauna configuraciónconfiguración sinsin confiabilidad,confiabilidad,seguridadseguridad oo flexibilidad,flexibilidad, queque sese debedebe utilizarutilizar solosolo parapara laslassubestacionessubestaciones pequeñaspequeñas oo dede menormenor importanciaimportancia enen elel
sistemasistema..
LaLa dobledoble barrabarra másmás seccionadorseccionador dede ´by´by passµpassµ oo pasopaso directodirectoeses unauna configuraciónconfiguración queque brinda,brinda, peropero nono simultáneamente,simultáneamente,flexibilidadflexibilidad y y confiabilidad,confiabilidad, complicadacomplicada enen susu operaciónoperación y y
control,control, queque puedepuede serser utilizadautilizada enen subestacionessubestaciones dedemaniobramaniobra concon generacióngeneración oo transformacióntransformación..
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Selección de la configuraciónSelección de la configuración
LaLa dobledoble barrabarra másmás seccionadorseccionador dede transferenciatransferencia eses unaunaconfiguraciónconfiguración similarsimilar aa lala anterioranterior peropero unun pocopoco másmás simplesimple enensusu operaciónoperación y y controlcontrol..
ElEl anilloanillo cruzadocruzado eses unauna configuraciónconfiguración unun pocopoco másmás segurasegura y yconfiableconfiable queque elel interruptorinterruptor y y mediomedio peropero másmás complicadacomplicada enensusu controlcontrol y y operaciónoperación
LasLas configuracionesconfiguraciones másmás utilizadasutilizadas parapara subestacionessubestacionesencapsuladasencapsuladas enen SFSF66 sonson:: parapara altaalta tensióntensión barrabarra sencilla,sencilla,dobledoble barra,barra, anilloanillo ee interuptorinteruptor y y mediomedio;; parapara extraextra altaaltatensióntensión sonson anillo,anillo, interruptorinterruptor y y mediomedio y y dobledoble interruptorinterruptor..
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Desarrollo de conexión de barrasDesarrollo de conexión de barras
Doble barramásseccionadordetransferencia
BP
BT
B1
B2
B1
B2
BT
B1
B2
Barra
sencilla
Doblebarra
Barraprincipal y detransferencia
Doble barramás barra detransferencia
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DesarrolloDesarrollode conexiónde conexióndede
interruptoresinterruptores
2 Circuitos
(Anillo)
3 Circuitos
(Anillo)
4 Circuitos
(Anillo)
5 Circuitos
(Anillo)
óó
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6 Circuitos
(Anillo)
>6 Circuitos
(Interruptor
y medio)
Desarrollo de conexión de interruptoresDesarrollo de conexión de interruptores
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Selección de la configuraciónSelección de la configuración
5. Simplicidad en el esquema de control y protecciones5. Simplicidad en el esquema de control y protecciones
+ Interruptores + complicada la subestación+ Interruptores + complicada la subestación
SeSe debedebe reducirreducir elel númeronúmero dede interruptoresinterruptores y y seccionadoresseccionadorescuandocuando sese quierequiere simplicidadsimplicidad..
ConfiguracionesConfiguraciones deldel tipotipo conexiónconexión dede seccionadoresseccionadores sonsoncomplejascomplejas enen susu sistemasistema dede enclavamientosenclavamientos..
ConfiguracionesConfiguraciones deldel tipotipo conexiónconexión dede interruptoresinterruptores sonsoncomplejascomplejas enen susu sistemasistema dede protecciónprotección (recierre,(recierre,sincronismo,sincronismo, fallafalla interruptor,interruptor, etc)etc)..
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Selección de la configuraciónSelección de la configuración
6. Facilidad de mantenimiento6. Facilidad de mantenimiento
CadaCada configuraciónconfiguración brindabrinda ventajasventajas y y desventajasdesventajas durantedurantemantenimientomantenimiento..
CuadroCuadro comparativocomparativo deldel CIGRECIGRE -- revistarevista ELECT RAELECT RA NoNo.. 1010
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Facilidades de mantenimiento de cadaFacilidades de mantenimiento de cadaconfiguraciónconfiguración
EFECTO DE MANTENIMIENTO EN INTERRUPTORCONFIGURACIÓN
Normal Falla en circuito Falla en barra
Barra sencilla Pérdida de circuito Pérdida de todos los circuitos
Barra sencilla Pérdida de circuito Pérdida de la mitad de los
seccionada circuitosNada si el interruptor de Pérdida de circuito En la de transferencia pérdida
Barra principal transferencia está disponible La barra de transferencia del circuito.
y de transferencia si la falla es en el circuito En la principal si no está seccionada
en transferencia se pierden todos los circuitos
Pérdida de circuito Se pierden todos los circuitos
Doble barra conectados a la barra con falla
mientras se conmutan a la barra sana
Nada si el interruptor de Pérdida de circuito y de barra En la de transferencia pérdida deDoble barra má s transferencia está disponible de transferencia si la falla es circuito
barra de transferencia en el circuito en transferencia. En una principal se pierden todos los
circuitos conectados a ésta mientras
se conmmutan a la barra sana
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Facilidades de mantenimiento de cadaFacilidades de mantenimiento de cadaconfiguraciónconfiguración
EFECTO DE MANTENIMIENTO EN BARRASCONFIGURACIÓN
Normal Falla en circuito Falla en barraBarra sencilla Pérdida de todos los circuitos
Barra sencilla Pérdida de la mitad Pérdida de circuito Pérdida de todos los circuitos
seccionada de los circuitosSe pierden todos los circuitos Pérdida de circuito y barra de
Barra principal si la barra principal no está transferencia si la barra principal está Pérdida de todos los circuitos
y de transferencia seccionada seccionada
Nada, siempre y cuando
Doble barra no se sobrepase el nivel Pérdida de circuito Pérdida de todos los circuitos
máximo de corto circuito
Doble barra más Nada, siempre y cuando
barra de transferencia no se sobrepase el nivel Pérdida de circuito Pérdida de todos los circuitosmáximo de corto circuito
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Facilidades de mantenimiento de cadaFacilidades de mantenimiento de cadaconfiguraciónconfiguración
EFECTO DE MANTENIMIENTO EN INTERRUPTORCONFIGURACIÓN
Normal Falla en circuito Falla en barra
Nada si el interruptor de acople Pérdida de circuito. Si la fal la es en el Si no es la barra que está
está disponible circuito con el interruptor en mantenimiento siendo utilizada como transferencia
Doble barra más se pierde ese circuito con el acople se pierden todos los circuitos, mientras
"by pass" y una de las barras se conmuta a la barra sana la cual
no puede ser utilizada más como barrade transferencia
Ningún circuito se pierde, pero Pérdida de circuito
Anillo se rompe el anillo Segundo circuito puede quedar aislado
dependiendo del lugar de la falla
Se aisla un circuito si el interruptor central
Interruptor y medio Nada Pérdida de circuito está en mantenimiento. Si la falla es en la
barra opuesta el interruptor en mantenimiento
quedan aislados dos circuitos
Pérdida de un circuito si el interruptor
Doble interruptor Nada Pérdida de circuito en mantenimiento está adyacente a la barracon la falla
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Facilidades de mantenimiento de cadaFacilidades de mantenimiento de cadaconfiguraciónconfiguración
EFECTO DE MANTENIMIENTO EN BARRASCONFIGURACIÓN
Normal Falla en circuito Falla en barraNada, siempre y cuando no se
Doble barra más sobrepase el nive l máximo de Pérdida de circuito Pérdida de todos los circuitos
"by pass" cortocircuito
Anillo
La subestación puede dividirse en grupos
Interruptor y medio Nada Pérdida de uno o dos circuitos de dos circuitos
Doble interruptor Nada Pérdida de circuito Pérdida de todos los circuitos
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Selección de la configuraciónSelección de la configuración
7. Área7. Área
ElEl áreaárea dede unauna configuraciónconfiguración determinadadeterminada dependedepende dede lala
disposicióndisposición físicafísica queque sese utiliceutilice..
EnEn generalgeneral laslas configuracionesconfiguraciones dede conexiónconexión dede seccionadoresseccionadoresocupanocupan unauna mayormayor áreaárea queque laslas subestacionessubestaciones concon conexiónconexión dedeinterruptoresinterruptores..
ÁreasÁreas muymuy limitadaslimitadas puedenpueden exigirexigir ejecucionesejecuciones concon unaunadisposicióndisposición físicafísica concon muchosmuchos nivelesniveles dede conexiónconexión oo inclusiveinclusivedeldel tipotipo encapsuladaencapsulada (GIS)(GIS)..
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Selección de la configuraciónSelección de la configuración
8. Costo8. Costo
ElEl costocosto dede unauna subestaciónsubestación aumentaaumenta aa medidamedida queque sese hacehace
másmás complejacompleja lala configuraciónconfiguración..
LasLas configuracionesconfiguraciones interruptorinterruptor y y mediomedio yy dobledoble interruptor,interruptor,sonson másmás costosascostosas queque laslas dede conexiónconexión dede seccionadoresseccionadores..
LasLas configuracionesconfiguraciones dede conexiónconexión dede seccionadoresseccionadores debendebencontarcontar concon lala inversióninversión inicialinicial deldel campocampo dede acopleacople y/o y/otransferenciatransferencia..
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Costo vs ConfiabilidadCosto vs Confiabilidad
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Selección de la configuraciónSelección de la configuración
ElEl costocosto sese debedebe tomartomar comocomo unun todotodo parapara poderpoder efectuarefectuarcomparacionescomparaciones:: ingenieríaingeniería ++ equiposequipos ++ obrasobras civilesciviles ++ lotelote ++
montajemontaje ++ operaciónoperación y y mantenimientomantenimiento ++ indisponibilidadindisponibilidad ++
otrosotros costoscostos..
LasLas subestacionessubestaciones encapsuladasencapsuladas (GIS),(GIS), enen lolo queque respectarespecta alalequipo,equipo, sonson másmás costosascostosas queque laslas convencionalesconvencionales (AIS),(AIS), porpor loloqueque susu utilizaciónutilización debedebe serser bienbien justificada justificada..
óó
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Comparación de costos enComparación de costos ensubestaciones encapsuladas ysubestaciones encapsuladas y
convencionales a 145 kVconvencionales a 145 kV
ó dó d
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Comparación de costos enComparación de costos ensubestaciones encapsuladas ysubestaciones encapsuladas y
convencionales a 525 kVconvencionales a 525 kV
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Método simplificado para compararMétodo simplificado para compararcostos de diferentes configuracionescostos de diferentes configuraciones
Precios relativos:
EQUIPO NIVEL DE TENSIÓN500 kV 230 kV 115 kV
INTERRUPTOR 1,0 1,0 1,0
SECCIONADOR 0,2 0,25 0,3
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Método simplificado para compararMétodo simplificado para compararcostos de diferentes configuracionescostos de diferentes configuraciones
E jemploE jemplo parapara 230230 kVkV:: SubestaciónSubestación enen dobledoble barrabarra (DB)(DB) dede ochoocho camposcampos
² Interruptores = 8 (campos) + 1 (acople) = 9
² Seccionadores = 24 + 2 = 26² Valor comparativo = 9 + 26 x (0,25) = 15,5
SubestaciónSubestación enen interruptorinterruptor y y mediomedio (CB(CB 11//22)) dede ochoocho cicuitoscicuitos
² Interruptores = 8 x 1,5 = 12² Seccionadores = 8 x 4 = 32² Valor comparativo = 12 + 32 x (0,25) = 20,0En donde:² CB 1/2 = 1,29 DB (8 campos)² 29% + costo
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Selección de la configuraciónSelección de la configuración
9. Otros aspectos9. Otros aspectos
InfluenciaInfluencia ambientalambiental
HistoriaHistoria y y tradicióntradición
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Sistema de media y baja tensiónSistema de media y baja tensiónEsquemas y configuraciones básicasEsquemas y configuraciones básicas
S/E FUENTE S/E INDUSTRIAL
1. Subestación terminal con interruptor (radial)
2. Subestación terminal sin medio de interrupción local(u 115 kV sistema radial)
S/E FUENTE S/E INDUSTRIAL
MEDIO DE TRANSMISIÓN(RADIO, PLC, HILO PILOTO)
P
85Tx85Rx
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Sistema de media y baja tensiónSistema de media y baja tensiónEsquemas y configuraciones básicasEsquemas y configuraciones básicas
S/E INDUSTRIALS/E FUENTE
S/E INDUSTRIAL
5. Subestación terminal con fusible (sistema radial derivado)
*
* Localización
alternativa
*
4. Derivación de sistema enmallado
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Sistema de media y baja tensiónSistema de media y baja tensiónEsquemas y configuraciones básicasEsquemas y configuraciones básicas
5. Barra sencilla terminal (sistema radial derivado)
b. Con fusiblesb. Con fusibles
a. Con interruptoresa. Con interruptores
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Sistema de media y baja tensiónSistema de media y baja tensiónEsquemas y configuraciones básicasEsquemas y configuraciones básicas
BP BT
6. Barra principal más transferencia
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Sistema de media y baja tensiónSistema de media y baja tensiónEsquemas y configuraciones básicasEsquemas y configuraciones básicas
7. ´Hµ o ´Tµ (esquemas simplificados)Ideal para conexión a sistemas enmallados abriendo al línea
c. Dos interruptoresc. Dos interruptores--dos transformadoresdos transformadores
d. Dos interruptoresd. Dos interruptores--un transformadoresun transformadores
a. Cuatro interruptoresa. Cuatro interruptores
b. Tres interruptoresb. Tres interruptores
e. Subestaciones unitariase. Subestaciones unitarias
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Sistema de media y baja tensiónSistema de media y baja tensiónEsquemas y configuraciones básicasEsquemas y configuraciones básicas
8. Sistema de distribución de media o baja tensióna. Sistema radial simplea. Sistema radial simple
b. Sistema radial expandidob. Sistema radial expandido
c. Sistema primario selectivoc. Sistema primario selectivo
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Sistema de media y baja tensiónSistema de media y baja tensiónEsquemas y configuraciones básicasEsquemas y configuraciones básicas
8. Sistema de distribución de media o baja tensión (cont.)d. Sistema de lazo primariod. Sistema de lazo primario e. Sistema secundario selectivoe. Sistema secundario selectivo
f. Doble alimentación secundariaf. Doble alimentación secundaria