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SUBESTACIONES

J. M. ARROYO

DEPARTAMENTO DE INGENIERA ELCTRICA, ELECTRNICA Y AUTOMTICA ESCUELA TCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS INDUSTRIALES UNIVERSIDAD DE CASTILLA LA MANCHA

CAMPUS UNIVERSITARIO S/N E-13071 CIUDAD REAL ESPAA

Abril 2002

J. M. Arroyo

Subestaciones

CONTENIDOS1. INTRODUCCIN 2. ELEMENTOS DE UNA SUBESTACIN 3. DISEO DE UNA SUBESTACIN 4. DISPOSICIN FSICA 5. OPERACIN 6. INTERRUPTOR

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INTRODUCCININSTALACIN CON 2 OBJETIVOS:

1. TRANSFORMACIN DE TENSIONES (GENERACIN, TRANSPORTE, REPARTO, DISTRIBUCIN)

2. REDISTRIBUCIN DE ENERGA ELCTRICA (CONFLUENCIA DE LNEAS)

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INTRODUCCINLOCALIZACIN DE LAS SUBESTACIONES DEPENDE DE SU FUNCIN: CERCANA A CENTROS DE CONSUMO CERCANA A CENTROS DE GENERACIN DEPENDIENDO DEL NIVEL DE TENSIN DISPONIBILIDAD DEL TERRENO (URBANO, RURAL)

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INTRODUCCIN TIPOS DE SUBESTACIONES SEGN FUNCIN INTERCONEXIN CONFLUENCIA DE VARIAS LNEAS SIN TRANSFORMACIN SEGURIDAD DEL SUMINISTRO Y REDUCCIN DE COSTES DE GENERACIN UTILIZACIN FRECUENTE TRANSFORMACIN PURA TPICAMENTE DOS LNEAS DE ENTRADA Y UNA TRANSFORMACIN A UN NIVEL INFERIOR DE TENSIN SUMINISTRO DE ENERGA A NIVELES DE SUBTRANSPORTE, REPARTO Y DISTRIBUCIN SUMINISTRO A GRANDES CONSUMIDORES CONECTADOS DIRECTAMENTE A LA RED DE TRANSPORTE UTILIZACIN REDUCIDA

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INTRODUCCIN TIPOS DE SUBESTACIONES SEGN FUNCIN INTERCONEXIN CON TRANSFORMACIN A UNO O VARIOS NIVELES INFERIORES DE TENSIN UTILIZACIN FRECUENTE DE CENTRAL INYECCIN EN LA RED DE LA ENERGA GENERADA POR LAS CENTRALES EMPLAZAMIENTOS CON CARACTERSTICAS MUY ESPECIALES

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SUBESTACIN DE CENTRAL

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INTRODUCCIN TIPOS DE SUBESTACIONES SEGN EMPLAZAMIENTO INTEMPERIE INTERIOR BLINDADAS RURALES

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SUBESTACIONES DE INTEMPERIE DISEADAS PARA CONDICIONES ATMOSFRICAS ADVERSAS. NO TODO EST EN EL EXTERIOR GENERALMENTE SE USAN PARA TENSIONES DISTRIBUCIN (20 kV) A LA INTEMPERIE TENSIONES DE DISTRIBUCIN EN EDIFICIO EDIFICIO DE MANDO Y CONTROL: CUADRO DE MANDO Y PROTECCIONES TENSIN PEQUEA DISTANCIAS MENORES EDIFICIO CON MAYOR PROTECCIN Y MAYOR FACILIDAD DE REPARACIN MAYORES QUE LA TENSIN DE

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SUBESTACIONES DE INTERIORMAYOR PARTE DE LA INSTALACIN EST DENTRO DE UN EDIFICIO TRANSFORMADORES A LA INTEMPERIE VENTAJAS: MAYOR PROTECCIN (CONTAMINACIN, HUMEDAD, AMBIENTE SALINO) DISTANCIAS MENORES INCONVENIENTES: MS CARAS (COMPROMISO CON EL PRECIO DEL SUELO EN ZONA URBANA) PROBLEMAS CON INCENDIOS (SALTAN LAS PROTECCIONES POR IONIZARSE EL AIRE)

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SUBESTACIONES BLINDADAS NUEVO DIELCTRICO: HEXAFLUORURO DE AZUFRE (SF6), GAS DE ALTA CAPACIDAD DIELCTRICA, MUY ESTABLE, NO INFLAMABLE PERMITE DISTANCIAS MUCHO MENORES, SE USAN EN POBLACIONES O EN REAS DE ALTA CONTMINACIN TAMAO DE LOS TRANSFORMADORES NO SE PUEDE REDUCIR (DE L DEPENDE SU POTENCIA) MANTENIMIENTO REDUCIDO TRANSFORMADORES) EJEMPLO: INTEMPERIE (220 kV) SEPARACIN DE 4 m INTERIOR (220 kV) SEPARACIN DE 2 m BLINDADA (220 kV) SEPARACIN DE 15 cm (MENOS PROBLEMAS QUE EL ACEITE DE LOS

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SUBESTACIONES RURALES INSTALACIONES PEQUEAS (300 m2 FRENTE A 1100 m2) MS SIMPLES MENOR CALIDAD DE SERVICIO NO PERMITEN DEMASIADAS MANIOBRAS SUELEN SER DE TENSIN DE REPARTO/DISTRIBUCIN (66/20 kV)

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ELEMENTOS DE UNA SUBESTACIN LNEAS BARRAS O EMBARRADO TRANSFORMADOR DE POTENCIA PROTECCIONES (DE LNEA, DE TRANSFORMADOR, DE BATERA DE CONDENSADORES) ELEMENTOS DE MEDIDA CELDAS SERVICIOS AUXILIARES INSTALACIONES DE MANDO Y CONTROL BATERAS (ALIMENTACIN DE PROTECCIONES) OBRA CIVIL

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ELEMENTOS DE UNA SUBESTACIN BARRA O EMBARRADOELEMENTO CONDUCTOR QUE RECOGE TODAS LAS INTENSIDADES QUE LLEGAN POR LAS LNEAS A LA SUBESTACIN

LNEAS 66 kV

TRANSFORMADORES

20 kV LNEAS

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ELEMENTOS DE UNA SUBESTACIN BARRA O EMBARRADOCLCULO DE SECCIONES: POR INTENSIDAD MXIMA ADMISIBLE POR ESFUERZOS ELECTRODINMICOS INTENSIDAD DE CORTOCIRCUITO INTEMPERIE: CABLE DE COBRE TUBO DE COBRE O ALUMINIO TUBO DE COBRE PLETINA (8 80 mm, 10 80 mm, 2 DE 10 80 mm)

INTERIOR:

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ELEMENTOS DE UNA SUBESTACIN TRANSFORMADOR DE POTENCIA

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ELEMENTOS DE UNA SUBESTACIN TRANSFORMADOR DE POTENCIATRANSFORMACIN DE TENSIN A DISTINTOS NIVELES NCLEO TRIFSICO BANCO DE TRANSFORMADORES MONOFSICOS (MS FCIL DE TRANSPORTAR, FIABILIDAD) AUTOTRANSFORMADOR (MS ECONMICO, TRANSFORMACIN PRXIMA A 1 220/132 kV) MS PEQUEO, RELACIN DE

3ER ARMNICO DE CORRIENTE Y TENSIN ESTRELLA SIN NEUTRO, SECUNDARIO EN TRINGULO, DEVANADO TERCIARIO EN TRINGULO

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ELEMENTOS DE UNA SUBESTACIN TRANSFORMADOR CON TOMASCONTROL DE LA TENSIN: REGULAR TENSIN SERVIDA DENTRO LMITES LEGALES CONTROLAR FLUJOS DE P Y Q EN LA RED AJUSTE TENSIN FRENTE A INCREMENTO EN LA CARGA REGULADOR EN CARGA (JANSEN) CONTROLADOR AUTOMTICO (PANTAM) 66/20 kV 132/66 kV REGULACIN EN CARGA AUTOMTICA REGULACIN EN CARGA MANUAL DESDE EL DESPACHO DE MANIOBRAS (NO HAY PANTAM)

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ELEMENTOS DE UNA SUBESTACIN TRANSFORMADOR CON TOMAS

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ELEMENTOS DE UNA SUBESTACIN PROTECCIONES. INTERRUPTOR AUTOMTICO

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ELEMENTOS DE UNA SUBESTACIN PROTECCIONES

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ELEMENTOS DE UNA SUBESTACIN PROTECCIONESALTA TENSIN: SECCIONADOR: DISPOSITIVO CAPAZ DE AISLAR O SEPARA DE FORMA VISIBLE DOS PARTES DE UN CIRCUITO SIEMPRE QUE NO CIRCULE CORRIENTE ALGUNA INTERRUPTOR: DISPOSITIVO DISEADO PARA CERRAR Y ABRIR UN CIRCUITO ELCTRICO POR EL QUE CIRCULA UNA CORRIENTE NORMAL O NOMINAL DEL MISMO. INTERRUPTOR AUTOMTICO O DISYUNTOR: DISPOSITIVO CAPAZ DE CERRAR Y ABRIR UN CIRCUITO ELCTRICO POR EL QUE CIRCULA UNA CORRIENTE ANORMALMENTE ELEVADA (CORTOCIRCUITOS) TRANSFORMADORES DE MEDIDA: REDUCEN LAS MAGNITUDES DE TENSIN E INTENSIDAD QUE MIDEN PARA MEDICIN Y PARA SUMINISTRALAS A LOS RELS DE PROTECCIN RELS DE PROTECCIN: DISPOSITIVOS QUE DAN RDENES DE APERTURA O CIERRE A LOS INTERRUPTORES EN FUNCIN DEL VALOR DE LAS MEDIDAS QUE LE LLEGAN DESDE LOS TRANSFORMADORES DE MEDIDA. EN ALTA TENSIN SE UBICAN LEJOS DE LOS INTERRUPTORES

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ELEMENTOS DE UNA SUBESTACIN PROTECCIONES. INTERRUPTOR AUTOMTICODISEO DE SISTEMAS DE ENERGA ELCTRICA CON CAMBIO DE CONFIGURACIN (CONEXIN O DESCONEXIN PRESTABLECIDA, CONDICIONES ANORMALES DE SERVICIO, AVERAS REPENTINAS) ELEMENTO QUE PERMITE CAMBIOS DE CONFIGURACIN EN LOS SISTEMAS ELCTRICOS PROCESO DE CORTE: SEPARACIN DE CONTACTOS Y ESTABLECIMIENTO DE UN ARCO EXTINCIN DEL ARCO ELCTRICO REFORZAMIENTO DIELCTRICO DEL ESPACIO ENTRE CONTACTOS TRAS LA EXTINCIN DEL ARCO TENSIN DE RESTABLECIMIENTO

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INTERRUPTOR AUTOMTICO

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INTERRUPTOR AUTOMTICO TIPOS SEGN EL MEDIO DE EXTINCIN DEL ARCOTRADICIONALMENTE: ACEITE AIRE COMPRIMIDO SOPLADO MAGNTICO HEXAFLUORURO DE AZUFRE VACO ACTUALMENTE: HEXAFLUORURO DE AZUFRE (M. T. Y A. T.) VACO (M. T.)

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ELEMENTOS DE UNA SUBESTACIN PROTECCIONES. SECCIONADOR ACOMPAAN AL INTERRUPTOR POR SEGURIDAD ELEMENTO DE CORTE VISIBLE ASLA AL INTERRUPTOR APERTURA SIN TENSIN APERTURA Y CIERRE BAJO CARGA (SLO M. T. 1-36kV) SECCIONADOR DE PUESTA A TIERRA (SLO EN LAS LNEAS)

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ELEMENTOS DE UNA SUBESTACIN TRANSFORMADOR DE TENSIN

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ELEMENTOS DE UNA SUBESTACIN TRANSFORMADOR DE INTENSIDADEN SERIE MIDE INTENSIDADES DE LNEA

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ELEMENTOS DE UNA SUBESTACIN PARARRAYOS AUTOVLVULASDESCARGA DE SOBRETENSIN DESCARGA DE SO