Subestaciones electricas transformadoras.ppt
- 2. Objetivos Particulares • Conocer las funciones y finalidades de una subestación subestación. • Enumerar los tipos de subestaciones. • Reconocer los principales equipos componentes de una subestación.
- 3. Objetivos Particulares • Conocer los modos operativos de los equipos de la subestación. • Conocer los comandos que se realizan en los equipos.
- 4. Objetivos Particulares • Diferenciar las maniobras normales de las maniobras de recomposición. • Conocer las actividades que el operador realiza en una subestación.
- 5. Sistema Eléctrico Generalidades El sistema eléctrico es el conjunto de equipos y accesorios que se destinan a la generación, transmisión, distribución y utilización de la energía eléctrica.
- 6. Sistema Eléctrico G ~ a b c d e a - Generador b - Transformador elevador c - Línea d - Transformador reductor e - Consumidores
- 7. SUBESTACION Concepto Una subestación o estación de transformación es un conjunto de equipos que tiene la finalidad de modificar los parámetros de la energía eléctrica, tensión y corriente, y permitir la distribución de la misma a sistemas y líneas diversas.
- 8. SUBESTACION Funciones • Conectar y desconectar equipos del sistema como generadores, transformadores, líneas a través de interruptores, seccionadores y los equipos de protección. • Garantizar la continuidad en la provisión de la energía eléctrica a los centros consumidores.
- 9. SUBESTACION Clasificación • Según sus funciones • Según al tipo de instalaciones
- 10. SUBESTACION Según sus funciones • Subestaciones de una central de producción • Subestaciones Receptoras Primarias • Subestaciones Receptoras Secundarias • Subestaciones Conversoras • Subestaciones Inversoras
- 11. SUBESTACION Según sus funciones • Subestaciones de una central de producción Son las subestaciones adyacentes a una central de producción y tienen la función de modificar los parámetros de la potencia suministrada por los generadores a fin de permitir la transmisión de la energía eléctrica a través de las líneas de transmisión en niveles de alta tensión.
- 12. SUBESTACION Según sus funciones • Subestaciones receptoras primarias Son alimentadas a través de las líneas de transmisión de alta tensión, en donde se realiza la reducción de tensión a valores menores para la alimentación de los sistemas
- 13. SUBESTACION Según sus funciones • Subestaciones receptoras secundarias Son alimentadas por los sistemas intermediarios (60 a 130 kV) y proveen la energía eléctrica a la red de distribución a media tensión (15 a 30 kV).
- 14. SUBESTACION Según sus funciones • Subestaciones conversoras Son estaciones destinadas a realizar la conversión de la corriente alternada para corriente continua para la transmisión de la energía eléctrica en alta tensión, para uso de tracción, para instalaciones industriales y para otros fines varios.
- 15. SUBESTACION Según sus funciones • Subestaciones inversoras Son instalaciones destinadas a realizar la inversión de la corriente continua para corriente alternada. Cumple una función inversa a las subestaciones conversoras.
- 16. SUBESTACION Según al tipo de instalaciones • Subestación a cielo abierto • Subestaciones en interiores • Subestación blindada
- 17. SUBESTACION Según al tipo de instalaciones • Subestación a cielo abierto Son construidas al aire libre, en amplios patios, y requieren de equipos aptos para el funcionamiento en condiciones atmosféricas adversas, como lluvias, vientos, nieves, corrosión atmosférica, polución ambiental, etc.
- 18. SUBESTACION Según al tipo de instalaciones • Subestación en interiores Son instalados en el interior de construcciones y no están expuestos a la intemperie. Generalmente es utilizado para cabinas de transformación, aunque también son utilizados para instalaciones de alta tensión.
- 19. SUBESTACION Según al tipo de instalaciones • Subestación blindadas Son instalaciones cuyos componentes son completamente protegidos, en que el espacio necesario para la instalación puede ser muy reducido en comparación con las subestaciones de cielo abierto.
- 20. SUBESTACION Configuración • Sistema de Barra Simple • Sistema de Barra Simple con Interruptor de interconexión • Sistema de Barras en Anillo
- 21. SUBESTACION Configuración • Sistema de Barra Principal con Barra de Transferencia • Sistema de Barra Dupla con Interruptor de Medio • Sistema de Barras Dobles
- 22. Configuración • Sistema de Barra Simple G ~
- 23. Configuración Sistema de Barra Simple con interruptor de interconexión G ~ G
- 24. Configuración Sistema de Barras en anillo G ~ G ~
- 25. Configuración Sistema de Barra Principal con Barra de Transferencia Barra de Transferencia Barra Principal G ~ G
- 26. Configuración Sistema de Barra Doble con Interruptor de medio ~ G
- 27. Configuración Sistema de Barras Doble G ~ G ~
- 28. SUBESTACION Componentes • Transformadores • Interruptores de potencia • Seccionadores • Transformadores de corriente (TC)
- 29. SUBESTACION Componentes • Transformadores de potencial (TP) • Dispositivo Capacitivo de Potencial (DCP) • Pararrayos • Reactores
- 30. SUBESTACION Componentes • Banco de capacitores • Filtros de ondas • Aisladores • Generadores de emergencia
- 31. SUBESTACION Componentes • Equipos de combate contra Incendio • Estructuras o pórticos • Edificaciones
- 32. Componentes Transformadores El transformador es una máquina electromagnética que permite aumentar o disminuir el voltaje o tensión en un circuito eléctrico de corriente alterna, manteniendo la frecuencia. La principal función de los transformadores es elevar la tensión, y por consecuencia disminuir la corriente, para posibilitar el transporte de la energía eléctrica a larga distancia.
- 33. Transformadores Clasificación • Según sus aplicaciones • Según su construcción
- 34. Transformadores Según sus aplicaciones • Transformador de aislamiento • Transformadores de potencia • Transformadores de puesta a tierra • Transformador de alimentación • Transformador trifásico
- 35. Transformadores Según sus aplicaciones Transformador de aislamiento Proporciona aislamiento galvánico entre el primario y el secundario, de manera que consigue una alimentación o señal "flotante". Suele tener una relación 1:1. Se utiliza principalmente, como medida de protección, en equipos que trabajan directamente con la tensión de red.
- 36. Transformadores Según sus aplicaciones Transformador de potencia Se utilizan para substransmisión y transmisión de energía eléctrica en alta y media tensión. Son de aplicación en subestaciones transformadoras, centrales de generación y en grandes usuarios.
- 37. Transformadores Según sus aplicaciones Transformador de puesta a tierra Es un transformador ideado principalmente con la finalidad de proporcionar un punto neutro para la conexión a tierra de la protección del neutro.
- 38. Transformadores Según sus aplicaciones Transformador de alimentación Pueden tener uno o varios secundarios y proporcionan las tensiones necesarias para el funcionamiento del equipo.
- 39. Transformadores Según sus aplicaciones Transformador trifásico Tienen tres bobinados en su primario y tres en su secundario. Pueden adoptar forma de estrella (Y) (con hilo de neutro o no) o de triángulo (Δ) y las combinaciones entre ellas: Δ-Δ, Δ-Y, Y-Δ y Y-Y.
- 40. Transformadores Según su construcción • Transformadores secos • Transformadores sumergidos • Autotransformador
- 41. Transformadores Según su construcción El circuito magnético está aislado (o recubierto) con un material aislante seco de varios componentes. La refrigeración se consigue por medio del aire ambiente, sin líquido intermedio. Este tipo de transformador tiene la ventaja de no presentar ningún riesgo de fuga o contaminación. Transformadores secos
- 42. Transformadores Según su construcción El circuito magnético y los devanados están sumergidos en un dieléctrico líquido que garantiza el aislamiento y la evacuación de las pérdidas calóricas del transformador. Transformadores sumergidos
- 43. Transformadores Según su construcción • Transformadores respirantes • Transformadores de colchón de gas • Transformadores de llenado integral • Transformadores con conservador Transformadores sumergidos
- 44. Según su construcción Transformadores sumergidos Un volumen de aire entre la superficie del aceite y la tapa permite la dilatación del líquido sin riesgo de rebalse. Transformadores respirantes
- 45. Según su construcción Transformadores sumergidos La cuba es estanca y la variación de volumen del dieléctrico se compensa con un colchón de gas neutro. Transformadores de colchón de gas
- 46. Según su construcción Transformadores sumergidos La cuba está totalmente llena de líquido dieléctrico y herméticamente cerrado. No hay ningún riesgo de oxidación del aceite. Transformadores de llenado integral
- 47. Según su construcción Transformadores sumergidos Para reducir las anteriores inconvenientes, un depósito de expansión limita el contacto aire/aceite y absorbe la sobre-presión como también atenúa las variaciones del volumen del líquido aislante resultante de la dilatación producida por las variaciones de temperatura. Transformadores con conservador
- 48. Transformadores Según su construcción Es un tipo especial de transformador de potencia. Consiste de un solo devanado continuo el cual es derivado en un lado para proporcionar ya sea una función de elevación o una función de reducción. Autotransformador Tiene un solo bobinado arrollado sobre el núcleo, pero dispone de cuatro bornes, dos para cada circuito, el de alta tensión y el de baja tensión.
- 49. Componentes Interruptores de potencia Son dispositivos cuya función consiste en interrumpir y/o restablecer la conducción de corriente en un circuito eléctrico, ya sea voluntariamente por condiciones de operación del sistema, o bien, por la necesidad de aislar un equipo o una parte del circuito que ha fallado.
- 50. Interruptores de potencia Clasificación • Por el medio aislante • Por el tipo de comando
- 51. Interruptores de potencia Por el medio aislante • Interruptores de aire libre • Interruptores a aceite • Interruptores a aire comprimido • Interruptores a vacio • Iterruptores semiconductores • Interruptores a Hexafluoruro de azufre (SF6
- 52. Por el medio aislante Interruptores de aire libre El proceso de interrupción del arco se basa en la desionización natural de los gases por la acción refrigerante del aire circundante que se encuentra a menor temperatura.
- 53. Por el medio aislante Interruptores a aceite Estos interruptores tienen los contactos inmersos en aceite y al comenzar a separarse, el arco eléctrico que se forma vaporiza el aceite y lo descompone en hidrógeno, metano y etileno, enfriando la columna del arco, consiguiéndose así la extinción del arco. Aquí se incluyen los interruptores de gran volumen como los de pequeño volumen.
- 54. Por el medio aislante Interruptores a aire comprimido Estos interruptores basan su acción en soplar el arco que se forma entre los contactos mediante la apertura de una válvula de aire comprimido que estira y enfría el arco
- 55. Por el medio aislante Interruptores a vacio Estos interruptores poseen los contactos inmersos en una cápsula con alto vacío que es el encargado de apagar el arco eléctrico debido a la altísima rigidez dieléctrica que alcanza el aire.
- 56. Por el medio aislante Interruptores semiconductores En estos interruptores la resistencia eléctrica de un semiconductor es reducida cuando la corriente circula en sentido convencional (anodo-cátodo) y prácticamente infinita, dentro de ciertos límites, cuando circula en sentido contrario.
- 57. Por el medio aislante Interruptores a Hexafluoruro de azufre (SF6 En estos interruptores la cámara de los contactos está rellenado con SF6, que es un gas pesado, incoloro y no tóxico, con una rigidez dieléctrica tres veces la del aire causada por los átomos electronegativos del fluor.
- 58. Interruptores de potencia Por el tipo de comando • Manual • Eléctrico • A resorte • A aire comprimido • Hidráulico
- 59. Por el tipo de comando Interruptores Manuales Las operaciones de cierre o abertura se realizan actuando manualmente en dispositivos adecuados instalados en el propio interruptor, como ser pulsadores, manivelas, palancas, etc. Es aplicado, generalmente, en interruptores de baja tensión.
- 60. Por el tipo de comando Interruptores Eléctricos Las maniobras se realizan a través de una bobina solenoide suficientemente potente para aplicar a los contactos del interruptor la fuerza necesaria para el cierre o la abertura. Es utilizado en instalaciones de baja, media tensión y alta tensión
- 61. Por el tipo de comando Interruptores a resorte En este tipo de interruptores, la fuerza necesaria para el cierre se acumula en un resorte, que es comprimido a través de un motor o manualmente, que se suelta cuando se lo comanda. Al mismo tiempo otro resorte almacena energía suficiente para posibilitar la abertura, por la misma acción del cierre.
- 62. Por el tipo de comando Interruptores a resorte
- 63. Por el tipo de comando Interruptores a aire comprimido En estos tipos de interruptores las operaciones de cierre y abertura son realizados utilizando aire comprimido que actúan en las cámaras de interrupción o descargando para afuera por medio de válvulas neumáticas accionados a su vez por electroválvulas.
- 64. Por el tipo de comando Interruptores a aire comprimido
- 65. Por el tipo de comando Interruptores hidráulicos Para el comando de este tipo de interruptor se utiliza aceite presurizado por medio de electrobombas o manualmente, y para el cierre o abertura el aceite presurizado es liberado a través de electroválvulas, tipo cilindros.
- 66. Componentes Seccionadores Son dispositivos de maniobras capaces de interrumpir en forma visible la continuidad de un circuito eléctrico. Pueden ser maniobrados con tensión, pero generalmente sin carga, pues poseen una capacidad de interrupción casi nula. Son utilizados para la aislación de un equipo como también para conectar barras entre sí.
- 67. Seccionadores Clasificación • Seccionador de abertura lateral, • Seccionador de abertura vertical, • Seccionador de abertura vertical reverso, • Seccionador de doble abertura, • Seccionador semi-pantográfico horizontal, • Seccionador semi-pantográfico horizontal y vertical, • Seccionador de abertura central, • Seccioandor semi-pantográfico vertical, • Seccionador pantográfico.
- 68. Seccionadores Seccionadores de abertura lateral
- 69. Seccionadores Seccionadores de abertura vertical
- 70. Seccionadores Seccionador de abertura central
- 72. Componentes Transformadores de corriente Los transformadores de corriente son dispositivos que se utilizan para tomar muestras de corriente de un determinado circuito, como líneas, generadores, transformadores, etc., y reducirla a un nivel seguro y medible, para las gamas normalizadas de instrumentos, aparatos de medida, u otros dispositivos de control y protección. El devanado está conectado en serie con el circuito de poder que se pretende medir.
- 74. Componentes Transformadores de potencial (TP) Son los transformadores de medida utilizados para reducir las tensiones primarias del SEP (normalmente del orden de los kV) a tensiones secundarias de rangos normalizados (115-120 volt), en forma directamente proporcional. Los transformadores de potencial son transformadores con una potencia nominal muy baja y su único objetivo es suministrar una muestra de voltaje del sistema de potencia, para ser utilizada en instrumentos de medición, control y protección.
- 76. Componentes Dispositivo Capacitivo de Potencial (DCP) Para muy elevadas tensiones, el tamaño de un TP tiende a crecer enormemente, como también su costo. Una solución alternativa más económica se ha encontrado con la utilización de “transformadores de potencial” de tipo capacitivo, denominados “Dispositivos Capacitivos de Potencial”(DCP). El dispositivo es básicamente un divisor de voltaje capacitivo que consiste en un condensador de acoplamiento compuesto de varios condensadores en serie y un condensador auxiliar.
- 77. Componentes Dispositivo Capacitivo de Potencial (DCP)
- 78. Componentes Pararrayos Son dispositivos utilizados para interceptar descargas de origen atmosféricas y/o impulsos de maniobras, principalmente por la abertura y cierre de circuitos y de fallas en el sistema eléctrico, para descargarlas a tierra a través de cabos conectados a tierra con la finalidad de proteger los principales equipos de un sistema eléctrico.
- 80. Componentes Reactores Son dispositivos utilizados como compensadores de las tensiones de naturaleza capacitiva, que pueden estar acoplados a una barra o directamente a una línea.
- 81. Componentes Banco de capacitores Son dispositivos utilizados para compensar la demanda de reactivos, corrigiendo el factor de potencia, y la caída de tensión de las líneas.
- 82. Componentes Filtros de ondas Las trampas de onda son dispositivos, que se conectan en serie en las líneas de alta tensión, utilizados para comunicación entre dos subestaciones unidas entre sí por líneas de transmisión. Se le conoce también como sistema de onda portadora por línea de alta tensión o PLC, por su sigla en inglés (Power Line Carrier), o sistema Carrier.
- 84. Componentes Aisladores Son dispositivos que sirven de apoyo y soporte a los conductores, al mismo tiempo que los mantienen aislados de tierra. El material más utilizado para los aisladores es la porcelana, el vidrio y materiales sintéticos como resinas epoxi.
- 85. Componentes Tipos de Aisladores • Aisladores fijos • Aisladores en cadena
- 86. Componentes Tipos de Aisladores Aisladores fijos Son aisladores unidos al soporte por un herraje fijo y no pueden, por consiguiente, cambiar normalmente de posición después de su montaje.
- 88. Componentes Tipos de Aisladores Aisladores en cadena Están constituidos por un número variable de elementos según la tensión de servicio; formando una cadena móvil alrededor de su punto de unión al soporte. Este es el tipo de aislador más empleado en media y en alta tensión. Los aisladores en cadena pueden ser de suspensión o de amarre
- 89. Componentes Tipos de Aisladores Aisladores en cadena
- 90. Componentes Generadores de emergencia Son equipos autónomos de generación eléctrica utilizados como fuente alternativa del servicio auxiliar de la subestación. Entran en funcionamiento cuando ocurre una falla total en el servicio auxiliar que alimenta las cargas propias de la subestación.
- 91. Componentes Equipos de combate contra Incendio Los equipos para el combate de incendios en una subestación están proyectados de tal forma que puedan actuar automáticamente o manualmente.
- 92. Equipos de combate contra Incendio Clasificación • Anhídrido carbónico (CO2) • Agua pulverizada
- 93. Equipos de combate contra Incendio Clasificación • Anhídrido carbónico (CO2) Este sistema está constituido por uno o más bancos de garrafas de anhídrido carbónico en estado líquido y una red de cañerías entre los bancos y los equipos a ser protegidos. El sistema es accionado por medio de detectores de humo y/o temperatura. Este sistema es más eficiente en ambientes confinados, pues la acción del CO2 consiste en reducir la cantidad de oxígeno en el ambiente a niveles insuficientes para mantener la combustión
- 94. Equipos de combate contra Incendio Clasificación • Agua pulverizada Este sistema esta constituido de cañerías que transportan el agua prusurizada desde una estación apropiada hasta los picos nebulizadores instalados, a una distancia apropiada, alrededor del equipo a ser protegido. Este sistema cuenta con una cañería piloto de aire comprimido que cumple dos funciones: mantiene cerrada una válvula de comando de nebulización, y monitora la temperatura circundante al equipo por medio de unas ampollas conteniendo un líquido con alto coeficiente de dilatación,.
- 95. Componentes Estructuras o pórticos Son instalaciones que sustentan los diferentes equipos instalados en el patio de maniobras de la subestación. Las estructuras están separadas de los equipos energizados por los aisladores. Las estructuras pueden ser de metal, de hormigón armado o madera.
- 96. Componentes Tableros eléctricos En las subestaciones, para facilitar las operaciones de los principales equipos, existen otras instalaciones que posibilitan la realización de los fines de la estación. Estos equipos son los tableros eléctricos que son utilizados para diferentes finalidades.
- 97. Tableros eléctricos Clasificación • Tableros del servicio auxiliar • Tableros de medición, control y protección
- 98. Tableros eléctricos Clasificación • Tableros del servicio auxiliar Son equipos de maniobras desde donde son alimentadas las cargas del servicio auxiliar de la estación, como ser bombas, iluminación, tomadas, ventiladores, etc. El servicio auxiliar puede alimentar cargas en corriente alterna o corriente alternada. Para la primera, el sistema posee de cargadores de baterías con sus respectivos bancos.
- 99. Tableros eléctricos Clasificación • Tableros de medición, control y protección Estos componentes son utilizados para la operación y supervisión de los principales equipos de la subestación, como ser las barras, los transformadores y las líneas. Estos equipos, generalmente, están instalados en la sala de mando de la estación.
- 100. Componentes Edificaciones En las subestaciones existen instalaciones edilicias que resguardan a los diferentes equipos, como los tableros de comando, supervisión, protección y comunicaciones, intemperie, de la acción de los agentes ambientales, como el sol, la lluvia, polvos y otros agentes que puedan afectar la condición física y operativa de los mismos. También algunos tableros del servicio auxiliar son resguardados en edificaciones como los cargadores de baterías y los tableros de distribución en corriente alterna y continua.