INTERRUPTORES DE POTENCIA

Es un dispositivo destinado para el cierre y apertura de la continuidad del circuito eléctrico bajo carga y en condiciones de corto circuito.

INTERRUPTORES DE POTENCIA

Se considera al igual que el transformador, el dispositivo más importante de una subestación y se compone de:*Parte activa: Cámara de extinción.*Parte pasiva: Donde se aloja la parte activa.

INTERRUPTORES DE POTENCIA

Debido a la presencia del arco eléctrico por carga en el circuito, estos elementos tienen incorporados un sistema para extinguir chispas y directamente el arco eléctrico.

INTERRUPTORES DE POTENCIA

Dependiendo del sistema o material utilizado para producir la extinción, éstos se clasifican en:

*Interruptor al aire*Interruptor con auto-formación de gases extintores*Interruptor con soplado neumático*Interruptor de aceite*Interruptor de hexafluoruro de azufre (sf6)*Interruptores al vacío

INTERRUPTOR DE RUPTURA AL AIRETiene su mecanismo interior al aire, usando la propia atmósfera del retorno y su elevada velocidad de desconexión para extinguir el arco.

INTERRUPTOR CON AUTO-FORMACIÓN DE GASES EXTINTORESPosee una serie de placas cuya evaporación producida por la alta temperatura del arco produce gases con propiedades de extinción.

INTERRUPTORES CON SOPLADO AUTO-NEUMÁTICOIncorpora un cilindro que lanza una gran cantidad de aire comprimido sobre la zona en la que se produce el arco.

INTERRUPTOR DE ACEITESus contactos están sumergidos en un recipiente con aceite aislante con rigidez dieléctrica entre 30 hasta 15 KV y tiene la propiedad de enfriar los contactos del interruptor.

INTERRUPTOR DE HEXAFLUORURO DE AZUFRE (SF6)Su funcionamiento es similar al de soplado auto neumático, sólo que éstos expulsan hexafluoruro de azufre ( SF6 ) en vez de aire comprimido. Es el más utilizado actualmente.

INTERRUPTORES EN VACÍO

Sus contactos están inmersos en una cámara de vacío donde, al no existir ningún elemento, no se produce continuidad del arco. Su funcionamiento es muy simple y la aplicación se da en tensiones hasta de 50 KV

DISYUNTORES O INTERRUPTORES AUTOMATICOS

Estos realizan la labor de maniobra en condiciones de carga. En realidad estos son los usados habitualmente y no los interruptores manuales, ya que actúan automáticamente en caso de anomalía eléctrica

DISYUNTORES O INTERRUPTORES AUTOMATICOS

Empleados en combinación con fusibles limitadores, permiten su uso en diversas aplicaciones donde el espacio sea limitado.

Los disyuntores son elementos tripolares diseñados para media tensión: 17.5 KV – 630 Amp.

Sus capacidades eléctricas y mecánicas exceden los requerimientos normales, garantizando así, la ejecución de mantenimiento periódico.

Se usan para cortar tramos del circuito de forma visible. Para poder realizar la maniobra necesitan estar libres de carga, es decir, en el momento de la apertura no debe circular corriente alguna a través de él.

Seccionadores

Tipos de seccionadores

De acuerdo con la función que cumplen se pueden tener los siguientes tipos de seccionadores:• De maniobra: Para aislar equipos, para transferir

circuitos, etc. • De puesta a tierra: Conectan a tierra un circuito

o equipo• Bajo carga: Interrumpen corrientes de carga sin

la necesidad de un interruptor para realizar las maniobras. No tienen la capacidad de interrumpir corrientes de falla. Se utilizan normalmente en media tensión.

Seccionador de apertura central

Tienen sólo dos columnas de aislamiento por fase. Requieren mayor espaciamiento entre fases debido a la apertura lateral. Se utilizan normalmente en tensiones hasta 230 kV

Seccionador de rotación central

Tienen tres columnas por cada fase.Permiten un menor espaciamiento entre fases que los de apertura lateral

Seccionador de apertura vertical

Ofrecen la posibilidad de un espaciamiento mínimo entre fases.Se requiere una altura del campo superior

Seccionador tipo pantógrafo y semipantógrafo

La distancia entre fases puede ser mínima.El espacio ocupado a lo largo es reducido.Se utilizan en extra alta tensión – 500 kV, sin embargo, en algunos casos especiales se utilizan en tensiones menores para facilitar la disposición física de los equipos

DISPOSITIVOS PROTECTORES CONTRA SOBRETENSIONES (DPS)

Son dispositivos que protegen la red frente a sobretensiones de origen atmosférico y por fallas eléctricas.

PararrayosLos pararrayos forman un anillo de protección contra las sobretensiones que se presentan en el sistema debido a descargas atmosféricas o a las maniobras de cierre o apertura de interruptores asociados a los circuitos de líneas, transformadores, reactores y capacitores.

PararrayosEl material utilizado para construcción de estos equipos es el óxido de zinc ZnO, anteriormente se utilizaba el carburo de silicio. Las resistencias de ZnO se encuentran confinadas dentro de un aislador, el cual puede ser de porcelana o polimérico; este material presenta una resistencia no lineales que permiten el paso de una corriente baja cuando la tensión es inferior a la nominal y una alta corriente para altos niveles de voltaje..

PararrayosUn dispositivo de protección efectivo debe tener tres características principales: • Comportarse como un aislador mientras la tensión aplicada no exceda cierto valor

determinado. • Convertirse en conductor al alcanzar la tensión de ese valor. • Conducir a tierra la onda de corriente producida por la onda de sobretensión.

Estos se pueden considerar divididos en tres grupos: • Cuernos de arqueo • Pararrayos autovalvulares • Pararrayos de óxidos metálicos.

PararrayosPROTECCIÓN DE SUBESTACIONES ELÉCTRICAS •Las subestaciones de potencia son protegidas por puntas pararrayos colocadas sobre las estructuras, y por los hilos de guarda de las líneas que rematan en la subestación. Los hilos de guarda están conectados directamente a la malla de tierra de la subestación.•En el caso de las estructuras metálicas tipo rejilla (lattice), la mismas estructuras forman una jaula de Faraday de protección.

Las subestaciones de distribución no son protegidas contra una descarga atmosférica directa, porque se ha comprobado que los rayos caen mayormente sobre las líneas.

TRANSFORMADORES PARA INSTRUMENTO

Proporcionan aislamiento a los equipos de protección y medición, alimentándolos con magnitudes proporcionales a las de trabajo para las cuales están diseñados.Se dividen en:

*TRANSFORMADOR DE POTENCIAL

*TRANSFORMADOR DE CORRIENTE

*TRANSFORMADOR DE POTENCIAL O DE TENSION. Desarrollan dos funciones: transformar la tensión y aislar los instrumentos de protección y medición conectados a los circuitos de alta tensión; disminuyen la tensión que se lleva a estos circuitos a niveles que sean fácilmente manejables, la tensión secundaria se encuentra con valores normalizados, según la ANSI, son de 120 volts para aparatos de 25 KV y de 115 volts para aquellos con valores superiores de 34.5 KV.

*TRANSFORMADOR DE CORRIENTE Desarrollan dos tipos de función; transformar la corriente y aislar los instrumentos de protección y medición conectados a los circuitos de alta tensión. El primario se conecta en serie con el circuito por controlar y el secundario puede tener uno o varios secundarios, se conecta en serie con las bobinas de corriente de los aparatos de medición y protección.

*TRANSFORMADOR DE CORRIENTE Los transformadores de corriente pueden ser de medición, de protección o mixtos.Corriente primaria: Los valores normalizados son: 300, 400, 600, 800, 1200, 1500, 2000, y 4000 amperes.

*PARTES DE UN TRANSFORMADOR DE CORRIENTE

INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN Y TABLEROS

Las mediciónes de una subestación se llevan a cabo gracias a unos elementos medidores que están haciendo el muestreo de las variables en forma real, para ello éstos se conectan al secundario de los transformadores de corriente.

Las variables a medir en la subestación son:

*Tensiones de línea y neutros*Corriente*Frecuencia*Potencia activa y reactiva*Temperatura

Los sistemas de medición pueden ser:

* Local * Remoto o Telemedición * Mixto

TABLEROS

Los tableros generalmente son de lámina gris espesor de 3 mm con una altura promedio de 2.28 mts.

En éstos se instalan los conmutadores y barrajes en cobre, tal cual como lo indica el bus mímico para realizar las conexiones a los totalizadores de cada circuito.

De igual forma, se instalan los elementos de medición a una altura de 1.7 mts para facilitar su lectura.

Así mismo, se diseña en su interior un sistema de refrigeración forzada por medio de un ventila dor extractor de calor para regular en forma constante o autom´tica, la temperatura interna del tablero.

SISTEMA DE TIERRAS

Es una de las principales herramientas de protección contra sobre tensiones de origen atmosférico o por maniobras mal ejecutadas.

A ella se conectan los neutros de los aparatos, las bayonetas, las estructuras metálicas, los tanques y todas las partes metálicas que deban de tener potencial de tierra.

Este sistema, generalmente se hace en el suelo donde se alojará la subestación, haciéndose con una mezcla de sales y minerales para preaparar el terreno

FUNCIONES DEL SISTEMA DE TIERRAS

La red debe cumplir con:

*Proporcionar un camino de muy baja impedancia para la circulación de las corrientes de tierra, ya sean falla de aislamiento o a la operación del pararrayos.

*Evitar la generación de diferencias de potencial entre los diferentes puntos de la Subestación eléctrica, estos potenciales no deseados pueden atentar contra el personal y los equipos.

*Dar mayor confiabilidad al servicio eléctrico.

POR QUÉ EL TRANSPORTE Y LA DISTRIBUCIÓN EN ENERGÍA ELÉCTRICA SE REALIZA A TENSIONES ELEVADAS?

EFECTO JOULE

Las pérdidas de potencia que se producen en un conductor por el que circula una corriente eléctrica, son directamente proporcionales al valor de ésta:

( P = I2.R)

La potencia eléctrica transportada en una red es directamente proporcional al valor de su tensión y al de su intensidad. ( P = V . I)