Topologías
de subestaciones (barrajes)
CONFIGURACIÓN DE
BARRAJES EN SUBESTACIONES DE POTENCIA ::.
En las subestaciones existen diferentes configuraciones para los
barrajes, estas dependen del numero de equipos disponibles y de
la propia ubicación de la subestación en un sistema
interconectado. A continuación se dará una breve explicación
de cada una de las posibles configuraciones:
En los diagramas se muestra el equipo
de corte con la siguiente señalización una (x) para
los interruptores y un (-) para los seccionadores
Barraje sencillo:
En esta configuración se tiene un único barraje al
que llegan cada una de las líneas provenientes de un quipo
de generación o de otra subestación de potencia, cada
línea cuenta con un interruptor acompañado de sus
respectivos seccionadores uno en cada extremo, además de
dos transformadores conectados al barraje cada uno con su respectivo
interruptor y seccionador, desde los cuales puede circular corriente
a media tensión o a alta tensión en el caso de trasmisión
desde un central de generación. La configuración es
la mas económica posible ya que contiene el menor numero
de equipos.
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Figura
2.4.18. Barraje sencillo |
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Desventajas:
• La falla o mantenimiento
de un interruptor pone fuera de servicio al circuito completo que
presenta la anomalía.
• Un mantenimiento en el barraje
deja fuera de servicio a toda la subestación.
• Cuando se presenta una falla
en el barraje salen de funcionamiento todos los circuitos debido
a que se disparan todos los interruptores de los circuitos.
Barraje sencillo seccionado:
Esta configuración es similar a la anterior con la única
diferencia que se le a agregado un interruptor en la parte media
del barraje con sus seccionadores llamado campo de seccionamiento,
con el aumento de quipo aumentan los costos de la configuración
pero gracias a esto hay ganancia en la flexibilidad y en la continuidad
del servicio de la subestación. Afectando solo el 50% de
su funcionamiento.
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Figura
2.4.19. Barraje sencillo seccionado |
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Ventajas:
• cuando se presenta una falla
en el barraje o en el interruptor, seccionador de un circuito se
dispara la protección diferencial, junto con el interruptor
del campo de seccionamiento, esto hace que independicen cada una
de las zonas permitiendo de esta manera aislar la zona que se encuentra
en falla y poder realizar el respectivo mantenimiento o reparación.
Se utiliza para acoplar el sistema de subtransmisión con
el de distribución.
Desventajas:
• El mantenimiento de interruptor
de pone fuera de circulación dicho circuito.
• El mantenimiento al campo
de seccionamiento o a uno de los barrajes pone fuera de servicio
el 50% de la subestación en la zona afectada.
Barraje doble principal
y transferencia:
Esta configuración incorpora aun mayor cantidad de elementos
que las anteriores por lo que es más costosa y ocupa mayor
área, entre estos elementos encontramos dos barrajes uno
principal y uno llamado de transferencia, un interruptor y dos seccionadores
que conforman el campo acoplador de barrajes; del mismo modo se
a adicionado un seccionador más para conectar cada línea
directamente a la barra de transferencia. El campo acoplador puede
remplazar cualquier interruptor de línea en caso de falla
o mantenimiento pero el barraje de transferencia esta diseñada
para soportar la carga de una sola línea. Es decir, que no
pueden estar dos interruptores de línea conectados a la barra
de transferencia.
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Figura
2.4.20. Barraje doble principal y transferencia |
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Este tipo de barraje se utiliza en subestaciones
intermedias de transmisión o subtransmisión por
tener mayor flexibilidad en operación y continuidad del
servicio.
Desventajas:
• Si se presenta una falla
en el barraje o en el seccionador del lado del barraje la subestación
debe salir por completo del servicio, cuando es en el barraje las
protecciones disparan todos los interruptores de todos los circuitos.
Barraje doble principal
y transferencia en U:
Esta configuración es igual a la anterior solo que el barraje
de transferencia es en forma de "U" para reducir en forma
longitudinal el área ocupada por la subestación pero
esta se ve aumentada en forma transversal. Su utilización
depende del área disponible para la subestación.
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Figura
2.4.21. Barraje doble principal y transferencia en "u" |
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Barraje doble principal
seccionado y transferencia:
Esta configuración es una variante de la “Barraje doble
principal y transferencia” solo que en esta se a adicionado
un campo de seccionamiento en el barraje principal y con este logar
mantener un 50% de la subestación en funcionamiento en caso
de falla, solo que para auxiliar uno de los circuitos L1, L2 y T2
es necesario el campo de seccionamiento del barraje principal se
encuentre en funcionamiento.
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Figura
2.4.22. Barraje doble principal seccionado y transferencia |
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Barraje doble principal
y reserva:
Esta configuración tiene también dos barrajes como
la anterior, solo que en esta todos los circuitos pueden ser transferidos
de un barraje a otro, por lo que el diámetro de los conductores
del barraje es igual. Esta configuración adiciona un seccionador
de “by-Pass” a cada circuito para en dado caso poder
realizar mantenimiento al interruptor de línea o transformador,
también tiene dos seccionadores selectores de barraje y un
interruptor acoplador de barrajes, este ultimo puede remplazar cualquiera
de los interruptores de los circuitos de línea o transformador,
pero solo a uno de estos no se puede dar el caso de remplazar a
dos circuitos, y cuando una barraje falla se disparan los seccionadores
del barraje en falla.
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Figura
2.4.23. Barraje doble principal y reserva |
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La ubicación de este tipo
de subestación, aunque su costo es mas elevado que las anteriores,
es en sistemas interconectados por su gran flexibilidad en operación
y por presentar mayor continuidad del servicio.
Barraje doble principal
seccionado y reserva:
Esta configuración es similar a la anterior solo que se a
agregado el campo de seccionamiento del barraje principal para hacer
la protección selectiva, en este caso para remplazar un interruptor
de las líneas L3,L4,T2 con el campo acoplador de barras debe
estar cerrado y en funcionamiento para poder realizar el reemplazo.
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Figura
2.4.24. Barraje doble principal seccionado y reserva |
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Barraje en anillo:
Esta configuración, como su nombre lo indica, esta en forma
de anillo. El barraje se encuentra seccionado en varias partes,
cada circuito de línea o transformador posee dos seccionadores
de barraje a cada lado lo que llegado el caso permite que dicho
circuito se alimentado por cualquiera de los seccionadores adyacentes
de barraje. Para su funcionamiento es necesario que todos los seccionadores
de barraje se encuentren cerrados.
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Figura
2.4.25. Barraje en anillo |
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Ventajas y desventajas:
• Cuando se presenta una falla
en el barraje o en uno de los seccionadores de barraje, esto hará
que se dispararen todos los interruptores de los circuitos de línea
y de transformador, poniendo fuera de servicio a la subestación,
aunque es posible volverla a poner en servicio una vez que se a
detectado el circuito en falla, ya que este puede ser aislado de
los demás abriendo los seccionadores de barrajes adyacentes.
• La cantidad de seccionadores
de barraje puede hacer que sea mayor la posibilidad de fallas, para
el mantenimiento de un circuito se deben abrir cada uno de los seccionadores
adyacentes de barraje y desenergizar el circuito.
Barraje en malla:
En esta configuración el barraje se encuentra seccionado,
tanto con seccionadores, como con interruptores, cada circuito de
línea o transformador tiene dos interruptores adyacentes
con sus respectivos seccionadores desde donde puede ser alimentado,
para su normal funcionamiento todos los seccionadores e interruptores
deben estar cerrados. Estas características hacen de esta
configuración una de las que mas garantiza la continuidad
del servicio y flexibilidad en su operación por lo que se
utiliza en sistemas interconectados.
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Figura
2.4.26. Barraje en malla |
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Ventajas y desventajas:
• Como los circuitos son alimentados
son alimentados por dos diferentes puntos por lo que es posible
realizar un mantenimiento a un interruptor sin necesidad de interrumpir
el servicio.
• Una falla en barraje hace
disparar los circuitos adyacentes por lo que solo hace salir de
servicio a uno de los circuitos y no ha todos como es el caso de
otras configuraciones.
Interruptor y medio:
En esta configuración nuevamente se tienen dos barrajes y
además dispone de tres interruptores por cada dos circuitos.
Cada circuito puedes ser alimentado por cualquiera de los barrajes,
por lo que estos deben ser diseñados para soportar la carga
de todos los circuitos. Este esquema es muy flexible en operación
y la continuidad del servicio le permite ser instalada cerca a una
central generadora o en aquellas donde el flujo de potencia sea
considerado.
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Figura
2.4.27. Interruptor y medio |
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Doble barraje doble interruptor:
Esta configuración es la mas confiable y costosa de todas
las anteriores, posee dos barrajes diseñados para soportar
a todos los circuitos y cada circuito es alimentado por dos interruptores
uno en cada barra por lo que en caso de falla en un interruptor
el circuito puede ser conectado al otro barraje con el otro interruptor.
Todas estas características hacen de esta configuración
la más confiable pero la cantidad de elementos también
la hacen muy costosa, puede ser ubicada en una central de generación
en donde la continuidad del servicio sea lo primordial.
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Figura
2.4.28. Doble barraje doble interruptor |
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