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| Tipos de subestaciones
Una subestación de distribución o centro de transformación es el conjunto de instalaciones y equipos eléctricos encargado de realizar la transformación de niveles de alta, media o baja tensión a niveles adecuados para la distribución de energía eléctrica, operadores de Red utilizan las siguientes relaciones de transformación 230-34,5 kV, 115-34,5 kV, 115-11,4 kV, 115-34,5 kV, 34,5-11,4 kV, 34,5-13,2 kV,13.2-0.208/0.120kV, 13.2-0.220/0.127kV, 13.2-0.440/0.266kV, 11.4-0.208/0.120kV, 11.4 -0.220/0.127kV, 11.4 - 0.440/0.266kV Es de anotar que la utilización de tensión a 11.4kV está reservada para zonas ubicadas en alturas superiores a 1000 m.s.n.m y tensión a 13.2kV, para alturas inferiores. TIPOS DE SUBESTACIONES ::. Las subestaciones de distribución
se pueden clasificar según su ubicación en:
SUBESTACIÓN AÉREA ::. La subestación aérea o tipo poste es empleada en zonas rurales, y urbanas, para prestar el servicio a usuarios industriales o residenciales de estratos 1,2 y 3. La subestación aérea esta conformada por un transformador de distribución, acompañado de su respectiva protección contra sobretensión (Descargadores de sobretensión DST) y protección contra sobrecorriente (cortacircuitos), como también de algunos accesorios indispensables para su montaje como apoyos, aisladores y herrajes. Los transformadores utilizados en este tipo de subestación pueden ser monofásicos o trifásicos y los fabricantes ofrecen transformadores de distribución con potencias nominales normalizadas que no exceden los 150 kVA, cuando la potencia nominal excede los 112.5KVA o el peso del transformador sobrepasa los 650kg, se requiere utilizar para su instalación una estructura tipo H. La estructura tipo H se compone de dos apoyos (postes). La alimentación de los transformadores que conforman una subestación aérea puede hacerse por red aérea o subterránea.
Los niveles de tensión para
redes de uso público se encuentran definidos en la Norma
ICONTEC NTC 1340 es tensiones nominales en sistema de energía
eléctrica a 60 Hz en redes de servicios públicos,
y, pero si un cliente de un operador de red requiere un nivel de
tensión diferente, puede definir su contrato de conexión
en un nivel de tensión normalizado, con el cual alimentará
un transformador de su propiedad, este transformador recibe el nombre
de transformador de uso dedicado y definir así la relación
de transformación que más le convenga a sus necesidades.
En las estructuras empleadas por operadores de red en Colombia para la subestación tipo poste encontramos: Disposición con cable de
guarda trafo monofásico unipolar
SUBESTACIÓN DE PISO ::. La subestación de piso se utiliza en zonas urbanas, para prestar el servicio a usuarios industriales, comerciales, alumbrado público y residencial. Las subestaciones de piso presentan variantes que determinan su clasificación en: subestación tipo patio, subestación tipo pedestal o pad mounted y subestación capsulada.
SUBESTACIONES TIPO PATIO ::. Las subestaciones tipo patio son empleadas a la intemperie en algunas industrias, habitualmente son alimentadas por redes subterráneas a 34,5 kV y en el lado de baja tensión se pueden manejar niveles de tensión según la necesidad del usuario.
Las potencias nominales comúnmente utilizadas en los transformadores monofásicos o trifásicos que conforman subestaciones de patio urbana son:
Los transformadores con potencia nominal entre 1000 kVA y 2500 kVA, deben tener tanque de expansión o cámara con colchón de aire que permita la apropiada refrigeración del transformador. Algunas de las configuraciones de la subestación tipo patio empleadas en Colombia son: Centro de distribución industrial
34,5 kV tipo exterior – derivación aérea con
reconectador En las subestaciones tipo patio
el equipo de medida se debe encontrar alojado en una celda tipo
intemperie de fácil acceso para el personal sin tener que
ingresar al patio de conexiones; para la protección contra
sobretensiones el transformador debe contar con descargadores de
sobretensión (DST) de 27 kV, 10 kA, de óxido metálico
y por el lado de alta tensión debe utilizar un reconectador
o seccionador con fusible tipo HH.
SUBESTACIÓN PEDESTAL O PAD MOUNTED (TIPO JARDÍN) ::. La subestación pedestal o pad mounted (tipo jardín) puede ser utilizada a la intemperie o al interior de edificios, ofrecen seguridad para ser instalada en lugares en que existe paso de personas como en parques o avenidas. La subestación de pedestal está conformada por dos gabinetes, uno en el que se encuentra alojado el transformador el cual lleva sus protecciones internas y otro para la caja de maniobras, estos gabinetes cuentan con cerradura que impiden el ingreso de personal no autorizado. La subestación de pedestal debe contar con una puesta tierra a la que se conectan las partes metálicas de la subestación, al neutro del transformador y la tierra de los descargadores de sobretensión.
La subestación de pedestal posee seccionadores de maniobras que pueden ubicarse en la celda de maniobra o a la intemperie. Los seccionadores deben poseer aislamiento en aceite o en SF6 y la cámara de interrupción del arco debe ser en aceite, vacío ó SF6; son seccionadores tripolares de operación manual bajo carga. El área de la subestación se encuentra encerrada por una malla instalada como mínimo a un metro del perímetro de los equipos y de 2.5 metros de altura, con avisos de peligro y alta tensión, también su puede instalar en un local en el que la puerta dé al exterior del inmueble.
TRANSFORMADORES DE PEDESTAL El transformador pedestal se divide en dos compartimientos cada uno con puerta y separados el un del otro por una lamina metálica, en el del lado izquierdo se alojan los terminales de alta tensión del transformador y al lado derecho los terminales de baja tensión. El transformador de pedestal es protegido en el lado de alta tensión por un fusible de expulsión tipo bayoneta en serie con un fusible limitador de corriente el cual opera cuando hay fallas internas en el transformador, se encuentra ubicado en el interior de su tanque, por esta razón cuando este actúa el transformador debe ser retirado para someterlo a revisión y en el lado de baja tensión el transformador para su protección cuenta con un interruptor automático escogido según la corriente de cortocircuito y la curva de capacidad térmica que pueda soportar el transformador. La capacidad de los transformadores pedestal empleados para alumbrado publico son: 30, 45 y 75 kVA y para distribución se maneja una relación 11.4 – 0.208/0.120 kV con capacidades de 45, 75, 112,5 150 225, 300, 400 y 500 kVA.
CAJA DE MANIOBRA En la caja de maniobra se realiza la conexión o desconexión individual de los transformadores de las redes de distribución y acometidas por medio de interruptores, la caja de maniobra puede ser en aceite o en SF6 para acometidas subterráneas.
SUBESTACIONES CAPSULADAS ::. Las subestaciones o centros de transformación capsuladas, son aquellas en las que existe un recinto cerrado en el cual se encuentran alojadas varias celdas, una de ellas destinada para el transformador de distribución, una celda para el equipo de protección y maniobra, es decir el seccionador tripolar de trabajo bajo carga con nivel de aislamiento de 15 kV; otra celda alberga el grupo de medida compuesto por los transformadores de potencial y de corriente.
Las subestaciones capsuladas son empleadas en industrias o en urbanizaciones de estrato 4,5 y 6. En las subestaciones capsuladas se utilizan transformadores en aceite o transformadores tipo seco, se protegen con fusibles limitadores de corriente, el cual se selecciona dependiendo de la potencia nominal del transformador. Los transformadores en aceite se alojan en un local reforzado (bóveda) independiente al local de las celdas de entrada, salida, protección y en algunos casos la celda de medida. El transformador tipo seco se instala en el mismo local de las celdas;
En las subestaciones capsuladas se pueden emplear seccionadores tripolar en aire con tensión nominal de 17.5 kV y corriente nominal de 630 A para conductor 2/0 y 400 A para conductor 4/0, seccionador en aire con fusibles limitadores de corriente con tensión nominal de 17.5 kV y corriente nominal de 400 A, o celda con seccionadores en SF6, la cual se utiliza también como celda de entrada y celda de salida, consta de un tanque lleno de SF6 en el que se sumerge un seccionador tripolar de trabajo bajo carga de tres posiciones: conectado (cerrado), desconectado (abierto) y puesto a tierra.
SUBESTACIONES TIPO LOCAL ::.
SUBESTACIÓN SUBTERRÁNEA ::. La subestación subterránea se instala bajo el nivel del piso en andenes, zonas verdes, o en un predio particular, están conformadas por dos bóvedas una para el transformador y otra para el seccionador de maniobras, estas se encuentran unidas por un banco de ductos. El seccionador debe ser de tipo inundable de operación bajo carga de 200 A, debe contar con codos premoldeados sin partes vivas expuestas, para la conexión de los terminales de media tensión.
El transformador puede ser sumergible u ocasionalmente sumergible de capacidad hasta 200 kVA, con la propiedad de permanecer hasta tres horas en agua, si el transformador no cuenta con el conjunto de protección y seccionamiento interno, se deben instalar seccionadores independientes en aceite o en SF6 sumergibles; los bornes de conexión de baja tensión deben ser aislados y los de alta deben ser codos premoldeados resistentes a la humedad; entre el tanque del transformador y el piso de la bóveda debe existir una distancia superior a 4 centímetros. La bóveda del transformador debe disponer de una cubierta removible en la parte superior que permita el acceso a los fusibles internos y los bujes de media y alta tensión del transformador sin tener que ingresar a la bóveda. |
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Mapa del sitio
* Fotografías propiedad del proyecto de grado titulado “Manual de Presentación de Subestaciones de Distribución, Capsulada, Pedestal, Local y de Poste, para tensiones primarias entre 34.5 Kv Y 11.4 Kv.”, desarrollado por los Tecnólogos en Electricidad: Claudia Milena Bermúdez Rodríguez y William Alberto Bohórquez Ojeda.
