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“Subestaciones Eléctricas”
Universidad de ChileFacultad de Ciencias Físicas y Matemáticas
Departamento de Ingeniería Eléctrica
29 de abril de 2011
Alumnos
Constanza Ahumada Jorge Dharmawidjaja Francisco Sepúlveda
Carlos Toro Carolina Vélez
EL744 – Taller de Proyectos I en Sistemas de Potencia
Profesor
Sergio Marchant Víctor Segovia Oriol Tucas
EL744– Planificación de Sistemas Eléctricos de Potencia
Introducción
o Funcionamiento y equipos en las Subestaciones Eléctricas (SS/EE)
oConfiguración de SS/EE
oNormas por las que se rigen las SS/EE
Subestaciones
EL744– Planificación de Sistemas Eléctricos de Potencia
Tipos de Subestaciones
o Según Tipos de Aislamiento:
• GIS (Gas Insulated Substation)
Subestaciones
EL744– Planificación de Sistemas Eléctricos de Potencia
• AIS (Air Insulated Substation)
Subestaciones
Tipos de Subestaciones
EL744– Planificación de Sistemas Eléctricos de Potencia
Subestaciones
o Según Tipos de Propósito:
• S/E Generación
Tipos de Subestaciones
EL744– Planificación de Sistemas Eléctricos de Potencia
Subestaciones
o Según Tipos de Propósito:
• S/E Transformador
Tipos de Subestaciones
EL744– Planificación de Sistemas Eléctricos de Potencia
Subestaciones
o Según Tipos de Propósito:
• S/E de Maniobra
Tipos de Subestaciones
EL744– Planificación de Sistemas Eléctricos de Potencia
Subestaciones
o Unilineal:
• S/E de Maniobra
Tipos de Subestaciones
EL744– Planificación de Sistemas Eléctricos de Potencia
Subestaciones
o Según Tipos de Propósito:
• S/E de Maniobra
Tipos de Subestaciones
EL744– Planificación de Sistemas Eléctricos de Potencia
Esquemas
oTramos de una Subestación Eléctrica· Tramo de Generación · Tramo de Transformación · Tramo de Salida de línea · Tramo de Acople y/o seccionamiento de barra · Tramo de Transferencia · Tramo de Compensación.
Subestaciones
EL744– Planificación de Sistemas Eléctricos de Potencia
Esquemas
oTramos de generación· Unidad Generadora· Disyuntor de Salida· Transformadores de corriente· Transformador de potencia
Subestaciones
EL744– Planificación de Sistemas Eléctricos de Potencia
Esquemas
oTramos de transformación· Tramo llegada de transformador a barra (lado Alta Tensión)
· Tramo llegada de transformador a barra (lado Baja Tensión)
Subestaciones
EL744– Planificación de Sistemas Eléctricos de Potencia
Esquemas
oTramo de AT· Transformador de potencia· Disyuntor· Seccionadores de línea y barra· Transformadores de corriente· Seccionadores rompearco· Pararrayos
Subestaciones
EL744– Planificación de Sistemas Eléctricos de Potencia
Esquemas
oTramo de BT· Transformador de potencia· Disyuntor· Transformadores de corriente· Transformador de potencial· Pararrayos
Subestaciones
EL744– Planificación de Sistemas Eléctricos de Potencia
Esquemas
oTramos de salida de línea· Un disyuntor· Un seccionador de línea· Un seccionador de puesta a tierra· Dos seccionadores de barra.· Tres transformadores de corriente· Trampa de onda· Transformadores de potencial· Pararrayos(opcional)
Subestaciones
EL744– Planificación de Sistemas Eléctricos de Potencia
Esquemas
oTramos de Acople y/o Seccionamiento de Barra· Por un seccionador. Generalmente utilizado en niveles de tensión de 115 y 34,5 KV
· Por un disyuntor extraíble. Utilizado en celdas blindadas
· Por un disyuntor y sus dos seccionadores asociados
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EL744– Planificación de Sistemas Eléctricos de Potencia
Esquemas
Tramo de Transferencia.
Tensión 115 y 230 KV· Un disyuntor· Un seccionador de barra principal· Un seccionador de barra de transferencia
Tensión de 13,8 y eventualmente 34,5 KV· Un disyuntor · Tres transformadores de corriente · Seccionadores de transferencia
Subestaciones
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Esquemas
Tramo de Compensación.
· Un disyuntor · Seccionadores · Elemento compensador (reactancia shunt o banco de condensadores)
Subestaciones
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Esquemas de Barras
oBarra Simple
o Áreas donde los cortes de servicio afectan a cargas poco importantes
Subestaciones
EL744– Planificación de Sistemas Eléctricos de Potencia
Esquemas de Barras
oBarra Seccionada por un Disyuntor
Subestaciones
EL744– Planificación de Sistemas Eléctricos de Potencia
Esquemas de Barras
oBarra Simple con Seccionadores en Derivación
Subestaciones
· En las instalaciones relacionadas directamente con la red troncal del sistema interconectado.
EL744– Planificación de Sistemas Eléctricos de Potencia
Esquemas de Barras
oBarra Principal y Transferencia
Subestaciones
EL744– Planificación de Sistemas Eléctricos de Potencia
Esquemas de Barras
oBarra Doble con Disyuntor y Medio de Salida
Subestaciones
EL744– Planificación de Sistemas Eléctricos de Potencia
Esquemas de Barras
oCriterios típicos para la elección de Esquemas
Subestaciones
· tipo de S/E.· Necesidad: Flexibilidad, confiabilidad, seguridad.· Áreas disponibles.· Mantenimiento· Costos· Varios.
EL744– Planificación de Sistemas Eléctricos de Potencia
Equipos en Subestaciones
o Los Equipos se pueden clasificar en:
• Equipos de Transformación.
• Equipos de Maniobras.
• Equipos de Servicios Auxiliares.
• Equipos de Compensación.
• Otros Equipos.
o Ensayos de Puesta en Servicio y de Mantenimiento.
Subestaciones
EL744– Planificación de Sistemas Eléctricos de Potencia
Equipos en Subestaciones
o Equipos de Transformación:
• Transformador de Poder en aceite y SF6.
• Cambiadores de Tap, Bajo carga y sin carga. En vacío
y en aceite.
• Bushing.
• Pararrayos
o Ensayos Equipos de Transformación.
Subestaciones
EL744– Planificación de Sistemas Eléctricos de Potencia
Equipos en Subestaciones
o Equipos de Transformación:
Subestaciones
EL744– Planificación de Sistemas Eléctricos de Potencia
Equipos en Subestaciones
o Equipos de Maniobra y Protección:
• Interruptores: Vacío, SF6 y Aire.
• Desconectadores.
oEnsayos Equipos de Maniobra y Protección.
Subestaciones
EL744– Planificación de Sistemas Eléctricos de Potencia
Equipos en Subestaciones
o Equipos de Maniobra:
Subestaciones
EL744– Planificación de Sistemas Eléctricos de Potencia
Equipos en Subestaciones
o Equipos de Maniobra y Protección:
Subestaciones
EL744– Planificación de Sistemas Eléctricos de Potencia
Equipos en Subestaciones
o Equipos de Servicios Auxiliares:
• Transformador de SSAA: Resina Epoxi.
• Rectificadores: 48[V] y 125[V].
• Banco de Baterías 48[V] y 125[V].
oEnsayos Equipos de SSAA.
Subestaciones
EL744– Planificación de Sistemas Eléctricos de Potencia
Equipos en Subestacioneso Equipos de Servicios Auxiliares:
Subestaciones
EL744– Planificación de Sistemas Eléctricos de Potencia
Equipos en Subestaciones
o Equipos de Compensación:
• Reactores.
• Banco Condensadores.
oEnsayos Equipos de Compensación.
Subestaciones
EL744– Planificación de Sistemas Eléctricos de Potencia
Equipos en Subestaciones
o Otros Equipos:
• Barras.
• Aislantes de pedestal.
oEnsayos en Otros Equipos.
Subestaciones
EL744– Planificación de Sistemas Eléctricos de Potencia
Equipos en Subestaciones
o Otros Equipos:
Subestaciones
EL744– Planificación de Sistemas Eléctricos de Potencia
Normas
Subestaciones
Equipo Normas
Aislamiento de Pedestal
IEC 60168, IEC 60273, IEC 60233, IEC 60815
Aislamiento de Soportes y Barras
IEC-143, IEC-815
Banco de Baterías IEC 60896-1, IEEE 450-2002, IEC 60896-21, IEC 60896-22
Banco de Capacitores Serie
IEC-143-1, IEC-143-2, IEEE Std 824,IEC-815
Transformadores IEC 60076
Equipos de Maniobras IEC 62271-100, IEC 62271-200
Desconectadores y Conectadores
IEC 62271-102, IEC 60129
Transformadores de Medida
IEC 60044-1, IEC 60044-2, IEC 60044-3, IEC 60044-4, IEC 60044-5, IEC 60044-7
Pararrayos IEC 60099-4, IEC-233, IEC-815
EL744– Planificación de Sistemas Eléctricos de Potencia
Normas
Subestaciones
Equipo Normas
Cables Aislados IEC 60228, IEC 60502-1, IEC 60502-2, IEEE Std 400_2001, NEMA_WC3_1992, NEMA_W7_1992, NEMA_W8_1992, NEMA_WC74_2000
Indicaciones Ensayos AT IEC 60060
Dimensionamiento de barras S/E
IEEE Std 1283, IEEE Std 738
Definición de muros cortafuego
NFPA 850
Definición de distancias mínimas entre fases y fase tierra para 1000m y superiores
IEC 71-2 IEC 71-3, IEC 815
Sistemas de Alumbrado CIE 29.2, CIE 68, CIE 94
Interruptores de Poder IEC- 62271-100
EL744– Planificación de Sistemas Eléctricos de Potencia
Normas
Subestaciones
IEC 60044Se encuentra seccionado según el área del transformador:Parte 1: Transformadores de corriente.Parte 2: Transformadores de voltaje inductivo.Parte 3: Transformadores combinados.Parte 4: Transformador de voltaje capacitivo.Parte 7: Transformador de voltaje electrónico.
o Transformadores de medida
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Normas
Subestaciones
o Interruptores de PoderIEC 62271-100 (EIC 60056), “Interruptores de corriente alterna de Alta Tensión” Se aplica a:
interruptores de corriente alterna (interior y exterior, para V > 1 [kV] y 50 o 60 [Hz]).3 polos, trifásicos y sus equipos auxiliares.
No se aplica a:Interruptores con cierre de operación manual.Interruptores en equipos de potencia de tracción eléctrica.Interruptores instalados entre un generador y el transformador de subida “step-up”. Interruptores con operación intencional no-simultanea entre polos.Interruptores de By-pass instalados en paralelo con las una serie de capacitares y sus equipos de protección.
EL744– Planificación de Sistemas Eléctricos de Potencia
Normas
Subestaciones
o Normas de Cables Aislados
IEEE Std 400_2001, “Pruebas en aislamiento de cables”Se aplica a cables de 5 [kV] a 500 [kV].Entrega varios métodos de prueba que están disponibles.NEMA WC3, W7,W8, WC74Son guías para cables usados en transmisión y distribución con distintos aislamientos.
EL744– Planificación de Sistemas Eléctricos de Potencia
Normas
Subestaciones
o Normas de Dimensionamiento de Barras
IEEE Std 1283Guía para determinar los efectos de las altas temperaturas de operación en conductores, conectores y accesorios.
IEEE Std 738Su objetivo es presentar un método para calcular la relación de la temperatura con la corriente en los siguientes casos:
Propiedades del conductor.Diámetro del conductor.Condiciones de la superficie del conductor.Condiciones del clima.Corriente eléctrica de conducción.
“Subestaciones”
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Departamento de Ingeniería Eléctrica
29 de abril de 2011
Alumnos
Constanza Ahumada Jorge Dharmawidjaja Francisco Sepúlveda
Carlos Toro Carolina Velez
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Profesor
Sergio Marchant Víctor Segovia Oriol Tucas