Subestaciones EléctricasLuis Antonio García MiramontesOromy Abdiel Delgado Figueroa

Definición: Una subestación eléctrica es una instalación, o conjunto de dispositivos

eléctricos, que forma parte de un sistema eléctrico de potencia. Su principal

función es la producción, conversión, transformación, regulación, repartición y

distribución de la energía eléctrica. La subestación debe modificar y establecer

los niveles de tensión de una infraestructura eléctrica, para que la energía

eléctrica pueda ser transportada y distribuida. El transformador es el equipo

principal de una subestación.

Partes Principales De Una Subestación Eléctrica

TransformadorUn transformador es un dispositivo qué:

Transfiere energía eléctrica de un circuito a otro conservando la frecuencia constante.

Lo hace bajo el principio de inducción electromagnética.

Tiene circuitos eléctricos que están eslabonados magnéticamente y aislados eléctricamente.

Usualmente lo hace con un cambio de voltaje, aunque esto no es necesario.

InterruptoresUn interruptor es un dispositivo cuya función es interrumpir y restablecer la

continuidad en un circuito eléctrico. Si la operación se efectúa sin carga

(corriente), el interruptor recibe el nombre de desconectador o cuchilla

desconectadora. Sin embargo la operación de apertura o de cierre la efectúa con

carga(corriente nominal), o con corriente de corto circuito (en caso de alguna

perturbación), el interruptor recibe el nombre de DISYUNTOR O INTERRUPTOR DE

POTENCIA.

Los interruptores en caso de apertura, deben asegurar el aislamiento eléctrico

del circuito.

Interruptores de potenciaLos interruptores de potencia son el elemento central de las subestaciones

aisladas en aire (AIS) y aisladas en gas (GIS). Los interruptores de potencia de

alta tensión son equipos mecánicos de maniobra que interrumpen y cierran los

circuitos eléctricos (corrientes de trabajo y corrientes de fuga) y, en estado

cerrado, conducen la corriente nominal.

RestauradoresEn los sistemas de distribución, además del problema de la protección de los equipos eléctricos, se representan el de la “continuidad” del servicio, es decir la protección que se planea en las redes de distribución.

Este interruptor recibe por tales condiciones el nombre de restaurador.

Un restaurador no es mas que un interruptor de aceite con sus tres contactos dentro de un mismo tanque y que opera en capacidades interruptivas relativamente bajas y tensiones no muy elevada.

Los restauradores normalmente esta construidos para funcionar con tres operaciones de recierre y cuatro aperturas con un intervalo entre una y otra calibrada entre mano en la última apertura el cierre debe ser manual ya que indica que la falla es permanente.

Cuchilla Fusible

La cuchilla fusible es un elemento de conexión y desconexión de circuitos

eléctricos. Tiene dos funciones: como cuchilla desconectadora, para lo cual se

conecta y desconecta, y como elemento de protección.

El elemento de protección lo constituye el dispositivo fusible, que se encuentra

dentro del cartucho de conexión y desconexión. El dispositivo fusible se selecciona

de acuerdo con el valor de corriente nominal que va a circular por él, pero los

fabricantes tienen el correspondiente valor de corriente de ruptura para cualquier

valor de corriente nominal.

Cuchilla DesconectadoraLa cuchilla desconectadora es un elemento que sirve para desconectar físicamente un

circuito eléctrico. Por lo general se operan sin carga, pero con algunos aditamentos se

puede operar con carga, hasta ciertos límites.

ApartarrayosLas sobretensiones que se presentan en las instalaciones de un sistema pueden ser de dos tipos:1. sobretensiones de tipo atmosférico.2. sobretensiones por fallas en el sistema.En el estudio que ahora trataremos nos ocuparemos de las sobretensiones de tipo atmosférico.El apartarrayos es un dispositivo que nos permite proteger las instalaciones contra sobretensiones de tipo atmosférico.Las ondas que presentan durante una descarga atmosférica viajan a la velocidad de la luz y dañan al equipo si no se tiene protegido correctamente; para la protección del mismo se deben tomar en cuenta los siguientes aspectos:1. descargas directas sobre la instalación2. descargas indirectas

Transformadores De Instrumento

Se denominan transformadores para instrumento los que se emplean para

alimentación de equipo de medición, control o protección. Los transformadores

para instrumento se dividen en dos clases:

1. Transformadores de corriente

2. Transformadores de potencial

Tablero Duplex Es el conjunto de gabinetes modulares utilizados para instalar los diferentes equipos de medición, protección y mecanismos de control de la subestación, además tiene instalados los sistemas de mandos para efectuar las diferentes maniobras de control de una subestación cuando sea necesario en forma manual.Generalmente se instalan los elementos en el tablero duplex:• Relevadores de protección• Cuadro de alarmas• Conmutadores de control• Conmutadores de medición• Equipos de medición• Equipo de control supervisorio• Mecanismos de control de interruptores• Señalización de estado de los interruptores

Banco De Capacitores Estos bancos, están formados básicamente por celdas capacitivas monofásicas

de alta tensión en conexión estrella, las cuales cuentan con el índice más bajo

de fallas por año a nivel mundial y son protegidas mediante fusibles tipo

expulsión en forma individual. Las celdas son montadas en una o varias

estructuras de acero galvanizado por inmersión en caliente con un diseño

adecuado para su montaje a la intemperie.

Capacidades de subestación

la capacidad de una subestación se fija, considerando la demanda actual de

la zona en KVA, mas el incremento en el crecimiento, obtenido por

extrapolación durante los siguientes diez años, previendo el espacio

necesario para las futuras ampliaciones.

Voltajes Normalizados Las tensiones en un sistema de potencias se normalizan, en primer termino, dependiendo

de las normas que se utilizan en cada país, y en segundo termino según las normas

internas de las empresas propietarias de los sistemas eléctricos.

Por ejemplo en México en el sistema central las tensiones normalizadas son las siguientes:

alta tensión 400, 230, 58 y 23 KV

baja tensión 440, 220 y 127 volt