Componentes de la subestación eléctrica y su funcionamiento

La red eléctrica es un elemento esencial para los sistemas de generación, transmisión y distribución de electricidad. Las subestaciones eléctricas son obligatorias para todos los procesos de la red eléctrica. Son dispositivos esenciales para generar electricidad desde las subestaciones. Cambiando los niveles de frecuencia y tensión, es posible modificar la cantidad de electricidad necesaria en las subestaciones para suministrar electricidad a los clientes. A la subestación eléctrica se clasifica como en varios tipos, como subestaciones de generación, montadas en postes, internas, externas, de conversión, de distribución, de transmisión y de conmutación. En algunos casos, como las centrales térmicas, las centrales hidroeléctricas y los parques eólicos, se puede observar una subestación colectora, que puede ser útil para transferir la energía de varias turbinas a una sola unidad de transmisión.

Componentes de subestaciones eléctricas

La electricidad puede transmitirse desde las unidades de generación hasta la distribución utilizando varios componentes de la subestación eléctrica: aislador, barra colectora, transformador de potencia, etc. Los componentes de las subestaciones eléctricas son esenciales para su instalación. El equipos de la subestación y sus funciones incluyen principalmente los siguientes elementos.

El diseño de una subestación eléctrica es un método complejo que requiere la planificación de muchos ingenieros. Las principales fases del diseño de la subestación incluyen el sistema de conmutación, la planificación y la ubicación de los equipos, la selección y el pedido de los componentes, el apoyo de los ingenieros, el diseño estructural, el diseño del trazado eléctrico, la protección de los relés y las evaluaciones de los equipos principales.

Transformador de potencia

El objetivo principal del transformador de potencia es aumentar la tensión de transmisión en la unidad de generación y disminuir la tensión de transmisión en la unidad de distribución. Normalmente, para potencias de hasta 10MVA (megavoltios-amperios), se utilizan transformadores trifásicos sumergidos en aceite y refrigerados de forma natural. Asimismo, para valores superiores a 10MVA (Megavoltios-Amperios), se utilizan transformadores refrigerados por aire.

Este tipo de transformador funciona en condiciones de plena carga y, cuando está en condiciones de carga ligera, el transformador se desconecta. Por tanto, la eficiencia del transformador de potencia puede ser máxima en condiciones de plena carga.

Transformador de instrumentos

El objetivo principal de un transformador de medida es reducir las altas corrientes y tensiones a un valor seguro y realista. Estos valores se pueden calcular con dispositivos convencionales. El rango de tensión y corriente es de 110 V y 1A (o) 5A. Este transformador también se utiliza para activar el relé de protección (tipo CA) suministrando la corriente y la tensión. Estos transformadores se clasifican en dos tipos: un transformador de tensión y un transformador de corriente.

Transformador de tensión

Este transformador puede definirse como un transformador de medida que se utiliza para cambiar la tensión de un valor superior a otro inferior.

Transformador de corriente

Un transformador de corriente es un dispositivo eléctrico cuya función principal es cambiar el valor de la corriente de un valor superior a otro inferior. Este tipo de transformador es aplicable en contadores, equipos de control e instrumentos paralelos de CA.

Pararrayos

Es el primer componente de una subestación eléctrica y su función principal es proteger los componentes de la subestación del paso de la alta tensión y bloquear la amplitud y duración del flujo de corriente. Los componentes del descargador de corriente están conectados a tierra y a una línea paralela a los componentes de defensa de la subestación eléctrica.

Estos componentes desvían el flujo de corriente a tierra y así protegen el conductor y el aislamiento del sistema de los daños.

Trampa de ondas

El atrapador de ondas se coloca en las líneas de entrada para atrapar la señal de alta frecuencia. Esta señal (onda) procede de la estación remota que interrumpe las señales de corriente y tensión. Este componente interrumpe la señal de alta frecuencia y la redirige a la placa de telecomunicaciones.

Interruptor automático

Es un tipo de interruptor eléctrico que se utiliza para abrir o cerrar el circuito cuando se produce un error en el sistema. Consta de dos partes móviles que suelen estar cerradas. Cuando se produce un error en el sistema, el relé transmite la señal al interruptor y entonces sus partes se mueven por separado. Por lo tanto, los errores que se producen en el sistema se hacen evidentes.

Barra colectora

El embarrado es un componente muy importante en una subestación eléctrica. Es un tipo de conductor de corriente en el que se realizan muchas conexiones. En otras palabras, puede definirse como un tipo de conexión eléctrica en la que se produce una corriente de entrada y otra de salida.

Cuando el fallo se produce en este componente, todos los componentes del circuito asociados a la sección deben desconectarse para proporcionar un aislamiento completo rápidamente, de modo que se pueda despreciar el fallo en la unión debido al calentamiento de los conductores.

Aislador en una subestación

Un aislador es un tipo de interruptor eléctrico que sirve para aislar el circuito cuando se interrumpe el flujo de corriente. Estos disyuntores se denominan disyuntores desconectados y funcionan en vacío. Los aisladores no están equipados con dispositivos de extinción de arcos y no tienen ninguna capacidad especial para generar o interrumpir la corriente. En algunas situaciones, se utilizan para interrumpir la carga de corriente de la línea de transmisión.

Baterías

En las grandes centrales eléctricas o subestaciones, el funcionamiento del alumbrado, el sistema de relés o los circuitos de control se alimentan con baterías. Estas baterías se conectan a una célula de almacenamiento concreta en función de la tensión de funcionamiento del circuito de corriente continua concreto.

Las pilas se clasifican en dos tipos: ácido-alcalinas y de plomo-ácido. Las baterías de plomo-ácido son aplicables a las subestaciones y centrales eléctricas debido a su alta tensión y a su bajo voltaje muy económico.

Equipo de conmutación

La centralita es la interconexión entre la transmisión y la generación y en ella se mantiene la misma tensión. Los cuadros de distribución se utilizan para transmitir la energía generada por la subestación al nivel de tensión deseado a la línea de transmisión o a la central eléctrica vecina.

Relé

El relé es un dispositivo eléctrico y su función principal en la subestación es proteger los componentes de la red de condiciones irregulares, como las averías. Es un tipo de dispositivo sensor, que se utiliza para detectar y determinar la ubicación de la avería y luego enviar la señal al interruptor. Tras recibir la señal del relé, el disyuntor desconecta la pieza defectuosa. Los relés son útiles sobre todo para proteger los aparatos de los peligros y daños.

Banco de condensadores

Este dispositivo tiene condensadores conectados en serie o en paralelo. Su función principal es almacenar energía eléctrica en forma de carga eléctrica. Este banco toma una corriente primaria que amplifica el FP (factor de potencia) del sistema. Como fuente, la batería de condensadores funciona para la potencia reactiva y la diferencia de fase entre la corriente y la tensión disminuye. Los condensadores aumentan la capacidad de corriente de rizado de la fuente de alimentación y eliminan las características innecesarias del sistema. La batería de condensadores es un método eficaz para preservar el factor de potencia y corregir los problemas de retardo.

Dispositivo de corriente portadora

Los aparatos de corriente portadora se instalan en las subestaciones para la telemetría, el control de supervisión, el relé y la comunicación. Este sistema se coloca correctamente en una sala de transporte conectándolo al circuito de alimentación de alta tensión.

Aislador

El aislador se utiliza para aislar y asegurar las barras colectoras en las subestaciones. Los aislantes se dividen en dos tipos: de poste y de casquillo. Un aislante de poste está formado por un cuerpo de cerámica y un casquillo de hierro fundido. Se conecta directamente a la barra colectora. El segundo tipo de aislante (casquillo) está formado por el cuerpo cerámico y las arandelas de fijación superior e inferior, que se utilizan para ajustarse a la posición de la barra.

Por lo tanto, las próximas tendencias de crecimiento de la tecnología han creado avances en la instalación de subestaciones eléctricas y su mantenimiento. Por ejemplo, la automatización SCADA (Supervisory Control & Data Acquisition) ha permitido controlar una subestación eléctrica subestación eléctrica desde un lugar lejano. Aquí tienes una pregunta: ¿cuál es el voltaje de 33/11kv? equipo de la subestación?