CARRERA DE INGENIERÍA ELECTROMECÁNICA PROFESOR: ING. JORGE ENRIQUE CARRIÓN GONZÁLEZ, MSC. LOJA NOVIEMBRE 2017 UNIVERSIDAD NACIONAL DE LOJA FACULTAD DE LA ENERGÍA, LAS INDUSTRIAS Y LOS RECURSOS NATURALES NO RENOVABLES

CLASE II: SUBESTACIONES DE DISTRIBUCIÓN PRIMARIA TÍPICAS. RESUMEN: La subestación (SE.) de distribución primaria es el lugar del SEP donde la energía se transfiere desde la subtransmisión hacia las redes de distribución primaria y donde la tensión se reduce del valor de transmisión o subtransmisión a los valores de la distribución primaria (en el SEN ecuatoriano, de 230, 138 ó 69 kV a tensiones comprendidas entre 7,96 y 13,8 kV) BIBLIOGRAFÍA: [1] Héctor Silvio Llamo Laborí, SISTEMAS ELÉCTRICOS II, Ciudad de la Habana [2] Samuel Ramírez Castaño, Redes de Distribución de Energía - Universidad Nacional de Colombia.

SUBESTACIONES DE DISTRIBUCIÓN PRIMARIA TÍPICAS.  La importancia de las subestaciones se conoce analizando el tipo de barra que tiene instalada.  Las barras son conexiones rígidas con la función de recibir la energía de la fuente y distribuirla entre los alimentadores de la subestación.  Las barras son muy importantes desde el punto de vista de la confiabilidad del servicio eléctrico y por ello existen varias configuraciones de barras que aumentan su complejidad para amentar su confiabilidad y flexibilidad de la operación.

SUBESTACIONES DE DISTRIBUCIÓN PRIMARIA TÍPICAS. Teniendo en cuenta estos aspectos se estudiarán cuatro tipos de barras de la más simple a la más compleja: 1.Subestaciones con Barra Simple. 2.Subestaciones con Barra Simple Seccionalizada. 3.Subestaciones con Barra Simple Seccionalizada y Barra Auxiliar. 4.Subestaciones con Doble Barra.

1.SUBESTACIONES CON BARRA SIMPLE. Llamada también “Subestación de Seis Postes” porque en su construcción se utilizan seis postes de hormigón. Este tipo de subestación se utiliza para cargas de menor importancia con una sola fuente de alimentación siendo un esquema muy utilizado. 1- Interruptor en aire con cuchilla para conexión a tierra 2- Interruptor porta fusible por alta 3- Pararrayos (PR) del lado de alta tensión 4- Transformador de la subestación 5- Transformador de corriente (TC) 6- Transformador de potencial (TP) 7- Barra simple 8- Interruptores portafusibles de paso (“by- pass”) 9- Interruptores con recierre 10- Pararrayos (PR) del lado de baja tensión: 11- Separadores

SUBESTACIONES DE DISTRIBUCIÓN PRIMARIA TÍPICAS. Ventajas de la SE con Barra Simple. Son sencillas, de un bajo costo inicial y son fáciles de operar y mantener por un personal debaja calificación. Desventajas de la SE con Barra Simple. Para darle mantenimiento a la barra, hay que dejar a todos los alimentadores sin servicio. Si la barra falla, todos los alimentadores se quedan sin servicio.

2. SUBESTACIONES CON BARRA SIMPLE SECCIONALIZADA. Cuando una subestación tiene dos transformadores y doble alimentación, se utiliza este esquema de barras con el que se puede dar mantenimiento a la barra por secciones dejando sin servicio a la mitad de los consumidores, pero permite dar mantenimiento a cualquiera de los elementos de la alimentación sin quitarle el servicio a ningún consumidor.

3. SUBESTACIÓN CON BARRA SIMPLE SECCIONALIZADA Y BARRA AUXILIAR. En las subestaciones de importancia, donde no es posible dejar sin servicio a los consumidores para dar mantenimiento a las barras (defecto del esquema de barra anterior), se instala una barra auxiliar, que puede ser seccionalizada para dar mantenimiento a las barras y/o a los disyuntores y cuchillas sin quitarles el servicio a los consumidores.

3. SUBESTACIÓN CON BARRA SIMPLE SECCIONALIZADA Y BARRA AUXILIAR. Figura Subestación con Barra Simple Seccionalizada y Barra Auxiliar.

4. SUBESTACIONES CON DOBLE BARRA. Est á constituido por dos (2) barras principales, las cuales se acoplan entre s í mediante un disyuntor y sus seccionadores asociados. Ventajas: Las labores de mantenimiento pueden ser realizadas sin interrupci ó n del servicio. Facilita el mantenimiento de seccionadores de barra, afectando ú nicamente el tramo asociado. Desventajas: La realizaci ó n del mantenimiento en un disyuntor de un tramo, requiere la salida del tramo correspondiente. Requiere de gran espacio f í sico para su construcci ó n.

Equipos en una subestación

Patio de conexiones Conjunto de equipos y barrajes de una subestación que tienen el mismo nivel de tensión y que están eléctricamente asociados. Generalmente ubicados en la misma área de la subestación.

Patio de transformadores Área de la subestación en donde se ubican los transformadores de potencia. Generalmente entre patios de conexión de diferente niveles de tensión.

Otras definiciones Campo (bahía o módulo) de conexión Es el conjunto de equipos necesarios para conectar un circuito (generación, transformación, interconexión o distribución, equipo de compensación, etc) al sistema de barrajes colectores de un patio de conexiones. Barrajes colectores Elemento físico de un patio de conexiones que representa el nodo del sistema, es decir, el punto de conexión en donde se unen eléctricamente todos los circuitos que hacen parte de un determinado patio de conexiones. Disposición física Es el ordenamiento físico de los diferentes equipos constitutivos de un patio de conexiones para una configuración determinada.

Tipos de subestación Subestación de generación Asociadas a centrales generadoras. Dirigen directamente el flujo de potencia al sistema. Subestación de transformación Con transformadores elevadores o reductores (pueden ser terminales o no). Subestación de maniobra Conectan varios circuitos (o líneas) para orientar o distribuir el flujo de potencia a diferentes áreas del sistema.

16 Tipos de subestación GENERACIÓNGENERACIÓNGENERACIÓNGENERACIÓN Interruptores automáticos Usuarios comerciales Subestación de de generación Usuarios residenciales Subestación de de maniobra Subestación de de transformación Subestación industrial Tomada de la revista ABB

Las subestaciones también pueden ser: Convencionales o aisladas al aire - AIS Encapsuladas o aisladas en SF6 - GIS Y a su vez éstas pueden ser de ejecución interior o exterior También celdas para subestaciones de media y baja tensión Tipos de subestación

Convencionales o aisladas al aire - AIS Encapsuladas o aisladas en SF6 - GIS Interior Exterior celdas para subestaciones de media y baja tensión

19 Tipos de configuración Tendencia europea - Conexión de seccionadores Son aquellas en las cuales cada circuito tiene un interruptor, con la posibilidad de conectarse a una o más barras por medio de seccionadores: Barra sencilla Barra sencilla Barra principal y de transferencia Barra principal y de transferencia Doble barra Doble barra Doble barra más seccionador de “by pass” o paso directo Doble barra más seccionador de “by pass” o paso directo Doble barra más seccionador de transferencia Doble barra más seccionador de transferencia Doble barra más barra de transferencia Doble barra más barra de transferencia

20 Tipos de configuración Tendencia americana - Conexión de interruptores Son aquellas en las cuales los circuitos se conectan a las barras o entre ellas, por medio de interruptores: Anillo Interruptor y medio Doble interruptor

USO DE LAS PRINCIPALES CONFIGURACIONES 21

22 CONSIDERACIONES EN LA SELECCIÓN DE LA CONFIGURACIÓN DE UNA SUBESTACIÓN Función que desempeña la subestación en el sistema interconectado para determinar su necesidad de flexibilidad, confiabilidad y seguridad. Tipo de subestación (generación, transformación o maniobra) Conocer las características de la configuración Facilidades de extensión y modulación Simplicidad en el control y protección Facilidad en el mantenimiento Área disponible Costos

23 FUNCIÓN QUE DESEMPEÑA LA SUBESTACIÓN EN EL SISTEMA Seguridad Es la propiedad de una instalación para dar continuidad de servicio sin interrupción alguna durante fallas en los equipos de potencia, especialmente interruptores y barras.

GRACIAS POR SU ATENCIÓN JORGE CARRIÓN GONZÁLEZ ING. ELECTROMECÁNICO MASTER EN INGENIERÍA ELÉCTRICA