“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

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Tipos de Subestaciones

o Según Tipos de Aislamiento:

• GIS (Gas Insulated Substation)

Subestaciones

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• AIS (Air Insulated Substation)

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Tipos de Subestaciones

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Subestaciones

o Según Tipos de Propósito:

• S/E Generación

Tipos de Subestaciones

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Subestaciones

o Según Tipos de Propósito:

• S/E Transformador

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Subestaciones

o Según Tipos de Propósito:

• S/E de Maniobra

Tipos de Subestaciones

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Subestaciones

o Unilineal:

• S/E de Maniobra

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Subestaciones

o Según Tipos de Propósito:

• S/E de Maniobra

Tipos de Subestaciones

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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.

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Esquemas

oTramos de generación· Unidad Generadora· Disyuntor de Salida· Transformadores de corriente· Transformador de potencia

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Esquemas

oTramos de transformación· Tramo llegada de transformador a barra (lado Alta Tensión)

· Tramo llegada de transformador a barra (lado Baja Tensión)

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Esquemas

oTramo de AT· Transformador de potencia· Disyuntor· Seccionadores de línea y barra· Transformadores de corriente· Seccionadores rompearco· Pararrayos

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Esquemas

oTramo de BT· Transformador de potencia· Disyuntor· Transformadores de corriente· Transformador de potencial· Pararrayos

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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)

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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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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

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Esquemas

Tramo de Compensación.

· Un disyuntor · Seccionadores · Elemento compensador (reactancia shunt o banco de condensadores)

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Esquemas de Barras

oBarra Simple

o Áreas donde los cortes de servicio afectan a cargas poco importantes

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Esquemas de Barras

oBarra Seccionada por un Disyuntor

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Esquemas de Barras

oBarra Simple con Seccionadores en Derivación

Subestaciones

· En las instalaciones relacionadas directamente con la red troncal del sistema interconectado.

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Esquemas de Barras

oBarra Principal y Transferencia

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Esquemas de Barras

oBarra Doble con Disyuntor y Medio de Salida

Subestaciones

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Esquemas de Barras

oCriterios típicos para la elección de Esquemas

Subestaciones

· tipo de S/E.· Necesidad: Flexibilidad, confiabilidad, seguridad.· Áreas disponibles.· Mantenimiento· Costos· Varios.

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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.

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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

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Equipos en Subestaciones

o Equipos de Transformación:

Subestaciones

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Equipos en Subestaciones

o Equipos de Maniobra y Protección:

• Interruptores: Vacío, SF6 y Aire.

• Desconectadores.

oEnsayos Equipos de Maniobra y Protección.

Subestaciones

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Equipos en Subestaciones

o Equipos de Maniobra:

Subestaciones

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Equipos en Subestaciones

o Equipos de Maniobra y Protección:

Subestaciones

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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

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Equipos en Subestacioneso Equipos de Servicios Auxiliares:

Subestaciones

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Equipos en Subestaciones

o Equipos de Compensación:

• Reactores.

• Banco Condensadores.

oEnsayos Equipos de Compensación.

Subestaciones

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Equipos en Subestaciones

o Otros Equipos:

• Barras.

• Aislantes de pedestal.

oEnsayos en Otros Equipos.

Subestaciones

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Equipos en Subestaciones

o Otros Equipos:

Subestaciones

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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

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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

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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.

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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.

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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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