INTERRUPTOR: Es un aparato que tiene capacidad para cortar la intensidad. Normalmente va en serie con dos seccionadores.

SECCIONADOR: No tiene capacidad de corte. Se abren cuando ya est cortada la lnea. Abrimos los seccionadores como forma de seguridad para el operario. Es visible su corte

TRAFO DE INTENSIDAD: Baja el nivel de intensidad. Para medir el nivel de intensidad, no hay ampermetro para medir la intensidad que circula,

TRAFO DE TENSIN: Baja el nivel de tensin. No hay voltmetros para medir la tensin tan alta.

SUBESTACIN: Es una agrupacin de la aparamenta elctrica necesaria y precisa para conectar, seccionar y alimentar varios sectores partes de la red.

Aqu se hacen labores de control del sistema que son:

De medida

De vigilancia

De proteccin

PARTES PRINCIPALES DE UNA SUBESTACION

BARRAS: Son donde se conectan los circuitos elctricos que llegan a la subestacin.

CIRCUITOS: Estn formados por interruptores, seccionadores y transformadores de medida.

SISTEMAS DE CONTROL: Asegura la explotacin de la subestacin

SISTEMA DE COMUNICACIONES: Interconecta subestaciones entre si y las dirige.

TIPOS DE SUBESTACIONES

- Segn su funcin:

Elevadoras: Elevan la tensin de la generacin hasta la alta tensin

De transporte y Distribucin: Escalonan los niveles de tensin segn por donde vayamos

De seccionamiento interconexin: Actan como nodos en la red. Llega una lnea y salen varias. Si

Tambin baja la tensin ser tambin transformadora.Segn los niveles de tensin que aguantan :

De 1 categora : tensiones > 66 Kv

De 2 categora : 30 66 Kv

De 3 categora : 1 30 Kv

- Segn su solucin tipo constructivo :

Intemperie : Al aire libre . De muy alta tensin

De interior : De Media y Baja tensin

FUNCIONES

Generales :

Seguridad

Explotacin

Interconexin . Nodos

Detalladas :

1. Interconecta los centros de produccin con las redes de transporte

2. Interconecta las redes de transporte entre compaas elctricas y naciones

3. Necesidad de seccionamiento y conexin de grandes redes de transporte

4. Evitar grandes cadas de tensin en la red

5. Minimizar o concentrar grandes potencias de cortocircuito

6. Reparto ptimo y mejora de distribucin de cargas

7. Compensacin de energas reactivas. Interesa que sea lo menor posible

8. Compensacin de efectos capacitivos en las grandes lneas de transporte. Normalmente hay fugas por la intensidad capacitiva.

9. Transformacin de la tensin de explotacin a valores ptimos

10. Elevar el suministro de energa a zonas industriales especiales.

CONFIGURACIONES ELECTRICAS POSIBLES DE UNA SUBESTACIN

1. SIMPLE BARRA (AT , MT)

2. BARRA PARTIDA (SECCIONADA , H) (MT)

3. SIMPLE BARRA CON BY-PASS (AT)

4. SIMPLE BARRA CON BARRA DE TRANSFERENCIA (MT)

5. DOBLE BARRA (AT , MT)

6. DOBLE BARRA CON BY-PASS

7. DOBLE BARRA CON BARRA DE TRANSFERENCIA

8. INTERRUPTOR Y MEDIO (AT)

9. DOBLE BARRA Y DOBLE INTERRUPTOR (AT)

10. ANILLO (MT)

Ms usadas 1 3 5 8 10

CRITERIO Y SELECCIN A LA HORA DE ELEGIR LA CONFIGURACIN

Segn la calidad del servicio

Segn la fiabilidad

Segn la capacidad de explotacin

Segn el mantenimiento

Segn las posibles futuras ampliaciones

Embarrado Conjunto de barras metlicas (una por fase), donde se conectan todos los elementos que estn a un determinado nivel de tensin.

SIMPLE BARRA

En estas lneas se puede parar la lnea. Estarn en lneas malladas.

Ventajas :

- Coste ms bajo

Inconvenientes :

- Un fallo en las barras realizar el mantenimiento supone una parada de la subestacin

- La barra no puede ser ampliada sin desenergizacin

- Conexin a cargas interrumpibles o con alimentacin adicional

- Se utiliza en redes malladas para que llegue la energa por otro camino si la paramos.

Barra principal y barra de transferencia

Funcionamiento normal Circuitos conectados a barra principal

Esquema ms flexible y seguro:

Interruptor de lnea abierto (mantenimiento o falta) Restablecimiento del suministro mediante conexin a barra de transferencia y cierre de interruptor de acoplamiento

Inconvenientes de operacin:

Fallo en barra Prdida total del suministro

Mantenimiento del interruptor de acoplamiento Una barra fuera de servicioBARRA PARTIDA

BARRA SECCIONADA

- En la barra se coloca un seccionador

- Se para la subestacin, se abre el seccionador y se vuelve a poner en marcha, una parte funciona, haciendo labores de reparacin o mantenimiento en ella.

- Necesitamos ms de un transformador de entrada, sino no nos vale para nada.

BARRA CON PARTICION

- Es lo mismo pero con un interruptor

- Se puede desconectar sin parar la subestacin

- Ms fciles las labores de mantenimiento

- Se acomete ms de una lnea en doble circuito

BARRA EN H

- Llegan lneas de doble circuito

- Normalmente la unin intermedia est abierta

- Cuando hay que realizar labores de mantenimiento, se corta y se da corriente por la parte intermedia.

- No hace falta poner interruptor en la zona del transformador

- Tienen gran flexibilidad y fiabilidad

- Se utilizan para transformar de AT a MT

SIMPLE BARRA CON BY-PASS

- Se pueden hacer labores de mantenimiento en el interruptor, cerrando el otro seccionador

- Necesitamos dejar sin energa la barra

SIMPLE BARRA CON TRANSFERENCIA

- No necesitamos dejar sin energa la barra

- Se utilizan en MT

- Si falla la barra principal falla toda la subestacin

La barra de transferencia se energiza para hacer el mantenimiento de los interruptores, cuando falle alguno de ellos.

DOBLE BARRA

Las dos barras estn en tensin constantemente

Si hago labores de mantenimiento en el interruptor 1. Se quedar la lnea sin tensin. Nos da la garanta de que cuando una barra falle tenemos la otra.

Podemos hacer mantenimiento en una de ellas y seguir con la otra.

En estas lneas necesitamos la continuidad del suministro. Es ms seguro.

Necesitamos garantizar el suministro y necesitamos un transformador para cada barra

DOBLE BARRA CON BY-PASS

Slo hay un momento sin tensin que es cuando abrimos el seccionador.DOBLE BARRA CON INTERRUPTOR Y MEDIO

Por cada lnea tenemos un interruptor y medio (1,5 interruptores)

El interruptor central normalmente abierto

Ventajas:

- Ms fiabilidad y seguridad

- Cada barra puede ponerse fuera de servicio en cualquier momento para su mantenimiento

- Una falta en barras no deja fuera de servicio ningn circuito de alimentacin

Inconvenientes:

- Interruptor y medio por circuito, ms caro, ms mantenimiento

- La proteccin es complicada puesto que el interruptor central debe reaccionar en cualquiera de sus circuitos asociados

- El interruptor central necesita un control complicado

DOBLE BARRA DOBLE INTERRUPTOR

Ventajas:

- Cada circuito tiene asociados dos interruptores

- Alimentacin desde cualquiera de las dos barras

- Mantenimiento del interruptor sin interrumpir servicio

Inconvenientes:

- Es ms caro

- Cuantos ms interruptores, ms mantenimiento

ANILLO

Se emplea para transformaciones a media tensin

Ventajas:

- Bajo coste

- No es necesario interrumpir carga durante el mantenimiento del interruptor

- Necesita un solo interruptor por circuito lnea

- Cada circuito se alimenta por dos interruptores

- Se pueden hacer labores de mantenimiento sin dejar las lneas fuera de servicio.

Inconvenientes:

- El control de los rels de proteccin y reenganche es complejo

- Ocupa ms espacio. Sus estaciones son mayores.

APARAMENTA

La aparamenta elctrica son todos los aparatos y dispositivos que se encuentran en una red elctrica y que realizan labores de maniobra, control, regulacin, seguridad y canalizacin.

Todos los dispositivos de generacin, transformacin, transporte y utilizacin de la energa elctrica NO seran aparamenta.

Las funciones que realizan son :

De Control

De Proteccin

Clasificacin y criterios :

Segn la funcin que desempean :

- De maniobra y corte

- De proteccin

- De medida

- De regulacin

- De control

- Bobinas de reactancia y condensadores

Segn la tensin a la que trabajan :

- Baja tensin

- Media tensin

- Alta tensin

- MAT Muy alta tensin

Segn el emplazamiento:- De intemperie. Normalmente los aparatos que trabajan en alta tensin

- De interior

Segn la proteccin:- Protegidos ( abiertos)

- No protegidos

Segn su situacin:- Instalaciones domsticas

- Instalaciones industriales

- Redes elctricas

Caractersticas: Tensin Nominal: Es la tensin normal de funcionamiento. Tensin de funcionamiento en condiciones normales.

Tensin Nominal ms elevada: Mxima tensin que es capaz de aguantar el aparato en funcionamiento normal. Un 20 % mayor que la nominal. En el sistema de potencia hay sobretensiones por la oferta y la demanda.

Corriente Nominal: Corriente capaz de soportar el aparato en condiciones nominales de servicio e indefinidamente.

Nivel de aislamiento: Aptitud de los aparatos para soportar:

- Sobretensiones a frecuencia industrial

- Sobretensiones de origen atmosfrico: Rayos

- Sobretensiones de maniobra: Cierre de un interruptor da lugar a un rgimen transitorio.

El nivel de aislamiento se mide a travs de ensayos:

1. Ensayo a la frecuencia industrial

2. Ensayo de impulso tipo rayo

3. Ensayo de impulso tipo maniobraSECCIONADORES

Permiten aislar tramos de circuito de forma visible

Permiten maniobrar en vaco

No pueden trabajar con carga, aunque algunos si con intensidades pequeas.

Tienen que ser capaces de soportar :

- Corrientes nominales en funcionamiento normal

- Sobreintensidades, si se producen debido a posibles fallos en otros puntos de la lnea

- Corrientes de cortocircuito. Cuando se produce un corte falta en la red (a tierra), la intensidad se dispara y los seccionadores deben de poder aguantar durante un tiempo. Cuando pasa esto hay medidores de intensidad (trafos de intensidad) que mandan a un rel actuar sobre un interruptor. Durante ese tiempo debe aguantar el seccionador.

INTERRUPTORES

Son aparatos mecnicos de corte. Su funcin es cortar.

Tienen que ser capaces de soportar:

- Corrientes nominales en funcionamiento normal

- Sobreintensidades, si se producen debido a posibles fallos en otros puntos de la lnea

- Corrientes de cortocircuito. Cuando se produce un corte falta en la red (a tierra)

El operario da la orden desde un centro de control

INTERRUPTORES SECCIONADORES

Es un interruptor como el anterior, pero la apertura de los seccionadores es visible. Van integrados el interruptor con los seccionadores.

INTERRUPTOR AUTOMATICO

Mide automticamente la intensidad y manda automticamente orden de apertura. Vamos a suponer que son as de ahora en adelante. Son los ms usados.

CARACTERSTICAS PRINCIPALES DE LA APARAMENTA DE MANIOBRA Y CORTE

1. Poder de ruptura y corte. Poder de desconexin. Es el valor eficaz mximo de corriente que puede cortar un interruptor con toda seguridad, y con slo un ligero deterioro de sus contactos, trabajando a tensin normal. IN = IMAX / 2 . Se mide en KA (KiloAmperios)

2. Poder de desconexin nominal. Es el valor instantneo mximo que puede alcanzar la corriente de cortocircuito en el momento de cierre de un interruptor, con todas las garantas de seguridad.

3. Corriente de corta duracin admisible. Es el valor mximo de corriente que puede soportar el aparato durante un tiempo especfico.

4. Secuencia de maniobra. Es la sucesin de maniobras de apertura y cierre en condiciones de cortocircuito que el aparato es capaz de soportar sin deterioro apreciable.

5. Intensidad lmite trmica. Valor mximo de corriente (intensidad) a partir del cual los esfuerzos trmicos adicionales ocasionados en el aparato no resultan admisibles para el mismo.

6. Intensidad lmite dinmica. Valor mximo de corriente (intensidad) a partir del cual los esfuerzos electrodinmicos debidos a los campos magnticos ocasionados en el aparato no resultan admisibles para el mismo.

ARCO ELECTRICO

En la maniobra de apertura de un interruptor al iniciarse el despegue de los contactos la ligera capa del medio extintor que se opone entre ellos es atravesada por la corriente, lo que determina una elevacin rapidsima de la temperatura en los contactos, que origina la aparicin de vapores metlicos. El medio que rodea el arco sufre un violento calentamiento que origina igualmente su descomposicin, pasando a ser conductor. Se forma una columna gaseosa que debido a la alta temperatura se convierte en conductora. La conductividad se produce por termoionizacin y la columna gaseosa fuertemente ionizada se convierte en plasma.

El arco elctrico se manifiesta como una columna gaseosa incandescente, segn una trayectoria ms o menos rectilnea entre los electrodos que pueden alcanzar temperaturas del orden de 5.000 a 10.000 C.

Con el arco se va produciendo un desgaste de los contactos con las temperaturas elevadas.

La termoionizacin hace que se realice una columna gaseosa conductora que se transforma en plasma. Tenemos una columna gaseosa incandescente.

Son extremadamente mviles. Se mueven con corrientes de aire y con campos magnticos.

Cuanto ms largo sea el arco elctrico mayor ser la resistencia y mayor ser la corriente entre electrodos y cuando sea mucho se cortar.

Se ceban con cualquier elemento metlico cercano que no est aislado. Por ello, todo debe estar derivado a tierra.

Cualquier problema de ruptura en un circuito elctrico es un problema de arco elctrico.

Tensin de reencendido Ur

Es la tensin entre electrodos necesaria para reencender el arco al extinguirse ste por el paso natural de la corriente por cero.

El arco elctrico pasa por cero al ser alterno f = 50 Hz, si pudiramos lo haramos en 0, sera un interruptor ideal, lo debera hacer en 0,1 ms y actualmente es imposible, los ms rpidos de hoy da son de 20 ms, los normales tardan 4 ciclos

Tensin permanente del arco Ua

Es la tensin entre electrodos durante el tiempo de permanencia estable del arco. Energa desarrollada por el arco.

Tensin de extincin Ue

Es el pico de la tensin del arco que se tiene al aproximarse la intensidad a su valor nulo.

FORMAS DE EXTINGUIRLO

a) Aumentando la tensin entre bornes, con ello alargamos el arco. Se emplea en BT y cc.

b) Conseguir una rpida desionizacin del medio. Se emplea en MT y AT. Normalmente ambos mtodos se combinan.

SECCIONADORES

CARACTERSTICAS: No poseen capacidad de corte. No se pueden desconectar en carga.

Su corte es visible

Son aparatos lentos. Actan por telemando, no funcionan automticamente (por rels), es el operario el que lo abre o manda abrir.

Se colocan en serie con el interruptor, uno antes y otro despus.

FUNCIONAMIENTO: Apertura. Primero funciona el interruptor y luego los seccionadores.

Cierre. Primero cerramos los seccionadores y luego actuamos sobre el interruptor.

El caso de varias lneas:- Desconexin de la zona de menor tensin a la zona de mayor tensin.

- Conexin de las de mayor tensin a las de menor.

CLASIFICACIN: De cuchillas. Se utilizan en MT . Pueden ser de interior y de exterior. Pueden cortar las corrientes de fuga, capacitivas, etc. del orden de 10 A

- Cuchillas giratorias. Son de constitucin sencilla con :

Base (metlica)

Aisladores (porcelana)

Contacto fijo (pinza)

Contacto mvil (cuchilla)

- Cuchillas deslizantes. Lo utilizamos por razones de espacio . Tienen un 70 % menos de capacidad

De columna giratoria. Son siempre a la intemperie, en el exterior y se utilizan para tensiones > 30 Kv

- De columna central. Tiene una columna central que evita el contacto al girar . Se utilizan para tensiones del orden de 45 400 Kv y 630 1.350 A

De pantgrafo. De 132 400 Kv y 800 1.600 A. Conexin directa entre lneas y embarrados (barras). Se

Usan cuando tenemos problemas de espacio

MANDO DE SECCIONADORES. MECANISMOS QUE LOS ACTIVAN

Deben asegurar la posicin tanto de apertura como de cierre . Deben ser robustos.

1. Por Prtiga

2. Mecanismo a distancia

a. Mecanismo de biela manivela

b. rbol y transmisin

c. Cadena de Galle y piones

3. Servomotor

a. Motor elctrico con reduccin

b. Grupo motor bomba (hidrulico)

c. Grupo motor compresor (neumtico)

1 y 2 en MT y 3 con los seccionadores de columnas giratorias y pantgrafos.INTERRUPTORES

Tienen capacidad de corte. Son los encargados de extinguir el arco elctrico. Van en serie con los seccionadores.

Si fuera posible cortar la tensin cuando pasa por cero, sera un interruptor ideal. Actualmente es imposible, luego hay que hacerlo a travs del arco elctrico.

PROCESO DE CORTE

FASE 1. Separacin de contactos y formacin del arco elctrico.

FASE 2. Extincin del arco elctrico

FASE 3. Reforzamiento dielctrico del medio. Conseguimos que el medio sea suficientemente aislante para que no vuelva a saltar el arco elctrico.

METODOS PARA LA EXTINCIN DEL ARCO ELECTRICO

Estamos intentando pasar de una resistencia prcticamente nula a una prcticamente infinita, en un espacio muy corto de tiempo. Esto supone un gasto de energa muy grande.

En el caso ideal, el gasto sera mnimo al pillar a la tensin en 0.

1. Desionizacin del medio

2. Aumento de tensin entre bornes (alargamos el arco).

En funcin del medio donde se produzca el arco puede ser:

a. Ruptura en aire

b. Ruptura en aceite

c. Ruptura en vaco ruptura en aire comprimido

d. Ruptura en SF6 (Exafluoruro de azufre). Es el mayor aislante gaseoso que se conoce.

e. Ruptura esttica (a travs de semiconductores)

A) RUPTURA EN AIRE

El medio extintor es el aire atmosfrico, que tiene una rigidez dielctrica (nos da idea del aislante) a 1 atm. Y 25 C de 30 Kv/cm

Es la mxima tensin que puede aguantar sin que se produzca descarga elctrica.

Se usa en MT, en redes rurales y centros de transformacin

Principio en que se basa:

Busca la desionizacin natural de los gases por la accin refrigerante del aire, esto favorecido por el alargamiento del arco (en todas las tcnicas favorece). El fro favorece la desionizacin

Ventajas: El aire mantiene sus propiedades dielctricas

Tiene una alta constante de ionizacin

Se renueva constantemente

No cuesta nada

Inconvenientes:

En el momento de la ruptura del arco se produce una alta energa disipada y resulta caro.

Se necesitan cmaras de corte de tamao grande. Se necesita mucho volumen de aire.

La distancia entre los aislamientos debe ser elevada.

TIPOS:

1. Alargamiento del mismo. Buscamos aumentar la resistencia, que es proporcional a la longitud

2. Confinamiento del arco. Conducimos el arco a una cmara donde aumenta la presin, aumenta la tensin necesaria para que el arco no se mantenga.3. Enfriamiento. Bajamos la temperatura y por tanto la tensin para mantener la ionizacin de los gases sera mayor.

4. Divisin. Se divide en pequeos arcos en serie, aumentamos la tensin necesaria.

En funcin de cmo se combinen puede ser:

a) Ruptura brusca en aire.Se basa en la desionizacin de los gases por enfriamiento. Fue la primera en utilizarse.

Necesita una velocidad de apertura de contactos muy elevada, sin embargo, el proceso en conjunto es lento, ya que el mecanismo de apertura se realiza cargando unos muelles para realizar el disparo. La velocidad de carga de los muelles es lenta.

Se emplea para proteccin de transformadores de distribucin rurales en BT y MT

b) Soplado magntico

Consiste en alargar el arco por la accin de un campo magntico.

Se pone en serie una bobina con los contactos, al pasar la corriente por la bobina, se genera un campo magntico y el arco tambin genera un campo magntico y ambos se repelen, y empuja el arco, producindose su alargamiento.

Durante este soplado suele haber en los contactos unos cuernos de soplado por donde va el arco hasta la cmara de extincin. Los cuernos de soplado suelen ser de cobre.

La cmara de extincin es aislante, con material refractario y gran absorcin de calor.

Ventajas:

- Robustez. Es muy seguro.

- Facilidad de mantenimiento.

- Permite un elevado n de maniobras

- Produce una mayor seguridad el confinamiento del arco.

Inconvenientes:

- Si lo queremos utilizar en AT, sus proporciones seran desmesuradas, slo se usa en MT y BT.

- No se usa en corriente continua.

- El campo magntico es 0 tambin cuando pasa la tensin por 0, disminuyendo en ese instante el empuje.

c) Autoformacin gases extintores

Consiste en laminar el arco entre 2 placas gasgenas (suelen ser resina de urea), las placas se descomponen formndose gases que absorben el calor del arco y aumentan la presin del medio.

Este aumento de presin favorece la apertura de los contactos, se utiliza hasta 24 Kv y admite hasta

200 MVA.

No precisa de sistemas auxiliares, por lo que el mantenimiento es mnimo.

d) Soplado autoneumtico

Consiste en un soplado longitudinal del arco con aire comprimido. Cilindro con pistones y aire comprimido, que sale a gran velocidad y presin.

Se utiliza hasta 24 Kv y 1 KA. Se pone en serie con fusibles de ruptura por la poca intensidad que admiten.

B) RUPTURA EN ACEITE

El medio extintor es el aceite mineral. Necesitamos cortar tensiones mayores

y las de aire no son suficientes, ya que necesitan espacios muy grandes.

La rigidez dielctrica es d 125 Kv/cm en aceite nuevo y en usado 90 Kv/cm.

Es muy sensible a la humedad, por lo que hay que tenerlo aislado de la humedad.

Peso especfico 0,85 0,95 gr/cm3

Punto inflamacin 140 180 C

Se descompone el aceite y se evapora produciendo gases a base de absorber una gran energa que hace que disminuya la temperatura del medio, luego enfriamos el arco.

Los gases producto de la descomposicin son:

- Hidrgeno (70 %)

- Metano (10%)

- Etileno (20%)

- Carbn libre

El agente extintor importante es el hidrgeno con una gran conductividad trmica y baja constante de desionizacin, por lo que es un excelente agente extintor.

Los contactos estn en una cuba de aceite cerrada con unos orificios para que no aumente la presin de forma peligrosa y explote la cuba.

Para aumentar la capacidad de ruptura del arco necesitamos aumentar la longitud del arco y aumentar la energa, aumenta la vaporizacin de aceite en la bolsa de gases, aumenta la presin y aumenta el tamao de la cuba.

Se utiliza una cmara de ruptura. Es una cmara aislante, que resiste altas presiones y tiene una abertura para el paso del vstago mvil (borna) con esta vstago sale de la cmara y arrastra partculas de aceite y gases. Las partculas de aceite chocan contra el vstago enfrindolo y alargndolo, favoreciendo la ruptura del arco.

Los interruptores en aceite se clasifican en :

- Ruptura libre . Hasta 2.500 MVA y 50 KA. No utilizan cmara de ruptura. Pequeo volumen de aceite. La cmara de ruptura est en el interior de unos pequeos tubos aislantes y disminuimos el volumen hasta en 20 veces. El aceite no acta de aislante, slo como medio extintor.

- Ruptura controlada . Utiliza cmara de ruptura. De gran volumen de aceite . Gran capacidad de ruptura.

Ventajas:

Es mejor aislante

La separacin necesaria entre contactos es menor.

Inconvenientes:

Inflamabilidad del aceite

Riesgo de explosin, por los gases producidos. Esto nos lleva a un gran mantenimiento.

No son aptos para corriente continua.

C) RUPTURA EN AIRE COMPRIMIDO

Esta tcnica se desarroll por la explosin de muchos interruptores de aceite.

Consiste en soplar el arco con aire a una alta presin, mediante la apertura de una vlvula.

Es fundamental la presin y las cmaras en este interruptor

VENTAJAS:

El aire cuesta poco

Son de operacin rpida

Hay pocas probabilidades de incendio

Tenemos 2 parmetros ( presin y n de cmaras) para trabajar a varias rupturas.

Para arcos cortos se suele conseguir la ruptura del arco en el primer paso de la corriente por cero.

INCONVENIENTES:

Trabajamos a presiones altas y lleva riesgo de explosin

Necesitamos equipo exterior para comprimir el aire, esto lleva a gastos de mantenimiento y problemas de espacio.

Mientras la apertura el gas debe ser ventilado, tras la ruptura del arco, son cmaras cerradas.

Son ruidosos

Tienen menos rigidez dielctrrica frente al SF6

TRANSFORMADOR DE POTENCIA

Descripcin:Se utilizan para substransmisin y transmisin de energa elctrica en alta y media tensin. Son de aplicacin en subestaciones transformadoras, centrales de generacin y en grandes usuarios.Caractersticas Generales:Se construyen en potencias normalizadas desde 1.25 hasta 20 MVA, en tensiones de 13.2, 33, 66 y 132 kV. y frecuencias de 50 y 60 HzTRANSFORMADORES DE CORRIENTE.En esta seccin se presentan los parmetros mas importantes en la definicin de los Transformadores de Corriente, as como las diferentes funciones que desempean y sus opciones.

DEFINICIONES IMPORTANTES RELACIONADAS CON LOS TRANSFORMADORES DE CORRIENTEa) Relacin (Ratio). Es la relacin de la corriente nominal de servicio del transformador y su corriente nominal en el secundario, el estndar ms usado es de 5 Amps. En el secundario.

b) Precisin (Accuracy). Es la relacin en porciento, de la correccin que se hara para obtener una lectura verdadera. El ANSI C57.13-1968 designa la precisin para protecciones con dos letras C y T. "C" significa que el porciento de error puede ser calculado, y esto se debe a que los devanados estn uniformemente distribuidos, reduciendo el error producido por la dispersin del flujo en el ncleo.

"T" significa que debe ser determinado por medio de pruebas, ya que los devanados no estn distribuidos uniformemente en el ncleo produciendo errores apreciables.

El nmero de clasificacin indica el voltaje que se tendra en las terminales del secundario del TC para un burden definido, cuando la corriente del secundario sea 20 veces la corriente nominal, sin exceder 10% el error de relacin.

c) Burden o Potencia Nominal de un Transformador de Corriente. Es la capacidad de carga que se puede conectar a un transformador, expresada en VA o en Ohms a un factor de potencia dado. El trmino "Burden" se utiliza para diferenciarlo de la carga de potencia del sistema elctrico. El factor de potencia referenciado es el del burden y no el de la carga.

d) Polaridad. Las marcas de polaridad designan la direccin relativa instantnea de la corriente. En el mismo instante de tiempo que la corriente entra a la terminal de alta tensin con la marca, la corriente secundaria correspondiente esta saliendo por la terminal marcada.

e) Capacidad de Corriente Continua. Es la capacidad de corriente que el TC puede manejar constantemente sin producir sobrecalentamiento y errores apreciables. Si la corriente del secundario de un transformador de corriente esta entre 3 y 4 Amps., cuando la corriente del primario esta a plena carga, se dice que el transformador esta bien seleccionado. No se recomienda sobre dimensionar los TC's porque el error es mayor para cargas bajas.

f) Capacidad de Corriente Trmica de Corto Tiempo. Esta es la mxima capacidad de corriente simtrica RMS que el transformador puede soportar por 1 seg., con el secundario en corto, sin sobrepasar la temperatura especificada en sus devanados. En la prctica esta se calcula como:

I Trmica (KA) = Potencia de Corto Circuito (MVA)/ (1.73* Tensin (KV)).Como la potencia de precisin vara sensiblemente con el cuadrado del nmero de Ampere-Vueltas del primario, para un circuito magntico dado, la precisin de los TC's hechos para resistir grandes valores de corrientes de corto circuito, disminuye considerablemente

g) Capacidad Mecnica de Tiempo Corto. Esta es la mxima corriente RMS asimtrica en el primario que el TC puede soportar sin sufrir daos, con el secundario en corto. Esta capacidad solo se requiere definir en los TC tipo devanado. En la prctica esta corriente se calcula como:

I Dinmica (KA) = 2.54 * I Trmica BASES GENERALES PARA EL DISEO Y SELECCIN DE TRANSFORMADORES DE CORRIENTELa funcin de unos transformadores de corriente es la reducir a valores normales y no peligrosos, las caractersticas de corriente en un sistema elctrico, con el fin de permitir el empleo de aparatos de medicin normalizados, por consiguiente ms econmicos y que pueden manipularse sin peligro.

Un transformador de corriente es un transformador de medicin, donde la corriente secundaria es, dentro de las condiciones normales de operacin, prcticamente proporcional a la corriente primaria, y desfasada de ella un ngulo cercano a cero, para un sentido apropiado de conexiones.

El primario de dicho transformador est conectado en serie con el circuito que se desea controlar, en tanto que el secundario est conectado a los circuitos de corriente de uno o varios aparatos de medicin, relevadores o aparatos anlogos, conectados en serie.

Un transformador de corriente puede tener uno o varios devanados secundarios embobinados sobre uno o varios circuitos magnticos separados.

Los factores que determinan la seleccin de los transformadores de corriente son:

- El tipo de Transformador de Corriente.

- El tipo de instalacin.

- El tipo de aislamiento.

- La potencia nominal.

- La clase de precisin.

- El tipo de conexin.

- La Corriente Nominal Primaria.

- La Corriente Nominal Secundaria.

Tipo de Transformador de Corriente. Existen tres tipos de TC segn su construccin:

a) Tipo devanado primario. Este como su nombre lo indica tiene mas de una vuelta en el primario. Los devanados primarios y secundarios estn completamente aislados y ensamblados permanentemente a un ncleo laminado. Esta construccin permite mayor precisin para bajas relaciones.

b) Tipo Barra. Los devanados primarios y secundarios estn completamente aislados y ensamblados permanentemente a un ncleo laminado. El devanado primario, consiste en un conductor tipo barra que pasa por la ventana de un ncleo.

c) Tipo Boquilla (Ventana o Bushing). El devanado secundario est completamente aislado y ensamblado permanentemente a un ncleo laminado. El conductor primario pasa a travs del ncleo y acta como devanado primario.

Tipo de Instalacin. Los aparatos pueden ser construidos para ser usados en instalaciones interiores o exteriores. Generalmente, por razones de economa, las instalaciones de baja y media tensin, hasta 25 KV., son diseadas para servicio interior. Las instalaciones de tipo exteriores son de tensiones desde 34.5 KV a 400 KV., salvo en los casos donde, por condiciones particulares se hacen instalaciones interiores para tensiones hasta 230 KV. Es conveniente examinar adems, el tipo de TC que se pueda instalar, dependiendo de las facilidades de mantenimiento.

Tipo de Aislamiento. Los materiales que se utilizan. para el aislamiento dependen del voltaje del sistema al que se va a conectar, la tensin nominal de aislamiento debe ser al menos igual a la tensin mas elevada del sistema en que se utilice. Los tipos de aislamiento se dividen en tres clases:

a) Material para baja tensin. Generalmente los TC's son construidos con aislamiento en aire o resina sinttica, suponindose que lo comn son las instalaciones interiores.

b) Material de media tensin. Los transformadores para instalaciones interiores (tensin de 3 a 25 KV) son construidos con aislamiento de aceite con envolvente de porcelana (diseo antiguo), o con resina sinttica (diseo moderno).

Hay que hacer notar que la mayora de los diseos actuales emplean el material seco, los aparatos con aislamiento en aceite o masa aislante (compound) se utilizan muy poco y slo para instalaciones existentes.

Los aparatos para instalaciones exteriores son generalmente construidos con aislamiento porcelana-aceite, aunque la tcnica ms moderna est realizando ya aislamientos en seco para este tipo de transformadores.

c) Materiales para alta tensin. Los transformadores para alta tensin son aislados con papel dielctrico, impregnados con aceite y colocados en una envolvente de porcelana.

Es importante definir la altitud de la instalacin sobre el nivel del mar, ya que las propiedades dielctricas de los materiales y del aire disminuyen con la altitud. Normalmente todos los equipos se disean para trabajar hasta 1000 Mts sobre el nivel del mar, si la altitud es mayor el nivel de aislamiento debe ser mayor.

Potencia Nominal. La potencia nominal que se debe seleccionar para los transformadores de medicin, est en funcin de la utilizacin a que se destina el aparato.

Para escoger la potencia nominal de un transformador de corriente, se hace la suma de las potencias nominales de todos los aparatos conectados al secundario. Se debe tener en cuenta por otro lado, la impedancia de las lneas, si las distancias entre los transformadores y los instrumentos de medicin, son importantes. Se escoge la potencia normal inmediata superior a la suma de las potencias.

El tipo de conexin. Hay tres formas en las que normalmente se conectan los secundarios de los transformadores de corriente, en circuitos trifsicos: 1) en estrella; 2) en delta abierta o V y 3) en delta.

1) Conexin en estrella. En esta conexin se colocan tres transformadores de corriente, uno en cada fase, con relevadores de fase en dos o tres de las fases para detectar fallas de fase. En sistemas aterrizados, un relevador conectado en el comn de los tres TC's detecta cualquier falla a tierra o por el neutro. En sistemas no aterrizados conectados de la misma forma puede detectar fallas a tierra mltiples de diferentes alimentadores. Las corrientes en el secundario estn en fase con las del primario.

2) Conexin en delta abierta. Esta conexin es bsicamente la misma que la conexin en delta pero con una pierna faltante, usando solo dos TC's. Con esta conexin se puede lograr una proteccin contra falla entre fases, en las tres fases, pero solo ofrece proteccin de fallas a tierra para las fases en que se tiene TC y si el ajuste del relevador esta por debajo de la magnitud de la falla. En esta conexin las corrientes del secundario estn en fase con las del primario. Ya que, con esta conexin no es posible detectar las fallas de secuencia cero, rara vez se usa como nica proteccin del circuito. Frecuentemente se acompaa con un TC de secuencia cero tipo dona. Este TC de secuencia cero se puede aplicar en sistemas aterrizados o flotados, y como estos transformadores y sus relevadores asociados no son sensibles a las corrientes de fase, estos pueden ser de relativa baja capacidad, por lo mismo pueden ser muy sensibles a fallas a tierra.

3) Conexin en delta. Esta configuracin utiliza tres transformadores de corriente, pero a diferencia de la conexin en estrella, los secundarios de interconectan antes de conectarlos a los relevadores. Este tipo de conexin se utiliza para la proteccin diferencial de transformadores de potencia. La conexin en delta de los TC's se utiliza en el lado del transformador de potencia conectado en estrella, y la conexin en estrella de los TC's se usa en el lado del transformador conectado en delta.

La Corriente Nominal Primaria. Se escoge generalmente el valor normalizado superior a la corriente nominal de la instalacin. La corriente nominal se calcula con la siguiente frmula

In = Potencia Aparente Trifsica / (1.73* Voltaje de Lnea)

En ciertos TC's se cuenta con doble o triple relacin primaria, ya sea por medio de conexin serie-paralelo, o por medio de tomas en los bobinados secundarios.

La Corriente Nominal Secundaria. El valor normalizado es generalmente 5 Amps.; en ciertos casos, cuando el alambrado del secundario puede representar una carga importante, se puede seleccionar el valor de 1 AmpTRANSFORMADOR DE POTENCIAL TT/PP

Es un transformador devanado especialmente, con un primario de alto voltaje y un secundario de baja tensin. Tiene una potencia nominal muy baja y su nico objetivo es suministrar una muestra de voltaje del sistema de potencia, para que se mida con instrumentos incorporados.

Adems, puesto que el objetivo principal es el muestreo de voltaje deber ser particularmente preciso como para no distorsionar los valores verdaderos. Se pueden conseguir transformadores de potencial de varios niveles de precisin, dependiendo de que tan precisas deban ser sus lecturas, para cada aplicacin especial.Banco de condensadoresUn banco de condensadores es un sistema que absorbe la energa reactiva originada en los motores y transformadores reduciendo el consumo de esta.Los bancos de condensadores son utilizados para aumentar el factor de potencia sin aumentar costos. Es decir, la fuente suministra la misma energa, pero el banco de condensadores almacena y suministra cuando se hace necesario. Al poner un banco de condensadores el factor de potencia se hace mas alto, y los costos disminuyen.

TRANSFORMADORES DE TENSIN CAPACITIVA

Son transformadores formados por un divididor capacitivo de un elemento electromagntico.

El divisor capacitivo est compuesto por 2 condensadores conectados en serie. Entre los dos se conecta una bobina y obtenemos el transformador de tensin inductivo.

El conjunto es el TTC

Se utilizan para tensiones nominales > 72,5 Kv

Miden tensiones fase-tierra

Su respuesta en rgimen transitorio no es tan rpida como la de los transformadores inductivos

Celdas

Compartimento que puede contener:

Seccionador de puesta a tierra

Seccionador de aislamiento de la lnea y puesta a tierra del interruptor

Terminales de las lneas

Interruptor automtico

Transformadores de tensin y corriente

Seccionador de barras y puesta a tierra del interruptor

Embarrado

Equipo de accionamiento, operacin y maniobra

Equipos de proteccin, medida y telemandoIntroduccinLa subestacin Es una agrupacin de la aparamenta elctrica necesaria y precisa para conectar, seccionar y alimentar varios sectores partes de la red.

Aqu se hacen labores de control del sistema que son:

De medida

De vigilancia

De proteccin

Dentro de esta aparamenta se puede encontrar seccionadores, disyuntores, celdas, transformadores y dems elementos que constituyen una subestacin de energa elctrica destacando por encima de todo los elementos de proteccin y los diferentes tipos de barra que se encuentran en las mismas.Esto y mas se puede demostrar de una manera mas explicativa y sencilla en el trabajo que se presenta a continuacin

Conclusin

En toda instalacin industrial o comercial el uso de la energa elctrica es indispensable. La continuidad de servicio y la calidad de la energa consumida por los diferentes equipos, as como la requerida para la iluminacin, son necesarias para lograr mayor productividad.Es importante tener en correcto funcionamiento cada uno de los elementos que constituyen una subestacin para asi poder garantizar la continuidad del servicio elctrico en la zona.Asi que para el estudiante de ingeniera elctrica es indispensable poder conocer cada vez mas sobre este tema debido a que esto es de suma importancia dentro de la carrera como en el desarrollo de una nacin.

Bibliografa

Tecnologia elctrica I, universidad del pas vasco, escuela superior de ingenieros Bilbao.

www.tuveras.comwww.slideshare.comREPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA

MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACION UNIVERSITARIA

UNIVERSIDAD POLITECNICA TERRITORIAL DEL ESTADO ARAGUA

DR. FEDERICO BRITO FIGUEROA

MARACAY EDO. ARAGUA

Subestaciones Elctricas de Distribucin

Prof.: Franklin Velsquez

INTEGRANTES:

Miguel Hurtado C.I:19.468.345

MARACAY, MARZO DEL 2011