03 SEE Nivel Distribucion

El nivel de distribucin de energa elctricaSistemas de energa elctrica

Emilio Gmez Lzaro, Andrs Honrubia [email protected], [email protected]

Departamento de Ingeniera Elctrica, Electrnica, Automtica y ComunicacionesUniversidad de Castilla-La Mancha

February 2015

Emilio Gmez, Andrs Honrubia (DIEEAC/EDII-AB) distribucin February 2015 1 / 34

El nivel de distribucin de energa elctrica

ndice

1 Introduccin

2 Subestaciones de distribucin

3 Distribucin primaria

4 Centros de transformacin


Introduccin

DefinirElementosEstructuraValores caractersticos

Elementos del nivel de distribucinSubestaciones de distribucin

Conecta niveles de redes de reparto 132,66,45kV con niveles de distribucin primaria30,20,15,6.6kV

Distribucin primariaLneas que se encargan del transporte en niveles de distribucin primaria

Centros de transformacinInterconexin de niveles de distribucin primaria con baja tensin

Distribucin en baja tensinLneas que alimentan los consumos a 400V (230V)



ndice

1 Introduccin





Subestaciones de distribucin


Fuente: http://www.iberdrola.es



Fuente: http://www.iberdrola.es


MisinTransformacin de tensiones a uno o varios nivelesInterconexin de varias lneasAlojamiento de aparamenta

Diseos muy variados que dependen de:Carga a alimentar y perspectivas de crecimientoNiveles de tensinFiabilidad requeridaCadas de tensinCostes econmicosCondiciones de emergencia

Elementos principalesLneasEmbarradosTransformadoresAparamenta de maniobraTransformadores de medidaRels de proteccin



Esquema ejemplo

Barras alta tensin

132 kV

Voltmetro

Transformadormedida de tensin

21/28/35 MVAZ% = 10

TransformadorSubestacin

RReldiferencial

R

Normalmenteabierto

Barras baja tensin

20 kV

R

AlimentadoresPrimarios

R

R

R

R

R Relsobreintensidad

Transformadorservicios auxiliares



ndice

1 Introduccin





Distribucin primaria

Alimentador general de media tensin

SCT

ST/STR

OCR

ST/STR

CTC CT

OCR

OCR

DPFTRAMO DE ELEVADALONGITUD Y CARGAHASTA 400A

TRAMO DE INTENSIDADNOMINAL 90A

CT CT

Vn: 20kV

SC

FUDPF

CTC

SCCFU

RC

CTC

FU

SC

FU

SC

FU

SC

FU

SC

DPF

FU

CTIC OCR:CT:CTC:CTIC:SCC:SC:FU:RC:DPF:ST:STR:

Interruptor seccionador (Organo Corte Red)Centro de transformacinCT de clientesCT de intemperie compactoSeccionador unipolarSeccionador tripolarCortacircuitos fusibles de expulsin seccionadoresInterruptor-reengachador (reconectador)Detector de paso de faltaSubestacin transformadoraSubestacin transformadora de reparto

Icc: 7kA


Distribucin primaria: estructura de red radial

Subestacin

Centro de transformacin

Alimentadores

Subestacin

Centro de distribucin

Alimentadores


Alimentadas por un nico punto presentan derivaciones que no se cierranVentajas

Diseo simpleCoste bajoLocalizacin rpida de averas

InconvenientesPoca fiabilidad del suministroGrandes cadas de tensin Centro de distribucinLimitada capacidad de ampliacin del suministro


Distribucin primaria: estructura de red en anillo

Subestacin


Alimentadores

Subestacin


Alimentadores

Red radial en ptalo

Alimentadas por dos puntos pero se explotan como radialesVentajas

Mayor fiabilidad y continuidad del suministroMenor cada de tensin que en las radiales (anillo cerrado)Mayor facilidad de mantenimiento

InconvenientesMas cara que la radialSistemas de proteccin mas complejos


Distribucin primaria: estructura de red mallada

Subestacin


Alimentadores

Arquitectura en huso simple Arquitectura en huso con centro de reexinCentro de reexin

Lnea cero

Arquitectura en huso apoyado

Se obtienen al enlazar varios anillos en zonas de alta demandaVentajas

Mejor calidad de suministroMayor flexibilidad

InconvenientesMas carasSistemas de proteccin mas complejo

ArquitecturasHuso: simple, con centro de reflexin y apoyadoEspiga: simple y apoyada


Distribucin primaria: estructura de red mallada (II)

Subestacin

Centro de transformacinAlimentadores

Centro de reexinLnea cero

Arquitectura en espiga simple

Subestacin

Centro de transformacinAlimentadores

Centro de reexinLnea cero

Arquitectura en espiga apoyada

Arquitectura en huso:Los lazos tienen origen y fin en distintos puntosLos puntos pueden ser subestaciones o uno de ellos un centro de reflexinSi existe centro de reflexin se une a la subestacin por medio de una lnea cero

Lnea cero En explotacin est en tensin pero sin carga (por eso no hay CTs) y en casode fallo carga el lazo defectuoso

Arquitectura en espiga:Los lazos tienen origen en subestacin y fin en un centro de reflexinA diferencia del huso hay mas de un centro de reflexin



ndice

1 Introduccin





Centros de transformacin


Fuente: http://www.endesa.com


DefinicinInstalacin provista de uno o varios transformadores reductores de alta a baja tensincon la aparamenta y la obra complementaria precisas (RAT)

ClasificacinSegn el tipo constructivo

InteriorIntemperie

Segn su posicin relativa respecto a la lnea de alimentacinCT en puntaCT de paso

Segn el tipo de alimentacinAreaSubterrneaMixta: zonas de paso de rural a urbana

Segn el punto de medida de potenciaMedida en baja tensin: medida 1Medida en media y en baja tensin: medida 1 y medida 2Medida en baja tensin: medida 2

Segn el propietarioAbonadoAbonado pero mantenimiento de compaa suministradoraCompaa suministradora



Centro de transformacin de interior

Centro de transformacin de intemperie


Fuentes: propia


Segn su posicin relativa

132 kV/ 20kV CT punta

CT paso

Segn el punto de medida de potencia

Medida2

AlumbradoMedida1

MT BTFuerza


Centros de transformacin: CT de interior

Los elementos que lo componen estn alojados en celdas pudiendo ser:Celdas de obra

Instalaciones antiguasMayores dimensiones por el aislamiento de aireSemicerradas, con altura mnima de 1,8 metros

Celdas prefabricadas con envolvente metlicaConjunto prefabricado, bajo envolvente metlica que el fabricante suministra montados yensayadosPueden instalarse en un recinto del edificio especialmente acondicionado o bien en casetasprefabricadas de hormignMenores dimensiones por reduccin de distancia entre fases

Colocando placas aislantes entre fases y entre fases y masasUtilizando aparatos de maniobra con corte en medio distinto del aire: corte en aceite,corte en vaco o en SF6

El nmero de celdas y su disposicin depende del tipo de estacin transformadora ydel nmero de transformadores

Ejemplo

ENTRADA SALIDA PROTECCIN MEDIDA TRANSFORMADOREmilio Gmez, Andrs Honrubia (DIEEAC/EDII-AB) distribucin February 2015 20 / 34

Centros de transformacin: CT de intemperie

Tambin denominados CT de sobre-posteSon de poca potenciaEl transformador y los equipos de maniobra y proteccin van colocados sobre apoyosmetlicos, guardando las partes bajo tensin la distancia adecuada al sueloLos aparatos de maniobra pueden colocarse en el poste anteriorEn el mismo poste se instala el cuadro de baja

Ejemplo

380V

20kV


Centros de transformacin: celdas de lnea

Celdas de lnea entrada-salida o de entrada de energaFuncin principal es la de maniobra, es decir, la apertura o cierre delinterruptor-seccionadorEntra y sale por ella la lnea de alimentacin de 20kVEn el caso de CT de particulares, la forma y elementos que la integran depende de lacompaa suministradora, siendo sta la nica que tiene acceso a ellasElementos tpicos de la celda

Interruptores-seccionadoresSeccionadores de puesta a tierraBotellas terminales o conectores enchufablesEnclavamientos mecnicosPararrayos autovalvulares o de xido de zinc


Centros de transformacin: celdas de proteccin

Aloja los elementos necesarios para la proteccin contra sobrecargas y contracortocircuitos de la instalacin y de los elementos que la integran,fundamentalmente el transformadorSobre el dispositivo de corte actuarn los diferentes rels necesarios para laproteccin del transformador

Rel indirectoRel BuchholzTermostato

En el caso de que existan varios transformadoresUna celda de proteccin generalTantas celdas de proteccin como transformadores existan

La proteccin se puede realizar por medio deInterruptor-seccionador y fusibles combinados (ruptofusible) (barato, 630-800kVA)Interruptor automtico

El rel de proteccin puede serDirecto

Baja fiabilidadIndirecto

Mas fiables y adems pueden incorporar otras funciones de proteccinRequiere la instalacin de transformadores de proteccin adems de los de medida por lo queencarecen la instalacin


Centros de transformacin: celdas de medida

Slo tendr acceso la compaa suministradoraElementos tpicos de la celda

2/3 transformadores de intensidad (estos primero)2/3 transformadores de tensin2/3 transformadores de proteccin o utilizar doble devanado en el secundario de los demedidaSi se utilizan protecciones indirectas transformador de tensin para su fuente dealimentacin

Los contadores y aparatos complementarios se sitan fuera de la celda, y lo mscerca posible de los transformadores de medida, en armarios cerrados y precintados,y provistos de cristales

Contador de potencia activaContador de potencia reactivaDiscriminador horario

El conexionado de los aparatos de medida se hace a travs de una regleta deconexin


Centros de transformacin: celda del transformador

En ella se aloja el transformadorDebe estar suficientemente ventiladaEn su caso, debe disponer de un espacio en la parte inferior con capacidad pararecoger el lquido contenido en la cuba del transformadorDe los bornes del secundario salen las tres fases y el neutro que van al cuadro debaja tensin

Zanjas o bandejasLo ms prximo posible al transformadorEn muchos casos en recintos separados, en donde tambin se instalarn los equipos decompensacin de reactiva centralizada de la instalacin


Centros de transformacin: vista del interior


Fuente: http://juganett.blogspot.com/

Centros de transformacin: seccionador



Centros de transformacin: ruptofusible



Centros de transformacin: celda de medida



Centros de transformacin: transformador

Centros de transformacin: ruptofusible



Centros de transformacin: conexiones aparato medida doble watmetro

T BT2TI 2TTMT Dispositivode corte

T.I. (2 o 3)

Equipode

medida

Bobina dedisparo

Rel

Alimentacin220V

S1

P1 P2

S2S1

P1 P2

S2

S1 S2 S1 S2

P1 P2 P1 P2 ABC

Wh

Fusibles

Armario o mduloaislante del sistema

Dispositivo deverificacinnormalizado

CCeldas demedidas A.T.


Centros de transformacin: distintas configuraciones celda medida

C20kV/110V

X/5A2TI

2TT

X/5AC

20kV/110V

2TI,M3TI,P

2TT

X/5A

PIFA220V50Hz

C20kV/110V

X/5A2TI

2TT

X/5AC

20kV/110V

2TI,M3TI,P

2TT

X/5A

PIFA220V50Hz


Smbolos

Trafo Seccionadorde tierra

Interruptor

Interruptorseccionador

Interruptorcon cortacircuito

fusible incorporado Seccionador

Tierra Pararrayos Seccionador-fusible

Fusible Enclavamientomecnico

Interruptorautomtico

Trafo tensin (medida)

Trafo intensidad (medida)Contador


Referencias

[1] Antonio Gomez-Exposito, Antonio J. Conejo, and Claudio Canizares.Electric Energy Systems: Analysis and Operation.CRC Press, July 2008.ISBN-13: 978-0849373657.

[2] A. Gmez-Expsito et al.Anlisis y operacin de sistemas de energa elctrica.McGRAW-HILL, 2002.


IntroduccinSubestaciones de distribucinDistribucin primariaCentros de transformacin

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