CURSODiseño de Estaciones Transformadoras

Prof. Ing. Roberto Campoy

DEFINICIÓN

TENSIONES DE UN SISTEMA

SISTEMA RADIAL Y EN ANILLO

PLANEAMIENTO DEL SISTEMA

DEFINICIÓN DE SISTEMA

ELÉCTRICO

SISTEMA ELÉCTRICO

Es el conjunto de instalaciones y equipos eléctricos

destinados a permitir la transformación de distintas

formas de energía en energía eléctrica, y la

distribución de ésta desde los centros de generación

hasta los lugares de conversión de la misma en

otras formas de energía.

ESTAC. TRANSF. ESTAC. TRANSF.GENERADOR LÍNEA DE ALTA TENSIÓN

ESQUEMA BÁSICO

SUB EST.

M.T./B.T.

SUB EST.

M.T./B.T.

LÍNEA M.T.

RED DE

B. T.

RED DE

B. T.

TENSIONES DE UN

SISTEMA

TENSIONES DE UN SISTEMA (I)

En los sistemas trifásicos se considera como

tensión de referencia la compuesta o de línea

(expresada en valor eficaz)

Tensión compuesta VTensión simple V/1,73

TENSIONES DE UN SISTEMA (II)

Tensión nominal:

Es el valor de la tensión con la cual el sistema es

denominado, y a la cual están sometidos los

equipos, con pequeñas variaciones en más o en

menos para operar la energía eléctrica de acuerdo

con lo que indican las normas al respecto.

Tensión máxima:

Es la tensión más elevada que puede presentarse en

cualquier momento y en cualquier punto del sistema

en condiciones normales de servicio.

TENSIONES DE UN SISTEMA (III)

Tensión media:

Es el promedio de las tensiones medidas a

intervalos regulares en un determinado período.

Tensión mínima:

Es la tensión más baja que puede admitirse en

cualquier momento y en cualquier punto del sistema

en función de las posibilidades de regulación y

manteniendo las condiciones normales de servicio.

TENSIÓN MÁXIMA 145 Kv

TENSIÓN MEDIA 135 Kv

V (Kv)

T (hs)

VARIACIÓN DE LA TENSIÓN EN UN PUNTO DEL SISTEMA

(Durante un día cualquiera, para V Nominal 132 Kv)

TENSIÓN NOMINAL 132 kV

6 12 18 24

TENSIÓN MÍNIMA 125 Kv

TENSIONES NORMALIZADAS EN ARGENTINA

ALTA TENSIÓN:

(66 Kv) – 132 Kv – 220 Kv – (330 Kv) – 500 Kv

MEDIA TENSIÓN:

13,2 Kv – 33 Kv

BAJA TENSIÓN:

380/220 V

SISTEMA RADIAL Y EN

ANILLO

SISTEMA DE ALTA TENSIÓN EN ANILLO

C

C

C

ET E

ET E

ET E

ET R ET R

ET R

ET R

ET R

ET R220 kV 132 kV 66 kV

NODOS

RAMAS

ET E: Estación Elevadora / ET R: Estación Reductora / C: Central Generadora

SISTEMA RADIAL

DISTRIBUCIÓN PRIMARIA

ET R

DISTRIBUCIÓN SECUNDARIA

13,2 kV

13,2 kV

380/220 V

SE MT/BT

SE MT/BT: Subestación Media Tensión / Baja Tensión

SISTEMA ANILLO ABIERTO

DISTRIBUCIÓN PRIMARIA

ET R

ET R

ET R

ET R

SECCIONADOR

CARGAS

SISTEMA ANILLO ABIERTO

DISTRIBUCIÓN SECUNDARIA

SE MT/BT SE MT/BT

PLANEAMIENTO DEL

SISTEMA

PLANEAMIENTO DEL SISTEMA

El planeamiento de un sistema eléctrico,

considerándolo de suficiente magnitud, p.ej. para

una provincia, una región o un país, consiste en

diseñar y definir:

La topología de la red de alta tensión que vincule

las fuentes de generación y los centros de

consumo

El equipamiento de las plantas de generación,

transformación, compensación, maniobra y redes

de distribución.

EXPANSIÓN DE UN SISTEMA ACTUAL

Determinación del período del plan de expansión (¿10 ó

15 años?)

Determinación de los años de corte (2 ó 3)

Estudio del crecimiento de la demanda con desagre-

gación geográfica y escenarios pesimista, neutro y

optimista

Factibilidad técnica dada por la configuración de los

circuitos, la disposición de las instalaciones y el

dimensionamiento de los equipos que integran el sistema

para su funcionamiento permanente en condiciones

normales y en emergencia frente a contingencias (N-1)

Confiabilidad del sistema (Normas de CAMMESA y

TRANSENER)

ETAPAS PRELIMINARES PARA EL DISEÑO DE

UNA ESTACIÓN TRANSFORMADORA (I)

Los estudios de planificación previa determinan los

valores eléctricos característicos respecto a (PT1

CAMMESA):

Flujos de carga

Corrientes de corto circuito (22 KA – 31,5 KA)

Transitorios electromagnéticos

Transitorios electromecánicos

Coordinación de la aislación

ETAPAS PRELIMINARES PARA EL DISEÑO DE

UNA ESTACIÓN TRANSFORMADORA (II)

Los valores anteriores permiten definir características de:

Interruptores

Transformadores de corriente

Transformadores de tensión

Descargadores

Reactores de neutro

Conductores bajo esfuerzos electrodinámicos

Protecciones

Bancos de capacitores serie y paralelo (cuando sean necesarios)

DETERMINACIÓN DE LA POTENCIA

ADOPCIÓN DE PARÁMETROS

ELÉCTRICOS

UBICACIÓN DE LA ESTACIÓN

SISTEMA DE BARRAS

DETERMINACIÓN DE LA

POTENCIA

DETERMINACIÓN DE LA POTENCIA

EN ESTACIONES ELEVADORAS

Está determinada por la potencia de la central

generadora a la cual está asociada.

EN ESTACIONES REDUCTORAS

Está determinada por la demanda máxima que

corresponde a la zona de influencia asignada a la

misma, para el año horizonte en la planificación del

sistema, considerando los módulos de los

transformadores de potencia.

ZONA DE INFLUENCIA DE LAS ESTACIONES

Año Base

Radio de

influencia

Distribuidores en

Media Tensión

Primer año de corte. Ampliación de potencia en

algunas estaciones

Radio de

influencia

Segundo año de corte. Nuevas estaciones sin

reestructurar la red de MT

Segundo año de corte. Red de MT reestructurada

Año horizonte. Ampliación de potencia en otras

estaciones y previsión de futuras

FUTURA ET

FUTURA ETFUTURA ET

ADOPCIÓN DE PARÁMETROS

ELÉCTRICOS

ADOPCIÓN DE PARÁMETROS ELÉCTRICOS

Una vez determinada la potencia de la estación, es

necesario adoptar o definir claramente ciertos

valores de magnitudes eléctricas fundamentales,

que se relacionan con la red de alta tensión a la que

la estación estará vinculada.

Estos valores dependen de la tensión y frecuencia

de las líneas de transmisión que la alimentan y de

las líneas de distribución a las que sirve.

PARÁMETROS ELÉCTRICOS (I)

TENSIONES NOMINALES

ALTA TENSIÓN:

(Distribución en alta tensión, Troncal y Transporte)

(66 Kv) – 132 Kv – 220 Kv – (330 Kv) – 500 Kv

MEDIA TENSIÓN:

(Distribución primaria)

13,2 Kv – 33 Kv

BAJA TENSIÓN:

(Distribución secundaria)

380/220 V

PARÁMETROS ELÉCTRICOS (II)

Rango de Tensión en operación en estado normal

485 - 515 kV para 500 kV

209 - 231 kV para 220 kV

125 - 139 kV para 132 Kv

Máxima Tensión de Servicio

525 kV para 500 kV

242 kV para 220 kV

145 kV para 132 kV

Frecuencia Nominal: 50 Hz

PARÁMETROS ELÉCTRICOS (III)

Rango de Frecuencia en operación en estado

normal: +/- 0,2 Hz

Valores Transitorios de Frecuencia tolerables:

-2/+3 Hz

Componente de Secuencia Inversa de la tensión:

menor que 1%

UBICACIÓN DE LA

ESTACIÓN

UBICACIÓN DE LA ESTACIÓN TRANSFORMADORA

Para estaciones elevadoras, el lugar de instalación

estará determinado exclusivamente por la ubicación

de la central correspondiente.

Para estaciones reductoras, el lugar más adecuado

para entregar la energía, estará determinado en la

mayoría de los casos por el baricentro de cargas de

la zona o región a satisfacer.

TIPO SEGÚN LA EXPOSICIÓN AL AMBIENTE

Para estaciones reductoras, según sea la ubicación

elegida y las condiciones del entorno ambiental

podrán ser de:

TIPO INTERIOR

Zonas urbanas de alto costo del terreno y

condiciones vulnerables del entorno por la densidad

de población

TIPO INTEMPERIE

Zonas suburbanas, o rurales de bajo costo del

terreno y poca vulnerabilidad del entorno por

reducida densidad de población

E.T. GUAYMALLÉN (Mza.) Tipo intemperie (I)

E.T. GUAYMALLÉN (Mza.) Tipo intemperie (II)

E.T. Bolougne Sur Mer(Mza.) Tipo intemperie (III)

E.T. TIPO INTERIOR (IV)

E.T. TIPO INTERIOR (V)

CONDICIONANTES DE LA UBICACIÓN

Disponibilidad de terreno

Dimensiones del predio

Orientación del predio

Geología del terreno

Topografía del terreno

Impacto ambiental

Límites y división de las instalaciones

Accesos para vehículos

DISPONIBILIDAD DE TERRENO

Está condicionada por la zona de instalación:

Urbana, suburbana o rural

La condición anterior determina el factor costo, que

es importante en las estaciones urbanas

Las circunstancias anteriores determinan el diseño

según la exposición al ambiente (interior o exterior)

En el caso de estaciones suburbanas y rurales, un

condicionante importante puede ser la accesibilidad

de las líneas aéreas de alta tensión

En instalaciones a la intemperie, es importante la

posible polución ambiental a la que estará sometida

y la cercanía a corredores aéreos o zonas con riesgo

de incendio o explosión

DIMENSIONES DEL PREDIO

Está relacionada con la potencia de la estación

Se deben prever ampliaciones futuras (hasta un 100 %

de la superficie a ocupar inicialmente)

En el caso de instalaciones “interior” actualmente se

utilizan equipamientos compactos prefabricados de

dimensiones menores, lo que reduce las necesidades

de superficie del terreno

En las instalaciones “intemperie” la distribución de

equipos y construcciones queda sujeta al criterio del

proyectista. En ese caso es fundamental tener en

cuenta lo siguiente:

DIMENSIONES DEL PREDIO - Espacio en intemperie

Playas para el equipamiento de maniobra, transforma-

dores de potencia, intensidad y tensión, descargado-

res y barras para las distintas tensiones

Caminos internos de circulación

Área de edificios de control, de servicios auxiliares y

de celdas de media tensión

Edificio de oficinas, servicios y mantenimiento (*)

Área de depósitos de materiales intemperie (*)

Área de salida de cables subterráneos de alta y/o

media tensión

Zonas de pararrayos y antenas arriendadas para

comunicaciones

(*) Si correspondiere

ORIENTACIÓN DEL TERRENO

PARA ESTACIONES INTEMPERIE Y LÍNEAS AÉREAS

El eje de la playa de maniobras determina la

vinculación de la estación con las entradas y salidas

de líneas

La orientación de la playa deberá permitir una

racional, simple y armónica distribución de las

entradas y salidas de las líneas en su configuración

inicial y futura, evitando los cruces entre ellas

PARA ESTACIONES INTERIOR Y LÍNEAS

SUBTERRÁNEAS

Los cables de entrada y salida serán unipolares y

armados, debiéndose tener en cuenta para la

distribución del tendido los siguientes aspectos:

CONSIDERACIONES PARA EL TENDIDO DE

CABLES SUBTERRÁNEOS

Distancias entre fases

Disposición de conductores de una misma terna

Distancia de seguridad y mantenimiento entre ternas

Profundidad del tendido por razones de seguridad del

servicio y del mantenimiento

Profundidad, disposición y forma de montaje de los

conductores en cuanto a la seguridad de las zonas que

atraviesa la traza (de acuerdo a reglamentos públicos)

Distancias de seguridad respecto a otros servicios

existentes en el lugar como distribución eléctrica, gas,

agua, cloacas, desagües, etc. (de acuerdo a exigencias

que al respecto posean los organismos, empresas o

sociedades responsables de los mismos. Irrigación)

CONDICIONANTES PARA LAS SALIDAS DE LÍNEAS

Los campos de salida de las líneas a construir

inicialmente deberán ubicarse y distribuirse de

manera tal que las líneas previstas puedan salir, en

lo posible, sin tener que cruzarse entre sí. Si la

estación a montar es para conectarse a una línea

existente, la orientación deberá tener en cuenta el

trazado de dicha línea para facilitar la entrada y

salida producto de la interrupción de la misma,

contemplando al mismo tiempo las conexiones

futuras. En tal sentido se deberá tener en cuenta los

condicionamientos prescriptos en la Guía de

Referencias de Líneas aéreas del ENRE en cuanto a

los siguientes aspectos:

CONDICIONANTES PARA LAS SALIDAS DE LÍNEAS

Anchos de la Franja de Servidumbre en Líneas

Aéreas (esto es importante ya que, como ejemplo,

la franja de servidumbre para las líneas de 500 kV

tiene un ancho de 90 m de restricción a las

construcciones).

Distancias de seguridad entre los ejes de las

Líneas Aéreas.

Distancias de cruces de Líneas Aéreas de

distintas tensiones

GEOLOGÍA DEL TERRENO (I)

Para poder calcular las fundaciones de equipos einstalaciones es fundamental realizar un estudio desuelos. Las condiciones del terreno son determinantes delas características de las bases. Un terreno de malacalidad portante puede generar costos muy elevados conrelación al monto del proyecto. El estudio de suelospermitirá obtener los siguientes datos:

a) Descripción y clasificación de los distintos estratos

b) Nivel de la napa freática

c) Pesos específicos natural y secado a estufa

d) Granulometría

e) Humedad natural

f) Límite líquido y plástico

g) Ángulo de rozamiento interno

GEOLOGÍA DEL TERRENO (II)

h) Cohesión

i) Cota de fundación

j) Tipo de fundación requerida (directa o Indirecta)

k) Valor de resistencia de rotura para directas

l) Valor de rotura de punta y fricción para indirectas

m) Coeficiente de balasto y ley de variación con la

profundidad de la napa

n) Determinación del grado de agresividad del terreno y del

agua de la napa

ñ) Resistividad del terreno

o) Coeficientes de compresibilidad del

suelo: lateral y fondo

TOPOGRAFÍA DEL TERRENO

Las estaciones transformadoras están constituidaspor equipos que en varios casos son de pesosconsiderables, concentrados en superficies peque-ñas (p.ej. transformadores de potencia). Por dicharazón:

Es importante la homogeneidad de las caracterís-ticas del suelo y sobre todo que no se trate dematerial de relleno

También debe procurarse que el terreno sea lo másnivelado posible, sin depresiones con respecto a lospredios circundantes, para evitar tener que realizaraportes de material o defensas perimetrales ydrenajes

El estudio que permite determinar los niveles, es la“planialtimetría”

IMPACTO AMBIENTAL (I)

Hoy está ampliamente difundido el concepto deEcología y existe una conciencia generalizada de laimportancia de preservar el ambiente

Por otra parte el progreso tecnológico empujado porel científico es el responsable de nuestra calidad devida, muy superior a la de nuestros antepasados

Sin embargo el mismo progreso es el causante de laagresión al medio ambiente y por tanto a todos losseres vivos en especial al ser humano

Es difícil imaginar una obra encarada por el hombreque no cause un impacto ambiental

Minimizar éste en un emprendimiento dado, tieneasociada casi siempre una elevación del costo o unarenuncia a parte sus beneficios

IMPACTO AMBIENTAL (II)

Por lo tanto, dado por inevitable el impacto de una

obra al exterior, los proyectistas deberán concebirla

de forma que en primer término no viole normas de

seguridad para las personas. Luego deberán

minimizar los perjuicios menores que pueda causar,

a costa de incrementar razonablemente los costos.

El Estado a través de los organismos regulatorios, a

fin de preservar el bien común, exige en toda obra

pública o privada bajo su control, la realización de

un “Estudio de Impacto Ambiental” y de una

“Audiencia Pública”, de los que surge la factibilidad

o no de realizar la obra o de modificarla.

IMPACTO AMBIENTAL (III)

En definitiva, para el Estado, quien debe decidir si

aprueba o no la obra que acusa el impacto

ambiental, el problema se reduce a evaluar una

relación de “costo – beneficio”.

El costo está determinado en valores monetarios.

El beneficio en cambio muchas veces es de muy

difícil cuantificación monetaria porque involucra

cuestiones intangibles ¿Quién puede determinar con

precisión cuánto vale la “agresión paisajística” de

una línea eléctrica?

IMPACTO AMBIENTAL

EN ESTACIONES TRANSFORMADORAS (I)

En las obras eléctricas, en particular las estacionestransformadoras, el “impacto” está dado en primerlugar por el peligro que implica su proximidad parala salud e integridad física de las personas.

La proximidad puede significar descargaseléctricas en alta tensión con peligro de muerte.El respeto a las “distancias eléctricas” deseguridad establecidas por las normas essuficiente.

La proximidad puede implicar también daños a lasalud por exposición a excesivos camposelectromagnéticos. Las normas establecentambién las distancias de seguridad suficientes.

IMPACTO AMBIENTAL

EN ESTACIONES TRANSFORMADORAS (II)

En segundo lugar el “impacto” está dado por la

alteración estética visual del entorno. El ingeniero

civil o arquitecto deberá procurar que las obras

queden disimuladas o poco destacadas en el lugar.

Los siguientes aspectos contribuyen a hacer una

instalación menos agresiva al paisaje:

Mínimo desarrollo en altura

Uso de trincheras o pantallas forestales para las

rurales o muros estéticos para las suburbanas.

Uso de colores acordes en aisladores y tratamien-

to para estructuras metálicas.

LÍMITES Y DIVISIÓN DE LAS INSTALACIONES

En función de lo establecido por la ley Nº 24065

Hay ciertas estaciones transformadoras que están

constituidas por:

Una parte operada por la Transportista (Transe-

ner).

Otra parte operada por la Distribuidora Troncal.

Además también hay estaciones transformadoras

que poseen equipamientos que se reparten entre:

La Distribuidora Troncal

La Distribuidora

LÍMITES Y DIVISIÓN DE LAS INSTALACIONES

En los casos en que se presenta esta situación de

compartir un mismo predio con playas de maniobra

de diferentes concesionarias, es necesario que

queden debidamente delimitadas y separadas las

instalaciones de cada responsable.

Los límites físicos podrán concretarse con cercos

de alambrado olímpico o mampostería según se

construyan a la intemperie o en interiores de

edificios.

ACCESO A LAS INSTALACIONES

Los accesos a las estaciones deberán procurarse

desde calles, rutas, avenidas, etc. de manera de

facilitar la entrada de vehículos con cargas pesadas

a través de portones adecuados y puertas de acceso

de personal.

En los casos antedichos de instalaciones en predios

compartidos deberán independizarse los accesos

para cada una de las prestadoras del servicio

involucradas, de manera que queden perfectamente

separados e independientes los ámbitos de trabajo

del personal de cada una de ellas.

DATOS CARACTERÍSTICOS DEL

EMPLAZAMIENTO (I)

Los datos para describir las características del

emplazamiento deberán responder como mínimo al

siguiente listado:

Estudios geotécnicos densificados

Altura sobre el nivel del mar

Calificación de sismicidad y factor de riesgo

asociado

Nivel de polución

Condiciones climáticas:

DATOS CARACTERÍSTICOS DEL

EMPLAZAMIENTO (II)

Condiciones climáticas:

Temperatura máxima absoluta + viento asociadoTemperatura mínima absoluta + viento asociadoTemperatura media anual máximaTemperatura media anual mínimaHumedad relativa máximaHumedad relativa media mensual máximaPrecipitación media anualVelocidad viento (sostenido 10 minutos)Velocidad máxima (ráfaga de 5 segundos)Manguito de hieloNivel isocerraúnico o densidad de descargas

SISTEMAS DE BARRAS

SISTEMA ELÉCTRICO – RAMAS Y NODOS

En general un sistema eléctrico está estructuradosobre la base de un conjunto de ramas (líneas) quese unen en forma de malla y donde los puntos deconvergencia de dos o más ramas constituyen unnodo. Dichos nodos en la mayoría de los casos loconstituyen las estaciones transformadoras.

Toda estación es en sí un punto particular delsistema. Es decir, éstas cumplen la doble función deser lugares donde se inyecta o extrae energía ydonde además es posible operar sobre las conexio-nes de las líneas para dar una configuracióndiferente a la topología de la red y consecuente-mente una distribución distinta del flujo energético.

SISTEMA DE ALTA TENSIÓN EN ANILLO

C

C

C

ET E

ET E

ET E

ET R ET R

ET R

ET R

ET R

ET R220 kV 132 kV 66 kV

NODOS

RAMAS

RAMAS Y NODOS EN EL SISTEMA

LÍNEA (RAMA) LÍNEA (RAMA)

BARRA (NODO)

Interruptores

Transformador

BARRA (NODO)

Interruptor

132 Kv

66 Kv

BARRAS DE LA ESTACIÓN

Las barras constituyen, el lugar eléctrico de

conexión común a todos los circuitos involucrados:

básicamente entradas y salidas de línea, entradas

desde transformadores elevadores de generadores y

salidas a, y de, transformadores reductores.

Como sirven de enlace entre los distintos circuitos

convergentes, tienen una importancia fundamental

en el funcionamiento de la estación y son por tanto

su punto más crítico, ya que deben permanecer casi

siempre bajo tensión, aún cuando por falla o por

mantenimiento deba desactivarse algún circuito

(salida de servicio).

EQUIPAMIENTO DE LOS ACCESOS A BARRAS

Cada circuito que se acopla a las barras, tiene unconjunto asociado de equipos que se disponenalineadamente.

La zona donde se instalan recibe el nombre decampo o vano.

Los campos son fundamentalmente de transforma-dor, de línea y de acoplamiento de barras.

La conexión a las barras se realiza a través de uninterruptor automático de potencia. Es el elementoencargado de abrir el circuito eléctrico en cualquiercondición (en vacío, bajo carga, o en cortocircuito).Transformadores con o sin puesta a tierra,transformadores de medición, descargadores, etc.

EQUIPAMIENTO Y BARRAS EN E.T.

CONFIGURACIONES DE BARRAS (I)

Barra simple con interruptor simple

Barra simple con interruptor y seccionador en

derivación

Barra simple con interruptor simple, barra de trans-

ferencia e interruptor de acoplamiento

Barra simple con interruptor simple e interruptor de

acoplamiento

Barra doble con interruptor simple e interruptor de

acoplamiento

Barra doble con interruptor y seccionador en

derivación a una de ellas, que hace de barra de

transferencia e interruptor de acoplamiento

CONFIGURACIONES DE BARRAS (II)

Barra doble con interruptor y seccionador en

derivación a otra tercera barra de transferencia, e

interruptor de acoplamiento entre las barras

Barra triple con interruptor simple y con interruptor

de acoplamiento entre cualquier par de barras

Barra triple con funciones de transferencia en cada

una, seccionadores en derivación a cada barra e

interruptor de acoplamiento

Barra doble con interruptor doble

Barra doble con un interruptor simple y uno

compartido (1½)

Sistema poligonal o en anillo

BARRA SIMPLE CON INTERRUPTOR SIMPLE

INTERRUPTOR

SECCIONADOR

SECCIONADOR

SALIDAS DE LÍNEA

BARRA

VENTAJAS:

Instalación simple y de maniobra

sencilla

Complicación mínima en el

conexionado.

Costo reducido

DESVENTAJAS:

Un avería en las barras

interrumpe totalmente el

suministro de energía.

El mantenimiento de un

interruptor, elimina del servicio la

salida correspondiente.

No es posible la alimentación

separada de una o varias salidas, ya

que no hay acoplamiento

longitudinal.

Resulta imposible la ampliación

de la ET sin ponerla fuera de

servicio.

BARRA SIMPLE CON INTERRUPTOR Y SECCIONADOR

EN DERIVACIÓN

BARRA

BY PASS

(DERIVACIÓN)

Esta configuración es para evitar los inconvenientes que resultan de poner fuera de servicio las

líneas de salidas por mantenimiento de interruptores, por lo que se instalan seccionadores en

derivación con los interruptores, de forma tal que cerrando el seccionador en derivación y

abriendo el interruptor y los seccionadores a cada lado del interruptor, la línea de salida puede

permanecer en servicio (SIN PROTECCIÓN) mientras se realiza el mantenimiento al

interruptor.

BARRA SIMPLE CON INTERRUPTOR SIMPLE, BARRA

DE TRANSFERENCIA E INTERRUPTOR DE

ACOPLAMIENTO

BARRA PRINCIPAL

BARRA DE

TRANSFERENCIA

ACOPLAMIENTO

BY PASS

(DERIVACIÓN)

Esta configuración se utiliza en instalaciones de

mayor importancia. Aquí cada línea puede

alimentarse indistintamente desde cada uno de

los juegos de barras, por lo que resulta posible

dividir las salidas en dos grupos independientes.

También resulta posible conectar todas las

líneas de alimentación sobre un juego de barras

mientras se realizan las tareas de

mantenimiento de la otra, debiendo transferir

las cargas por medio del interruptor de

acoplamiento.

BARRA SIMPLE CON INTERRUPTOR SIMPLE, E

INTERRUPTOR DE ACOPLAMIENTO

SUB BARRA “A” SUB BARRA “B”ACOPLAMIENTO

BY PASS

(DERIVACIÓN)

Si ahora se dividen las barras en secciones mediante interruptores y seccionadores, se posibilita

que en caso de avería en las barras, quede limitada al sector afectado, quedando en servicio el

resto de la instalación.

Con esta disposición es posible mayor flexibilidad en el funcionamiento de la ET especialmente

para el mantenimiento.

BARRA DOBLE CON INTERRUPTOR SIMPLE, E

INTERRUPTOR DE ACOPLAMIENTO

BARRA “A”

BARRA “B”

ACOPLAMIENTO

Esta configuración se utiliza en instalaciones de mayor

importancia. Aquí cada línea puede alimentarse

indistintamente desde cada uno de lo juegos de barras,

por lo que resulta posible dividir las salidas en dos

grupos independientes.

También resulta posible conectar todas las líneas de

alimentación sobre un juego de barras mientras se

realizan las tareas de mantenimiento de la otra,

debiendo transferir las cargas por medio del

interruptor de acoplamiento.

BARRA DOBLE CON INTERRUPTOR Y SECCIONADOR EN

DERIVACIÓN A UNA DE ELLAS QUE HACE DE BARRA DE

TRANSFERENCIA, E INTERRUPTOR DE ACOPLAMIENTO

BARRA “A”

BARRA “B” Y

TRANSFERENCIA

ACOPLAMIENTO

BY PASS

(DERIVACIÓN)

BARRA DOBLE CON INTERRUPTOR Y SECCIONADOR EN

DERIVACIÓN A OTRA TERCER BARRA DE TRANSFERENCIA,

E INTERRUPTOR DE ACOPLAMIENTO ENTRE LAS BARRAS

BARRA “A”

BARRA “B”

ACOPLAMIENTO

BY PASS

(DERIVACIÓN)

BARRA TRANSFERENCIA

Esta configuración

permite gran

flexibilidad en cuanto

al mantenimiento de

equipamiento de la

instalación.

Tiene la desventaja

de requerir mucho

espacio y son muy

costosas.

Generalmente se

utilizan en Estaciones

Transformadoras de

muy alta tensión.

BARRA TRIPLE CON INTERRUPTOR SIMPLE Y CON

INTERRUPTOR DE ACOPLAMIENTO ENTRE LAS BARRAS

BARRA “A”

BARRA “B”

ACOPLAMIENTO

BARRA “C”

BARRA TRIPLE CON FUNCIONES DE TRANSFERENCIA EN

CADA UNA, SECCIONADORES EN DERIVACIÓN E

INTERRUPTOR DE ACOPLAMIENTO

BARRA “A” Y TRANSF.

BARRA “B” Y TRANSF.

BARRA “C” Y TRANSF.

ACOPLAMIENTOBY PASS

BARRA DOBLE CON INTERRUPTOR DOBLE

BARRA “A”

BARRA “B”

Esta configuración se utiliza en

instalaciones de gran potencia donde

resulta fundamental la continuidad en el

servicio. Esta solución es mas segura pero

a su vez mucho más costosa.

Este sistema funciona con dos

interruptores conectados a cada una de las

barras y asociados a cada línea de salida.

Si se produce una avería en

uno de los interruptores de

línea o en uno de los juegos de

barras generales, la

protección provoca la

conmutación sobre el otro

juego de barras sin

indisponibilidad del servicio.

Los seccionadores de barras

deben permanecer siempre

cerrados. Aquí no se precisa

interruptor de acoplamiento,

pero se duplican los elementos

para cada salida.

BARRA DOBLE CON UN INTERRUPTOR SIMPLE Y

UNO COMPARTIDO (1½)

BARRA “A”

BARRA “B”

INTERRUPTOR

COMPARTIDO

Esta es una configuración

simplificada de la anterior,

manteniendo casi la misma

flexibilidad y seguridad en el

servicio.

Es más complicado el

sistema de protección, pues

debe coordinar

correctamente el interruptor

central con el interruptor de

la línea de alimentación.

SISTEMA POLIGONAL O EN ANILLO

Esta configuración es muy utilizada en EEUU y no es muy usada en Argentina. Tiene la ventaja

que la desconexión de un interruptor no afecta la continuidad del servicio y que no se requiere

protección de barras.

Las desventajas son que la desconexión simultanea de dos interruptores puede dejar sin servicio a

más de una salida, además los esquemas de aparatos de medida y protección son más complejos y

es imposible ampliar las instalaciones sin interrumpir el servicio.

LINEAMIENTOS GENERALES PARA ADOPCIÓN DE

UN SISTEMA DE BARRAS (I)

Para 220 Kv

Doble barra, doble interruptor

Doble barra, interruptor y medio

Doble barra con transferencia y acoplamiento

Simple barra y barra de transferencia con acoplamiento

Para 132 Kv

Simple barra y barra de transferencia con acoplamiento

Doble barra con transferencia y acoplamiento

Doble barra y acoplamiento

Doble barra con doble interruptor

Triple barra y acoplamiento

Triple barra con transferencia y acoplamiento

LINEAMIENTOS GENERALES PARA ADOPCIÓN DE

UN SISTEMA DE BARRAS (II)

La conexión en “T” no se admite en el sistema.

La conexión de simple juego de barras no se

recomienda por ser muy rígida para el mantenimiento y

presentar baja confiabilidad.

Para las tensiones de 33 y 13,2 kV se utilizarán los

sistemas de juego simple de barras con acoplamiento

longitudinal.

En circunstancias especiales que así lo requieran

podrá utilizarse el doble juego de barras.

Para estas tensiones se seguirán las especifica-

ciones de cada transportista en particular.

LINEAMIENTOS GENERALES PARA ADOPCIÓN DE UN

SISTEMA DE BARRAS (III)

Líneas Trafos 132 kV 220 kV

1 1

Simple barraSimple barra Doble barra con Interruptor y ½

2 1

Simple barra y barra de

transferencia

Simple barra

1 2

Doble barra con doble

interruptor

Simple barra y barra de

transferencia

Doble barra con interruptor y ½

Simple barra y barra de

Transferencia

>2 >2

Doble barra con barra

transferencia

Doble barra con doble

interruptor

Doble barra con doble

interruptor

Doble barra con interruptor y ½

DISPONIBILIDAD

Además de la configuración del esquema eléctrico, la

disponibilidad de una instalación estará determinada por

la confiabilidad del equipamiento y de sus condiciones

de mantenimiento.

En la confiabilidad de una instalación intervienen la del

equipamiento y la de los conjuntos sujetos a fallas como

descargas, interferencias, etcétera.

Las condiciones de mantenimiento a tener en cuenta desde

la etapa de proyecto son:

• Accesibilidad: la cantidad de operaciones o desmontajes

necesarios para reparar o reemplazar partes de la

instalación sujetas a fallas deberá ser mínima.

• Ιntercambiabilidad: el equipamiento deberá ser intercambiable

en todo lo posible, tanto en parte como

en conjunto, para facilitar el mantenimiento y reducir

el stock de repuestos.

DISPONIBILIDAD

La disponibilidad anual está medida por:

• La duración de las salidas forzadas.

• El número de salidas forzadas.

• La duración de salidas programadas.

• El número de salidas programadas.

• La energía no suministrada.

DISPONIBILIDAD

Estos indicadores del desempeño de una instalación dependerán de:

a) El tiempo que el personal de mantenimiento tarda en llegar al lugar

desde la confirmación de la falla en el registrador cronológico de

eventos.

b) La cantidad de repuestos disponible y el tiempo que se tarde en

trasladarlos – como también los equipos de ensayos necesarios – hasta

el lugar de la reparación.

c) Los programas de mantenimiento.

d) El tiempo requerido para establecer las causas de una salida y

localizar los equipos a reparar.

e) El tiempo que demanda la desconexión, la puesta a tierra y la

reconexión.

f) El tiempo que insume reemplazar el equipo afectado.

Si bien estos valores están ligados a criterios de operación y

mantenimiento, ya deben tenerse en cuenta en la etapa de diseño. Las

soluciones de proyecto utilizadas en el área eléctrica de montaje

electromecánico tienen fundamental importancia en la definición de los

tiempos señalados en d), e) y f).

Distancias eléctricas

CEM

El entorno electromagnético de un equipo está conformado

por las fuentes de disturbios que lo rodean y los caminos

de acoplamiento hacia esa fuente. De forma similar,

el equipo en cuestión interactúa con el medio que lo rodea

a través de esos mismos caminos de acoplamiento.

La Compatibilidad Electromagnética debe analizarse en

cada etapa del proyecto, de modo de definir el entorno

electromagnético y fijar las medidas de control.

Una parte de las interferencias puede deberse a las:

• Maniobras en el circuito de potencia.

• Descargas atmosféricas en partes bajo tensión.

• Descargas atmosféricas en partes puestas a tierra.

• Fallas a tierra.

CEM

Los caminos de acoplamiento de las interferencias pueden ser:

• Los transformadores de medida.

• Los cables de apantallamiento.

• Las envolturas metálicas.

Las medidas para evitar el acoplamiento, que deben estudiarse

durante el diseño de una instalación, son:

Malla de puesta a tierra y conexiones

• Dimensiones de la cuadrícula.

• Densificación de la malla en torno de equipos.

• Vinculación a distintas ramas de la malla.

• Limitación del largo de conexiones.

• Conexión de las estructuras de soporte.

Cables blindados

• Coaxiales, triaxiales y doble apantallados.

• Conexión a tierra del blindaje.

Aislamiento de circuitos

• Alimentaciones radiales desde la fuente.

Equipos

• Equipo electrónico con ensayo de interferencia.

• Neutros de transformadores en cajas de conjunción.

MUCHAS

GRACIAS