INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITÉCNICO.

“SANTIAGO MARIÑO”.

EXTENSIÓN MATURÍN.

ESCUELA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA.

SUBESTACIONES II

PROFESOR: BACHILLER:

ING. Mariangela Pollonais Herrera Carlos

C.I.: 20403695

Monagas, Agosto de 2014.

Transformadores De Potencia

Un transformador de potencia es aquel aparato que maneja grandes

magnitudes de voltio amperios VA, los cuales se expresan en KVA (kilo voltio

amperios) o en MVA (mega voltio amperios).

Usualmente se considera un transformador de potencia cuando su

capacidad es de un valor a partir de: 500 KVA, 750 KVA, 1000 KVA, 1250

KVA o 1.25 MVA, hasta potencias del orden de 500 MVA monofásicos y de

650 MVA trifásicos, 900 MVA. Estos últimos operan en niveles de tensión de

500kV, 525kV y superiores.

Generalmente estos transformadores están instalados en

subestaciones para la distribución de la energía eléctrica. Efectuando la tarea

intermediadora entre las grandes centrales de generación y los usuarios

domiciliarios o industriales; que consiste en reducir los altos niveles de

tensión con el cual es transmitida la energía a magnitudes de tensión

inferiores, que permiten derivar circuitos a los usuarios en medias o bajas

tensiones.

Figura – 1. Transformador de potencia.

Funcionamiento.

Los transformadores se basan en la inducción electromagnética. Al

aplicar una fuerza electromotriz en el devanado primario, es decir una

tensión, se origina un flujo magnético en el núcleo de hierro. Este flujo viajará

desde el devanado primario hasta el secundario. Con su movimiento

originará una fuerza electromagnética en el devanado secundario.

Según la Ley de Lenz, necesitamos que la corriente sea alterna para

que se produzca esta variación de flujo. En el caso de corriente continua el

transformador no se puede utilizar.

Componentes.

Autotransformadores.

Un autotransformador es un transformador especial que para donde una parte del devanado es común tanto al primario como al secundario, esto es debido al pequeño valor de su tensión relativa de cortocircuito.

Al tener un solo devanado para el primario y el secundario es mas barato que un transformador convencional y, además, tiene menos perdidas, lo que hace un mejor rendimiento.

Figura – 2. Bobinado del autotransformador.

Funcionamiento.

El principio de funcionamiento es el mismo que el de el transformador común, entonces la relación de transformación entre las tensiones y las corrientes y el número de vueltas se mantiene.

Las corrientes primaria y secundaria están en oposición y la corriente total que circula por las espiras en común es igual a la diferencia de la corriente del devanado de baja tensión y el devanado de alta tensión.

Para que un autotransformador funcione adecuadamente, los dos devanados deben tener el mismo sentido de bobinado.

Componentes.

Las partes que conforman el autotransformador, son similares a la de un transformadores, solo varia en que posee un solo devanado tanto para el primario como para el secundario.

Equipos De Maniobra De Una Subestación.

Disyuntor.

Un disyuntor es un interruptor automático magneto-térmico, capaz de interrumpir el circuito eléctrico, anta un aumento de la intensidad de corriente o frente a un cortocircuito.

Es un interruptor automático magneto-térmico, que puede abrir un circuito eléctrico ante la subida de intensidad de corriente que circula por él, o por un cortocircuito. Están destinados a la protección de los equipos eléctricos y de las personas.

Este dispositivo se rearma luego de localizado y reparado el daño causante, a diferencia de los fusibles, que deben ser reemplazados luego de un único uso. Se presentan en distintos tamaños y características.

Se utiliza como protección en caso de contactos indirectos, o sea que está relacionado con la descarga a tierra de las masas. Este dispositivo cortará la corriente en cuanto detecte la variación de voltaje ocasionada por una falla en la descarga a tierra.

Figura – 3. Disyuntores.

Clasificación.

Según el medio eléctrico en el cual se encuentran los contactos, los tipos empleados para los disyuntores son los siguientes:

1. En aceite.

2. En SF6 (hexafluoruro de azufre).

3. De soplo de aire.

4. En vacío.

Describimos los diferentes tipos:

1. En aceite:

Se aprovecha la energía desprendida por el arco mismo para apagarlo. La separación de los contactos se hace en baño de aceite, lo cual tiene dos ventajas para aumentar el poder de corte:

a) La rigidez dieléctrica del aceite es mayor que la del aire a presión atmosférica.

b) El arco descompone el aceite, generando hidrógeno, que es un medio refrigerante superior al aire.

Figura – 4. Disyuntor en baño de aceite

2. En SF6:

Desde ya unos cuantos años, el interruptor en aceite se ha reemplazado por el de SF6, que es un gas inerte que se hace trabajar a la presión de 2 o 3 kg/cm2. Se manda SF6 a presión sobre el arco, generalmente a lo largo del eje del arco, lo cual lo adelgaza y lo apaga.

El disyuntor en SF6 es totalmente hermético para mantener la presión, presentando varias ventajas que hacen que sea cada vez más empleado: el SF6 no es tóxico, el disyuntor ocupa poco espacio (ideal en subestaciones compactas) y además no es ruidoso.

Figura – 5. Disyuntor en FS6.

3. Con soplo de aire:

Se manda sobre el arco aire comprimido a 15 kg/cm2, siendo el principio de funcionamiento similar al de SF6. Pero la presión elevada requiere mayores precauciones para impedir escapes de aire.

Figura – 6. Disyuntor con soplo de aire.

4. En vacío:

Estos disyuntores se limitan a la tensión de 30 kV. Los contactos se separan en una cámara donde se ha hecho el vacío. De esta manera, se trata de evitar el nacimiento del arco (no hay gas que se ionice). Aunque esto no se logra totalmente, se disminuye mucho la duración del arco, la energía producida por el arco y la distancia a la que tienen que separarse los contactos.

Figura – 7. Representación de la cámara de un disyuntor en vacio.

Seccionadores.

Dispositivo mecánico de conexión y desconexión que permite cambiar las conexiones del circuito para aislar un elemento de la red eléctrica o una parte de la misma del resto de la red.

El seccionador es un aparato de maniobra que sirve para interrumpir un circuito sin caga y en forma visible, si se opera el aparato con carga se produce un arco por las características inductivas y capacitivas de la carga.

Es u aparato que puede ser operado en forma:

Manual: es una maniobra directa sobre el eje de rotación, produciendo un efecto palanca.

Motorizado o automático: se coloca solidario al eje de rotación un mecanismo, que a través de un motor pequeño, produce el movimiento de cierre o apertura.

Clasificación.

Atendiendo a su forma constructiva y a la forma de realizar la maniobra de apertura, se distinguen cinco tipos de seccionadores empleados en alta y muy alta tensión.

Seccionador de cuchillas giratorias.

Como su propio nombre indica, la forma constructiva de estos seccionadores permite realizar la apertura mediante un movimiento giratorio de sus partes móviles. Su constitución permite el uso de este elemento tanto en interior como en intemperie.

Figura – 8. Seccionador de cuchillas giratorias.

Seccionador de cuchillas deslizantes.

El movimiento de sus cuchillas se produce en dirección longitudinal (de abajo a arriba). Son los más utilizados debido a que requieren un menor espacio físico que los anteriores, por el contrario, presentan una capacidad de corte menor que los seccionadores de cuchillas giratorias.

Figura – 9. Seccionador de cuchillas deslizantes.

Seccionadores de columnas giratorias.

Su funcionamiento es parecido al de los seccionadores de cuchillas giratorias, la diferencia entre ambos radica en si la pieza aislante realiza el movimiento de manera solidaria a la cuchilla o no. En los seccionadores de columnas giratorias, la columna aislante que soporta la cuchilla realiza el mismo movimiento que ésta. Están pensados para funcionar en intemperie a tensiones superiores a 30 kV.

Figura – 10. Seccionadores de columnas giratorias.

Seccionadores de pantógrafo.

Estos seccionadores realizan una doble función, la primera la propia de maniobra y corte y la segunda la de interconectar dos líneas que se encuentran a diferente altura. En este tipo de seccionadores se debe prestar especial atención a la puesta a tierra de sus extremos.

Figura – 11. Seccionadores de pantógrafo.

Reconectadores.

Se puede definir como reconectador al equipo diseñado para abrir o cerrar un sistema eléctrico bajo condiciones normales de operación o de falla y realizar la reconexión automática del circuito.

Es esencialmente un disyuntor con un sistema para detectar sobrecorriente y medir corrientes, capaz de interrumpir y cerrar un circuito de corriente alterna con una secuencia de cierres y aperturas predeterminadas, hasta alcanzar un disparo definitivo en caso de fallas permanentes o mantenerse cerrado por fallas temporales, debiendo reponerse y estar en capacidad de cumplir nuevamente una secuencia operativa completa.

Figura – 12. Diferentes tipos de reconectadores.

Se clasifican de acuerdo a su sistema de control en:

De control hidráulico: utilizan el aceite como aislamiento eléctrico y en los mecanismos de conteo y secuencia y en las operaciones de temporización de apertura y reconexión.

De control electrónico: utilizan las señales digitales provenientes de un microprocesador como medio de accionamiento.

Entre estos también tenemos los siguientes reconectadores:

Los reconectadores KF: protegen sistemas de2.4KV a 14.4 KV y34.5 KV y están diseñados hasta para560 amperios continuos y 10000amperios simétricos de interrupción.

Figura – 13. Reconectadores KF

Los reconectadores KFE: protegen sistemas de 2,4 a 14,4 KV y están diseñados para400 amperios continuos y 6000amperios simétricos de interrupción.

Figura – 14. Reconectadores KFE.

Los reconectadotes RV: protegen sistemas de2.4KV a 14.4 KV y34.5 KV y están diseñados hasta para560 amperios continuos y 12000amperios simétricos de interrupción como valores máximos.

Figura – 15. reconectadotes RV

El Reconectador GVR: se provee en tensiones de15.5, 27 y 38 KV, con aisladores antivandalismo y Control Microprocesador PANACEA.

Es un reconectador que se encuentra en un tanque al vacío o contenido de SF6 y utiliza este mismo medio para realizar la interrupción del arco eléctrico, es decir, utiliza interruptores de vacío.

Figura – 16. Reconectador GVR

Servicios Generales De Una Subestación.

Los servicios generales surgen y evolucionan como respuesta a las necesidades de apoyo que tiene toda organización humana, sea esta pública, privada o social en el desarrollo de actividades que posibilitan el logro de su misión institucional.

Los servicios generales se refieren por lo general a todas aquellas actividades que tienen que ver con la función de apoyo material y logístico para que una organización o institución pública desarrolle sus actividades, sin ningún obstáculo.

Los servicios generales suelen identificarse como aéreas operativas especializadas en labores de conservación y mantenimiento de las oficinas e instalaciones como subestaciones eléctricas, plantas de emergencias, entre otros.

Los servicios generales constituyen el conjunto de actividades técnicas de apoyo a la operación de las organizaciones y tiene como objetivo asegurar de forma permanente, general, regular y continua la satisfacción de las necesidades operativas de las subestaciones eléctricas.