Directivas para el proyecto de subestaciones de alta tensión (página 2)

5.- CONDICIONES DE INSTALACIÓN DEL EQUIPAMIENTO

5.1.- Transformadores de potencia.

Las dimensiones de estos aparatos permiten por sí mismas respetar las distancias de seguridad.

Se instalan a nivel del suelo con una cisterna inferior que recoja el aceite eventualmente derramado con un sistema de filtrado que separa, por diferencia de densidades, el agua del aceite.

Todos los transformadores de 132/33 y/o 13.2 kV se instalan en una base normalizada que tiene las mismas dimensiones para todos los módulos (20, 40 y 80 MVA).

El único módulo normalizado para las máquinas de 220/132 kV es el de 300 MVA.

Las bases normalizadas deben permitir alojar transformadores de todos los fabricantes, estableciendo para ello dimensiones máximas en las especificaciones técnicas correspondientes.

Todos los transformadores tienen incorporados dos armarios intemperies con las siguientes funciones:

• Armario del regulador bajo carga. Contiene todos los elementos y alimentaciones necesarios para la RBC de los transformadores.
• Armario de ventilación y auxiliares. Contiene todos los elementos necesarios para la ventilación y refrigeración de la máquina, sus alimentaciones, señalizaciones y protecciones. Estas últimas deben estar cableadas a una bornera claramente diferenciada, de manera de reducir las posibilidades de operar los interruptores correspondientes por error.

El cableado desde la máquina a estos armarios debe ser ejecutado por el fabricante en la fábrica o en la obra, según las dimensiones de la máquina y las condiciones de su transporte.

5.2.- Interruptores.

Se instalan en bases normalizadas de hormigón armado a nivel del terreno, sobre los bastidores metálicos provistos por el fabricante, que tienen la función adicional de mantener las distancias de seguridad. Tendrán incorporados los armario de comando uni y tripolares según corresponda, que serán provistos y cableados hacia el aparato por el fabricante en la obra juntamente con la supervisión del montaje. La operación desde el armario de comando centralizado será siempre tripolar y todas las llaves de transferencia incluidas (local/remoto, uni-tripolar, etc.) serán de dos posiciones. Solo tendrá posición intermedia la llave de AD-AF.

5.3.- Descargadores de sobretensión.

Se instalan sobre bases normalizadas de hormigón armado, lo más cercano posible al transformador de potencia que protegen, incorporando en las mismas los contadores de descarga de cada fase.

5.4.-Seccionadores.

Se instalan sobre bases elevadas para mantener las distancias mínimas. Tendrán incorporados los armario de comando uni y tripolares según corresponda, que serán provistos y cableados hacia el aparato por el fabricante en la obra juntamente con la supervisión del montaje. La operación desde el armario de comando centralizado será siempre tripolar y todas las llaves de transferencia incluidas (local/remoto, uni-tripolar, etc.) serán de dos posiciones. Solo tendrá posición intermedia la llave de AD-AF.

5.5.- Transformadores de medición.

Se instalan sobre bases normalizadas elevadas para mantener las distancias mínimas. Al pié de cada polo se cuenta con una caja hermética y accesible para el cableado de los circuitos secundarios de corriente y/o de tensión, provista y cableado por el fabricante. Las cajas formadoras de corrientes y tensiones se instalan en el polo central y deben poder contener los elementos de protección correspondientes (solo las de tensión).

6.- SERVICIOS INTERNOS

6.1.- Generalidades.

Los servicios internos tienen la misión de suministrar la energía eléctrica que permite asegurar el funcionamiento de los aparatos que integran una subestación. Esta energía se suministra a partir de:

– Las fuentes de corriente alterna (transformadores MT/BT) situadas en las celdas de transformadores de servicio interno.

– Las fuentes de corriente continua instaladas en el edificio de auxiliares.

– Las fuentes de tensión segura para telecontrol y comunicaciones instaladas en el edificio de auxiliares.

6.2.- Servicios internos de corriente alterna.

Deben alimentar:

– Los motores para la carga de resorte de los interruptores de A.T.

– Los motores para la ventilación y bombas de circulación de aceite para la refrigeración de los transformadores de potencia.

– Los motores de la regulación bajo carga de los transformadores.

– Los cargadores para las baterías.

– La calefacción de los aparatos de A.T, de M.T y de los tableros auxiliares.

– La iluminación interior y exterior de la subestación.

– La fuerza motriz para bombas de agua.

– La fuerza motriz para el eventual almacenamiento de aire en los sistemas de apagado de incendio en transformadores.

6.2.1.- Transformadores de servicio interno.

La alimentación en corriente alterna trifásica (380/220 V) se asegura mediante dos transformadores; uno en servicio "normal" y el otro como "reserva". Uno de estos transformadores tiene la potencia necesaria para alimentar los consumos normales de la subestación (63 kVA); el otro tiene la potencia necesaria (200 kVA) para alimentar los consumos propios más el consumo de la máquina de tratamiento de aceite de los transformadores.

Cada una de estas máquinas esta alimentada desde un equipo de cable saliente de cada sección de media tensión.(La celda de salida de cable comparte el alimentador de media tensión que se vincula a la red de distribución con el cable de alimentación al transformador de S.I). Un sistema de conmutación automática transfiere la alimentación de uno a otro alimentador, cuando se mide tensión cero del lado baja tensión.

Los transformadores se alojan en celdas de mampostería y están protegidos por ruptofusibles del lado de media tensión.

Las subestaciones Esquema D contarán con dos transformadores de servicios internos de 315 kVA. En aquellas subestaciones que se desarrollen sin transformación en media tensión, la alimentación se obtendrá de dos líneas de 13.2 ó 33 kV y/o de los terciarios de los transformadores AT/AT, en lo posible dedicada exclusivamente por lo menos una de ellas y proveniente de subestaciones diferentes.

6.2.2.- Tablero de S.I.C.A.

Un tablero de baja tensión de corriente alterna, de una sola barra, distribuye las alimentaciones necesarias para el funcionamiento de la instalación. Llaves termomagnéticas con contactos auxiliares que señalizan su estado, protegen estas derivaciones.

Las subestaciones Esquema D contarán con un tablero de dos barras de corriente alterna.

Como directiva general de proyecto se asume que solo se alimentan de los tableros de S.I.C.A aquellos consumos cuya ausencia no produce la indisponibilidad inmediata de ningún elemento vinculado a la operación ni impide la protección o la maniobra de la instalación. Especial cuidado debe tomarse con las alimentaciones de los equipos de refrigeración y bombas de circulación de aceite en las máquinas de tipo ONAN-ONAF, disponiendo, cuando corresponda la presencia de un generador auxiliar en instalaciones particularmente críticas.

6.3.- Servicios internos de corriente continua.

Deben alimentar:

– La protección de todo el equipamiento.

– La maniobra de todo el equipamiento.

– El control de la regulación bajo carga de los transformadores.

– Las alarmas y señalizaciones.

– Los automatismos. (Conmutación automática en SICA, transferencia automática de cargas T.A.C, etc.)

– Los motores de carga de resorte de los interruptores de M.T.

– Los motores de los seccionadores.

– La iluminación de emergencia.

6.3.1.- Batería y rectificador.

Las fuentes de corriente continua que alimentan la barra de servicio interno son:

– Una batería de 200 +/- 10% VCC con una autonomía de 4 hs.

– Un rectificador trifásico de onda completa para alimentar las barras de corriente continua y mantener la carga de la batería.

ATENCIÖN: Si bien la barra de corriente continua está alimentada en paralelo por una batería y un rectificador, solo la primera debe considerarse segura para la operación de los interruptores, debido a que un cortocircuito en las proximidades de la subestación puede provocar una caída de tensión que no permita operar las bobinas de apertura de los interruptores.

El rectificador se aloja en un armario ubicado entre los tableros de SICA y SICC.

La batería se instala en una sala cerrada sobre caballetes de madera.

6.3.2.- Tablero de S.I.C.C.

Un tablero de baja tensión de corriente continua, de una sola barra alimentada por un rectificador y una batería, distribuye las alimentaciones necesarias para el funcionamiento de la instalación. Llaves termomagnéticas con contactos auxiliares que señalizan su estado, protegen estas derivaciones.

Las subestaciones Esquema D contarán con un tablero de dos secciones de corriente continua, asociadas cada una a una batería y rectificador, configurando un esquema redundante de alimentaciones para las protecciones de toda la instalación y la maniobra de los interruptores asociados.

Como directiva general de proyecto se asume que solo se alimentan de los tableros de S.I.C.C aquellos consumos cuya ausencia produce la indisponibilidad inmediata de cualquier elemento vinculado a la operación o impide la protección, la maniobra y la señalización de la instalación. (Con excepción de los elementos que se indican en los servicios esenciales).

6.4.- Servicios esenciales.

El equipamiento electrónico de la subestación (comunicaciones, telecontrol y sistema contra incendios) se alimentará de una fuente segura alimentada de las barras de corriente alterna de S.I y de una batería propia.

Las subestaciones esquema D alejadas de suministros confiables deberán contar con al menos un grupo generador de respuesta rápida de no menos de 300 kVA, que se vincula mediante adecuados enclavamientos al tablero de SICA.

7.- EQUIPAMIENTO DE MEDIA TENSIÓN

7.1.- Equipamiento de 13.2 kV y 33 kV.

Está prevista en estas subestaciones únicamente la instalación de tableros blindados de uso interior, resistentes al arco interno, de una sola barra y provisto de interruptores extraíbles en vacío o exafluoruro de azufre, aptos para recierres múltiples. La acometida desde los transformadores se ejecuta con cables secos unipolares. La salida de las alimentaciones se ejecuta también en cable seco, que se tiende hasta el exterior de la subestación, donde se convierte en línea aérea cuando el tipo de urbanización lo permite.

7.2.- Disposición de los tableros.

Los tableros se disponen en un edificio liviano con techo autoportante. Adecuados ductos de chapa metálica proveen un camino seguro al exterior para los gases y el humo resultantes de un eventual arco interno.

El recinto inferior del edificio para disponer los cables que acometen al tablero debe ser amplio y seguro para permitir al personal que ingrese operar con seguridad y comodidad.

8.- COMANDO

8.1.- Niveles de comando.

Las opciones de comando de una subestación son dos:

– Control Local Digitalizado (C.L.D)

– Control local convencional.

Cada una de ellas tiene, a su vez, dos posibilidades:

La transferencia S.E/CLD se ejecuta equipo por equipo en A.T y sección por sección en M.T, mediante una llave ubicada en el frente del tablero de comando reducido.

La posición CLD cuenta con una llave asociada a la computadora de mando local que permite la transferencia al centro control red (CCR), cancelando los mandos en uno u otro nivel.

La posición CLD tiene los efectos siguientes en el equipo asociado:

– Cancela todos los comandos convencionales desde la subestación.

– Cancela la indicación acústica de las alarmas.

– Cancela la indicación luminosa de los mímicos involucrados.

La posición S.E tiene los efectos siguientes en el equipo asociado:

– Habilita los comandos convencionales desde la S.E.

– Habilita la indicación acústica de las alarmas.

– Habilita la indicación luminosa de los mímicos involucrados.

Estas dos modalidades de comando solo son posibles con la llave Local/Remoto en Remoto.

La llave Local/Remoto en Local produce los siguientes efectos:

– Habilita la maniobra al pié del aparato o celda.

– Impide todos los otros niveles de comando.

Las subestaciones esquema A, B y C se comandan de acuerdo con las siguientes modalidades:

– Operación normal. Desde el C.C.R.

– Mantenimiento. Desde la consola en la subestación.

– Emergencia. Desde los A.P.I (armarios en la playa intemperie) y las celdas de M.T o desde los aparatos en la playa.

Las S.E esquema D se comandan de acuerdo con las siguientes modalidades:

– Operación normal. Desde el C.C.R.

– Mantenimiento. Desde la consola en el edificio de comando de la subestación.

– Emergencia. Desde los armarios de comando reducidos en las casetas de auxiliares en la playa y las celdas de M.T o desde los aparatos en la playa.

8.2.- Sala de comando y casetas en la playa intemperie.

Las SS EE esquema A, B y C contarán con una sala de comando en el edificio de auxiliares que contendrá la unidad terminal remota (U.T.R) central y los tableros frontera necesarios.

Las SS EE esquema D contarán con un sistema de captación distribuida en las casetas, que se vinculará con la remota central en el edificio de auxiliares mediante fibra óptica o pares trenzados protegidos. A cada caseta en la playa deberá asignarse

la centralización del cableado de dos campos de alta tensión. El comando desde las casetas se ejecutará desde un tablero mímico reducido, con una síntesis de alarmas que informe al operador del estado de la situación en esos campos y en los campos restantes que tengan influencia sobre estos (acopladores de barras y transformadores).

Las casetas deben proyectarse y construirse de modo de evitar que la temperatura interior exceda los niveles admisibles del material contenido en ellas. Como valor de referencia debe considerarse que la temperatura máxima en la caseta no será mas de 5°C mayor que la temperatura máxima en el exterior ni menos de 5°C superior que la mínima temperatura ambiente.

8.3.- Discriminación de las funciones por grado de importancia.

En una subestación se establecen prioridades de alimentación de acuerdo con la función asociada. De mayor a menor importancia estas son:

1°) Protección.

2°) Comunicaciones.

3°) Control (local o a distancia).

4°) Señalización y alarmas.

5°) Motores de interruptores.

6°) Motores de seccionadores.

7°) Regulación bajo carga de los transformadores.

6°) Iluminación.

7°) Calefacción, etc.

Los grados de redundancia se establecerán sin perder de vista esta realidad. En las subestaciones esquema D la duplicación de las alimentaciones para protección obliga a configurar una duplicación de las alimentaciones en corriente continua, en tanto se pretende que la subestación continúe protegida ante la pérdida completa de una barra de corriente continua.

8.4.- Enclavamientos.

Los enclavamientos entre aparatos de un mismo campo se ejecutan galvánicamente, de manera que estén presentes cuando se opera la instalación en forma local (por afuera del C.L.D). No se prevé enclavar campos entre sí en forma convencional.

Los programas de operación del C.L.D deben contener todos los enclavamientos.

9.- PROTECCIONES

9.1.- Protecciones de los alimentadores de M.T.

Se protegerá cada uno con un relevador de máxima corriente, digital, instalado en el frente de la celda de 13.2 ó 33 kV. Tendrá aptitud para lectura directa de la corriente en las tres fases, función kiloampere acumulado y registrador de eventos. De acceso remoto mediante modem, tanto para evaluar eventos como para cambiar ajustes. La función recierre la cumplirá el mismo relevador o un módulo anexo.

Existen hoy aparatos de tecnología digital que reúnen, entre otras, las funciones de control de vano, protección, kiloampere acumulado y oscilospertubógrafos más analizadores de eventos. El lugar de instalación de los mismos debiera ser el frente de las celdas, de manera de reducir los cableados con onerosos y sensible conductores de cobre convencional, enlazable a la UTR central con fibras ópticas inmunes a las perturbaciones electromagnéticas.

9.2.- Protecciones de los transformadores AT/MT.

En todos los casos las protecciones se configuran instalando un tablero de protección por transformador de tres arrollamientos, conteniendo:

• Un rele diferencial, digital, con su circuito de corrientes alimentado del (o de los) núcleo(s) de protección del transformador de corriente de la(s) celda(s) de media tensión correspondiente y un núcleo de protección del transformador de corriente de alta tensión.
• Un relé de máxima corriente, digital, alimentado del otro núcleo de protección del transformador de corriente de alta tensión.
• Un osciloperturbógrafo.

Dos relés de máxima corriente, digitales, alimentados cada uno de ellos del otro núcleo de protección de las celdas de media tensión correspondientes se instalarán en el frente de las respectivas celdas de acometida de transformador y completarán la protección de la máquina.

Las protecciones maximales de transformador contarán con un sistema de detección de polo abierto en interruptores, que opere directamente los interruptores asociados a la falla.

Si en la etapa inicial está prevista la instalación de máquinas de dos arrollamientos el relé diferencial se cerrará con el único secundario.

Todas las protecciones internas de las máquinas (Bz.TR, Bz R.B.C, temperatura, etc.) se ingresan en la protección diferencial para producir la apertura de los interruptores asociados. Todas ellas enclavarán el circuito de cierre de los interruptores del transformador, de manera que el operador deba, inevitablemente, tomar conciencia de la operación producida antes de reponer la protección. La reposición de las protecciones internas de la máquina debe ejecutarse desde las máquinas mediante la presencia de una guardia que constante la avería o el disparo espurio producido.

Cada una de las protecciones consideradas opera los interruptores que se detallan:

9.3.- Protecciones de líneas y cables de A.T.

9.3.1.- Protecciones de cables de 132 kV.

La protección estará configurada por una protección principal y una de reserva. Una debe ser reserva absoluta de la otra.

Una y otra se configurarán como protecciones de impedancia con arranque por sobrecorriente y subimpedancia.

Se instalarán en un tablero metálico que contendrá todos los elementos necesarios para la protección de un equipo de cable y los modem y equipos adicionales de comunicación para el dialogo remoto con ellas.

En los esquemas B y C este tablero se instalará en el edificio de auxiliares. Para el esquema D se instalarán en las casetas. En las SS EE donde sea claramente previsible una evolución de C a D deben instalarse desde el principio en las casetas.

9.3.2.- Protecciones de líneas de 132 kV.

Ídem anterior. Se instalarán en un tablero metálico que contendrá todos los elementos necesarios para la protección de un equipo de línea y los modem y equipos adicionales de comunicación para el dialogo remoto con ellas.

En los esquemas B y C este tablero se instalará en el edificio de auxiliares. Para el esquema D se instalarán en las casetas. En las SS EE donde sea claramente previsible una evolución de C a D deben instalarse desde el principio en las casetas.

9.3.3.- Esquemas de enlaces entre SS EE de 132 kV.

Se implementarán esquemas de aceleración de etapas que permitan eliminar las fallas en tiempos correspondientes a la primera etapa, cuando las alimentaciones sean bilaterales.

Se evaluará la implementación de la función reserva por falla de interruptor entre las SS EE radiales y las cabeceras, de manera de eliminar rápidamente las fallas en las SS EE de subtransmisión que no sean eliminadas en estas.

9.3.4.- Protecciones en líneas y cables de la red de 220 kV.

La protección estará configurada por una protección principal y una de reserva.

Una y otra se configurarán como protecciones de impedancia con arranque por sobrecorriente y subimpedancia.

Tendrán incorporadas las funciones bloqueo contra penduleo y recierre uni/tripolar. La función detección de corriente residual de tierra estará incorporada a la protección o será un módulo anexo. Se instalarán en un tablero metálico que contendrá todos los elementos necesarios para la protección de un equipo de línea y los modem y equipos adicionales de comunicación para el dialogo remoto con ellas.

Solo los esquemas D contarán con estas protecciones que se instalarán en las casetas.

9.3.5.- Esquemas de enlaces entre protecciones de líneas y cables de 220 kV.

Se implementarán esquemas de aceleración de etapas que permitan eliminar las fallas en tiempos correspondientes a la primera etapa, cuando las alimentaciones sean bilaterales.

Se implementará la función reserva por falla de interruptor entre los interruptores en cascada, de manera de eliminar rápidamente las fallas operando el interruptor aguas arriba del que no operó cuando correspondía.

9.3.6.- Protección de las barras de A.T.

Todas las SS EE esquema D contarán con protección diferencial de barras de 132 y 220 kV, que permitan eliminar en instantáneo y selectivamente la porción fallada de la subestación.

9.3.7.- Prestaciones adicionales del sistema de protección.

A.- Función kiloampere acumulado.

B.- Función registrador secuencial de eventos.

C.- Función registrador de fallas con canales analógicos y binarios.

D:- Función supervisión de circuito de desenganche sano.

E.- Autosupervisión continua.

F.- Control de sincronismo.

Todas las funciones descriptas suelen estar contenidas en las protecciones. Solo se duplicarán, mediante relés al efecto, aquellas que no estén contenidas.

9.3.8.-Protecciones de transformadores de potencia de 132/220 kV de 300 MVA.

La protección principal es diferencial y la protección de reserva la configuran un relé de impedancia en cada lado del transformador (132 y 220 kV). Un esquema de aceleración de etapa conmuta el alcance de las protecciones de impedancia para reducir el tiempo de eliminación de falla.

Las protecciones internas de las máquinas deben consistir, por lo menos, en:

– Buchholdz transformador.

– Buchholdz regulador.

– Imagen térmica.

– Temperatura de aceite.

– Nivel de aceite.

Cada una de estas funciones tendrá un contacto de disparo y un contacto de alarma. En todos los casos habrá un relé auxiliar ultra rápido (Tiempo total de operación 10 ms) asociado para producir la operación del interruptor. (No está permitido en estas máquinas utilizar las entradas opto aisladas de las protecciones digitales para producir el disparo).

9.3.9.-Protecciones especiales.

A. Protección de tableros blindados.

Se instalará en cada tablero un sistema detector de arco interno (D.A.I) que opere los interruptores asociados a una falla, sensando la presencia simultánea de luz de arco eléctrico y sobrecorriente.

B. Protección de barras y reserva falla interruptor de tableros blindados

Con las protecciones de los alimentadores y de los transformadores, aprovechando las diversas curvas I=f(t), se deberá implementar una protección de barra y de reserva falla interruptor de los tableros blindados de media tensión.

C. Protección de frecuencia.

En puntos seleccionados de la red de se instalarán, en armarios metálicos ad-hoc, relés que monitorean la frecuencia y su velocidad de variación, de manera de descargar rápidamente alimentadores ante un déficit de generación. Estos relés tendrán aptitud de comunicación remota con el centro de telecontrol de manera de poder reponer rápidamente los interruptores abiertos, cuando la normalización del sistema permita la maniobra.

Son relés que, ante un colapso, permiten deslastrar la red mediante cortes selectivos y rotados periódicamente.

D. Protección de tierra resistiva.

Se instalarán en los cables salientes relés que permitan detectar fallas de alta impedancia que no son detectadas por las características normales de los relés maximales actualmente en servicio. Se recurre, por lo tanto, a relés que procesan el contenido armónico resultante de la corriente de arco. Hoy es posible, sin costo adicional sensible, incorporar esta detección a los propios relés maximales.

10.- RED DE PUESTA A TIERRA DE LA SUBESTACIÓN

La Norma IEEE 80 establece las condiciones de diseño y ejecución de la red de P.A.T de las SS EE de 132 kV. Se indican a continuación algunas consideraciones adicionales:

– Las pantallas de todos los cables unipolares de MT se vinculan a un colector de P.A.T ubicado debajo del tablero de media tensión. Esta barra será de cobre de 240 mm2 y se conecta a la red de P.A.T en ambos extremos mediante cable de 240 mm2 (o dos cables de 120mm2 en cada extremo).

– Las conexiones de las pantallas al colector se ejecutan mediante recorridos lo más cortos y rectos posibles. Cuando es necesario extender una pantalla para alcanzar el colector solo se utilizará cable de cobre de 120 mm2.

– El único procedimiento de conexión aceptado es la soldadura coproaluminotérmica, excepto la vinculación entre el morseto del extremo de la pantalla y el colector de P.A.T, que puede ser abulonado a este. En estos casos la superficie de contacto del colector debe ser estañada.

– No deben usarse morsetos de compresión hasta que su experiencia en uso permita acreditarlo como seguro.

– No deben vincularse las tres pantallas a un solo cable de vinculación al colector de puesta a tierra.

– Las pantallas de los cables de A.T se conectan a tierra en forma individual mediante conductores de no menos de 120 mm2 (150 mm2 para 220 kV).

– En las SS EE esquema D en las que sea previsible una ampliación en 220 kV debe tenderse toda la red de PAT con conductores de cobre 150 mm2.

11.- AMPLIABILIDAD DE LAS SUBESTACIONES

11.1.- Generalidades.

Debe considerarse, al planificar la construcción de una subestación, la ampliabilidad posible de cada esquema. Dentro de un esquema se puede alcanzar la potencia instalada máxima con facilidad. Debe comprenderse claramente que todas las ampliaciones deben establecerse dentro del mismo esquema. Se describen a continuación las posibilidades de ampliación de cada uno de ellos.

11.2.- Ampliabilidad del esquema A.

11.3.- Ampliabilidad del esquema B.

Hasta cuatro (4) electroductos de alta tensión.

11.4.- Ampliabilidad del esquema C.

El número de electroductos de alta tensión no será mayor que cuatro (4). Por encima de esta cantidad debe elegirse la variante D, que con su esquema de barras múltiples permite mayores facilidades de operación y mantenimiento.

11.5.- Ampliabilidad del esquema D.

11.5.1.- Módulo inicial.

El núcleo inicial de una subestación esquema D no puede ser menor que:

– Dos transformadores de 40 MVA 132/13 kV

– Cuatro equipos de electroductos de 132 kV.

– Un acoplador de barras

Es decir, que se inicia como una subestación esquema C , aún con un solo juego de barras.

11.5.2.- Desarrollo.

Se puede continuar agregando equipos de electroductos o transformadores, sin más límites que la complejidad de la subestación resultante del equipamiento instalado. Admite incrementos en la transformación, instalación de tableros de 33 kV, instalación de equipos en bloc de 220 kV y el desarrollo de una playa de 220 kV.

11.5.3.- Equipamiento asociado.

Un equipo de electroducto en una subestación de este tipo se conforma con:

– dos seccionadores tripolares de barra

– un interruptor tripolar de potencia

– un conjunto tripolar de transformadores de corriente

– un conjunto tripolar de transformadores de tensión

– un seccionador tripolar de salida con cuchilla de puesta a tierra.

– un conjunto tripolar de descargadores (si es una línea aérea).

Un equipo de transformador se conforma con:

– dos seccionadores tripolares de barra

– un interruptor tripolar de potencia

– un conjunto tripolar de transformadores de corriente

– un conjunto tripolar de descargadores.

– un transformador de potencia.

Un equipo de acoplamiento de barras se conforma con:

– dos seccionadores tripolares de barra

– un interruptor tripolar de potencia

– un conjunto tripolar de transformadores de corriente.

Un equipo de medición de tensión de barras se conforma con:

– sendos seccionadores unipolares de barra

– sendos transformadores de tensión unipolares.

Un equipo de puesta a tierra de barras se conforma con:

– sendos seccionadores tripolares de puesta a tierra.

11.5.4.- Disposición básica intemperie.

Debe procurarse ubicar el edificio de auxiliares entre las playas de 132 y 220 kV, de manera de acortar los cableados a las casetas en la playa intemperie.

De acuerdo con lo ya indicado, cada vano de 132 kV es del orden de 40 m y permite desarrollar cuatro (4) equipos en cada uno. Futuras ampliaciones implican construir pórticos adicionales a 40 m de distancia del último pórtico en servicio, lo cual no entraña riesgo alguno. El acoplador transversal de barras debe estar ubicado tan al centro del desarrollo longitudinal de las barras como sea preciso, de manera de compensar las "entradas" con las "salidas" de energía y no sobrecargar las barras ni el equipamiento del acoplador.

Cada equipo de 220 kV se desarrolla en 16 m y los vanos deben estar configurados para tres equipos (alrededor de 48 m). El acoplamiento de barras se puede desarrollar en uno de los extremos de la barra, debido a que las corrientes en este nivel de tensión no constituyen un aspecto crítico y el extremo de la barra brinda especiales facilidades para el mantenimiento de los aparatos. Las expansiones son siempre posibles hacia el extremo opuesto.

Cuando se configura la entrada en bloc de 220 kV la instalación de los equipos de línea y transformador debe ser la definitiva, de manera que al desarrollar la playa de 220 kV no sea necesario el corrimiento de ningún aparato ni electroducto, tanto de 132 kV como de 220 kV.

11.5.5.- Esquema básico en planta.

Equipos en la playa de 132 kV: B1 ó Tr.N°1, B2 ó línea N° , B3 o Tr.N°2, etc.

Equipos en la playa de 220 kV: A1 ó línea N°, A2 ó Tr.N°4, A3 ó MTB, etc.

11.5.6.- Designación de equipos, barras y conexiones en los equipos.

– Cada equipo de 132 kV se designa con la letra B y el número correlativo correspondiente a su lugar en la barra.

– Ídem 220 kV con la letra A.

– Idem 13.2 kV con la letra E.

– Idem 33 kV con la letra D.

– En las subestaciones esquema A ( o en las entradas en bloc de 220 kV de los esquemas D) se asocia la terna de número más bajo con el transformador de número más bajo. La designación normalizada para el esquema A será B1 y B2 el conjunto transformador /línea

– La disposición de las fases en los equipos de 132 kV es R, S y T de izquierda a derecha mirando desde las barras o los electroductos al equipamiento.

– La fase R es la más cercana al edificio principal.

– El juego de barras N° 1 es el más alejado.

– Debe existir total correspondencia entre la secuencia de la numeración en los equipos de la barra de 132 y de 220 kV. El sentido creciente de la numeración indica la dirección de la ampliación prevista.

– Los transformadores 132/220 kV tienen el mismo número en ambas playas. En el ejemplo del esquema 12.5.5 corresponden los siguientes números:

Equipo A3(lado 220 kV) ——– Tr.N°4 ——– Equipo B7 (lado 132 kV)

Equipo A5 (lado 220 kV ——– Tr.N°5 ——– Equipo B11 (lado 132 kV)

Equipo A7(lado 220 kV) ——– Tr.N°6 ——– Equipo B14 (lado 132 kV)

12.- CRITERIOS DE DISTRIBUCIÓN DE TENSIONES AUXILIARES

12.1.- Corte de alimentaciones para la consignación de equipos.

Cuando se consigna un aparato o celda para efectuar en el tareas de mantenimiento deben cortarse todas las alimentaciones al mismo, de manera que no exista riesgo para el personal encargado del trabajo, no solo en el circuito de potencia sino también en los auxiliares.

12.1.1.- SS EE esquemas A, B y C.

En estas subestaciones no se puede operar las llaves de S.I para librar un aparato, en tanto suele haber varios alimentados de una misma llave. El criterio es la instalación de llaves seccionadoras, correctamente identificadas para evitar maniobras erróneas, ubicadas en el armario intermediario de telecontrol de los equipos de AT o en las celdas de media tensión, de manera de evitar la instalación de tableros intermediarios de alimentaciones.

12.1.2.- SS EE esquema D.

En estas subestaciones las alimentaciones de servicio interno se tienden directamente a las casetas y en estas se instalan tableros intermediarios de aparatos para la distribución de las alimentaciones. Es desde este tablero, provisto de llaves termomagnéticas que discriminan cada alimentación, desde donde se libran los aparatos de alta tensión.

12.2.- Distribución de la corriente alterna.

12.2.1.- Alimentaciones en CA para los esquemas A, B y C.

El mismo tablero de servicio interno de CA es válido para los tres esquemas de subestaciones considerados y todos sus niveles de ampliación, lo que permite una alta modularidad y facilidad de reposición. Todas las llaves termomagnéticas que configuran la disposición inicial deben instalarse desde el inicio.

La discriminación de alimentaciones debe tender a no incrementar indebidamente la cantidad de llaves termomagnéticas en este tablero.

12.2.2.- Alimentaciones en CA para el esquema D-

El tablero de servicio interno se instala en el edificio central y debe configurarse para todas las ampliaciones de la subestación sin ninguna indisponibilidad; es por eso que se configura totalmente equipado.

Debido a que la discriminación se efectúa en los armarios intermediarios de alimentaciones en casetas, en cada una de ellas se instalan barras alimentadas de secciones distintas del tablero de SICA que funcionan, por lo tanto, como prolongación de sus barras. De esta manera se consigue que la conmutación automática del tablero de S.I también alcance a las casetas.

La discriminación de funciones en los armarios intermediarios se ejecuta a través de llaves termomagnéticas.

12.3.- Distribución de la corriente continua.

12.3.1.- Alimentaciones en CC para los esquemas A, B y C.

Con los criterios expuestos acerca de la prioridad de las funciones se obtiene la segregación de las alimentaciones en C.C para los distintos esquemas de subestaciones.

El mismo tablero es válido para los tres esquemas, lo que permite una alta modularidad y facilidad de reposición. Para el esquema A no es necesario completar todas las reservas.

12.3.2.- Alimentaciones en CC para el esquema D.

Este tablero de servicio interno debe configurarse a partir del criterio que debe ser apto para todas las ampliaciones de la subestación. El tablero inicial, por lo tanto, debe tener aptitud para afrontar todas las ampliaciones sin ninguna indisponibilidad y es por eso que se configura totalmente equipado.

Es necesario configurar un tablero intermediario de alimentaciones en cada caseta con dos barras de corriente continua configuradas como principal y reserva en las que se discriminan todas las alimentaciones que correspondan. Una tercera barra se utiliza para conectar los consumos propios de motores de seccionadores y/o interruptores de manera de:

a) no imponer fuertes oscilaciones de tensión a las dos barras que alimentan maniobras, protecciones, alarmas y demás equipos sensibles.

b) separar los consumos indispensables de las dos barras principales de los consumos de motores que requieren un menor grado de necesidad.

12.3.2.- Armarios intermediarios de aparatos en casetas.

Los equipos que se centralizan en las casetas cuentan con armarios intermediarios de aparatos. A el convergen las alimentaciones de los tableros intermediarios de SS II en caseta y , desde el, se distribuyen las alimentaciones hacia cada aparato en el campo o a los tableros que lo requieran dentro de la caseta.

13.- TABLEROS EN LAS CASETAS

13.1.- Tableros intermediarios de interruptor.

Cada caseta cuenta con un armario intermediario de interruptor por equipo centralizado en la caseta (generalmente dos). Estos tableros, que se instalan anexos, cuentan con un esquema mímico que permite operar los equipos asociados (interruptores y seccionadores) en el caso de una caída del sistema de control digitalizado o durante trabajos de mantenimiento.

Este esquema mímico tiene alarmas asociadas que permiten al operador conocer la situación en ese campo y en los equipos asociados a la barra que se consideren relevantes para tomar decisiones (acopladores y transformadores, generalmente). Los enclavamientos, duplicados en forma convencional en tanto independientes de los ejecutados por programación en el sistema de CLD, impiden las maniobras incorrectas del equipamiento asociado.

13.2.- Tableros intermediarios de seccionador.

Cada uno de ellos contiene la información correspondiente a un equipo. Mandos y alarmas de cada seccionador se concentran allí, pero se opera y se señaliza en el tablero mímico descripto antes.

13.3.- Tableros de protecciones.

Cada tablero de protección de línea contiene dos protecciones de impedancia con todos sus elementos complementarios.

Cada tablero de protección de transformador contiene los elementos necesarios para la protección completa del transformador.

La protección diferencial de barras se contiene con todos sus elementos en dos a tres tableros, que se ubican en el edificio de auxiliares o en una caseta central de manera de reducir la extensión de los cableados correspondientes.

13.4.- Remotas de captación.

En cada caseta una Unidad Terminal Remota capta las señales de los campos asociados a cada caseta y las envía a la Unidad Terminal Remota Central ubicada en el edificio de comando de la subestación. De manera simétrica, esta UTR en caseta recibe y ejecuta las órdenes recibidas de la UTR Central desde la consola de comando en la subestación o desde el centro de telecontrol.

Los enlaces entre remotas se ejecutan en pares trenzados o fibras ópticas y solo se cablea "en crudo" la información del campo a las casetas.

13.5.- Tableros de medidores.

Corresponde instalar en cada caseta un tablero de medición para los campos asociados de alta tensión. Este tablero contiene un medidor principal y uno de reserva para cada uno de los dos equipos que mide , y los transductores de medición necesarios cuando estos no estén incorporados a la UTR de captación.

13.6 .- Cantidad total de tableros en cada caseta.

(*) Se indica la cantidad para una caseta con un equipo de línea y uno de transformador.

14.- Nota final

La descripción que se brinda es la de subestaciones que hoy se utilizan en la Capital Federal, el Gran Buenos Aires y La Plata, con diferencias entre ellas que no hacen al fondo de la cuestión.

Se trata de instalaciones realizadas con equipos convencionales, en tanto no hay tanta experiencia en equipos blindados en SF6, aunque es previsible un incremento en su uso.

Nos permitimos sugerir algunas líneas acerca de las tendencias que son previsibles – conscientes que en este campo es muy fácil hacer el ridículo, y es esta una situación de la que no se vuelve:

1. El incremento en la densidad de las subestaciones en el corto y mediano plazo hace concebible un cambio en el diseño de las instalaciones que permita abandonar el criterio del transformador de reserva en cada instalación. Desde ese punto de vista la cercanía que se avecina entre SS EE y el desarrollo esperable de la red de M.T hace pensar que en el corto plazo el colapso de una subestación pueda ser, rápida y eficazmente, "levantado" por las instalaciones vecinas.

   NOTA: Hacemos notar que establecer una relación constante entre el crecimiento del PBI y la demanda depende del perfil de país. Creemos que, más allá de la demanda de commoditys que hoy Argentina afronta, no es descartable un incremento del turismo, del transporte ferroviario, de la fabricación de aluminio, etc, que suelen ser actividades electrointensivas con que la que la relación del crecimiento del PBI con la demanda eléctrica debería analizarse en función de diversos modelos macroeconómicos.

2. El incremento de la generación previsto para afrontar una demanda creciente con el P.B.I permite suponer un incremento en la magnitud de la corriente de cortocircuito asociada, que será necesario resolver. Mientras tanto, parece ser razonable incrementar las secciones y dimensiones de las redes de P.A.T.
3. El impacto ambiental de las SS EE está acotado por el ENRE en sus valores objetivos, más conservadores que la práctica internacional.

En sus valores subjetivos (Por ejemplo, impacto visual) se está desarrollando en el país la especialidad de arquitectura de SS EE. Y esto se irá acentuando.

15. Bibliografía

1. Reglamento de SS EE de la Asociación Argentina de Electrotécnicos.
2. Elementos de diseño de subestaciones eléctricas. G.E Harper. Ed LIMUSA
3. Lay Out of E.H.V subestations.R.L.Giles Cambridge AT University Press 1970
4. Compatibilitá Elettromagnética in aparati, impianti e sistema electtrici. GIornate di Studio. Milano, 11-12 e 13 novembre 1987.
5. Protecciones en las subestaciones eléctricas. Paulino Montané. Boixareu Editores.
6. Realidad Económica 209. Revista del IADE. (Varias notas)

Autor:

Edgardo E. Molgaray