Este post es continuación del denominado: Formas constructivas de Subestaciones eléctricas de intemperie de 110 a 420 kV (Parte 1ª)
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Formas constructivas de instalaciones de distribución para 110 kV
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Formas constructivas de instalaciones de distribución para 110 kV
En la ejecución (clásica) a media altura (figura
10), los aisladores de los embarrados ómnibus están colocados yuxtapuestamente
en línea con la derivación. Los interruptores automáticos y los transformadores
de mando se instalan principalmente de forma elevada, por lo que se permite el
acceso sin restricción a toda la planta. Encima, en segundo plano, están
enganchados los embarrados ómnibus y, en un tercer plano, la línea de
derivación que está conectada al interruptor automático. Una gran ventaja de
esta ejecución es que, mediante un cambio de los bornes de esta línea de unión
sobre el seccionador de derivación, puede puentearse el grupo transformador de
medición y potencia. Las características de esta forma constructiva son las
reducidas divisiones de campo, pero por otra parte unos costes más elevados de
los pórticos y del tensado de los cables.
Figura 10:
Instalación de 110 kV al aire libre con doble
embarrado ómnibus, ejecución a media altura (clásica)
Forma constructiva: 1, sistema I de embarrados
ómnibus; 2, sistema II de embarrados ómnibus. 3, seccionadores de embarrado
ómnibus: 4, interruptores automáticos; 5. transformadores de intensidad; 6,
transformadores de tensión; 7. seccionadores de derivación; 8, descargadores de
sobretensión T. división de campo; T1, división de campo de entrada;
T2, división de campo final con arriostramiento de los embarrados
ómnibus.
Figura 11:
Instalación de 110 kV al aire libre con doble
embarrado ómnibus, ejecución longitudinal en línea: 1, sistema I de embarrados
ómnibus; 2, sistema II de embarrados ómnibus: 3. seccionadores de embarrado
ómnibus; 4, interruptores automáticos; 5, transformadores de intensidad; 6.
transformadores de tensión; 7. seccionadores de derivación; 8, descargadores de
sobretensión: T, división de campo; T1, división de campo de entrada:
T2, división de campo final. Los embarrados ómnibus en ejecución
tubular.
La figura 11, muestra la disposición "en
línea longitudinal" con embarrados tubulares. Esta se emplea en
instalaciones con intensidades de embarrados ómnibus superiores a 3000 A. Los
polos de los seccionadores de los embarrados ómnibus están colocados uno tras
otro (en línea) debajo de estos últimos. Las líneas de derivación son conducidas
en ángulo recto hacia los interruptores automáticos. Los pórticos de arriostramiento
sólo son necesarios para la salida de las líneas aéreas. Debido a este factor,
la mencionada ejecución tiene un bajo coste de bastidores y da una mayor
claridad a la instalación.
La figura 12 muestra una
disposición "en línea longitudinal" con embarrado de derivación. En
esta instalación para intensidades nominales inferiores a 3000 A, los
embarrados ómnibus están arriostrados sobre pórticos. Las instalaciones de
distribución estarán equipadas con embarrados de derivación si, por ejemplo, se
hiciese necesario un funcionamiento ininterrumpido de la instalación. Por regla
general, se elige la misma disposición para el embarrado de derivación y sus
seccionadores que la empleada para los propios embarrados ómnibus. Para las
instalaciones con salidas en ambos lados, debe ampliarse el embarrado de
derivación de los embarrados ómnibus en forma de U, para que todas las
derivaciones puedan conectarse a ella.
Figura 12:
Instalación al aire libre de 110 kV con doble
embarrado ómnibus y derivaciones en disposición "en línea
longitudinal": 1, sistema I de embarrados ómnibus: 2. sistema II de
embarrados ómnibus; 3, embarrado de derivación; 4, seccionadores de embarrado
ómnibus; 5. seccionadores de los embarrados de derivación; 6. interruptor
automático; 7. transformador de intensidad; 8. transformador de tensión: 9.
seccionadores de salida: T, división de campo; T1, división de campo
de entrada: T2, división de campo final con arriostramiento de los
embarrados ómnibus.
Con
la forma constructiva "en línea transversal-, figura 13, también
denominada disposición RWE o disposición tándem, los polos de los seccionadores
de los embarrados ómnibus están colocados en línea con la derivación. Los
embarrados ómnibus están normalmente asidos a los aisladores con grapas de
rodillos y solamente en su final están fijados a pórticos ligeros o postes para
reducir la carga en los seccionadores. Las líneas de derivación están montadas
en la parte superior y fijadas sobre pórticos de arriostramiento. Aunque la
división de campo es pequeña, esta disposición tiene, sin embargo, una gran
anchura de instalación.
Figura 13:
Instalación al aire libre de 110 kV con
embarrados ómnibus dobles. Forma constructiva "en línea transversal'': 1,
sistema I de embarrados ómnibus; 2, sistema II de embarrados ómnibus; 3,
seccionadores de embarrados ómnibus; 4, interruptor automático; 5, transformador
de intensidad; 6, transformador de tensión; 7, seccionadores de salida; 8,
descargadores de sobretensión; T, división de campo; T1, división
del campo de entrada; T2, división del campo final.
La disposición "elevada" o "mástil
en T", figura 14, requiere menor espacio de terreno porque los aisladores
de los embarrados ómnibus están situados en el segundo plano, y los embarrados
ómnibus en el tercer plano, sobre el interruptor automático. El mástil elevado
con su travesaño para los embarrados ómnibus y posiblemente un pasillo de
inspección de los seccionadores de dichos embarrados, necesitan correspondientemente
estructuras metálicas y cimentaciones costosas, pero el montaje de la línea es
simple y claro. Esta disposición está limitada a lugares con espacios muy
reducidos, tal corno centrales hidráulicas en las montañas donde solamente se
disponen de pequeños espacios para instalaciones de distribución de 110 kV.
Figura 14: Instalación al aire libre de 110 kV
con doble embarrado ómnibus, disposición "elevada" o "mástil en
sistema I de embarrados ómnibus; 2, sistema II de embarrados ómnibus; 3,
seccionadores de embarrados ómnibus; 4, interruptor automático; 5,
transformador de intensidad; 6, transformador de tensión; 7, aisladores de
salida; 8, descargador de sobretensión: T, separación de campo: T1, separación
de campo de entrada; T2, separación de campo final con
arriostramiento de los embarrados.
La disposición con interruptores telescópicos
mostrada en la figura 15 ahorra una gran cantidad de espacio, puesto que el
interruptor telescópico elimina la necesidad de los seccionadores de los
embarrados ómnibus. En la salida de la línea aérea se encuentra ubicado
únicamente un interruptor de puesta a tierra. Esta disposición es preferiblemente
utilizada para estaciones con embarrados ómnibus simples. Los costes en relación
con la superficie de fondo, aparatos necesarios y otros materiales adicionales
son bajos. El interruptor automático está equipado con contactos enchufables
apropiados y un dispositivo móvil hidráulico. Esta disposición es rentable para
instalaciones de distribución de dimensiones más bien reducidas.
Figura 15: Instalación al aire libre de 110 kV
con "interruptores telescópicos": 1, embarrados ómnibus; 2, interruptor
automático; 3, transformador de intensidad; 4, transformador de tensión; 5,
interruptor de puesta a tierra; 6, descargador de sobretensión: 7, separación
de campo; T1, separación de campo de entrada; T2,
separación de campo final con arriostramiento de los embarrados ómnibus.
Figura 16: Subestación -centro de carga- de 110
kV: 1, embarrados ómnibus; 2, seccionadores de embarrados ómnibus: 3,
interruptores automáticos; 4, transformador de intensidad; 5. transformador de
tensión; 6, seccionadores de salida; 7. descargador de sobretensión.
Las subestaciones centro de carga con uno o dos
transformadores de red son principalmente construidas como estaciones de
transformación simplificadas. En la figura 16, dos líneas aéreas de entrada
conducen hacia dos transformadores. Esto da lugar a dos secciones de embarrados
ómnibus, las cuales están unidas a través de una separación longitudinal doble
(dos seccionadores en serie). Con esto cada parte de la instalación puede ser
aislada de la tensión para realizar el mantenimiento correspondiente. Las
secciones de embarrados ómnibus pueden ser maniobradas con un servicio separado
de pruebas o en cruz y garantizan una elevada seguridad en lo que respecta a la
alimentación y al funcionamiento.
Formas
constructivas para instalaciones de distribución de 245 kV
En lo que se refiere a las instalaciones de 245
kV, ya durante varios decenios se han acreditado algunas formas constructivas
en la práctica, predominando la disposición en diagonal con seccionadores de
columna simple. En caso de que los contracontactos estén fijados a cables,
deberán ser utilizados para tal fin cables dobles, los cuales serán tensados
con muelles compensadores para disminuir las variaciones en el combado debidas
a los cambios de temperatura. Según la disposición de los embarrados ómnibus,
se utilizan dos tipos:
Embarrados
ómnibus "en la parte inferior"
Con esta forma constructiva (figuras 17 y 18), los
embarrados ómnibus están montados sobre los seccionadores y las líneas de
derivación están arriostradas en ángulo recto con los embarrados. En su punto
de cruce, unos seccionadores de columna simple efectúan la conexión con su
recorrido vertical de seccionamiento. Unos pórticos ligeros de arriostramiento
de los embarrados ómnibus, montados únicamente en los extremos de la
instalación, así como una división de campo reducida, favorecen esta
disposición económicamente rentable.
Figura 17: Instalación al aire libre de 245 kV
con embarrados ómnibus dobles. Forma constructiva en diagonal. embarrados
ómnibus “en la parte inferior": 1, sistema I de embarrados ómnibus; 2.
sistema II de embarrados ómnibus; 3. seccionador de embarrado ómnibus; 4, interruptor
automático; 5, transformador de intensidad; 6, seccionador de salida; 7, filtro
de línea; 8, transformador de tensión capacitivo: T, división de campo; T1,
división de campo inicial; T2, división de campo final para
arriostramiento de los embarrados ómnibus.
La forma constructiva "en una sola
línea" (figura 18) ahorra más espacio. Comparada con la forma constructiva
de la figura 17, requiere aproximadamente un 20 % menos de espacio de
superficie. Los interruptores automáticos para todas las líneas de derivación
están situados en un lado de los embarrados ómnibus, por lo que es necesario un
solo pasillo para el transporte y la manipulación. Las líneas de derivación que
conducen necia los transformadores están situadas en un tercer plano. Estas
líneas ejercen solamente unos pequeños tiros horizontales, por lo que los
pórticos, a pesar de ser más altos, no tienen que ser mucho más pesados.
Figura 18: Instalación al aire libre de 245 kV
con embarrados ómnibus dobles, forma constructiva en diagonal. Embarrados
ómnibus en la parte inferior, disposición en una sola línea: 1, sistema I de
embarrados ómnibus; 2, sistema II de embarrados ómnibus; 3, seccionadores de
embarrados ómnibus; 4. interruptor automático; 5, transformador de intensidad;
6, seccionador de salida; 7, filtro de línea; 8, transformador de tensión
capacitivo: T, división de campo: T1, división de campo inicial; T2,
división de campo final con el arriostramiento de los embarrados ómnibus.
Embarrados
ómnibus "en la parte superior"
La ventaja de esta forma constructiva (figura 19)
radica en que, cuando una salida está desconectada, los seccionadores de
embarrados están también exentos de tensión y, por tanto, quedan accesibles.
En las instalaciones con intensidades nominales de
más de 3000 A y elevadas cargas de corto circuito, los embarrados ómnibus y las
líneas de conexión son de forma tubular. La figura 19 muestra una instalación
de 245 kV de forma en diagonal construida de tubo. Los tubos con una longitud
equivalente a una división de campo están montados sobre los postes de forma
que están fijados en el centro mediante un punto fijo y con soportes
deslizantes en los dos extremos. Los embarrados ómnibus pueden unirse a lo
largo de varias divisiones de campo hasta alcanzar alrededor de los 120 m
(cuestión de montaje).
Figura 19: Instalación al aire libre de 245 kV
con embarrados ómnibus dobles en tubo. Forma constructiva en diagonal, con el
embarrado ómnibus en la parte superior: 1, sistema I de embarrados ómnibus; 2,
sistema II de embarrados ómnibus; 3, seccionadores de embarrados ómnibus; 4,
interruptor automático; 5. transformador de intensidad; 6, seccionador de
salida; 7, filtro de línea; 8, transformador de tensión capacitivo: T, división
de campo; T1, división de campo inicial; T2, división de
campo final.
Instalaciones
de distribución de 420 kV
Las instalaciones al aire libre de 420 kV se
montan en forma diagonal. En correspondencia con los elevados requisitos que
deben cumplir el servicio de las instalaciones y la seguridad de funcionamiento
de las mismas, es normal la aplicación be barras ómnibus dobles y triples con seccionador
longitudinal y un embarrado adicional de derivación. Para los embarrados
ómnibus se prefiere la aplicación de la forma tubular, siendo dominadas con
ello las elevadas intensidades nominales y los fuertes cortos circuitos.
La disposición más adecuada de las grandes
centrales de transformación es el emplazamiento en una sola línea con un ahorro
de espacio correspondiente. Con esta ejecución, los interruptores automáticos
de todas las derivaciones se encuentran en una línea. La aplicación de
seccionadores de dos columnas en forma de seccionadores de salida simplifica la
disposición y es, además, rentable. Como seccionadores de embarrados ómnibus y
de desvío se emplean seccionadores de una columna (figura 20).
Figura 20: Instalación al aire libre de 420 kV,
de construcción tubular, con embarrados ómnibus triples y embarrado de desvío.
Forma constructiva diagonal, disposición en una sola línea: 1, sistema I de
embarrados ómnibus: 2, sistema II de embarrados ómnibus; 3, sistema III de
embarrados ómnibus; 4, embarrado de desvío; 5, seccionadores de embarrado
ómnibus; 6, interruptor automático; 7. seccionador de salida; 8. seccionador de
desvío; 9, transformador de intensidad: 10, transformador de tensión: a) y b)
acoplamiento para los embarrados ómnibus 1, 2, 3 y el embarrado de desvío 4; c)
derivación a línea aérea.
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