Ingeniería de Máquinas y Sistemas Eléctricos: Maniobras en Instalaciones de Alta Tensión (Parte 4ª)

7.- Configuración de embarrados en una Subestación Eléctrica

Haciendo una descripción completa de los tipos de barras que puede disponer una instalación de alta tensión, podríamos clasificarlas de la siguiente manera:

Barras simples
Barras simples con seccionador de by –pass en salida
Barras partidas (seccionador de unión o acoplamiento)
Barras partidas (interruptor de unión o acoplamiento)
Juego de barras con transferencia
Doble barra
Doble juego de barras con by-pass
Doble juego de barras más barra de transferencia
Barras dúplex
Embarrado en anillo
Embarrado por módulos (con interruptor y medio)

7.1.- Barras simples

Todos los circuitos están directamente conectados a una sola barra.

Ventajas:

Gran sencillez de explotación
Claridad en la realización física de la instalación
Coste reducido (comparándolo con otro tipo de barras)

Inconvenientes:

Para cualquier revisión en los aparatos conectados a las barras, deberá ponerse fuera de servicio toda la instalación.
Si la revisión es al interruptor de la línea o en el conjunto interruptor-transformado, solo deberá ponerse fuera de servicio el aparato afectado, y quedará sin servicio la instalación alimentada mediante dicho aparato.

Figura 31: Instalación con barras simples

Ejemplos:

¿Cómo quedaría la instalación si debemos reparar el seccionador A?,
¿Cómo quedará la instalación si debemos reparar el interruptor B?,
En este caso ¿Cómo quedará el suministro que aporta la Línea 1?.

7.2.- Barras simples con seccionador by-pass en salida

Todos los circuitos conectados a una sola barra, pero en paralelo con cada módulo se instala un seccionador denominado by-pass.

Ventajas:

Las mismas que en el caso anterior, pero ya no se deberá poner fuera de servicio toda la instalación para la revisión de los equipos conectados a las barras.

Inconvenientes:

Mientras el servicio este por by-pass, la instalación queda sin protecciones y en caso de perturbaciones dispararan los interruptores adyacentes a los de cabecera de los circuitos alimentadores.

Figura 32: Instalación con seccionador by-pass en salida

Ejemplos:

¿Cómo se debe operar para reparar el seccionador A con una brigada de trabajos sin tensión?
En tal caso ¿Cómo quedará el suministro que aporta la línea 1?

7.3.- Barras simples partidas

Consiste en interrumpir la continuidad de la barra mediante un aparato de corte, pudiendo ser:

Barras partidas mediante seccionador
Barras partidas mediante interruptor

Ventajas:

Mediante esta solución pueden separarse las fuentes alimentadoras
Una revisión de un equipo conectado a barras dejaría sin servicio el 50% dela instalación,
Mediante automatismos adecuados puede hacerse que en el caso de quedarse sin servicio el circuito alimentador de una semibarra, se cierre el interruptor de acoplamiento.

Figura 33: Instalación con barras simples partidas mediante seccionador

Ejemplos de instalación con barras simples partidas mediante seccionador:

¿Cómo debemos operar para reparar el interruptor A con una brigada de trabajos sin tensión?
En tal caso ¿Cómo quedará el servicio que aporta la Línea 1 y la Línea 2?
¿Qué sería mejor tener la barra discontinua con un seccionador o con un interruptor? ¿Por qué?

Figura 34: Instalación con barras simples partidas mediante interruptor

7.4.- Juego de barras con transferencia

Las líneas, transformadores,…se conectan a través de su posición a las barras principales; y el seccionador de by-pass lo hace a las de transferencia. La unión entre ambas barras se realiza mediante el módulo de acoplamiento o de enlace de barras.

Ventajas:

Es una evolución de las barras simples con by-pass pero ahora aunque sea esta la vía de alimentación, la instalación queda protegida a través del interruptor de acoplamiento.

Figura 35: Instalación con juego de barras con transferencia

Ejemplo 1:

¿Cómo deberemos operar para reparar el seccionador A con una brigada de trabajos sin tensión? La barra principal siempre tendrá tensión, y por tanto, también el seccionador A, por eso deberá desviarse toda la tensión a la barra de transferencia a través del módulo de acoplamiento.

Figura 36: Ejemplo 1 del juego de barras con transferencia

Ejemplo 2:

¿Cuáles son los pasos a seguir para trabajar en el seccionador A por una brigada de trabajos sin tensión?
¿El seccionador B seria prescindible en este tipo de instalación? ¿Por qué motivo está?
¿Qué ocurre con el seccionador de puesta a tierra C cuando las líneas se alimentan a través de la barra de transferencia?
¿Para hacer la transferencia de una barra a otra, es necesario que exista en un momento corte de suministro a las líneas 1, 2 y 3? ¿Cómo se podría resolver?

Figura 37: Ejemplo 2 del juego de barras con transferencia

7.5.- Doble juego de barras

Consta de dos barras, y cada línea o transformador puede conectarse a cada una de ellas. La unión entre barras puede realizarse a través del módulo de acoplamiento.

Ventajas:

Se puede pasar el servicio de una barra a otra sin corte del servicio.
Reparto de cargas entre las dos barras. Se suele utilizar en centros con gran densidad de carga,
La pérdida de servicio de un circuito alimentador sólo dejaría sin servicio las líneas conectadas a la misma barra que el circuito alimentador,
Permite trabajar en unas barras o elementos conectados a ella sin que esto afecte al servicio, pues se puede pasar toda la carga de una barra a otra,
En el caso de fallo de un transformador o interruptor (que no abra), puede realizar esta función el interruptor de acoplamiento.

Figura 38: Instalación con doble juego de barras

Ejemplo:

Línea 1 alimentándose por la línea dibujada en rojo
Es necesario realizar labores de mantenimiento en el seccionador A sin dejar de alimentar la línea 1

Figura 39: Instalación del ejemplo con doble juego de barras

7.6.- Doble juego de barras con by-pass

Consta de doble juego de barras, las líneas y transformadores disponen de by-pass que pueden alimentarse de cualquiera de las dos barras.

Ventajas:

Reparto de cargas,
Flexibilidad en las maniobras,
Asegura el servicio.

Inconvenientes:

Montaje costoso
Maniobras complicadas.

Figura 40: Instalación con doble juego de barras con by-pass

7.7.- Doble juego de barras más barra de transferencia

Consta de un doble juego de barras donde se conectan líneas y transformadores, a través de seccionadores, y los de by-pass lo hacen a la transferencia. El módulo de transferencia sirve para unir eléctricamente ambas barras.

Figura 41: Instalación con doble juego de barras más barra de transferencia

Ejemplo:

¿Cuántas barras principales hay y cuantas de transferencia? Indíquense,
¿Cuál es el módulo de acoplamiento?
Que ventajas e inconvenientes tienen este tipo de barras?

Figura 42: Instalación del ejemplo de doble juego de barras con barra de transferencia

7.8.- Barras dúplex

Permite alimentar una línea o transformador desde cualquiera de las dos barras, lo hace mediante interruptores, y no a través de seccionadores como anteriormente.

No todas las líneas disponen de un doble interruptor, sino que existe uno o varios de reserva,
Es el sistema más utilizado en Media Tensión.

Figura 43: Instalación con barras dúplex

Ejemplo:

Con este sistema de barras ¿está garantizada la apertura suficiente de la línea cuando el interruptor está en la posición de abierto? ¿Qué tipo de interruptor está representado en el esquema unifilar?
Si queremos reparar el interruptor 1 como deberemos operar
¿Qué ventajas e inconvenientes tiene este tipo de barras?

Figura 44: Instalación del ejemplo de barras dúplex

7.9.- Embarrado en anillo

Presenta la posibilidad de alimentar las líneas por ambos lados. Su empleo es casi exclusivo en sistemas de muy alta tensión (220 kV o 400 kV). Normalmente utilizado para un máximo de 6 posiciones.

Ventajas:

Muy flexible en el reparto de cargas,
Permite la continuidad del servicio en las revisiones periódicas,
No necesita interruptor de acoplamiento.

Figura 45: Instalación con embarrado en anillo

Ejemplo:

¿Cómo sería la alimentación de la línea 1 si está averiado el interruptor señalado en rojo? ¿Cómo de debería operar?

Figura 46: Instalación del ejemplo de embarrado en anillo

7.10.- Embarrado por módulos (con interruptor y medio)

Este sistema permite disponer además del propio interruptor correspondiente a cada línea, otro compartido para dos. Su empleo es exclusivo en líneas de muy alta tensión (220 kV, 400 kV e incluso mayores).

Ventajas: