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Subestaciones

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1. ¿Qué es una subestación?

Las subestaciones aéreas normalmente se sitúan a las afueras de las ciudades Las subestaciones eléctricas son las instalaciones encargadas de realizar transformaciones de la tensión, de la frecuencia, del número de fases o la conexión de dos o más circuitos.

Pueden encontrarse junto a las centrales generadoras y en la periferia de las zonas de consumo, en el exterior o interior de los edificios. Actualmente en las ciudades las subestaciones están en el interior de los edificios para ahorrar espacio y contaminación. En cambio, las instalaciones al aire libre están situadas en las afueras de la ciudad.

Las subestaciones pueden ser de dos tipos:

  • Subestaciones de transformación : son las encargadas de transformar la energía eléctrica mediante uno o más transformadores. Estas subestaciones pueden ser elevadoras o reductoras de tensión.

  • Subestaciones de maniobra : son las encargadas de conectar dos o más circuitos y realizar sus maniobras. Por lo tanto, en este tipo de subestaciones no se transforma la tensión.

2. Subestaciones transformadoras elevadoras

Elevan la tensión generada de media a alta o muy alta para poderla transportar. Se encuentran al aire libre y están situadas al lado de las centrales generadoras de electricidad.

La tensión primaria de los transformadores suele estar entre 3 y 36kV. Mientras que la tensión secundaria de los transformadores está condicionada por la tensión de la línea de transporte o de interconexión (66, 110, 220 ó 380 kV).

3. Subestaciones transformadoras reductoras

Son subestaciones con la función de reducir la tensión de alta o muy alta a tensión media para su posterior distribución.

La tensión primaria de los transformadores depende de la tensión de la línea de transporte (66, 110, 220 ó 380 kV). Mientras que la tensión secundaria de los transformadores está condicionada por la tensión de las líneas de distribución (entre 6 y 30kV).

4. Principales tipos de averías y sus sitemas de protección

Las averías más frecuentes que se producen en los circuitos eléctricos son:

  • Cortocircuito: es la conexión voluntaria o accidental de dos puntos de un circuito entre los que hay una diferencia de potencial. Estas averías se tienen que eliminar en un tiempo inferior a los 5 segundos.

Los sistemas de protección utilizados son:

o    Fusibles.

o    Seccionadores.

o    Interruptores electromagnéticos.

  • Sobreintensidad: es una intensidad superior a la nominal y puede producir a su tiempo una sobrecarga o un cortocircuito. Se entiende por sobrecarga un aumento de corriente que sobrepasa la corriente nominal.

Los sistemas de protección utilizados son:

o    Fusibles

o    Interruptores electromagnéticos y magnetotérmicos.

  • Contacto directo: es el contacto entre personas y partes activas de la instalación. Los sistemas de protección utilizados son:

o    Aislar las partes activas de la instalación.

o    Habilitar una distancia de seguridad mediante obstáculos.

  • Contacto indirecto: contacto de personas con masas que se encuentran accidentalmente en tensión, como por ejemplo suele pasar con las carcasas de las máquinas eléctricas.

La protección contra contactos indirectos más utilizada es la que combina el interruptor diferencial con las masas de tierra.

  • Perturbaciones:

o    Sobretensiones: tensiones superiores al valor máximo que pueden existir entre dos puntos de una instalación eléctrica. Para evitar las sobretensiones se utilizan relés de protección contra sobretensiones.

o    Subtensiones: tensión inferior a la tensión nominal de funcionamiento del circuito. Para evitar las subtensiones se instalan relés de protección contra subtensiones.

5. Definición de los sistemas de protección

Es necesario tener sistemas de protección a las diferentes instalaciones eléctricas, como son:

Cortacircuitos fusible

Son dispositivos destinados a cortar automáticamente el circuito eléctrico cuando la corriente eléctrica que los atraviesa es muy alta.

El fusible es la parte de un circuito que se funde si pasa de una intensidad superior para la que se construyó.

El fusible es solo la lámina o hilo conductor destinado a fundirse y, por lo tanto, a cortar el circuito, mientras que el cortacircuitos fusible comprende, además, la carcasa, los materiales de soportes, etc.

Relé térmico

Dispositivo de protección que tiene la capacidad de detectar las intensidades no admisibles.

Por sí solo no puede eliminar la avería y necesita otro elemento que realice la desconexión de los receptores. Se suele utilizar una lámpara de señalización al cerrar el circuito para indicar que el relé térmico ha actuado debido a una sobreintensidad no admisible.

Interruptor magnetotérmico

Dispositivo electromecánico con capacidad para cortar, por sí mismo, las sobreintensidades no admisibles y los cortocircuitos que se puedan producir.

  • Desconexión  por cortocircuito: actúa por principio de funcionamiento magnético. Una bobina magnética crea una fuerza que por medio de un sistema de palancas se encarga de abrir el contacto móvil (entrada de corriente).

Si la corriente eléctrica que atraviesa el interruptor automático supera la intensidad nominal de distintas veces, su apertura tiene lugar a un tiempo inferior a 5 ms.

  • Desconexión por sobrecarga: en este caso actúa por principio de funcionamiento térmico.

Un bimetal se curva cuando es atravesado por una sobreintensidad no admisible y origina una fuerza que se transmite por medio de palancas y desconecta el contacto móvil.

El tiempo de actuación lo determina la intensidad que lo atraviesa: a más intensidad menos tiempo tarda en actuar.

Interruptor diferencial

Dispositivo de protección que detecta y elimina los defectos de aislamiento.

Este dispositivo tiene mucha importancia en las instalaciones eléctricas y necesita estar protegido de las sobreintensidades y cortocircuitos, colocando un interruptor magnetotérmico antes del mismo.

Durante el funcionamiento de este dispositivo en situaciones de normalidad, la corriente que entra en un receptor tiene el mismo valor que el que sale de este.

Sin embargo, en caso de que haya un defecto de aislamiento, se producirá un desequilibrio entre la corriente de entrada y la de salida; la variación de corriente no será nula. El interruptor diferencial actúa abriendo el circuito cuando detecta que esta variación de corriente no es nula.

Interruptor o relé electromagnético

Protegen las instalaciones eléctricas sometidas a picos de corriente fuertes (por ejemplo, cuando se arrancan motores en aparatos de elevación), contra las sobrecargas importantes.

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.

Antes de poder utilizar el seccionador se debe cortar la corriente eléctrica del circuito.