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