Subestaciónes Electricas ELIN Equipo 8

SUBESTACIÓN ELÉCTRICA 178

INTRODUCCION

El objetivo de esta práctica fue el conocer más a detalle los componentes de una subestación eléctrica, al igual que ver a detalle cómo es la función de cada uno de los componentes y conocer cómo trabaja.

Otro de los puntos que aprendimos fue sobre qué equipo de protección personal es el que se necesita usar al entrar, o cuando se va a entrar a realizar un mantenimiento a una subestación.

MARCO TEÓRICO.

El Bus.

Es ya una realidad en las numerosas subestaciones eléctricas construidas en todo el mundo de acuerdo con el estándar IEC 61850, constituyendo un éxito desde el punto de vista tanto de la funcionalidad como de la fiabilidad y la interoperabilidad.

dispone de 3 conexiones directas con las MU1, MU2 y MU3. La MU2 necesita cuatro puertos Ethernet para poder establecer conexiones directas con los IED1, IED4, IED5 e IED6.

Cambiadores de derivación

Los cambiadores de derivación para operar sin tensión es un dispositivo que se acciona desde el exterior del transformador, sumergido en líquido refrigerante que permite seleccionar la derivación de un devanado cuando el transformador está sin corriente y des energizado. Se fabrican de dos tipos Monofásicos y Trifásicos.
Un método usado para la regulación de voltaje en las líneas, es el uso de los cambiadores de derivación que están conectados en los devanados de los transformadores para cambiar la relación de espiras o relación de transformación ligeramente

Válvulas de llenado y de vacío.

En el tanque de aceite en la parte superior se encuentra la válvula de llenado de acerté y por la parte de abajo se encuentra la de vaciado.

Y después pasa por los filtros y a la válvula de llenado hasta que se filtre todo el aceite y en caso de que no quede bien el aceite tiene que ser llenado por uno puro.

Con el equipo que se va a realizar el filtrado del aceite debe estar avalada de que no esté contaminado para la prevención de una contaminación al aceite

Transformador.

El transformador será trifásico, en baño de aceite mineral. El núcleo estará construido en
chapa magnética laminada en frío, recocida, de pérdidas reducidas y aisladas por las dos caras.
Los arrollamientos serán de cobre electrolítico de alta conductividad, de construcción
resistente a las ondas de choque.

El seccionador.

Es con el que se interrumpe la energía eléctrica del transformador, pero no se puede bajar antes de que se desactive todo el tablero de control para evitar daños porque se hace un arco eléctrico y si no se des energiza puede hacerse un arco de mayor intensidad.

Por seguridad cada transformador debe tener una placa de advertencia ⚠ ya que es por seguridad para la prevención de un accidente

Enfriamiento de un transformador.

El método de enfriamiento de un transformador es muy importante, ya que la disipación del calor influye mucho en su tiempo de vida y capacidad de carga, así como en el área de su instalación y su costo. De acuerdo a las normas americanas se han definido algunos métodos de enfriamiento, mismos que se usan en México, el cual el transformador que está en la subestación de la escuela es de tipo OA

Tipos de Enfriamiento en Transformadores

Tipo AA: Transformadores tipo seco con enfriamiento propio, estos transformadores no contienen aceite ni otros líquidos para enfriamiento, el aire es también el medio aislante que rodea el núcleo y las bobinas, por lo general se fabrican con capacidades inferiores a 2,000 kVA y voltajes menores de 15 kV.

Tipo AFA: Transformadores tipo seco con enfriamiento por aire forzado, se emplea para aumentar la potencia disponible de los tipo AA y su capacidad se basa en la posibilidad de disipación de calor por medio de ventiladores o sopladores.

Tipo AA/FA: Transformadores tipo seco con enfriamiento natural y con enfriamiento por aire forzado, es básicamente un transformador tipo AA al que se le adicionan ventiladores para aumentar su capacidad de disipación de calor.

Tipo OA: Transformador sumergido en aceite con enfriamiento natural, en estos transformadores el aceite aislante circula por convección natural dentro de un tanque que tiene paredes lisas o corrugadas o bien provistas con tubos radiadores. Esta solución se adopta para transformadores de más de 50 kVA con voltajes superiores a 15 kV.

Tipo OA/FA: Transformador sumergido en líquido aislante con enfriamiento propio y con enfriamiento por aire forzado, es básicamente un transformador OA con la adición de ventiladores para aumentar la capacidad de disipación de calor en las superficies de enfriamiento.

Tipo OA/FOA/FOA: Transformador sumergido en líquido aislante con enfriamiento propio/con aceite forzado – aire forzado/con aceite forzado/aire forzado. Con este tipo de enfriamiento se trata de incrementar el régimen de carga de transformador tipo OA por medio del empleo combinado de bombas y ventiladores. El aumento de la capacidad se hace en dos pasos:

  1. Se usan la mitad de los radiadores y la mitad de las bombas con lo que se logra aumentar en 1.33 veces la capacidad del tipo OA,
  2. Se hace trabajar la totalidad de los radiadores y bombas con lo que se logra un aumento de 1.667 veces la capacidad del OA. Se fabrican en capacidades de 10,000 kVA monofásicos y 15,000 kVA trifásicos.

Tipo FOA: Sumergido en líquido aislante con enfriamiento por aceite forzado y de aire forzado. Estos transformadores pueden absorber cualquier carga de pico a plena capacidad ya que se usa con los ventiladores y las bombas de aceite trabajando al mismo tiempo.

Tipo OW: Sumergido en líquido aislante con enfriamiento por agua, en estos transformadores el agua de enfriamiento es conducida por serpentines, los cuales están en contacto con el aceite aislante del transformador y se drena por gravedad o por medio de una bomba independiente, el aceite circula alrededor de los serpentines por convección natural.

Tipo FOW: Transformador sumergido en líquido aislante con enfriamiento de aceite forzado y con enfriadores de agua forzada. Este tipo de transformadores es prácticamente igual que el FO, sólo que el cambiador de calor es del tipo agua – aceite y se hace el enfriamiento por agua sin tener ventiladores

Banco de capacitores

En la industria eléctrica, es práctica usual corregir el factor de potencia mediante la instalación o conexión de capacitores. Este tipo de arreglo recibe el nombre de banco de capacitores. 

El capacitor es un dispositivo formado por dos elementos conductores separados por un material dieléctrico, confinados en un contenedor o carcasa  y cuyo propósito es producir capacitancia en un circuito  eléctrico.

 La metodología para el cálculo de la potencia necesaria para corregir el factor de potencia. También se mencionó a los equipos utilizados comúnmente para la corrección del factor de potencia, donde se destacan las ventajas  que ofrecen el banco de capacitores con respecto a otros dispositivos, así como los beneficios que se obtienen por la corrección.

Equipo de medición.

Con el uso deaparatos de medición eléctrica se pueden obtener datos como la potencia, resistencia, voltaje y muchas otras propiedades de la electricidad, con el fin de que todo sea estable según el funcionamiento del equipo y que sea seguro para el ser humano.

Mediciones y datos.

Es importante que cada que se le valla a realizar un mantenimiento a una subestación, revisemos las terminales, la válvula de llenado y de vaciado de aceite, y el medidor de aceite.

Al revisarlo tenemos que tomar lecturas de cada elemento y que entregue el voltaje requerido, al igual que las válvulas de aceite se encuentren en buen estado y que los medidores de aceite marquen la cantidad necesaria, ya que, de no hacerlo, se pueden generar daños graves a los componentes de la subestación eléctrica, lo que puede generar mayores costos en reparación y mantenimiento.

Lo que checamos en la subestación eléctrica fue:

las medidas de entrada y salida del tablero de distribución.

El voltaje entre linea y linea con sus respectivas perillas para poder saber qué fases estamos midiendo.

Los medidores que se encuentran en el tanque de aceite (el cuál, tenía fugas).

Cabe recalcar que uno marca la medida de hasta donde tiene aceite el tanque (lado izquierdo), y el otro es hasta que tan alto ha llegado la temperatura por los cortocircuitos que se han presentado (lado derecho).

Tablero de distribución.

Un tablero de distribución es la parte principal. En términos generales los tableros son gabinetes que contienen los dispositivos de conexión, maniobra, comando, medición, protección, alarma y señalización, que cumplen una función específica dentro de un sistema eléctrico. Su principal función es proteger cada uno de los distintos circuitos en los que se divide la instalación. Deben también soportar los niveles de corrientes de cortocircuito.

Para diseñar un tablero hay que tener en cuenta ciertas consideraciones: si es para  baja o media tensión y normas, para garantizar la continuidad y protección del tablero y de sus operadores. Hay que tener presente varios factores y variables antes de instalar y diseñar un tablero: Potencia a manejar, Sistema de Control de los Aparatos, Política de Mantenimiento, Seguridad de las instalaciones que controlarán y de los operarios.
También deben someterse a ciertos ensayos para comprobar su funcionalidad y eficacia: Ensayos dieléctricos, ensayos térmicos, ensayos de corto circuito, grado de protección, maniobras mecánicas.

Hay varios tipos de tableros, según su ubicación son:
Tablero principal de distribución: Está conectado a la línea eléctrica principal y de éste se derivan los circuitos Tableros secundarios de distribución: Son alimentados por el principal, auxiliares en la protección y operación de sub-alimentadores
Tableros de paso: Su propósito es proteger a las derivaciones, que por su capacidad alimentadora o sub alimentadora, no pueden ser conectados directamente
Tableros de comando:  Contienen dispositivos de seguridad y maniobra.

Tienen diversos usos por la múltiple aplicación de la energía eléctrica: Centros de control de motores, Subestaciones, Alumbrado, Centros de carga, celdas de seccionamiento, centro de distribución de potencia, centros de fuerza etc.

Zona de distribución

(Pastillas termo magnéticas)

Capacidad de pastillas

General

400 A

Taller de electricidad

400 A

Taller de metalmecánica

300 A

Hornos

380 A

Banco de capacitores

70 A

Edificios

250 A


PROCEDIMIENTO

En el presente reporte se plasman los conocimientos adquiridos durante la práctica la cual consta de los pasos que se tiene que seguir para poder dar mantenimiento tanto al transformador como al sistema de alimentación y de entrada a la subestación y así tener en buen estado la subestación para el trabajo requerido de la institución.

La subestación consta de tres partes principales que el la entrada de alta tensión de 23 kvA, el medio transformación para reducir la tensión y la salida de alimentación de 220 volts.

  Entrada de alta tensión:

La primera parte de entrada es el sistema de medición el cual es el que se encarga de medir el consumo mensual en KW/h el cual es registrado por CFE y así cobrar lo consumido.   Como siguiente se encuentra un interruptor y el interruptor de potencia el cual primero se tiene que abrir y después abrir el de potencia ya que de lo contrario primero desconecta el interruptor de potencia se crea un arco eléctrico el cual nos puede poner en riesgo nuestra integridad. También para bajar el interruptor de potencia para realizar mantenimiento primero se tienen que desconectar el tablero de derivación para reducir el arco eléctrico producido por esta acción.

Posteriormente sigue el bus de alta tensión el cual consta de tres barras de alimentación que conectan la primera parte de la subestación al transformador.

  Medio de transformación (transformador)

El transformador es pieza indispensable ya que es el que se encarga de reducir o de aumentar el voltaje requerido. Este está conectado en delta que es la entrada de alta tensión y en estrella con un neutro en la salida de media tensión.

El transformador cuenta como radiador unas aletas refrigerantes colocadas por la parte exterior del transformador para que circule el aceite dieléctrico y baje de temperatura a temperatura ambiente y así no sobrecalentar el transformador.

Por la parte superior se encuentra la válvula de llenado de aceite y por la parte inferior se encuentra otra válvula de drenado el cual al hacer cambio facilitar el trabajo de extracción.

En la parte de frente se encuentra un indicador del nivel de aceite el cual contaba con fuga el cual afecta el nivel de aceite. A su lado se encuentra un indicador de temperatura el cual se integra de dos manecillas una de color roja y una blanca. La manecilla blanca indica la temperatura actual y la manecilla roja la temperatura máxima que ha alcanzado.

Y en la parte de en medio se encuentra la perilla del cambiador de derivación el cual funciona como regulador de salida de voltaje, en el caso de que el voltaje se elevado o esté demasiado alto este se encuentra bajo candado y solo personal especializado puede operarlo por el riesgo que implica.

  Salida de baja tensión

En esta parte de la subestación se encuentra el tablero de control de la alimentación derivada el cual está conectada al taller de electricidad, el de fundición, el de metalmecánica y el de alumbrado de los edificios.

Este cuenta con protección de sistema de tierra física para proteger de sobretensión para proteger a los aparatos eléctricos.

Cada uno de los interruptores cuenta con una capacidad de 350 amperes como protección y el interruptor principal con una capacidad de 400 amperes. En la parte superior se encuentran dos medidores uno de voltaje entre fases y otro de amperes los cuales facilitan la medición de estos parámetros

BIBLIOGRAFIAS

https://www.arteche.com

https://www.risoul.com.mx

htpps://rte.mx/uso-de-cambiadores-de-derivacion-en-trasformadores

htpps://es.m.wikipedia.org/wiki/subestación_electrica

https://www.partesdel.com/partes_de_la_subestacion_electrica.html

https://www.google.com.mx/search?q=partes+de+una+subestacion+electrica&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwiWpdqdqN7ZAhWL4IMKHRtSBhIQ_AUICigB&biw=1440&bih=739#imgrc=elclJeBBv0UBdM:

https://www.google.com.mx/search?biw=1440&bih=690&tbm=isch&sa=1&ei=EwSiWo2mO8nRjwSRn5aYDQ&q=medidor+de+aceite+en+una+subestacion&oq=medidor+de+aceite+en+una+subestacion&gs_l=psy-ab.3...131492.136689.0.136865.26.21.1.0.0.0.592.2849.0j7j1j0j1j2.11.0....0...1c.1.64.psy-ab..19.1.158...0i13k1.0.WssnCi-yp2U#imgrc=MdHqBw0gN3HghM:


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