Sub. Electricas Tema 1.docx

Introducción Todo lo abordado en este tema son los equipos primarios de una subestación eléctrica y sus demás elementos que necesite para que dicha subestación funcione e interpretar más fácilmente el funcionamiento de un equipo primario en alta tensión, a través de un manual de maniobras en equipo de alta tensión, aplicado a una subestación. Hoy en día en nuestro país es muy importante la energía eléctrica para nuestros hogares, maquinas, ect. Y con los elementos que abordaremos en este tema nos servirán para que el voltaje deseado llegue a nuestros hogares. Se

define

al

equipo,

interruptor,

cuchillas,

transformador,

autotransformador,

transformadores de potencial y corriente, o que asociados a una bahía eléctrica de una subestación eléctrica, que se desconectan de la subestación, ya sea por maniobras programadas o por falla en la subestación, ya sea en condiciones normales o anormales, en frío o en caliente, ya que dependen en gran parte en el estado operativo en que se encuentre los equipos en las mismas subestaciones. Todos los equipos mencionados anteriormente se tendrán que conocer como está constituido y para qué es muy importante en todas las subestaciones eléctricas que existen en nuestro país.

TEMA 1: EQUIPOS PRIMARIOS DE UNA SUBESTACIÓN ELÉCTRICA

¿QUÉ ES UNA SUBESTACION ELECTRICA? Una subestación eléctrica se puede definir como un conjunto de máquinas, aparatos y circuitos que tienen la función de modificar los parámetros de la potencia eléctrica (tensión y corriente) y de permitir el subministro de la misma al sistema y líneas de transmisión existentes. IMPORTANCIA DE UNA SUBESTACIÓN En toda instalación industrial, comercial así como doméstica es indispensable el uso de la energía eléctrica, la continuidad de servicio y calidad de la energía es esencial para el uso de los diferentes equipos, ya sean industriales o domésticos. Por esto es requerido contar con una subestación que subministre la energía eléctrica a una potencia y voltaje apropiados. CLASIFICACIÓN

SUBESTACIONES DE ACUERDO A SU FUNCIÓN

DE

ACUERDO

INSTALACIÓN Subestaciones elevadoras

intemperie

Receptoras primarias

interior

Receptoras secundarias

blindado

AL

TIPO

DE

SUBESTACIONES ELEVADORAS Estas subestaciones se encuentran adyacentes a las centrales generadoras y permiten modificar los parámetros de la potencia subministrada por los generadores, para permitir la transmisión de la energía eléctrica a través de la líneas de transmisión a tensiones más elevadas que la generación, en la república mexicana se genera entre 6 y 20 kv y se transmite a 69 kv, 115 kv, 138 kv, 230 kv y 400 kv.

SUBESTACIONES RECEPTORAS (REDUCTORAS) PRIMARIAS Estas subestaciones se alimentan directamente de las líneas de transmisión y reducen la tensión a valores menores según sea el nivel de la transmisión ya sea para ser usadas en subtransmisión o en distribución según sea el caso, los niveles comunes de tensión de salida de estas subestaciones son de 34.5 kv, 69 kv, 85 kv, y 115 kv.

SUBESTACIONES RECEPTORAS (REDUCTORAS) SECUNDARIAS Estas subestaciones se encuentran alimentadas normalmente por los niveles de tensión intermedios (69 kv, 115 kv y en algunos caso 85 kv) para alimentar a las llamadas redes de distribución de 6.6 kv, 13.8 kv, 23 kv y 34.5 kv. SUBESTACIONES TIPO INTEMPERIE. Son aquellas que están construidas para operar a la intemperie y que requieren del uso de máquinas y aparatos adaptados para el funcionamiento en condiciones atmosféricas adversas

(lluvia, nieve, viento, contaminación ambiental) generalmente se usan para sistemas de alta tensión y en una forma muy elemental en las redes de distribución aéreas.

SUBESTACIONES DE TIPO INTERIOR. Las subestaciones que son instaladas en el interior de edificios no se encuentran por lo tanto sujetas a las condiciones de la intemperie, esta solución en la actualidad solo encuentra aplicación en ciertos tipos de subestaciones que ocupan poco espacio y que se conocen como subestaciones unitarias, que operan con potencias relativamente bajas y se emplean en el interior de industrias o comercios.

SUBESTACIONES TIPO BLINDADO. En este tipo de subestaciones los aparatos y las maquinas se encuentran completamente blindados y el espacio que ocupan, a igualdad de potencia y tensiones; es muy reducido en comparación con los otros tipos de subestaciones. Generalmente se utilizan en fábricas, hospitales, auditorios, edificios y centros comerciales que requieran poco espacio para su instalación.

1.1. DEFINICIÓN, CLASIFICACIÓN Y ELEMENTOS CONSTITUTIVOS DE UNA SUBESTACIÓN

ACOMETIDA Es la parte de la instalación de enlace que une la red de distribución de la empresa eléctrica con la caja general de protección del particular. Es propiedad de la empresa eléctrica y suele haber una por cada edificio. Las acometidas pueden ser subterráneas o aéreas, dependiendo del tipo de distribución de la zona: Subterránea, para zonas urbanas. Aéreas, para las líneas de alta tensión.

CUCHILLAS Son interruptores que se utilizan ya sea en el lado de alta o de baja tensión, sirven como protección para el transformador o el equipo asociado ya que pueden seccionarse en caso de emergencia. Este tipo de protección se conecta en serie con el circuito. Existen cuchillas individuales, es decir, una cuchilla para cada fase, y cuchillas de operación en grupo. Por la forma en la que operan se pueden clasificar en:

1. Cuchillas des conectadoras 2. Cuchillas fusibles

CUCHILLAS DESCONECTADORAS Este tipo de cuchillas se encuentran sostenidas mecánicamente y pueden operarse ya sea automática o manualmente. Para restablecer basta con volverlas a conectar automáticamente o bien, con ayuda de una pértiga. Normalmente se diseñaban para operación sin carga,

algunas como los seccionadores pueden operar con cargar, pero a niveles de tensión inferiores a 69 kv y en ningún caso desconectan corrientes de corto circuito. También en el caso de las subestaciones eléctricas sirve para la puesta a tierra de equipo o partes de la instalación.

CUCHILLAS FUSIBLES Este tipo de cuchillas abren al presentarse una sobre corriente. Y tienen internamente un elemento fusible calibrado para que con determinada corriente alcance su punto de fusión e interrumpa el paso de la corriente eléctrica a través de él. Para restablecer es necesario reponer el elemento fusible a la cuchilla y volver a conectar. Las cuchillas fusibles son por lo general de operación unipolar, en caso de fundirse únicamente una fase, únicamente ésta es repuesta y no necesariamente se tienen que abrir las demás fases. INTERRUPTORES DE POTENCIA Los interruptores de potencia tienen la función de desconectar los circuitos eléctricos en cualquiera de las tres condiciones siguientes:



con carga.



en vacío.



en condiciones de falla.



desconexión con falla kilométrica.

TRANSFORMADORES DE CORRIENTE La función de unos transformadores de corriente es la reducir a valores normales y no peligrosos, las características de corriente en un sistema eléctrico, con el fin de permitir el empleo de aparatos de medición normalizados, por consiguiente más económicos y que pueden manipularse sin peligro. Un transformador de corriente es un transformador de medición, donde la corriente secundaria es, dentro de las condiciones normales de operación, prácticamente proporcional a la corriente primaria, y desfasada de ella un ángulo cercano a cero, para un sentido apropiado de conexiones. El primario de dicho transformador está conectado en serie con el circuito que se desea controlar, en tanto que el secundario está conectado a los circuitos de corriente de uno o varios aparatos de medición, relevadores o aparatos análogos, conectados en serie. Un transformador de corriente puede tener uno o varios devanados secundarios embobinados sobre uno o varios circuitos magnéticos separados. TRANSFORMADORES DE POTENCIA En los sistemas eléctricos de potencia se debe tener medición de ciertas cantidades eléctricas y a demás alimentar a los dispositivos de protección tanto de los generadores como de las subestaciones. Parte de los elementos necesarios para hacer estas mediciones en alta tensión son los llamados “transformadores de potencial”.

TRANSFORMADORES DE POTENCIAL Estos tienen como función principal reducir los valores de voltaje de sistema a valores lo suficientemente bajos para:

1. tener indicaciones de los voltajes del sistema.

2. medición del subministro o del intercambio de energía.

3. alimentación a relevadores para protección.

4. sincronización. En general los instrumentos de medición, los indicadores y relevadores están diseñados para operar con voltaje secundario (115 v o 120 v). La calibración de los instrumentos se hace de acuerdo con el voltaje primario del transformador de potencial. Los transformadores de potencial se clasifican desde el punto de vista de su construcción como:

1. transformadores de tipo magnético

2. transformadores de tipo capacitivo, también conocidos como dispositivos de potencial.

TRANSFORMADORES DE ´POTENCIAL TIPO MAGNETICO El principal objetivo en el diseño de los transformadores de este tipo es minimizar los errores de relación y Angulo en las mediciones que se hacen con ellos y se deben principalmente a:

1. caídas de voltaje en el devanado primario causadas por las corrientes de excitación.

2. caídas de voltaje en ambos devanados causadas por la corriente de carga.

TRANSFORMADORES DE POTENCIAL TIPO CAPACITIVO Los transformadores de potencial tipo capacitivo también conocidos como “dispositivos de potencial” han tenido un uso cada vez más amplio para medición y protección en sistemas de alta y en particular de 115 kv y tensiones mayores debido a que resultan un poco más económicos que los transformadores de tipo magnético, además de facilitar el uso de equipo carrier de comunicación acopladores de frecuencia, etc.

TABLEROS DE CONTROL Y MEDICIÓN Los tableros en general son de lámina a gris con un espesor de 3 mm., pintada de gris, en esos tableros además de instalar los equipos de medición se instalan conmutadores, por la parte posterior los esquemas de protección, así como el bus mímico. La altura de los tableros es de 2.28 mts. Y los equipos de medición son instalados a una altura de 1.70 mts. Para ser

leídos sin dificultad. Para propósitos de tele medición, control de tiempo real y en general aspectos de comunicación. BARRAS, O TUBOS CONDUCTORES Se define como bus a una barra que sirve de medio de transmisión de la tensión ya sea en una subestación o en un tablero, soportado por aisladores y estas pueden ser de cobre o de aluminio. De Cobre: Este bus es una combinación de materiales de cobre, plata y otros, siendo un porcentaje mayor de cobre, permitiendo que su característica de conducción sea la más típica en uso, además, por su costo barato. De Aluminio: Este bus es una combinación de materiales de aluminio, plata y otros, siendo un porcentaje mayor de aluminio, permitiendo que su característica de conducción sea mejor que la de cobre, pero por su costo caro es la menos utilizada.

PUESTA A TIERRA Los sistemas de tierras están constituidos por una serie de electrodos de cobre que forman una red alrededor de la subestación eléctrica. Nos ofrecen una seguridad para el personal y para el propio equipo eléctrico. El principal objetivo de este sistema es drenar las corrientes de falla del sistema principalmente las producidas a causa de disturbios atmosféricos, evitando al mínimo la producción de potencial en distintos puntos del suelo con respecto a partes mecánicas conectadas a tierra que sean peligrosas al ser humano o que puedan afectar de alguna manera el funcionamiento del equipo eléctrico.

FOSAS Son cubículos o registros por donde llegan los cables de compañía de luz, estas deben tener desagües para evitar que se inunden, su función consiste. INTERRUPTORES DE TRANSFERENCIA El interruptor de transferencia estático (by-pass eléctrico interno) debe operar transfiriendo la carga de la línea de suministro de energía eléctrica del inversor a la línea de suministro de energía de respaldo y viceversa. Esta transferencia deben ser de forma que el suministro de energía eléctrica en la carga no sufra interrupción cuando se cumpla la condición de sincronía y se presenten como mínimo las condiciones siguientes:

•falla del inversor •sobre corriente en el inversor •voltaje de salida del inversor mayor o menor a +/-10% del valor nominal. •desconexión por bajo voltaje de corriente continua. •transferencia manual. •velocidad no mayor de ¼ de ciclo. PARARRAYOS Los pararrayos o puntas de descarga son dispositivos de protección para la subestación y de toda la instalación en general contra descargas atmosféricas. Consisten en una varilla de

material conductor con terminación en punta. Estas varillas se conectan a la red de tierras. el método de los pararrayos es que al existir descargas en la atmósfera, proporcionarles un camino de muy baja impedancia a fin de que se garantice que en caso de ocurrir una descarga, ésta se vaya a tierra a través de las puntas y no a través de otros elementos en donde pudieran ocurrir desgracias que lamentar.

APARTARRAYOS Los apartar rayos que se emplean en la protección de las instalaciones y subestaciones es de tipo auto valvular, que tienen la función de limitar las frecuentes apariciones de sobretensiones. Las sobretensiones que se presentan en el servicio y precisamente las atmosféricas, sobrepasan muy frecuentemente esta curva. El apartar rayo limita todas las sobretensiones hasta alcanzar tensiones residuales no peligrosas.

HILO DE GUARDA Este se encuentra en la parte superior de cada una de las torres de la subestación, su función es proteger a las líneas contra descargas. Esta protección consiste en interceptar las descargas atmosféricas y conducirlas a tierra por medio de un conductor conectado a tierra.

TIPOS DE AISLADORES

Existen diversas formas de clasificar los aisladores, por ejemplo, se pueden organizar por el material con el que se fabrican, como vidrio porcelana o plástico. También existen aisladores de intemperie, de recintos cubiertos, así como de suspensión o amarre y de apoyo. Además, los hay para corriente alterna y para corriente directa.

Los dos materiales más utilizados para las líneas de transmisión aéreas son: el vidrio y la porcelana.

Los aisladores de plástico generalmente son usados en instalaciones bajo techo, donde la contaminación y el ambiente corrosivo son menor.

Algunas de las características de los aisladores de vidrio son las siguientes:



Permiten la fácil detección de defectos, ya que el vidrio es transparente.



Los rayos solares son absorbidos por el aislador, lo cual provoca un calentamiento menor.



Son de fácil inspección ocular, ya sea desde el suelo o desde un helicóptero.



No se perforan debido a los cambios de tensión cuando se energiza la línea de transmisión.

Por otra parte, los aisladores de porcelana presentan las siguientes características:



No se pueden detectar los defectos internos.



Absorben los rayos solares, por lo que se calientan fácilmente.



Se requiere hacer una inspección detallada de los mismos.



Debido a la naturaleza del material, se perforan con facilidad.

En las líneas de transmisión se manejan voltajes del orden de magnitud de kilovolts, por lo que es necesario emplear cadenas de aisladores. Para cumplir con los requisitos de distancia mínima de los conductores, la altura de las torres de transmisión incrementa lo mismo que la cadena de aisladores. Esto es, a mayor nivel de tensión, más grande será la cadena.

Los aisladores o cadenas de aisladores sirven de soporte en las líneas de transmisión de los conductores eléctricos. Su función es evitar la fuga de corriente y, por consiguiente, las pérdidas de potencia eléctrica.

La importancia de estos elementos recae en que proveen de la seguridad necesaria cuando se manejan niveles de tensión arriba de los 85 Kv.

1.3. INTERRUPTORES DE POTENCIA

Los interruptores son los elementos cuya función es desconectar los circuitos bajo condiciones de corriente nominal, vacío o corto circuito, es decir, en condiciones normales o anormales.

Existen diferentes tipos de interruptores de potencia, de acuerdo al método mediante el cual se interrumpe la corriente, los cuales se observan en la siguiente figura:

TAREAS FUNDAMENTALES EN LOS INTERRUPTORES DE POTENCIA

Se requiere que cualquier interruptor, sin tomar en cuenta su aplicación particular, efectúe cuatro operaciones fundamentales:



Cerrado, debe ser un conductor ideal.



Abierto, debe ser un aislador ideal.



Cerrado, deber ser capaz de interrumpir la corriente a que fue diseñado, rápidamente y en cualquier instante, sin producir sobretensiones peligrosas.



Abierto, debe ser capaz de cerrar rápidamente en condiciones normales y/o de falla en cualquier instante; sin producir sobretensiones peligrosas.

PRINCIPIO DE OPERACION

De acuerdo con la secuencia de operación de un interruptor, la operación de cierre o de apertura de los contactos de que consta se realiza por medios mecánicos, que los mantiene unidos y asegurando esta posición mediante un dispositivo de enclavamiento, haciendo posible el flujo de la corriente eléctrica de uno a otro, a través de uno o varios puntos de unión de dichos contactos.

Cuando los contactos se separan se forma un entre-hierro entre ellos, el cual está constituido de un medio gaseoso de conducción de corriente, durante el tiempo que permanezca bajo las condiciones particulares adquiridas al iniciarse la separación. Esta sección gaseosa conductora de la corriente se conoce como arco eléctrico, con la función de permitir que la corriente que abandona su trayectoria metálica en uno de sus contactos, pase a ella y nuevamente encuentre su trayectoria original en el otro contacto. Es en esta sección donde el circuito es vulnerable (pasa de conductor a aislador), ya que la corriente abandona su trayectoria metálica segura para formar un arco en el medio gaseoso, logrando que la conductividad de esta trayectoria gaseosa pueda variarse a tal grado, que la corriente deje de fluir.

COMPORTAMIENTO TÉRMICO

La interrupción del circuito cargado siempre va acompañado de una descarga de arco entre los contactos del interruptor. Durante este proceso en el espacio del arco se libera una gran cantidad de energía (la mayor parte en forma de calor).

Esta energía puede ocasionar daños a los contactos del interruptor, vaporización del aceite, aumento de la presión en el interior del tanque, etc. Obviamente si se reduce el tiempo de arqueo, mediante el enfriamiento y adelgazamiento del arco por diseño del interruptor puede evitarse el daño que podría sufrir el mismo, esto es exigible para equipos de desconexión y conexión de cargas reactivas (reactores y capacitores).

En los interruptores de corriente alterna se logra fácilmente la deionización de la trayectoria del arco en la posición de corriente cero.

Puede verse que el arco de C.A. es útil en el sentido de que, si se interrumpiera bruscamente el circuito habría voltajes peligrosos entre los contactos, debido a la inductancia del circuito. La interrupción del circuito ocurre solamente en el instante en que la corriente llega a cero normal y es cuando desaparece el arco. En otras palabras, el arco de C.A. sincroniza el instante de apertura del circuito con la corriente normal cero, independientemente del instante en que se separan los contactos.

Perdidas del plasma

Hay tres formas en que pierde calor una columna de arco:



Por conducción.



Por convección.



Por radiación.

Las pérdidas que ocurren en un interruptor son únicamente por conducción y por convección, ya que la pérdida por radiación es despreciablemente pequeña. En los interruptores de corte simple en aceite, se forman arcos en las toberas o tubos y en las ranuras angostas y casi toda la pérdida es por conducción. Siempre que se presenta el fenómeno cuya naturaleza es la de un soplo, aún en la interrupción simple, la pérdida es un problema de conducción-convección. El arco ordinario que se forma en el aire es también un problema de conducción-convección. Se demostró experimentalmente que si el efecto de convección se reduce a cero, colocando el arco en un campo sin gravedad, la pérdida de energía del arco se reduce a la mitad.

1.3.3. INTERRUPTORES DE VACÍO

Los interruptores al vacío utilizan como medio de extinción un vacío de hasta 10-5 Torr (Torr = 1 mmHg), en el cual no se puede formar un plasma debido a la ausencia de los átomos que se requieren para la ionización. Si bien hoy en día resulta fácil crear un vacío elevado,

obligando una separación mínima de los contactos, el interruptor al vacío ha tenido una serie de dificultades técnicas. Así, por ejemplo, al disminuir la separación entre los contactos el tiempo de desconexión de la corriente también se hace mínimo. Esto conlleva a un aumento muy peligroso del diferencial di/dt.

Pudiendo operar totalmente libre de arcos eléctricos, debido a la citada ausencia de materia (átomos), los contactos del interruptor al vacío se dosifican en la práctica con un vapor metálico, de manera que durante su operación se forme un arco eléctrico controlable.

El arco en cuestión se forma únicamente en este vapor metálico, producto de la separación de los contactos, para difundirse luego en forma radial. Esto evita un reencendido del arco después del paso natural por cero de la corriente.

Desde un punto de vista operacional, este vapor metálico resulta ser la característica más relevante de este interruptor, ya que su dispersión controlada regula la intensidad de corriente del propio arco, evitando que por exceso se produzca un reencendido o en su defecto una elevada sobretensión. El control de este vapor metálico es en realidad la esencia del interruptor, de allí que haya demandado una investigación muy exigente y prolongada, y por demás costosa. Entre las medidas adoptadas constructivamente destacan las siguientes:

1. Uso de materiales especiales para los contactos, de manera que generen los vapores metálicos necesarios para mantener al arco en un valor lo más bajo posible.

2. Empleo de pantallas metálicas (sputter shield) que permitan un enfriamiento súbito y como consecuencia la condensación del vapor metálico.

3. Hermetismo absoluto en la cámara de interrupción, de manera que el vacío se mantenga.

Los materiales que se empleen como contactos deben poseer gran pureza (inferior a 1:107) y garantizar, al mismo tiempo, que no se soldarán mutuamente a pesar de no contener partículas extrañas. Este tipo de interruptor presenta, debido a la mínima separación de sus contactos, una tensión de arco Ub y un contenido energético del mismo muy pequeños, en especial si se le compara con otros interruptores convencionales. Entre las ventajas más sobresalientes del interruptor al vacío figuran las siguientes:

1.- Recuperación dieléctrica muy elevada, lo cual le capacita para desconectar fallas muy severas. 2.- Larga vida sin mantenimiento, debido al hermetismo de la cámara de interrupción.

MECANISMOS DE ACCIONAMIENTO

Mecanismo de accionamiento de un interruptor, se considera al conjunto de elementos electromecánicos que permiten almacenar y disponer energía, útil para transmitir un movimiento, logrando posiciones finales de los contactos de potencia, ya sea abierto o cerrado dentro de valores de tiempo de maniobra especificados, que favorezcan la operación correcta del equipo. A continuación se relacionan los actualmente conocidos:



Resorte



Neumático



Hidráulico



Gas dinámico



y combinaciones posibles entre ellos

RESORTE

El accionamiento a base de resorte de un interruptor de potencia contiene los siguientes elementos figura 3.20:



Fuente de energía, a través de motor eléctrico en sistema reductor de velocidad formado por corona y tornillo sin fin.



Acumulador de energía a base de resortes.



Dos mecanismos, uno de cierre y otro de apertura, que retienen la energía proporcionada por los resortes automáticamente y la liberan a voluntad, bien por control local manual, o bien a distancia, eléctricamente mediante electroimanes.



Elemento amortiguador, hidráulico generalmente que después de las maniobras del interruptor absorbe la energía sobrante, producto de la inercia de los resortes.



Elemento de protección y control mecánico que impiden maniobras falsas, tales como maniobra de cierre durante el período de tensado de los resortes de mando, límites de carrera de tensado de los resortes, inversión de giro de la manivela cuando se desea tensar el resorte manualmente.



También cuenta con elementos que automáticamente obligan de nuevo al tensado del resorte (por motor) inmediatamente después del cierre del interruptor, dejando el mando dispuesto en pocos segundos para realizar una maniobra de cierre.



Elementos de señalización ópticos de las posiciones del interruptor y los resortes.

NEUMÁTICO

Las partes principales de un sistema de accionamiento neumático son las siguientes:



Fuente de energía formada por un grupo motor-compresor.



Depósito de almacenamiento de aire comprimido.



Conjunto principal de accionamiento: válvulas de accionamiento, válvulas de conexión, válvulas de desconexión, émbolo de accionamiento, etc.



Electroimanes de conexión y desconexión.



Elementos de control y protección para la operación integral del interruptor.



Elementos para señalización de posición del interruptor.

MANIOBRA DE CONEXION

La orden de conexión se transmite eléctricamente a la bobina de conexión de la válvula de accionamiento 19. En dicha válvula de accionamiento de conexión, el impulso eléctrico se transforma en una orden neumática, la cual se lleva por medio de una unión por tubo corto directamente hasta el accionamiento 16. De esta forma el émbolo 20 del accionamiento se desplaza desde la posición de desconexión hacia la posición de conexión y el interruptor queda cerrado. Durante el recorrido del émbolo y en el lado opuesto del mismo, el espacio existente queda vacío de aire, por medio de la válvula de desconexión 21.

Simultáneamente el dispositivo de contactos auxiliares se acciona de forma directa y mecánica por el émbolo de accionamiento 20 y se sitúa señalizando la posición mediante la

varilla en la posición de conectado. A través del movimiento de los contactos de dicho dispositivo de contactos auxiliares se interrumpen los circuitos eléctricos del accionamiento de conexión, también la válvula de accionamiento de conexión se cierra y de esta forma apoya y refuerza la maniobra mediante acoplamiento neumático.Inmediatamente después

del cierre de la válvula de accionamiento de conexión, el aire de accionamiento restante que permanece en el cilindro de accionamiento se evacua mediante la válvula de descarga que existe en la válvula de accionamiento de conexión. MANIOBRA DE DESCONEXIÓN La orden de desconexión se da de forma eléctrica a la bobina de desconexión de la válvula de accionamiento 22. En dicha válvula de accionamiento de desconexión, el impulso eléctrico se transforma en una orden neumática que se transmite a la válvula de amplificación 23. Dicha válvula de amplificación se abre y descarga la presión en el espacio de accionamiento de la válvula de desconexión 21, de tal forma, que entonces el émbolo de la válvula de desconexión se desplaza hacia abajo y simultáneamente cierra la salida de evacuación. A través de la válvula de desconexión 21 abierta, el aire comprimido que se encuentra en el calderín llega de forma simultánea al accionamiento 16 de las columnas, así como al accionamiento de la válvula de evacuación 24 y mediante el acoplamiento de retorno a la válvula de amplificación 24. El émbolo 20 del accionamiento se mueve desde la posición de conexión hacia la posición de desconexión y el interruptor queda desconectado.

Durante el recorrido del pistón y en el lado opuesto del mismo, el espacio existente queda vacío de aire por medio de la válvula de evacuación 24 de sección amplia. Simultáneamente el dispositivo de contactos auxiliares cambia su posición por medio de la varilla que se utiliza para la señalización de posición, la cual es accionada de forma directa y mecánica. Al modificarse la posición de los contactos del dispositivo de contactos auxiliares se interrumpe

eléctricamente el circuito del accionamiento de desconexión, provocando el cierre de la válvula de accionamiento de desconexión. Mediante el acoplamiento de retorno se comanda la válvula de amplificación 23 de forma rápida. La válvula de descarga de la válvula de desconexión 21 evacua el aire del espacio situado por encima del pistón de accionamiento, así mismo actúa el mando para la válvula de evacuación 24.

HIDRAULICO Un sistema de accionamiento hidráulico consta de los siguientes elementos:



Cilindro de doble efecto diferencial (2), en el cual el lado de menor superficie está de manera permanente en comunicación con el acumulador de energía (1).



Fuente de energía compuesta por grupo moto-bomba hidráulica (4).



Acumulador de energía (1).



Válvula principal de conmutación (3) para control de la posición del interruptor.



Conjunto de electroimanes de cierre y disparo Y1, Y2 / Y3.



Recipiente en aceite (5).



Sistema de control y protección (6) del accionamiento hidráulico, así como para la integridad misma del interruptor.



Señalizadores ópticos de la posición del interruptor.

FUNCIONAMIENTO

Del acumulador hidráulico (1) parte una tubería de aceite sometida permanentemente a presión, que conduce al cilindro de accionamiento (2).

En el lado de desconexión del émbolo (2) existe siempre presión y en el lado conexión también se establece una presión conmutando la válvula principal (3); la fuerza ejercida para la conexión resulta de la diferencia entre las superficies sometidas a presión. La superficie del lado desconexión es menor que la del lado conexión, siendo la diferencia entre ambas igual a la sección del vástago del émbolo. Por tal razón, el interruptor está siempre dispuesto para abrir. Poco antes de alcanzar cada posición final se amortigua, por vía hidráulica, el movimiento de maniobra. Estos sistemas se proveen mediante válvulas esféricas auxiliares, de mando y principal, para asegurarse que durante el movimiento de maniobra ocurra cualquier interrupción o discontinuidad de las operaciones de conexión y desconexión.

ACCIONAMIENTO CON GAS DINÁMICO Cada polo del interruptor tiene un mecanismo de maniobra integrado, impulsado por gas SF6. El SF6 de alta presión de la cámara de interrupción se usa para aislar partes bajo tensión, para extinguir el arco y para maniobrar el interruptor. La energía de impulsión, que es necesaria para mover los contactos, es producida por la diferencia de presión entre los compartimentos de alta presión-cámara de interrupción (HP) y baja presión-compartimento del accionamiento (LP). El SF6 “HP” se usa para mover un pistón que está conectado mecánica y axialmente al contacto móvil del interruptor.

Dos grupos de válvulas están diseñadas para permitir el flujo del SF6 presurizado sobre una de las caras del pistón de manera que realiza las maniobras de abrir o cerrar el interruptor.

La caída de presión que aparece en la cámara de interrupción después de cada maniobra es compensada por un compresor hermético, que recolecta el SF6 en el compartimento de LP y lo introduce en el compartimento de HP para restablecer la presión nominal.

Normalmente los volúmenes y presiones están proyectados para permitir, aún sin la contribución del compresor, un ciclo de maniobra acumulado A – CA – CA.

El conmutador de densidad alojado dentro del compartimento de LP está conectado a aquel de HP y tiene la tarea de controlar la presión del SF6 en la cámara de interrupción y de comandar el compresor. Está equipado con 3 contactos: 

Contactor de arranque y paro del compresor



Contacto de bloqueo de cierre por baja presión (LP)



Contacto de bloqueo de apertura por baja presión (LP)

Un densímetro es suficiente para controlar los compartimentos de polos (HP y LP) a partir del hecho que debe examinar una cantidad fija de gas introducido en el polo. 1.3.5. ESPECIFICACIÓN Y SELECCIÓN DE INTERRUPTORES DE POTENCIA Existe una gran diversidad y al igual que en los transformadores se deben especificar generalidades, función del interruptor en la subestación, si la subestación es de tipo interior

o intemperie, si es de accionamiento manual o automático. Entre los datos técnicos que se deben proporcionar se pueden mencionar como funcionamiento los siguientes: 

Tensión normal de operación.



Corriente nominal.



Corriente de ruptura en KA.



Capacidad de ruptura en MVA.



Capacidad de ruptura para S SRG, de duración de falla

SELECCIÓN SON LAS SIGUIENTES 

El tiempo de cierre del interruptor a una frecuencia de 60 Hz debe ser como máximo de 0.16 segundos (10 ciclos).



La capacidad de ejecución la tensión nominal para la apertura del interruptor deberá ser de 0.3 segundos.



La operación de cierre seguida inmediatamente después de una operación de apertura, sin ningún retraso adiciona debe de ser de 3 minutos.



Los interruptores deben cumplir con no exceder las diferencias en simultaneidad de tiempos de operación entre el primero y el último polo de acuerdo a las siguientes condiciones:

a) En operación de cierre 3 milisegundos máximo. b) En operación de apertura 2 milisegundos máximo.

Cuando exista más de una cámara de interrupción por polo, se debe verificar de no exceder las diferencias de simultaneidad de tiempos de operación entre el primero y el último contacto del mismo polo de acuerdo a las siguientes condiciones:

a) En operación de cierre 2 milisegundos, máximo. b) En operación de apertura 2 milisegundos máximo.

CONCLUSIÓN En este tema abordamos todos los elementos que constituyen a una subestación eléctrica, así como también su comportamiento de cada uno de estos elementos. Como están clasificado cada uno de los elementos, las diferentes especificaciones que conllevan y sus especificaciones necesarias para los interruptores de potencia. Tenemos que tener en cuenta que todos estos elementos son indispensables para que funcione una subestación eléctrica y así poder transportar la energía a cada uno de los hogares que existen en nuestro país. Y observar cuales son la naturaleza de las sobretensiones que ocurren en una subestación de cualquier tipo que se conocen. Los elementos primarios que entran en la subestación eléctrica son: 

Transformador de potencia.



Interruptor de potencia.



Transformadores de instrumentos.



Apartarrayos.

Todos estos elementos nos ayudan a manejar valores de voltaje y corriente comprensibles para cada aparato o maquina eléctrica que existan.

GLOSARIO Conducción: La conducción de electricidad es la transmisión de la carga eléctrica a través de un cable u otro cuerpo. El concepto se utiliza de modo similar para referirse a la conducción de calor. Convección: Es una de las tres formas de transferencia de calor. Se caracteriza porque se produce por medio de un fluido (líquido, gas o plasma) que transporta el calor entre zonas con diferentes temperaturas. Radiación: Propagada en forma de ondas electromagnéticas (rayos UV, rayos gamma, rayos X, etc.). Disparo: Es la apertura automática de un dispositivo por funcionamiento de la protección para desconectar una parte del sistema. Interruptor: Es el equipo que sirve para cerrar y abrir circuitos eléctricos, con o sin carga, o con corriente de falla. Interconexión: Es el enlace de los centros productores y consumidores, cuando cada uno de los cuales cede electricidad al otro cuando le es posible producirla en exceso sobre sus propias necesidades del momento. Maniobra de operación: Se entenderá como lo hecho por un operador directamente o a control remoto, para accionar algún elemento que pueda cambiar el estado y/o funcionamiento de un sistema, sea eléctrico, neumático, hidráulico o de cualquier otra índole. Subestación: Es la estación que recibe, transforma y/o distribuye energía eléctrica.

BIBLIOGRAFÍA 

https://es.pdfcoke.com/doc/244680064/Temas-INTERRUPTORES-DE-POTENCIA-pdf



https://es.pdfcoke.com/doc/113411122/Definicion-clasificacio-n-y-elementos-constitutivosde-una-subestacio-n



https://es.pdfcoke.com/doc/100436291/1-3-Interruptores-de-Potencia