Subestación eléctrica

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Subestación eléctrica elevadora.

Una subestación eléctrica es usada para la transformación de la tensión de la energía eléctrica. El componente principal (y más caro) de una subestación eléctrica es el transformador.

Las subestaciones eléctricas elevadoras se ubican en las inmediaciones de las centrales eléctricas para aumentar la tensión de salida de sus generadores. En España los niveles de tensión normalizados más habituales son 15, 20, 66, 132, 220 y 400 kV. De ellos, los dos últimos corresponden a la red de transporte (gestionada y operada por RED ELÉCTRICA) y el resto son de la red de distribución.

Cerca de las poblaciones y de los consumidores, se encuentran las subestaciones eléctricas reductoras que reducen el nivel de tensión para que sea apto para su uso por medianos consumidores (fábricas, centros comerciales, hospitales, etc). Dicha reducción tiene lugar entre tensiones de transporte (400 o 220kV) a tensiones de distribución. Repartidos en el interior de las ciudades existen centros de transformación (CT's) que bajan la tensión a 400V en trifásica (tres fases y neutro), la cual es apropiada para su distribución a pequeños consumidores, entre los que se encuentra el consumo doméstico. Para este tipo de consumo se utiliza en cada vivienda una fase y el neutro, por lo que la tensión que se mide con un polímetro es de 230 V.

La razón técnica para realizar esta operación es la conveniencia de transportar la energía eléctrica a larga distancia a tensiones elevadas para reducir las pérdidas resistivas por efecto Joule ( $P= I^2\cdot R$ ), que dependen de la intensidad de corriente.

Las líneas de la subestación eléctrica están protegidas por equipos principalmente con dos principios de funcionamiento: diferencial de línea y distancia. En el primer caso se compara la intensidad de ambos extremos de la línea en cada instante y se comprueba que coincidan, mientras que en el segundo se obtiene la impedancia de la línea realizando el cociente entre tensión e intensidad para verificar que se encuentre entre unos valores predeterminados.

También poseen aparatos de maniobra tanto en carga (interruptores) como sin carga (seccionadores) y de medida (transformadores de intensidad y de tensión). Así mismo es necesario establecer comunicaciones entre las subestaciones que se encuentran en los extremos de las líneas, y ésta puede realizarse bien mediante fibra óptica, comunicaciones en alta frecuencia a través de la misma línea (onda portadora) o por un enlace de radio.

Para proteger líneas de media tensión (<66 kV) frente a caídas de rayos durante tormentas eléctricas y prevenir que se vean afectadas por averías en CT's de clientes se instalan fusibles (comúnmente llamados XS) de manera que éstos sean los elementos que se deterioren en caso de sobreintensidades.

Subestaciones Blindadas

Existe otra alternativa a las Subestaciones Eléctricas convencionales descritas anteriormente.Éstas son las llamadas Subestaciones Eléctricas Blindadas. La Subestación eléctrica blindada más usual es la GIS, Gas Insulated Switchgear.En ellas el fluido que trabaja como aislante es el gas SF6, hexafluoruro de azufre.Éste gas es usado en la mayoría de interruptores de subestaciones eléctricas convencionales por sus adecuadas características para la eliminación del arco eléctrico.

Una Subestación GIS esta construida a base de conductos dentro de los cuales se encuentra el gas SF6.A su vez, dentro de este conductor, además del propio gas, se encuentra el propio elemento conductor eléctrico, que normalmente es un embarrado de cobre bañado en plata.

En la parte GIS de conductos se encuentran los principales elementos de una subestación (a excepción de los transformadores de potencia), tales como los Interruptores, seccionadores,autoválvulas y transformadores de medida. Éstos conductos pueden ser instalados outdoor o indoor.Así, es común la instalación de éstos en una edificio (tipo nave industrial) construido al efecto.

Por lo tanto, la disposición típica de una subestación GIS es en cuestión la misma que una subestación convencional, salvo que la aparamenta de maniobra y medida (interruptores, seccionadores, transformadores de medida, etc) no está instalada en un parque intemperie, si no que se encuentra en los conductores aislados en SF6.

Son numerosos los paises que en la actualidad están instalando éste tipo de Subestación Eléctrica, porque admite un alto grado de tensión de trabajo en un reducido espacio, tienen un mantenimiento muy reducido, y son muy aptas para lugares con ambientes pulvíjenos.