Una subestació elèctrica és un dispositiu o grup d'equips elèctrics que formen part d'un sistema elèctric. La seva funció principal és la generació, la conversió, la regulació i la distribució d'energia elèctrica. Les subestacions han de modificar i establir els nivells de tensió de la infraestructura elèctrica perquè lenergia elèctrica pugui ser transmesa i distribuïda.
En aquest article explicarem tot el que necessita saber sobre les subestacions elèctriques, les seves característiques i importància.
Tipus de subestacions elèctriques
Una subestació elèctrica és una instal·lació encarregada de transformar la tensió, freqüència, nombre de fases o connexions de dos o més circuits. Estan ubicats a prop de les centrals elèctriques, a la perifèria de les àrees de consum o dins i fora dels edificis. Les subestacions a les ciutats sovint se situen dins dels edificis per estalviar espai i reduir la contaminació. Per contra, les instal·lacions a l'aire lliure se situen als afores dels centres urbans. Hi ha diversos tipus de subestacions elèctriques:
- Subestacions de transformació. Converteixen el voltatge de lenergia elèctrica a través dun o més transformadors. Poden ser elevadores o reductores de tensió.
- Subestació de maniobra. Connecten dos o més circuits i funcionen. En aquest tipus de subestació no es converteix la tensió.
- Transformadores elevadores: aquest tipus de subestació eleva el voltatge generat a un nivell més alt per convertir-lo.
- Transformadores reductores: Finalment, a diferència de les subestacions elevadores, els transformadors reductors redueixen les altes tensions a nivells moderats per distribuir-les.
Subestacions elèctriques elevadores i reductores
Les elevadores augmenten el voltatge generat de mig a alt o molt alt per poder transmetre'l. Són a l'aire lliure, al costat de la central elèctrica. La tensió primària del transformador sol estar entre 3 i 36 kV. La tensió secundària del transformador és determinada per la tensió de la línia de transmissió o línia d'interconnexió (66, 110, 220 o 380 kV).
D'altra banda, les reductores són subestacions que tenen la funció de reduir l'alta o extra alta tensió a mitja tensió per a la distribució posterior. La tensió primària del transformador depèn de la tensió de la línia de transmissió (66, 110, 220 o 380 kV). La tensió secundària del transformador depèn de la tensió de la línia de distribució (entre 6 i 30kV).
Tipus d'avaries
Les falles més comunes als circuits són:
Curtcircuit: és una connexió voluntària o accidental on hi ha una diferència de potencial entre dos punts d‟un circuit. Aquestes fallades s'han d'eliminar en 5 segons.
Els sistemes de protecció utilitzats són:
- Interruptor d´aïllament.
- Interruptor de solenoide.
Sobrecorrent: És una força superior a la nominal, que pot produir sobrecàrrega o curtcircuit en el temps. S'entén per sobrecàrrega un augment del corrent per sobre del corrent nominal.
Els sistemes de protecció utilitzats són:
- fusible
- Interruptors electromagnètics i magnetocalòrics.
contacte directe: és el contacte entre la persona i les parts mòbils del dispositiu. Els sistemes de protecció utilitzats són:
- Aïllar les parts actives de la instal·lació.
- Assegurar una distància segura mitjançant obstacles.
Contacte indirecte: contacte humà amb una massa inesperadament carregada, com sol ser el cas de les carcasses dels motors. La protecció de contacte indirecte més utilitzada és la que combina un interruptor diferencial amb un cos de posada a terra.
interferències:
- Sobretensió: Tensió superior al valor màxim que hi pot haver entre dos punts d'una instal·lació elèctrica. Per evitar sobretensions, es fan servir relés de protecció contra sobretensions.
- Subtensió: La tensió és inferior a la tensió nominal de funcionament del circuit. Per evitar subtensions, s'instal·la un relé de protecció contra subtensions.
Sistemes de protecció
Cal dotar les diferents instal·lacions elèctriques de sistemes de protecció com:
Tallacircuits de fusibles
Són dispositius que s'utilitzen per tallar circuits automàticament quan el corrent que els travessa és molt alt. Un fusible és una part d'un circuit que es fondrà si excedeix la força de fabricació. Un fusible és només una làmina o cable conductor que es fa servir per fondre i així trencar un circuit, mentre que un fusible també inclou una carcassa, material de suport, etc.
Relé tèrmic
Un dispositiu de protecció amb la capacitat de detectar un flux de corrent inadmissible. Per si mateix, no pot eliminar la falla, necessita un altre element per a realitzar la desconnexió de l'aigüera. Els llums de senyalització s'utilitzen generalment en tancar el circuit per indicar que el relé tèrmic s'ha disparat degut a un sobrecorrent no permès.
Interruptor automàtic
Equip electromecànic capaç de tallar per si mateix sobrecorrents no permeses i possibles curtcircuits.
- Curtcircuit obert: funciona segons el principi de funcionament magnètic. La bobina magnètica genera una força a través del sistema de palanques encarregades dobrir els contactes mòbils (entrada de corrent). Si el corrent a través de l'interruptor automàtic excedeix la força nominal diverses vegades, l'interruptor automàtic s'obrirà en menys de 5 mil·lisegons.
- Desconnexió per sobrecàrrega: En aquest cas, funciona segons el principi de funcionament tèrmic. El bimetal es flexiona quan passa per un sobrecorrent inadmissible i crea una força transmesa a través de la palanca i trenca el contacte mòbil. El temps d'acció està determinat per la intensitat per la qual passa: com més gran és la intensitat, menys temps dura l'acció.
Interruptor diferencial
Dispositius de protecció per detectar i eliminar defectes dʻaïllament. Aquest dispositiu és molt important a les instal·lacions elèctriques, és necessari per evitar sobrecorrents i curtcircuits, col·locar davant un interruptor magnetotèrmic.
Durant el funcionament normal daquest equip, el corrent que ingressa al receptor té el mateix valor que el corrent que surt del receptor. Tot i això, en cas de falla de l'aïllament, hi haurà un desequilibri entre els corrents d'entrada i sortida; el canvi de corrent no serà zero. Quan l'interruptor diferencial detecta que aquest canvi de corrent no és zero, actua obrint el circuit.
Interruptor d´aïllament
Dispositiu mecànic de connexió i desconnexió que permet canviar les connexions d'un circuit elèctric per aïllar un element o part duna xarxa elèctrica de la resta de la xarxa. Abans de fer servir l'interruptor d'aïllament, cal tallar el corrent al circuit.
Espero que amb aquesta informació pugueu conèixer més sobre les subestacions elèctriques i les seves característiques.