Subestaciones eléctricas

Una subestación eléctrica es un dispositivo o grupo de equipos eléctricos que forma parte de un sistema eléctrico. Su función principal es la generación, conversión, regulación y distribución de energía eléctrica. Las subestaciones deben modificar y establecer los niveles de tensión de la infraestructura eléctrica para que la energía eléctrica pueda ser transmitida y distribuida.

En este artículo vamos a contarte todo lo que necesita saber sobre las subestaciones eléctricas, sus características e importancia.

Tipos de subestaciones eléctricas

Una subestación eléctrica es una instalación encargada de transformar la tensión, frecuencia, número de fases o conexiones de dos o más circuitos. Están ubicados cerca de las centrales eléctricas, en la periferia de las áreas de consumo o dentro y fuera de los edificios. Las subestaciones en las ciudades a menudo se ubican dentro de los edificios para ahorrar espacio y reducir la contaminación. Por el contrario, las instalaciones al aire libre se ubican en las afueras de los centros urbanos. Hay varios tipos de subestaciones eléctricas:

• Subestaciones de transformación. Convierten el voltaje de la energía eléctrica a través de uno o más transformadores. Pueden ser elevadoras o reductoras de tensión.
• Subestación de maniobra. Conectan dos o más circuitos y funcionan. En este tipo de subestación no se convierte la tensión.
• Transformadoras elevadoras: este tipo de subestación eleva el voltaje generado a un nivel más alto para convertirlo.
• Transformadoras reductoras: Finalmente, a diferencia de las subestaciones elevadoras, los transformadores reductores reducen las altas tensiones a niveles moderados para distribuirlas.

Subestaciones eléctricas elevadoras y reductoras

Las elevadoras aumentan el voltaje generado de medio a alto o muy alto para poder transmitirlo. Están al aire libre, junto a la central eléctrica. La tensión primaria del transformador suele estar entre 3 y 36 kV. La tensión secundaria del transformador está determinada por la tensión de la línea de transmisión o línea de interconexión (66, 110, 220 o 380 kV).

Por otro lado, las reductoras son subestaciones que tienen la función de reducir la alta o extra alta tensión a media tensión para su posterior distribución. La tensión primaria del transformador depende de la tensión de la línea de transmisión (66, 110, 220 o 380 kV). La tensión secundaria del transformador depende de la tensión de la línea de distribución (entre 6 y 30kV).

Tipos de averías

Las fallas más comunes en los circuitos son:

    Cortocircuito: es una conexión voluntaria o accidental donde existe una diferencia de potencial entre dos puntos de un circuito. Estos fallos deben eliminarse en 5 segundos.

Los sistemas de protección utilizados son:

• Interruptor de aislamiento.
• Interruptor de solenoide.

Sobrecorriente: Es una fuerza superior a la nominal, que puede producir sobrecarga o cortocircuito en el tiempo. Se entiende por sobrecarga un aumento de la corriente por encima de la corriente nominal.

Los sistemas de protección utilizados son:

• fusible
• Interruptores electromagnéticos y magnetocalóricos.

  Contacto directo: es el contacto entre la persona y las partes móviles del dispositivo. Los sistemas de protección utilizados son:

• Aislar las partes activas de la instalación.
• Asegurar una distancia segura a través de obstáculos.

Contacto indirecto: contacto humano con una masa inesperadamente cargada, como suele ser el caso de las carcasas de los motores.  La protección de contacto indirecto más utilizada es la que combina un interruptor diferencial con un cuerpo de puesta a tierra.

   Interferencias:

• Sobretensión: Tensión superior al valor máximo que puede existir entre dos puntos de una instalación eléctrica. Para evitar sobretensiones, se utilizan relés de protección contra sobretensiones.
• Subtensión: La tensión es inferior a la tensión nominal de funcionamiento del circuito. Para evitar subtensiones, se instala un relé de protección contra subtensiones.

Sistemas de protección

Es necesario dotar a las diferentes instalaciones eléctricas de sistemas de protección como:

Cortacircuitos de fusibles

Son dispositivos que se utilizan para cortar circuitos automáticamente cuando la corriente que los atraviesa es muy alta. Un fusible es una parte de un circuito que se derretirá si excede su fuerza de fabricación. Un fusible es solo una lámina o cable conductor que se usa para fundir y así romper un circuito, mientras que un fusible también incluye una carcasa, material de soporte, etc.

Relé térmico

Un dispositivo de protección con la capacidad de detectar un flujo de corriente inadmisible. Por sí mismo, no puede eliminar la falla, necesita otro elemento para realizar la desconexión del fregadero. Las luces de señalización se utilizan generalmente al cerrar el circuito para indicar que el relé térmico se ha disparado debido a una sobrecorriente no permitida.

Interruptor automático

Equipo electromecánico capaz de cortar por sí mismo sobrecorrientes no permitidas y posibles cortocircuitos.

• Cortocircuito abierto: funciona según el principio de funcionamiento magnético. La bobina magnética genera una fuerza a través del sistema de palancas encargadas de abrir los contactos móviles (entrada de corriente). Si la corriente a través del interruptor automático excede la fuerza nominal varias veces, el interruptor automático se abrirá en menos de 5 milisegundos.
• Desconexión por sobrecarga: En este caso, funciona según el principio de funcionamiento térmico. El bimetal se flexiona cuando pasa por una sobrecorriente inadmisible y crea una fuerza transmitida a través de la palanca y rompe el contacto móvil. El tiempo de acción está determinado por la intensidad por la que pasa: cuanto mayor es la intensidad, menos tiempo dura la acción.

Interruptor diferencial

Dispositivos de protección para detectar y eliminar defectos de aislamiento. Este dispositivo es muy importante en las instalaciones eléctricas, es necesario para evitar sobrecorrientes y cortocircuitos, colocar delante un interruptor magnetotérmico.

Durante el funcionamiento normal de este equipo, la corriente que ingresa al receptor tiene el mismo valor que la corriente que sale del receptor. Sin embargo, en caso de falla del aislamiento, habrá un desequilibrio entre las corrientes de entrada y salida; el cambio de corriente no será cero. Cuando el interruptor diferencial detecta que este cambio de corriente no es cero, actúa abriendo el circuito.

Interruptor de aislamiento

Dispositivo mecánico de conexión y desconexión que permite cambiar las conexiones de un circuito eléctrico para aislar un elemento o parte de una red eléctrica del resto de la red. Antes de usar el interruptor de aislamiento, se debe cortar la corriente en el circuito.

Espero que con esta información puedan conocer más sobre las subestaciones eléctricas y sus características.