En todo momento nos encontramos rodeados de aparatos y sistemas que funcionan con energía eléctrica. Si nos detenemos a pensar cómo esa energía se transforma y se distribuye a nuestros hogares, tendríamos que mencionar a las subestaciones eléctricas como parte importante en ese proceso.
Una subestación eléctrica es una instalación vital en el sistema de distribución de energía. Actúa como un punto de conexión y transformación de la electricidad entre las líneas de transmisión de alta tensión y las líneas de distribución de baja tensión. Las subestaciones se encargan de recibir la energía eléctrica que se genera en centrales y plantas eléctricas para elevar su tensión y conectar con grandes líneas que llevan la energía a las ciudades y grandes núcleos de consumo. La energía se crea en centrales hidroeléctricas, termoeléctricas, nucleares, eólicas, entre otros. Luego de eso, la electricidad continua hasta las ciudades por una red de alta tensión.
Las subestaciones eléctricas convierten energía de miles de voltios a niveles manejables. Una vez que ocurre la transformación, la electricidad puede ser canalizada de forma segura a hogares, edificios y demás estructuras. Para suministrar el voltaje adecuado, esta instalación necesita alcanzar una interacción perfecta con todos sus componentes, sobre todo con transformadores, interruptores de cirucito y relés de protección. En cualquier caso, es fundamental entender que las subestaciones eléctricas protegen al sistema eléctrico de posibles accidentes.
Funcionamiento de una Subestación Eléctrica
El funcionamiento de una subestación eléctrica implica una serie de procesos para garantizar la distribución segura y eficiente de la energía eléctrica.
- Primero, la subestación recibe energía de alta tensión a través de líneas de transmisión.
- Luego, la energía transformada se distribuye a través de líneas de distribución de baja tensión hacia hogares, comercios e industrias.
- Además, las subestaciones suelen contar con equipos de control y monitoreo para supervisar el estado de los componentes y garantizar un funcionamiento seguro y confiable.
Tipos y Ubicación de Subestaciones
Una subestación eléctrica es el corazón de un sistema de transmisión y distribución; por ello, se requiere instaurar todas las medidas de seguridad para evitar cualquier tipo de problema. Las subestaciones eléctrias están equipadas con transformadores, interruptores, disyuntores y otros componentes para controlar, proteger y regular el flujo de energía. La evolución de las subestaciones ha venido marcada por la necesidad de una mayor capacidad y eficiencia en la producción y distribución de energía eléctrica.
Lea también: Importancia de la Clasificación Contable
Pueden encontrarse junto a las centrales generadoras y en las periferias de las zonas de consumo, como el interior o exterior de los edificios (en la actualidad, en las grandes ciudades están en el interior de las edificaciones para ahorrar espacio y evitar contaminaciones).
- Subestaciones a la intemperie: son una de las más usadas porque no requieren de una edificación para efectuar su instalación. La mayoría de las subestaciones eléctricas están diseñadas para exteriores. Las configuraciones pueden variar, y aunque los aisladores proveen la distancia de aislamiento adecuada para voltajes de funcionamiento normal, estos no disponen de la suficiente para que los animales no entren en contacto.
- Subestación blindada: estas instalaciones emplean azufre SF6 como elemento aislante.
Componentes Clave: Equipos Primarios de una Subestación
Una subestación transformadora está compuesta por distintos equipos y elementos que trabajan en conjunto para distribuir la energía eléctrica de forma segura. En una subestación eléctrica podemos encontrar una variedad de equipos. Estos equipos dependen directamente del tipo de subestación y están categorizados como primarios y secundarios. Nos referimos a equipos primarios a todos aquellos que están conectados directamente al circuito de alta tensión.
Los equipos primarios de una subestación eléctrica -transformadores de potencia, interruptores de potencia, desconectadores y fusibles, pararrayos y transformadores de instrumentación- constituyen el núcleo funcional de la instalación.
Transformadores de Potencia
El transformador de poder es el equipo eléctrico primario más importante y costoso en una subestación eléctrica. Es una máquina eléctrica estática que transfiere energía eléctrica de un circuito a otro conservando la frecuencia constante. El transformador actúa como el componente central de una subestación, alterando fundamentalmente la relación entre la tensión y la corriente entrantes y salientes. Ajusta estos parámetros eléctricos para garantizar una distribución y funcionamiento adecuados. Básicamente, se encarga de transformar los niveles de tensión en un circuito de corriente alterna. Los transformadores de potencia elevan o reducen tensiones en función de las necesidades del sistema, con modalidades de núcleo y refrigeración variadas dependiendo de su capacidad.
Los transformadores grandes suelen incorporar sistemas de refrigeración para gestionar el calor de manera eficaz. Algunos están equipados con aletas que permiten la circulación del aceite y la disipación del calor de forma más eficiente. En otros casos, se utilizan bombas para hacer circular el aceite de manera más intensa.
Lea también: Aprende sobre auditorías de seguridad IT
Interruptores de Potencia
El interruptor de poder es un equipo eléctrico primario que interrumpe y/o cierra un circuito eléctrico bajo condiciones normales de trabajo o en falla. Es el componente encargado de interrumpir y restablecer la continuidad de un circuito eléctrico.
Dispositivos de Protección y Maniobra
Pararrayos
El segundo equipo eléctrico primario en nuestra lista es el “Pararrayos”. Es un aparato de seguridad encargado de neutralizar las descargas atmosféricas, también cuando se produce una sobretensión de cierta magnitud se encarga de descargar la corriente a tierra. El pararrayos es un elemento de protección de los equipos primarios de la subestación. Este los protege a los equipos primarios de altas tensiones transitorias producto de las descargas atmosféricas. Además, también limita la duración y la amplitud del flujo de corriente de la misma descarga eléctrica. Los pararrayos protegen frente a sobretensiones transitorias, derivando picos de tensión a tierra y evitando daños a los activos primarios.
Cuchillas Desconectadoras
Es un equipo eléctrico primario cuya función principal es conectar y/o desconectar un circuito eléctrico sin carga. Equipos como desconectadores, si bien actúan sin carga, facilitan maniobras seguras y el aislamiento visible para mantenimiento.
Cuchillas Fusibles
Son elementos de conexión y desconexión de circuitos eléctricos. Es aquel equipo que permite suspender la corriente cuando se produce una sobrecarga de energía.
Restaurador
Es un interruptor de aceite con sus tres contactos dentro de un mismo tanque que opera en capacidades interruptoras bajas.
Lea también: Ejemplos y desarrollo de funciones en auditoría
Recloser o Reconectador
Es un equipo electromecánico capaz de interrumpir la corriente cuando se producen corrientes de falla.
Transformadores de Instrumentos y Servicios Auxiliares
Transformador de Corriente (TC) y Transformador de Potencial (TP)
Dos transformadores de instrumentos: transformador de corriente (TC), que tiene como función principal cambiar el valor de la corriente en su primario a otro secundario, y transformador de potencial (TP), el cual transforma los valores de voltaje sin tomar en cuenta la corriente.
El transformador de medida de corriente, como su nombre lo indica, es un equipo eléctrico primario que se conecta en serie al sistema eléctrico, con el fin de convertir la medida de corriente primaria a un nivel más pequeño, en una razón específica, con el fin de entregar la medida de corriente reducida a los equipos secundarios, como protecciones, medidores de energía, controladores de bahía, etc.
Transformador de Servicios Auxiliares
El transformador de servicios auxiliares es un equipo eléctrico primario de transformación, así como el transformador de poder, pero de menos potencia. Se conecta principalmente en el lado secundario de un transformador de poder principal en una subestación. Estos transformadores son los que suplen toda la potencia requerida para operar la subestación en sí misma.
Otros Equipos para Control y Optimización
Reactores Shunt
Se usan principalmente en subestaciones de transmisión y permiten controlar el flujo real de potencias en las líneas. Hacen posible un mejor aprovechamiento de las redes existentes en lo que respecta a los aumentos de carga.
Equipos de Compensación Reactiva
Los equipos eléctricos primarios de compensación reactiva están diseñados para reducir el consumo de energía reactiva en una instalación.
Bobinas de Bloqueo (PLC)
También llamada bobina de bloqueo. Es un equipo eléctrico primario que permite las comunicaciones a través de las líneas de alta tensión. Se utilizan para la transmisión de señales de telecontrol, voz, medición remota y control entre subestaciones. Estás evitan que las señales de alta frecuencia vayan en direcciones no deseadas.
Tableros de Protección, Control y Medición
Son gabinetes metálicos donde se ubican los relés de protección, los dispositivos de control, alarmas, y medición. El elemento protegido usualmente es una línea de transmisión de alta o media tensión, un transformador de potencia, reactor, banco de capacitores, barras, entre otros.
Mantenimiento de Subestaciones Eléctricas
Para entender mejor la confiabilidad de una subestación eléctrica, primero hay que identificar el origen de los posibles desperfectos. Los grandes sistemas de distribución de energía, son necesarios tanto en la industria como en el área residencial. En la actualidad es necesario darle prioridad al programa de mantenimiento, con el objetivo de que sus equipos operen en las mejores condiciones de uso. Así mismo le recomendamos que no exponga a su personal y evite que su establecimiento deje de operar por fallas en la Subestación eléctrica.
Importancia y Pruebas
Para llevar a cabo el Mantenimiento de Subestaciones Eléctricas, debes contar con la información que identifique sus características eléctricas, lámparas para el alumbrado de emergencias, así como los procedimientos para desenergizar la subestación eléctrica. El Análisis de Respuesta en Frecuencia (FRA) es una técnica de diagnóstico crucial en el mantenimiento de transformadores de potencia.
Los resultados que obtenemos de un buen seguimiento y mantenimiento de la subestación son:
- Reducción de fallas
- Reducción de Accidentes
- Menores riesgos de producción
Recomendaciones Generales de Mantenimiento y Seguridad
Algunos puntos muy importantes que debe considerar del mantenimiento de subestaciones eléctricas son los siguientes:
- En el establecimiento es indispensable que siempre haya una persona en cualquier hora del día o de la noche y que conozca cuales son los equipos que la forman.
- Esa persona debe tener cuidado de que el área de la subestación siempre este aseada, para así poder ver que se efectué la limpieza necesaria del piso y que se ventila por lo menos una vez a la semana.
- La zona donde se encuentra la subestación debe mantenerse bien ventilada, con una temperatura promedio de 30°C y máxima de 40°C, libre de polvos, humo o agentes similares.
- Debe evitar almacenar objetos ajenos a la subestación.
- Debe vigilar que los extintores, pértiga y fusibles de repuesto estén en condiciones óptimas de operación y que se encuentren siempre a la vista.
- Es recomendable que una vez por semana efectué una inspección ocular para revisar que no haya fugas de aceite que provengan del transformador o del interruptor.
- Una vez al mes se recomienda que cuando el personal de la CFE se presente a tomar sus lecturas, usted verifique que se efectuaron correctamente dichas lecturas en el equipo de medición, para lo cual es necesario familiarizarse en la forma como se leen los instrumentos que forman dicho equipo.
- Después de fuertes lluvias verificar visualmente que no haya fugas u otras irregularidades en la subestación, además de que los apartarrayos no tengan fracturas, que sus conexiones a tierra y a línea estén firmes y que el indicador de fallas no haya operado.
- Recuerde que siempre deben transcurrir máximo 30 segundos después de des - energizar y abrir las puertas de la subestación para poder entrar en ella, además de la descargar los buses colocándolos a tierra permanente durante el mantenimiento.
En la industria como en el área residencial se debe contar con equipo de protección personal y seguridad en el área de la subestación. Mismo que son necesarios para realizar maniobras de apertura y cierre de servicios. En ésta área el contacto con electricidad puede ser de alto riesgo para los trabajadores por lo que deben de considerarse medidas preventivas como: avisos de seguridad con colores y señales de seguridad e higiene de acuerdo a la normatividad, identificación de riesgos por fluidos conducidos en tubería “De acuerdo a la NOM-SEMP-001-2005”, procurar tener en la subestación los planos del proyecto, tarimas con superficie anti-derrapante para la revisión de equipos, así mismo tener toda la seguridad en tapas, huecos, registros y trincheras.
Contratación de Servicios Especializados
Una vez identificado el mantenimiento que requiere la subestación eléctrica, la mejor opción es recurrir a un proveedor especializado y que cuente con la experiencia en Mantenimiento de Subestaciones eléctricas y certificación en el ramo. Para el diseño del programa de mantenimiento, es importante que usted como cliente nos indique sus necesidades y procesos, para poder definir el mantenimiento que requiere o qué tan crítico es el problema.
Se debe tomar en cuenta y evaluar que todos los equipos de subestaciones son diferentes, por lo que se requiere que se realice una visita en sitio, para determinar el servicio de acuerdo a su solicitud. Tecnoman verifica las condiciones de la Subestación y realiza el programa de trabajo de las medidas preventivas o correctivas, principalmente el servicio consiste en la limpieza, inspección física, prueba de resistencia de aislamiento, por mencionar algunos y como valor agregado te ofrecemos personal calificado y uniformado, nuestros equipos cuentan con certificados de calibración, así mismo nos basamos en los métodos y procedimientos que se han de llevar a cabo para cumplir con los lineamientos de seguridad y utilizamos equipo de protección personal.
El equipamiento y los accesorios que suministramos para cumplir sus solicitudes y requerimientos son diseñados y fabricados para alcanzar altas cotas de durabilidad y confiabilidad, con bajas ejecuciones de mantenimiento requeridas, pueden instalarse en cualquier configuración, siendo de fácil instalación y utilización. Estos son protegidos para ambientes corrosivos, y en su operación permiten alcanzar máximos desempeños eléctricos y mecánicos. En American Electrical Distributors seguimos la política de la mejora continua en todos los equipos, partes y piezas que suministramos.
tags: #equipos #miscelaneos #subestaciones #información