Sobre nuevos diseños compactos de subestaciones construidas en China

En Shanghai, China, las subestaciones de 35 kV existentes están localizadas en interiores en grandes locales, y los costes de operación y mantenimiento son relativamente altos. El diseño y desarrollo de tecnología de aparamenta con materiales compuestos han resultado en aplicaciones de aparamenta de SF6 de 10-kV a 35 kV, que al ser compactos, han reducido el áea de superficie requerido para las subestaciones de distribución.

Para estandarizar las especificaciones del equipo de la subestación, la construcción, operación y mantenimiento, para mejorar la eficiencia económica y simplificar el proceso de licitaciones, el State Power Grid Co. (SPGC) invitó a varias compañías a estudair y producir un manual de SPGC para subestaciones de 35 kV.

. Nuevos diseños compactos .

Un nuevo diseño compacto ha sido adoptado en las nuevas subestaciones, donde hay problemas de suelo. Se utilizan dos métodos para reducir el espacio ocupado por la subestación.

• Separar el depósito del transformador y el radiador de enfriamiento mediante una disposición vertical.
• Transformadores de distribución compactos.

La selección de transformadores de distribución disponibles para aplicaciones 35-kV de acuerdo con el tipo de aislamiento pueden clasificarse como transformadores de tipo-seco, aislados con SF6 y transformadores aislados de aceite. Usualmente la selección se basa en diferencias de fabricantes, operacionales y de costes.

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Actualmente, la máxima capacidad para transformadores de tipo seco es 16 MVA, que pueden incrementarse hasta 20 MVA añadiendo ventiladores. Los transformadores aislados con SF6 se comercializan muy poco en China, y no se seleccionan excepto en subestaciones qeu están integradas en edificios de uso civil o comercial que requieren protecciones especiales contra el fuego.

. Los transformadores aislados en aceite tienen la ventaja de un buen aislamiento, enfriamiento mejorado y un precio moderado. Son además ampliamente usados. El coste de los transformadores aislados con SF6 es tres veces el de los transformadores d aceite, y el coste de los transformadores de tipo seco es también elevado. Por lo tanto, los transformadores aislados de aceite tienen ventajas competitivas, aunque no son competitivos en espacio ocupado.

Según la disposición del depósito del transformador y el radiador de refrigeración, los transformadores de aceite se clasifican en integrados, separados con disposición vertical u horizontal. La disposición vertical requiere menos espacio.

Selección de aparamenta

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Si se selecciona disposición integrada, la sala del transformador requiere ventilación natural o inducida, y ello genera ruido. Cuando el transformador y radiador están separados, el transformador está totalmente encerrado en una habitación que puede revestirse de material absorbente, reduciéndose el nivel de ruido.

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La tecnología de aparamenta con compuestos está ahora madura y se usa extensamente para subestaciones de interior de 10 a 35 kV. .

Transformador e intereconexión

Cuando se seleccionan interruptores de hexafluoruro de azufre en dos cuadros de control enfrentados, en el diseño debe considerarse el espaciamiento requerido para realizar operaciones rutinarias y de mantenimiento (unos 2.000 mm). Aun permitiendo el espaciamiento requerido detrás de cada cuadro de control, la anchura requerida en las subestaciones (10 kV - 35 kV) equipadas con interruptores de SF6 se reduce en 7.500 mm. Por lo tanto, la reducción en anchura seleccionando interruptores de SF6 propiciará un diseño compacto.

La interconexión entre el interruptor automático de SF6 y el transformador se realiza usualmente mediante barras o cables del bus aislados de SF6. Similarmente, la conexión entre interruptores de SF6 de 10 kV y el transformador se hace principalmente mediante barras de bus aisladas de SF6, cable o barras de bus aisladas.

Es aparente que el coste de conexión entre transformador e interruptor es más bajo con el uso de cable qeu cuando se usan barras de bus de SF6 o barras de bus aisladas. Por lo tanto, la solución de diseño compacto óptimo se basa en el uso de cables para la interconexión entre el lado de alto-voltaje o bajo-voltaje del transformador e interruptores de 35-kV o 10-kV.

Diseño típico vs. compacto

También para el diseño compacto, la sala de transformadores y el interruptor de 35-kV y 10-kV se sitúan en la primera planta, con el radiador desplazado en la sala de condensadores junto con la sala del transformador de servicio. Una subestación de interior también incluye cable subterraneo usado en la entrada de la subestación. Los condensadores se instalan para proporcionar compensación de energía reactiva para mejorar el factor de potencia.

Bibliografía: Substation expansion goes vertical. Transmission & Distribution. Feb 2010
Palabras clave: Composite switchgear technology