Una guía completa para estudiantes de EE | ¿Cómo funciona una subestación eléctrica?

Cuál es el papel de una Subestación en los Sistemas Eléctricos de Potencia

La subestación juega un papel vital en el sistema de energía eléctrica. La continuidad del suministro de energía eléctrica depende del buen funcionamiento de la subestación. La subestación es una ubicación central donde la energía eléctrica se suministra desde la central eléctrica y esta energía eléctrica se suministra a través de una red de líneas de transmisión y distribución. Por lo tanto, es esencial tener cuidado al diseñar y construir la subestación.

Hay algunos puntos que deben tenerse en cuenta al diseñar la subestación.

1. Debe ubicarse en un sitio adecuado, en la medida de lo posible; debe estar ubicado en el centro de gravedad de la carga.
2. Debe proporcionar un suministro seguro y confiable a los consumidores. También con fines de confiabilidad, debe diseñarse y construirse de manera adecuada.
3. Debe operarse y mantenerse fácilmente.
4. Debe basarse en el costo económico.

Clasificación de subestaciones

Hay varias formas de clasificar las subestaciones. Pero aquí discutiremos dos categorías principales de subestaciones.

• Requisito de servicio

Subestaciones transformadoras:Aquellas subestaciones que modifican el nivel de tensión de la tensión de entrada y entregan a algún otro nivel de tensión a los consumidores.

• Subestaciones de conmutación:estas subestaciones no cambian el nivel de voltaje de las líneas entrantes y salientes. Simplemente realizan la operación de conmutación de las líneas eléctricas.
• Subestación de corrección del factor de potencia: Aquella subestación que mejora el nivel del factor de potencia del sistema se denomina subestación de corrección del factor de potencia. Estas subestaciones generalmente utilizan un condensador síncrono como equipo de mejora del factor de potencia.
• Subestaciones de variadores de frecuencia: Aquellas subestaciones que cambian la frecuencia de suministro se conocen como subestaciones de cambio de frecuencia. Dichas frecuencias pueden ser necesarias para la utilización industrial.
• Conversión de subestaciones: Las subestaciones que convierten la cantidad de CA en cantidad de CC se denominan subestaciones de conversión. Estas subestaciones reciben energía como una cantidad de CA y luego la convierten a CC con la ayuda de rectificadores.
• Subestaciones industriales: Aquellas subestaciones que proporcionan energía eléctrica a las industrias individuales se denominan subestaciones industriales.

Características constructivas

De acuerdo con las características de construcción, las subestaciones tienen muchos componentes, como disyuntores, interruptores, fusibles, instrumentos, etc., que deben organizarse de manera adecuada para garantizar un servicio confiable. En cuanto a la construcción, se clasifican en:

• Subestación interior:este tipo de subestaciones se instalan para un voltaje de 11 kv debido a consideraciones económicas. Este se construye bajo las sombras debido al ambiente contaminado; estas subestaciones se pueden montar para tensiones de hasta 66 kv.
• Subestación exterior: cuando el nivel de voltaje supera los 66 kv, los equipos se instalan al aire libre debido al alto voltaje. Los equipos y conductores requieren espacio libre.
• Subestaciones subterráneas : En áreas congestionadas donde el espacio libre para la instalación de subestaciones es muy difícil, entonces las subestaciones se construyen bajo tierra.
  

• Subestaciones montadas en poste: Este tipo de subestación se instala al aire libre en una estructura de 4 postes. Es la forma más barata de subestación para un voltaje que no exceda los 11kv o 33kv en algunos casos.

  

Centro de transformación:

La mayor parte del sistema de energía está relacionado con el cambio de nivel de voltaje, lo que se conoce como subestación transformadora porque el transformador es el componente principal para cambiar el nivel de voltaje, la subestación transformadora. la estación se puede clasificar en,

1. a) Subestación de refuerzo   b) Subestación primaria
2. c) Subestación secundaria d) Subestación de distribución

En el siguiente diagrama, un sistema de suministro eléctrico típico que muestra la posición de los tipos de subestaciones anteriores.

• Subestación elevadora:este tipo de subestación eleva el voltaje de generación (11kv) a alto voltaje (220kv) para afectar la economía del sistema de energía eléctrica. Se sabe que esto aumenta la subestación, que generalmente se encuentra en las centrales eléctricas.
• Subestación principal: Los 220 kV se transmiten a través de un sistema aéreo trifásico de 3 hilos desde la subestación escalonada hasta el centro de carga. Luego, la energía es recibida por la subestación de la red principal, que reduce el nivel de voltaje a 66 kv para la transmisión secundaria.
• Subestación secundaria: La energía eléctrica de 66 kv de la estación de red principal se transmite en un sistema trifásico de 3 hilos a varias subestaciones secundarias ubicadas en diferentes posiciones. En la subestación secundaria, el nivel de voltaje se reduce a 11 kv, cuyas líneas de transmisión corren a lo largo del camino.
• Subestación de distribución: Este tipo de subestaciones recibe energía de 11kv de las subestaciones secundarias y ubicadas cerca de las localidades de los consumidores. Aquí, el voltaje se reduce a 400 V, 3 fases, 3 cables para los consumidores. El voltaje b/n bifásico es de 400v mientras que b/n monofásico y neutro es de 220v.