Unha cela de subestación refírese a un conxunto completo e operable de forma independente de equipos eléctricos dentro dunha subestación. Pode considerarse como unha unidade fundamental do sistema eléctrico da subestación, xeralmente composto por interruptores, desconectadores (aisladores), interruptores de terra, instrumentación, relés de protección e outros dispositivos asociados.
A función principal dunha cela de subestación é recibir a enerxía eléctrica do sistema de potencia na subestación e entón entregala aos destinos requirentes. É un compoñente crítico para o funcionamento normal da subestación. Cada subestación contén múltiples celas, con cada cela operando de forma independente e equipada co seu propio sistema de protección, control e dispositivos de conmutación para permitir o control e a protección seccionados dentro da subestación.
Xeralmente, o número de celas nunha subestación depende das necesidades e capacidade do sistema de potencia. Os sistemas de potencia máis grandes requiren máis celas para lograr un control e protección seccionados máis eficientes. A fiabilidade e seguridade das celas de subestación xogan un papel vital para garantir a estabilidade e seguridade global do sistema de potencia. Polo tanto, o deseño, fabricación, e operación & mantemento das celas de subestación deben cumprir as normas nacionais e regulacións para garantir o correcto funcionamento da subestación e mellorar a fiabilidade e seguridade do sistema de potencia.
Baseado en diferentes configuracións de equipos e principios de funcionamento, as celas de subestación poden clasificarse nos seguintes tipos comúns:
Celulas de Subestación Rellenas de Aceite
As celulas rellenas de aceite son caixas herméticas de equipos eléctricos rellenas con aceite aislante especial. Utilízanse principalmente en sistemas de transmisión de alta tensión e corrente alta, proporcionando efectivamente funcións como aisolación, interrupción e aislamento.
Celulas de Equipamento Eléctrico Aislado por Gas (GIS)
As celulas GIS utilizan tecnoloxía de equipos eléctricos aislados por gas, reducindo significativamente o tamaño do equipo. Estas celulas empregan gas SF6 de alta presión para aislamento e apagado de arcos, ofrecendo vantaxes como tamaño compacto, peso leve e alta densidade de potencia. Son comúnmente usadas en áreas urbanas, instalacións petroquímicas, instalacións aeroespaciais e outros entornos que requiren altos niveis de protección e eficiencia espacial.
Celulas de Subestación de Tipo Vacío
As celulas de tipo vacío utilizan tecnoloxía de interrupción no vacío, onde a conmutación e o apagado de arcos realizanse nun ambiente de alto vacío. Estas celulas non contén gas aislante, ofrecendo maior seguridade e son adecuadas para aplicacións de alta tensión (xeralmente ata e máis aló de 12 kV) e escenarios de corrente alta.
Celulas de Subestación Sen Conductor
As celulas sen conductor refírense a configuracións de celas que utilizan enlaces de fibra óptica para a transmisión de datos e sinais de control en lugar de conductores metálicos tradicionais. Estas celulas ofrecen vantaxes como alta seguridade, inmunidade ao raio e forte resistencia á interferencia electromagnética. Ademais, non están afectadas por temperaturas extremas ou entornos corrosivos.
Os anteriores son catro tipos comúns de celas de subestación; no obstante, poden existir outros tipos dependendo dos escenarios de aplicación específicos e os requisitos do sistema.
A división de celas dentro dunha subestación debe determinarse baseándose nas necesidades funcionais da subestación e as necesidades do sistema de potencia. Xeralmente, a segmentación de celas pode abordarse desde as seguintes perspectivas:
Segmentación Funcional:
As celas poden categorizarse segundo os seus roles, por exemplo, celas de transformador principal, celas de líneas de salida, celas de ligazón, celas de barras, celas de condensador de acoplamento e celas de compensación de potencia reactiva. A segmentación funcional permite un dispoñer e integrar racionalmente o equipo dentro da subestación.
Segmentación Basada en Parámetros Eléctricos:
As celas tamén poden clasificarse polo nivel de tensión, como alta tensión, media tensión e baixa tensión. As diferenzas nos parámetros eléctricos afectan a seguridade, fiabilidade, capacidade e impedancia, que, a súa vez, influencian a selección, instalación e puesta en marcha do equipo.
Consideracións de Disposición Espacial:
A división de celas debe ter en conta a disposición física e a asignación espacial. As dimensións e disposición das celas deben determinarse baseándose no tipo e especificacións do equipo para asegurar unha ventilación adecuada, seguridade e facilidade de mantemento.
Consideracións de Operación e Mantemento:
Para facilitar a operación e a eficiencia do mantemento, as celas poden agruparse segundo o tipo e función do equipo. O planeamento das interconexións e camiños de acceso para o mantemento tamén debe incorporarse no deseño.
En resumo, a segmentación de celas de subestación debe ter en conta os parámetros eléctricos, a funcionalidade do equipo, a disposición espacial e as necesidades de operación e mantemento para lograr unha integración óptima do equipo e un rendemento eficiente da subestación.