¿Cuáles son las diferencias entre subestaciones estaciones de conmutación y salas de distribución?

¿Cuáles son las diferencias entre subestaciones, estaciones de conmutación y salas de distribución?

Una subestación es una instalación de energía en el sistema eléctrico que transforma los niveles de voltaje, recibe y distribuye la energía eléctrica, controla la dirección del flujo de energía y ajusta el voltaje. Interconecta redes eléctricas de diversos niveles de voltaje a través de sus transformadores. En aplicaciones específicas, como cables submarinos o transmisión a larga distancia, algunos sistemas utilizan la transmisión de corriente continua de alta tensión (HVDC). La HVDC supera las pérdidas por reactivancia capacitiva inherentes a la transmisión de corriente alterna y ofrece beneficios de ahorro de energía.

Las subestaciones principalmente reducen el voltaje alto a medio o reducen el voltaje alto a un nivel de voltaje alto ligeramente inferior. Ocupan áreas relativamente grandes, con requisitos de tierra que varían según el nivel de voltaje y la capacidad. Por lo tanto, algunas personas las llaman "estaciones transformadoras".

Función:
Una subestación sirve como instalación intermedia entre las centrales eléctricas y los usuarios finales. Dado que las centrales eléctricas suelen estar ubicadas lejos de las ciudades e industrias, y el voltaje generado por estas es relativamente bajo, la corriente resultante sería muy alta, causando pérdidas de calor significativas en las líneas de transmisión de acuerdo con la ley de Joule. Esto podría dañar las líneas, y la conversión de la energía eléctrica en calor representa una gran ineficiencia. Por lo tanto, se utilizan subestaciones para aumentar el voltaje desde la central eléctrica para una transmisión eficiente a larga distancia hacia las áreas urbanas e industriales. Al llegar, las subestaciones locales luego reducen el voltaje a los niveles requeridos, que se distribuyen a través de redes de distribución para proporcionar los 220 V estándar para uso diario.

Ubicación:
Desde el punto de vista económico, las subestaciones deben estar cerca de los centros de carga. Desde la perspectiva operativa, no deben interferir con las actividades de producción o el transporte interno dentro de una instalación, y el acceso para la entrega de equipos debe ser conveniente. Por razones de seguridad, las subestaciones deben evitar áreas inflamables o explosivas. En general, las subestaciones deben situarse en el lado de sotavento de un sitio, alejadas de áreas donde tienden a acumularse polvo y fibras, y no deben colocarse en zonas densamente pobladas. La ubicación y construcción de las subestaciones también deben tener en cuenta la extinción de incendios, la resistencia a la corrosión, el control de la contaminación, la impermeabilización, la protección contra la lluvia y la nieve, la resistencia sísmica y la prevención de la intrusión de pequeños animales.

Subestación de Distribución
Definición:
Una subestación de distribución también es una instalación para cambiar los niveles de voltaje. Es un lugar en el sistema de potencia donde se transforma, centraliza y distribuye el voltaje y la corriente. Para garantizar la calidad de la energía y la seguridad del equipo, también se realizan aquí la regulación de voltaje, el control de corriente y la protección de las líneas de transmisión/distribución y del equipo eléctrico principal. Las subestaciones pueden clasificarse según su aplicación en subestaciones de distribución de energía y subestaciones de tracción (utilizadas para ferrocarriles eléctricos y tranvías). De acuerdo con la norma nacional china GB50053-94 "Código para el Diseño de Subestaciones de 10 kV y Menor", una subestación se define como “una instalación donde la energía eléctrica de corriente alterna a 10 kV o menos se reduce mediante un transformador de potencia para suministrar cargas eléctricas”. Cualquier instalación que cumpla con esta definición califica como subestación.

Función:
El papel de una subestación es recibir electricidad de las centrales eléctricas, generalmente a voltajes no superiores a 1–2 kV. La transmisión directa a larga distancia a tales voltajes bajos resultaría en corrientes de línea muy altas, causando pérdidas excesivas de energía y baja eficiencia de transmisión. Por lo tanto, se utilizan transformadores para elevar el voltaje a decenas o incluso cientos de kilovoltios (dependiendo de la distancia y la demanda de potencia) para reducir la corriente de línea. Para interconectar líneas eléctricas de diversas distancias y capacidades en una red unificada y mejorar la confiabilidad general del sistema, se necesitan múltiples subestaciones para igualar y vincular diferentes niveles de voltaje. De manera similar, después de que la electricidad de alta tensión llega a su destino, debe reducirse a niveles como 10.5 kV, 6.3 kV o 400 V (es decir, 380/220 V) para satisfacer las diversas necesidades de los usuarios. Por lo tanto, se requieren numerosas subestaciones en la práctica. Generalmente, una subestación principal se refiere a una subestación primaria, con subestaciones secundarias aguas abajo. La subestación primaria maneja la conmutación y distribución de alta tensión, pero no realiza la transformación de voltaje en sí misma.

Sala de Distribución (o Sala de Conmutación)
Definición:
Una sala de distribución también se llama subestación de distribución. Según las normas nacionales, una sala de distribución se define como “una instalación que contiene solo equipos de conmutación de alta tensión para abrir/cerrar circuitos y distribuir la energía eléctrica, sin transformador principal en el bus”. Las salas de distribución operan a niveles de voltaje inferiores a 35 kV y albergan equipos como interruptores, transformadores instrumentales, condensadores y dispositivos de protección y medición asociados. En términos simples, es un edificio que alberga gabinetes de conmutación de alta tensión, paneles de entrada/salida, etc., esto constituye una sala de distribución (o cámara). Instalaciones más grandes pueden incluir múltiples gabinetes de conmutación de alta y baja tensión para realizar la transformación de voltaje y la distribución de energía.

Los términos “subestación” y “sala de distribución” a menudo se refieren a salas de transformación y distribución en complejos residenciales o edificios comerciales. La sala de distribución es un componente crítico del sistema de suministro de energía de un edificio. Los electricistas dedicados proporcionan monitoreo operativo las 24 horas. El personal no autorizado está prohibido de entrar sin la aprobación del gerente o jefe del departamento de administración de propiedades. Los operadores deben estar certificados, familiarizados con el equipo, procedimientos de operación y protocolos de seguridad. Deben vigilar de cerca las lecturas de los voltímetros, amperímetros y vatímetros, y nunca permitir que los interruptores automáticos operen bajo condiciones de sobrecarga. El piso y las superficies de los equipos en la sala de distribución deben mantenerse limpios y libres de polvo en todo momento. Las operaciones de conmutación se realizan por el personal de guardia con un supervisor presente; dos personas nunca deben realizar operaciones de conmutación simultáneamente para evitar errores.

Estación de Conmutación (o Estación de Equipos de Conmutación)

Definición:
Una estación de conmutación se refiere a una subestación de distribución que no realiza transformación de voltaje, sino que utiliza equipos de conmutación para abrir o cerrar circuitos eléctricos. Es una instalación de energía ubicada un nivel por debajo de la subestación en el sistema de potencia, distribuyendo electricidad de alta tensión a uno o varios consumidores de energía circundantes. Su característica clave es que los voltajes de las líneas de entrada y salida son idénticos. Aunque las subestaciones regionales también pueden realizar funciones de conmutación, debe quedar claro que una estación de conmutación es distinta de una subestación.

Una estación de conmutación también se define como una instalación de suministro y distribución de energía utilizada para recibir y distribuir electricidad. En redes de transmisión de alta tensión, se le llama comúnmente "estación de conmutación" o "campo de interruptores". En redes de distribución de media tensión, las estaciones de conmutación se utilizan típicamente para recibir y distribuir energía de 10 kV. Estas estaciones suelen tener dos alimentadores de entrada y múltiples alimentadores de salida (generalmente 4 a 6). Dependiendo de los requisitos específicos, pueden instalarse interruptores de corriente o interruptores de carga en las líneas de entrada y salida. El equipo suele ser un conjunto de interruptores metálicos totalmente cerrados, clasificados para operar al aire libre a niveles de tensión de hasta 10 kV. Una estación de conmutación típica tiene una capacidad de transferencia de aproximadamente 8,000 kW y suministra energía de media tensión a salas de transformación o distribución locales dentro de un distrito o área.

Función:

• Segmenta el alimentador de suministro de energía para limitar el alcance de los apagones durante fallos, mejorando así la confiabilidad y flexibilidad del suministro de energía;

• Reduce la complejidad de las subestaciones;

• No cambia los niveles de voltaje, pero aumenta el número de circuitos de alimentación—funcionalmente equivalente a una subestación de distribución.

Ubicación:
Las estaciones de conmutación suelen estar ubicadas cerca de estaciones de ferrocarril, patios de carga, depósitos de locomotoras eléctricas, estaciones de interconexión, u otros lugares con cargas concentradas grandes.