Las principales partes de un armario de media tensión primaria aislado por aire y su aplicación

Los equipos de media tensión desempeñan un papel crucial en el proceso de distribución de energía en sistemas de corriente alterna (CA), facilitando el flujo de energía desde la generación hasta la transmisión y finalmente a los usuarios finales. Este equipo esencial está regido por normas específicas que definen sus especificaciones, terminología, calificaciones, criterios de diseño, prácticas de construcción y protocolos de prueba. Para la región europea, estas pautas se detallan en las siguientes normas de la Comisión Electrotécnica Internacional (IEC):

• IEC 62271-1: Establece especificaciones comunes para equipos de alta tensión y de control.

• IEC 62271-200: Se centra en equipos de media tensión metálicos cerrados diseñados para tensiones nominales superiores a 1 kV hasta y incluyendo 52 kV.

• IEC 62271-300: Aborda equipos de media tensión metálicos cerrados con aislamiento a gas destinados a tensiones nominales superiores a 52 kV.

Aunque las normas IEC son reconocidas globalmente, países como Estados Unidos, China y Rusia pueden adherirse a sus propias normas nacionales. Según la Sección 3.5 de la IEC 62271-1, todos los componentes de los equipos de media tensión y de control están especificados, permitiendo la ensamblaje de sistemas completos de equipos de media tensión con funcionalidades adaptadas a redes de media tensión. Estas funciones incluyen:

• Distribuir eficientemente la energía desde sistemas de transmisión de nivel superior hasta los puntos de consumo.

• Facilitar el conmutado de corrientes eléctricas.

• Realizar mediciones críticas para mecanismos de protección, indicadores operativos y procesos de facturación.

• Proteger cargas y equipos contra fallos.

• Implementar características de control, bloqueo e interbloqueo según las necesidades de operación de la red.

• Permitir la comunicación entre los equipos de media tensión y los sistemas SCADA o DCS para una supervisión y control mejorados.

• Garantizar la seguridad del personal que trabaja en las subestaciones.

Existen diversos diseños compatibles con las normas IEC, producidos por numerosos fabricantes. La norma IEC distingue entre tecnologías aisladas al aire y aisladas a gas, con una complejidad de diseño que varía según la posición del sistema en la red de distribución y la sofisticación requerida para los esquemas de protección y control. Los equipos de media tensión de mayor calificación generalmente requieren medidas de protección y control más complejas.

La arquitectura típica de los equipos de media tensión aislados al aire (AIS) está organizada en cuatro compartimentos fundamentales, reflejando un enfoque estructurado para lograr una operación eficiente, segura y confiable en aplicaciones de media tensión. Esta configuración asegura un rendimiento óptimo mientras se adhiere a estrictos estándares de seguridad y operación.

Estructura Básica de los Compartimentos de Equipos de Media Tensión

La estructura principal, denotada como sección B en las Figuras 1, 2 y 3, consta de láminas de metal que proporcionan forma, dimensiones, rigidez y robustez a los equipos de media tensión. Esta estructura también incorpora componentes de cobre que son cruciales para la transmisión de energía y para la interconexión de todos los compartimentos y aparatos dentro de los equipos de media tensión.

Esta construcción ofrece varios beneficios clave:

• Segregación Basada en Metal: La estructura asegura la separación entre compartimentos de acuerdo con las normas IEC 62271-200, que definen diferentes niveles de accesibilidad. Esta segregación mejora la seguridad y la eficiencia operativa.

• Capacidad de Resistencia al Arco: Junto con la segregación basada en metal, el diseño incluye puertas resistentes a arcos que proporcionan protección adicional contra eventos de arco internos, garantizando que los equipos de media tensión puedan resistir arcos sin comprometer la seguridad o la funcionalidad.

En resumen, la estructura principal no solo da forma y fuerza a los equipos de media tensión, sino que también integra partes de cobre esenciales para la conectividad eléctrica. Además, proporciona una compartimentación crítica y resistencia al arco, cumpliendo con estrictos estándares de seguridad y mejorando la confiabilidad general del sistema. Este diseño meticuloso asegura que cada componente dentro de los equipos de media tensión opere de manera segura y eficiente, contribuyendo a una red de distribución eléctrica más segura y confiable.

Compartimento del Interruptor de los Equipos de Media Tensión

El compartimento del interruptor, identificado como sección C en las Figuras 1, 2 y 3, alberga el equipo de conmutación de media tensión (MV). Este compartimento puede estar equipado con diversos tipos de dispositivos de conmutación, incluyendo interruptores de carga, contactores, interruptores automáticos y otros. El papel fundamental de estos dispositivos de conmutación es abrir y cerrar de manera confiable y segura las corrientes y voltajes en estado estable, así como las corrientes y voltajes de falla. En la mayoría de los paneles de media tensión aislados al aire, los interruptores automáticos son la elección preferida. Hoy en día, la tecnología de interrupción al vacío domina en aplicaciones de media tensión debido a su confiabilidad y eficiencia.

Compartimento de Cables de los Equipos de Media Tensión

El compartimento de cables, marcado como sección D en las Figuras 1, 2 y 3, no solo aloja las terminaciones de cable, sino que también incluye dispositivos de detección. Estos dispositivos se utilizan principalmente para medir corrientes de fase, voltajes de fase, corriente residual y voltaje residual. La tecnología predominante empleada para fines de medición es el transformador de instrumentos (TI), que opera sobre el principio inductivo establecido tanto para la medición de corriente como de voltaje. Esta configuración asegura un monitoreo preciso y confiable dentro del sistema de equipos de media tensión, contribuyendo a una mayor seguridad y rendimiento operativo.

A través de este enfoque estructurado, cada componente dentro de los equipos de media tensión juega un papel crítico en la distribución segura, eficiente y confiable de la energía eléctrica.