Equipo Electrico

90

UNIDAD 3

Subestaciones 

Una

subestación es un conjunto de equipos

eléctricos que tienen la función de modificar los parámetros de la potencia eléctrica, permitiendo el control del flujo de energía, brindando seguridad para el sistema eléctrico, para el personal de operación y mantenimiento y para los mismos equipos. El arreglo físico de una subestación eléctrica consiste endeterminar la posición y la conexión de cada uno de sus componentes, de acuerdo con la función que desempeñen y con el arreglo eléctrico definido en el diagrama unifilar. Para esto, es necesario tener un conocimiento general de las características del equipo de la subestación eléctrica. La especificación de cada equipo no sólo está determinada por su relación con otro equipo, también por lascondiciones preestablecidas del sistema y los requerimientos de comportamiento . 1. Apartarrayos Un apartarrayos es un dispositivo protector que limita las sobretensiones transitorias descargando o desviando la sobrecorriente así producida, y evitando que continúe el paso de la corriente eléctrica, capaz de repetir esta función.

formados por una serie de elementos resistivos no lineales y explosores,que limitan las sobretensiones generadas por las descargas atmosféricas, operación de interruptores o desbalance en sistemas eléctricos. Para que esta protección sea efectiva, debe tener las siguientes características principales: • Comportarse como aislador mientras la tensión no exceda el valor predeterminado. • Convertirse en conductor cuando la tensión alcance o exceda dicho valor. • Conducir atierra la corriente producida por la sobretensión. Cuando desaparece la sobretensión y se restablece la tensión normal, el dispositivo debe interrumpir la corriente a través de él, para lo cual se requiere: • Descargar las sobretensiones cuando se llega al valor de la tensión disruptiva de diseño. • Conducir a tierra las corrientes de descarga de las sobretensiones. • Deben desaparecer lascorrientes de descarga al desaparecer las sobretensiones. • El dispositivo no debe operar con sobretensiones temporales de baja frecuencia. • La tensión residual debe ser menor que la de los aparatos protegidos. Se tienen las siguientes categorías de sobretensiones: • Sobretensiones de impulso por rayo. Generadas por descargas atmosféricas, con una duración del orden de microsegundos. • Sobretensiones deimpulso por maniobra. Generadas por la operación de los interruptores. Producen ondas con frecuencias de 10 kHz, que se amortiguan rápidamente, con una duración de milisegundos. • Sobretensiones de baja frecuencia. Se originan por los rechazos de carga en el sistema, por desequilibrios en la red o cortocircuito de fase a tierra, con una duración de varios ciclos.

Figura 3.1 Apartarrayos

Losapartarrayos

son

dispositivos

eléctricos

91

UNIDAD 3

Los apartarrayos deben estar siempre conectados a los equipos por proteger y deben operar cuando la tensión alcanza un valor superior convenido a la tensión máxima del sistema. Los cilindros semiconductores tienen la propiedad de disminuir su resistencia en la presencia de sobretensiones y de aumentarla a un valor finitoal regresar a la tensión nominal, por lo que son usados en la construcción de los apartarrayos. Cuando se origina una sobretensión, se produce un arqueo en los entrehierros y la resistencia limita la corriente a un valor pequeño, hasta que en una pasada por cero, los explosores interrumpen definitivamente a la corriente. En la siguiente figura, se observa el efecto de una onda de choque sobre unapartarrayos de tipo valvular:

empieza a ionizarse, sigue creciendo la tensión y al llegar a V2, se produce el arco en las terminales del explosor. A V2se le conoce como tensión de arranque del apartarrayos, donde la tensión desciende rápidamente hasta llegar a V3, que se denomina tensión residual, cuya magnitud aparece en las terminales del apartarrayos en el momento en que la corriente de...