Subestaciones

INTRODUCCIÓN.
La red eléctrica de un sistema eléctrico de potencia, se opera a distintos niveles de voltaje, desde la generación hasta la utilización. En las empresas generadoras de energía eléctrica, los niveles de voltaje pueden estar en el rango de 13.2 a 24 KV. Las fuentes primarias de accionamiento de los generadores pueden ser: agua (hidroeléctricas), vapor (obtenido de la combustión decombustóleo, gas o carbón) y adicionalmente, para cubrir la generación durante los picos de la demanda, se pueden usar turbinas de combustión de gas.
Pos razones técnicas (aislamiento, enfriamiento, etc.), los voltajes de generación en las centrales generadoras son relativamente bajos en relación con los voltajes de transmisión. Por lo que si la energía eléctrica se va a transportar a grandesdistancias estos voltajes de generación resultarían antieconómicos, debido a que se tendrían grandes caídas de voltaje. De aquí se presenta la necesidad de transmitir la energía eléctrica en voltajes más elevados que resulten más económicos. Por ejemplo, si se va a transmitir energía eléctrica de una central generadora a un centro de consumo que está situado a 1000 km de distancia, será necesarioelevar el voltaje de generación que supondremos de 13.8 KV a otro de transmisión más conveniente que asumimos sea de 115 KV, como se ilustra:

Para poder elevar el voltaje de generación de 13.8 KV al de transmisión de 115 KV es necesario emplear una subestación eléctrica “A”:

Suponiendo que la caída de voltaje en la línea de transmisión fuera cero volts, tendríamos en el centro de consumo115 KV. Es claro que este voltaje no es posible emplearlo en instalaciones industriales y aún menos en comerciales y residenciales, de donde se desprende la necesidad de reducir el voltaje de transmisión de 115 KV a otro u otros más convenientes de distribución en centros urbanos de consumo. Por tal razón, será necesario emplear otra subestación eléctrica “B”, como se ilustra:

De loanteriormente expuesto, se puede inferir que existe una estrecha relación entre las subestaciones eléctricas, líneas de transmisión y centrales generadoras.

DEFINICIÓN DE SUBESTACIÓN ELÉCTRICA.
Una subestación eléctrica es un conjunto de elementos o dispositivos que nos permiten cambiar las características de energía eléctrica (voltaje, corriente, frecuencia, etc.), tipo C.A. a C.C., o bien,conservarle dentro de ciertas características.

NIVELES DE VOLTAJE USADOS EN MÉXICO.
TRANSMISIÓN | SUBTRANSMISIÓN | DISTRIBUCIÓN | UTILIZACIÓN |
400 KV | 115 KV | 34.5 KV | 440 V |
230 KV | 69 KV | 23 KV | 220 V |
| | 13.8 KV | 127 V |

CLASIFICACIÓN DE LAS SUBESTACIONES ELÉCTRICAS.
Dependiendo del nivel de voltaje, potencia que manejan, objetivo y tipo de servicio que prestan, lassubestaciones se pueden clasificar como:
* SUBESTACIONES ELEVADORAS. Este tipo de subestaciones se usa normalmente en las centrales eléctricas, cuando se trata de elevar los voltajes de generación (6.6, 13.8, 15, 18, 22 KV) a valores de voltajes de transmisión (230, 400 KV). Este tipo de subestaciones tiene transformadores de potencia que elevan el nivel de la tensión.
* SUBESTACIONES REDUCTORAS.En estas subestaciones, los niveles de voltaje de transmisión (400, 230 KV) se reducen al siguiente (subtransmisión (115, 69 KV)), o de subtransmisión a distribución (34.5, 23, 13.8 KV) o eventualmente a utilización (440, 220, 127 V). Estas son subestaciones que se encuentran en las redes de transmisión, subtransmisión o distribución y constituyen el mayor número de subestaciones en un sistemaeléctrico. Este tipo de subestaciones tiene transformadores de potencia que reducen el nivel de la tensión.
* SUBESTACIONES DE ENLACE. En los sistemas eléctricos, se requiere tener mayor flexibilidad de operación para incrementar la continuidad del servicio y consecuentemente la confiabilidad, por lo que es conveniente el uso de este tipo de subestaciones. Se dice que una subestación es de...