Subestación de control
Una aparamenta es un sistema en el que se distribuye la energía eléctrica . Los transformadores a menudo se colocan muy cerca de la aparamenta .
Información general
La distribución real de la energía y la agrupación de cargas o consumidores se realiza en la aparamenta . Con sus barras colectoras, las celdas forman los "nodos" de las redes de alta , media y baja tensión . Las líneas que llegan y salen del nodo se denominan ramas. Se hace una distinción entre alimentadores, alimentadores y acoplamientos a otros nodos de la red. Debido a la alta corriente de funcionamiento esperada para los nodos ( conjunto de nodos ), el gran número de derivaciones y el espacio de conexión necesario para las grandes secciones transversales de cable, los "nodos" se implementan como barras colectoras.
Prácticamente todas las ramas de una aparamenta están conectadas a la barra colectora del nodo de red a través de dispositivos de conmutación. En caso de averías, la aparamenta permite cambiar la topología de la red y activar y poner a tierra los equipos para los trabajos de mantenimiento. Dependiendo del nivel de tensión, se distingue entre aparamenta de baja tensión, media tensión y alta tensión.
Los jardines de cables también se cuentan como aparamenta, aunque solo tienen seccionadores, si es que los tienen.
Requisitos de aparamenta
Según el nivel de voltaje, la estructura y la situación, existen diferentes requisitos para la aparamenta:
- Garantizar un funcionamiento seguro
- Encapsulación, división y recubrimiento de partes activas (interior)
- Opción de separación y puesta a tierra para trabajos de mantenimiento
- Utilidad
- poca necesidad de espacio
- Integridad a largo plazo de las conexiones de contacto
- Limitación del calentamiento de partes activas
- Para sistemas al aire libre, una extensa red de puesta a tierra y dispositivos de protección contra rayos
Baja y media tensión
La aparamenta para baja y media tensión se suele instalar en edificios cerrados. Mientras que las celdas de baja tensión se alojan en armarios cerrados en las salas normales, las celdas de media tensión están ubicadas en salas de interruptores adecuadas en las llamadas celdas de conmutación, que están conectadas entre sí mediante las llamadas barras colectoras. Dependiendo de su importancia, se equipan como barra simple (con separación longitudinal), barra doble o barra triple.
La disposición espacialmente separada de las barras colectoras permite trabajar en un armario de distribución de acuerdo con las cinco reglas de seguridad . Solo la rama que suministró la celda debe estar apagada y conectada a tierra . Al diseñar una barra colectora, se utilizan barras de aluminio o cobre , que deben llevar la corriente de carga continua máxima permitida; esto se aplica a los rieles en sí, así como a las conexiones atornilladas entre sí y las ramas de fase a seccionadores , disyuntores y otros equipos.
Los raíles de aluminio tienden a fluir bajo la acción de la presión de contacto producida por los tornillos de acero, por lo que el calentamiento durante el funcionamiento deteriora gradualmente las uniones roscadas e incluso las destruye. El uso de arandelas de sujeción de acero inoxidable mantiene constantes las fuerzas de presión del riel al expandir la arandela de sujeción en longitud. La disposición de los tornillos de acero con rieles superpuestos está regulada en un reglamento VDE.
Los conmutadores modernos de media tensión están completamente encapsulados, i. H. todas las partes activas, como barras colectoras y aparamenta, son inaccesibles durante el funcionamiento normal. Esto requiere una estructura en gran parte libre de mantenimiento de las conexiones de barras y los dispositivos de conmutación. El hexafluoruro de azufre de gas de última generación (SF 6 ) se utiliza como medio aislante para el espacio de barras colectoras herméticamente cerrado en aparamenta aislada en gas, o aislamiento sólido fabricado con diversas resinas fundidas en el último diseño. También se utilizan aparamenta con gases alternativos (a base de flúor - cetonas ) o con vacío aislante. Los dispositivos de conmutación están diseñados como dispositivos de conmutación al vacío o también con aislamiento de gas, según la tensión nominal y la capacidad de corte en cortocircuito.
Si se requiere una gran flexibilidad al configurar los campos (por ejemplo, varias funciones por campo), la aparamenta clásica con aire como medio aislante ofrece más libertad para la planificación y la expansión. Se utilizan principalmente en la industria, donde las celdas compactas estandarizadas alcanzan el límite de sus posibles funciones. Para estos sistemas de aparamenta, se encuentran disponibles aparamentas en gran parte libres de mantenimiento con vacuostato como aparamenta aislada en gas (GIS). En el caso de nuevas construcciones y acondicionamiento de estaciones transformadoras, en cambio, se utilizan principalmente aparamenta compacta estandarizada (aparamenta de cable en anillo con una a tres salidas de transformador) con aislamiento sólido o en diseño GIS.
Voltaje alto y muy alto
La aparamenta para alta y extra alta tensión se construye como aparamenta exterior o como aparamenta aislada en gas . La diferencia radica en el uso de un gas aislante como el hexafluoruro de azufre, lo que significa que la aparamenta completamente encapsulada se puede montar de forma mucho más compacta y en un espacio más reducido.
El requisito de espacio de una celda con aislamiento de gas es aproximadamente 1/10 de la de una celda exterior, lo que significa que estos sistemas se pueden alojar en pasillos. Sin embargo, los costes y el mantenimiento son más elevados que los de la aparamenta exterior, por lo que los sistemas aislados en gas se utilizan principalmente en zonas urbanas densamente urbanizadas con poco espacio.
Aparamenta especial
Los conmutadores especiales son estaciones convertidoras para transmisión de corriente continua de alta tensión (HVDC) y estaciones convertidoras de corriente de tracción . Otra forma de aparamenta especial se encuentra en los conmutadores de antena de grandes transmisores con características direccionales conmutables. Las estaciones repetidoras de señales de frecuencia portadora o los sistemas para desacoplar señales de frecuencia portadora son también un tipo especial .
Reglas de seguridad
No se permite la entrada de personas no autorizadas a la celda debido al peligro de las partes de alto voltaje parcialmente accesibles. En Alemania, los sistemas deben estar equipados con puertas cerradas que se puedan abrir desde el interior ( cerradura antipánico ). La aparamenta exterior debe estar rodeada por una cerca de 1,80 metros de altura, que a menudo está conectada a la tierra de la estación o un anillo de control de potencial separado. El acceso a áreas con sistemas de alta tensión y el trabajo en ellos solo es posible para personas debidamente capacitadas e instruidas.
historia
Los primeros sistemas de aparamenta eran muy sencillos, ya que todos los componentes necesarios estaban sujetos a una pared. Cuando los sistemas se instalaron posteriormente sobre paneles de madera , fue posible hablar por primera vez de cuadros de distribución en el sentido más estricto. Para evitar incendios era de madera , finalmente, pizarra o mármol reemplazados. Esto fue de la mano con un mayor progreso, porque los dispositivos de conmutación y medición se podían conectar al frente, mientras que el cableado se hacía en la parte trasera.
Si bien el personal estaba inicialmente activo en el sitio para realizar manualmente las operaciones de conmutación individual, en la primera mitad del siglo XX tanto la aparamenta y las subestaciones estaban equipadas con tecnología de control y cada vez más controladas a distancia desde los centros de control central. En la actualidad, las celdas y subestaciones se encuentran entre los sistemas con mayor grado de automatización. Hasta unos pocos cientos de conmutadores y subestaciones se controlan automáticamente y se supervisan de forma remota desde un centro de control central. El personal solo está en el sitio cuando es necesario, por ejemplo, para trabajos de mantenimiento.
Ver también
literatura
- Manfred Lindmayer (Ed.): Dispositivos de conmutación. Springer, Berlín 1987, ISBN 3-540-16706-4
- Adolf J. Schwab: Sistemas de energía eléctrica: generación, transporte, transmisión y distribución de energía eléctrica , Springer, 2006, ISBN 3-540-29664-6
- Hennig Gremmel (Ed.): Manual de aparamenta de ABB . 12., reelaboración. Ed., Cornelsen, Berlín 2011, ISBN 978-3-06-450726-5
- Allgemeine Elektricitäts-Gesellschaft (Hrsg.): Libro auxiliar AEG para iluminación eléctrica y sistemas de energía . 6ª edición. W. Girardet, Essen 1953.