SISTEMA ELÉCTRICO DE POTENCIA

Sistema Eléctrico de Potencia 

El sistema eléctrico de potencia es un conjunto de elementos que tiene como fin generar, transformar, transmitir, distribuir y consumir la energía eléctrica de tal forma que se logre la mayor calidad al menor costo posible. Un sistema eléctrico de potencia consta de plantas generadoras que producen la energía eléctrica consumida por las cargas, una red de transmisión y de distribución para transportar esa energía de las plantas a los puntos de consumo, así como el equipo adicional necesario para lograr que el suministro de energía se realice con las características de continuidad de servicio, regulación de tensión y control de frecuencia requeridas.

Cargas en un Sistema Eléctrico de Potencia

 La carga de un sistema está constituida por un conjunto de cargas individuales de diferentes tipos, industrial, comercial y residencial.

 En general, una carga absorbe potencia real y potencia reactiva; es el caso de las cargas con dispositivos de estado sólido, por ejemplo. Las cargas puramente resistivas absorben únicamente potencial real.

 Topología de un Sistema Eléctrico

De aquí que las cargas de un sistema eléctrico también se clasifiquen en lineales y no lineales. Un sistema eléctrico dependiendo de su confiabilidad se puede clasificar en tres tipos:3

Sistema radial

Sistema radial (menos confiabilidad y más económico)En un sistema radial las cargas tienen una sola alimentación, de manera que una falla en la alimentación produce una interrupción en el suministro.

Red (mayor confiabilidad y costo)

 Con éste tipo de sistema se aumenta el número de interconexiones y en consecuencia, la seguridad del servicio.

Subestaciones eléctricas Es un conjunto de dispositivos eléctricos que forman parte de un sistema eléctrico de potencia y se encarga de transformar tensiones y derivar circuitos de potencia.4 Las subestaciones pueden clasificarse de acuerdo con el tipo de función que desarrollan en:5 a) Subestaciones variadoras de tensión b) Subestaciones de maniobra o seccionadoras de circuito c) Subestaciones mixtas Asimismo, pueden agruparse de acuerdo con la potencia y tensión que operan en:6

a) Subestaciones de transmisión. Operan en intervalos de tensión desde 230 [kV], 400 [kV] y mayores.

b) Subestaciones de subtransmisión. Operan en intervalos de tensión desde 69 [kV] hasta 161 [kV].

c) Subestaciones de distribución primaria. Operan desde4.16 [kV] hasta 34.5 [kV]. d) Subestaciones de distribución secundaria. Operan desde 220/127 V hasta 480 [V]. 1.3.1 Arreglos de barras El arreglo de barras de una subestación es la configuración ordenada de los elementos que lo conforman.

7 La elección del arreglo de una subestación depende de las características de cada sistema eléctrico y de la función que realiza dicha subestación en el sistema. Los criterios utilizados en la selección del arreglo de barras más adecuado de una instalación son la continuidad de servicio, flexibilidad de operación, cantidad y costo del equipo eléctrico y facilidad de mantenimiento de los equipos.

8 Los arreglos más utilizados en el sistema eléctrico se describen a continuación.

Barra sencilla (menos confiabilidad y mas económica) Es el arreglo más simple desde el punto de vista constructivo, considerando la cantidad de equipo y el área que ocupa, también resulta ser el más económico. No obstante, la confiabilidad de servicio es poca, ya que una falla en la barra principal provoca la salida de operación de la misma.9 Asimismo, el mantenimiento a los interruptores se dificulta, ya que es necesario dejar fuera de servicio parte de la subestación.

Barra principal y barra de transferencia Es una variante del arreglo anterior, en el cual se utiliza una barra de transferencia para sustituir, a través de un interruptor, algún interruptor que necesite mantenimiento.

Barra principal y barra auxiliar Este arreglo ofrece una mayor continuidad de servicio, puesto que, en caso de existir una falla en cualquiera de las dos barras, ocasiona la pérdida de los elementos conectados a la barra fallada. Debido a ello, la subestación puede ser operada como dos subestaciones independientes con arreglo de barra simple. 12 Permite dar mantenimiento a los interruptores sin perder los elementos conectados a él y desenergizar cualquiera de las dos barras sin alterar el funcionamiento de la subestación. Sin embargo, aumentan las maniobras en el equipo cuando se utiliza el interruptor de amarre como interruptor de transferencia. La cantidad de equipo requerido es mayor, por tanto, su costo también incrementa.

Doble barra y barra de transferencia Ofrece las mismas ventajas que el arreglo anterior, con la diferencia de que se requieren pocas maniobras para hacer uso del interruptor de transferencia. 14 Barra 1 Barra 2 Barra de Transferencia Transferencia Amarre En este caso, la subestación puede ser operada como dos subestaciones independientes de barra principal y barra de transferencia.