Cómo elegir el esquema de barras de una subestación

Respuesta corta

El esquema de barras define qué se pierde cuando algo falla y qué se puede mantener sin cortar el servicio. Se elige comparando tres cosas: qué pasa con los circuitos si falla una barra, qué pasa con un circuito cuando se hace mantenimiento a su interruptor y cuántos interruptores, seccionadores y terreno exige el arreglo.

Todos los esquemas de esta guía tienen su propia guía de operación, protección y enclavamientos. Aquí se comparan para decidir cuál estudiar a fondo.

Las tres preguntas que deciden

1. ¿Qué se pierde si falla una barra? En una barra única, todo. Seccionar la barra limita la pérdida a una sección. Con dos interruptores por circuito o con diámetros de interruptor y medio, no se pierde ningún circuito.
2. ¿Qué pasa con un circuito al mantener su interruptor? En la barra sencilla y en la doble barra, el circuito sale de servicio mientras dure el trabajo. Con barra de transferencia, con doble interruptor o con interruptor y medio, el circuito sigue energizado.
3. ¿Cuánto cuesta y cuánto ocupa? Cada interruptor, seccionador o barra adicional suma equipo, terreno y lógica de enclavamiento. Esa es la razón por la que no se usa siempre el esquema de mayor disponibilidad.

Comparación de los esquemas

Dos detalles que la tabla no muestra:

• La falla del propio interruptor. En el interruptor y medio, la falla del interruptor central obliga a desconectar también el circuito vecino. En el interruptor y un tercio, una falla de un interruptor interno saca dos de los tres circuitos del diámetro.
• El anillo abierto. El anillo logra la disponibilidad de dos interruptores por circuito con uno solo, pero con un interruptor fuera una segunda falla puede partir la subestación. Por eso se usa con pocos circuitos.

Un árbol para empezar

El árbol es un punto de partida. La decisión final también pesa el número de circuitos, el crecimiento previsto y el presupuesto. La tecnología (aire o gas) se decide con AIS o GIS: cómo decidir el tipo de subestación; el esquema elegido se lleva al terreno según Disposición física de una subestación: patio y distancias.

Qué exige la regulación en Colombia

Para una subestación nueva del Sistema de Transmisión Nacional (STN), de 220 kV o más, el Código de Conexión fija estas condiciones (Resolución CREG 025 de 1995, numeral 7.1 y Anexo CC.2):

• La configuración debe permitir el mantenimiento del equipo de interrupción de cualquier circuito sin interrumpir el flujo de potencia por ese circuito.
• No se admite la barra sencilla, salvo en subestaciones terminales de una línea radial con un solo usuario final.
• En configuraciones de barras con seis o más circuitos debe incluirse seccionamiento de barras.
• Las configuraciones de interruptor y medio deben tener como mínimo tres diámetros.
• En subestaciones compartidas entre el transportador y el usuario se prefieren las configuraciones que faciliten definir los límites de propiedad y de responsabilidad.
• La configuración elegida se somete a aprobación del transportador, con su memoria de cálculo y análisis.

El Código de Conexión también prohíbe las conexiones en T de usuarios a líneas del STN. Vea configuración en T o derivación.

Lo que cambia en protección y control

Cada esquema trae sus propias exigencias:

• La diferencial de barras necesita seguir la posición de los seccionadores en la doble barra y varias zonas en los esquemas seccionados. El anillo y los diámetros de interruptor y medio resuelven las zonas de otra manera. Vea protección diferencial de barras 87B.
• La falla de interruptor debe abrir los interruptores correctos en cada arreglo. Vea protección de falla de interruptor 50BF.
• Los enclavamientos cambian con el número de seccionadores y de caminos posibles. Cada esquema tiene su guía de enclavamientos y su simulador de maniobras, como el de doble barra, el de interruptor y medio y el de anillo.

Cómo le ayudamos a decidir

Elegir el esquema de barras es una decisión de ingeniería que fija el costo y la operación durante décadas. En Tiza Group revisamos con usted el número de circuitos, el crecimiento previsto y los requisitos del operador de red, y preparamos la memoria que debe aprobar el transportador. Conozca nuestro servicio de diseño de ingeniería y estudios o escríbanos con el número de circuitos y el nivel de tensión. Qué protecciones lleva cada bahía se resume en Protección por bahía: qué lleva cada tipo de bahía, y qué equipos primarios la forman, en Selección de equipos primarios de una subestación. La lógica de enclavamientos de cada esquema se puede generar con nuestra herramienta gratuita de tabla de enclavamientos. La lógica de enclavamientos de cada esquema se puede generar con nuestra herramienta gratuita de tabla de enclavamientos.

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Referencias

• CREG, Resolución 025 de 1995 (Código de Redes), numerales 7.1 y 7.2 del Código de Conexión y Anexo CC.2, requisitos técnicos para subestaciones.
• Guías de configuración del sitio, una por esquema, enlazadas en la tabla.

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