La subestación elevadora de una planta solar recoge la energía de los centros de transformación del campo por la red colectora de media tensión y la eleva a la tensión de la red con un transformador de potencia. Tiene celdas colectoras, transformador elevador, bahía de alta tensión con interruptor y transformadores de medida, protección de interconexión, medida de frontera, controlador de planta y SCADA. Antes de energizarla se prueban los equipos, las protecciones y las comunicaciones, y en Colombia se cumplen los requisitos del operador de red, la CREG 060 de 2019 y los acuerdos del CNO.
Qué es la subestación elevadora
En una planta solar fotovoltaica, los inversores entregan energía en baja tensión. Cada centro de transformación del campo, junto a un grupo de inversores, la eleva a media tensión. Los circuitos de media tensión, llamados red colectora, llevan esa energía a la subestación elevadora, una subestación de transformación donde un transformador de potencia la eleva a la tensión de la red del operador.
En plantas pequeñas la conexión puede hacerse directamente en media tensión, con una celda de conexión y sin transformador de potencia propio. Las plantas de mayor capacidad se conectan en alta tensión al sistema de transmisión regional o nacional y necesitan una subestación completa.
Partes de la subestación
| Parte | Qué hace |
|---|---|
| Celdas colectoras de media tensión | Reciben cada circuito colector con su interruptor y su relé |
| Transformador elevador | Eleva la media tensión a la tensión de la red; suele tener cambiador de tomas |
| Puesta a tierra de la red colectora | Si el devanado de media tensión no da un neutro, un transformador de puesta a tierra lo crea para detectar fallas a tierra |
| Bahía de alta tensión | Interruptor, seccionadores, transformadores de corriente y de tensión, descargadores |
| Protección y control | Relés del transformador, de la línea y de interconexión; controlador de bahía |
| Medida de frontera | Medidores y transformadores de medida de la frontera comercial |
| Controlador de planta y SCADA | Regulan la potencia activa y reactiva en el punto de conexión y envían datos al centro de control |
| Servicios auxiliares | Corriente alterna y continua para protecciones, control y comunicaciones |
El transformador elevador es el equipo más costoso de la subestación y el que más pruebas recibe; lo explicamos en transformador de potencia.
Protecciones
Una planta solar se protege en dos capas: el inversor protege su propio equipo y la protección del punto de conexión protege la red del operador. En la subestación elevadora se encuentran:
- Circuitos colectores: sobrecorriente de fase y de tierra.
- Transformador elevador: diferencial de transformador 87T, sobrecorriente de respaldo y protecciones propias del equipo.
- Punto de conexión: las funciones de interconexión (tensión, frecuencia, sobretensión de secuencia cero cuando aplica y anti-isla) y, si la conexión es por una línea, la protección de línea que pida el operador.
En Colombia, las funciones mínimas y los métodos anti-isla los fija el acuerdo de protecciones del Consejo Nacional de Operación (Acuerdo 2233 de 2026). El disparo transferido desde el operador es el método recomendado cuando es viable. El detalle está en protecciones de una planta solar y en el relé de interconexión.
Los ajustes de estas funciones los aprueba el operador de red y cambian cuando cambia la red o la planta.
Control y supervisión
El controlador de planta (PPC) mide en el punto de conexión y reparte consignas de potencia activa y reactiva entre los inversores para que la planta se comporte como una sola unidad. Las plantas conectadas al STR y al STN deben cumplir los requisitos técnicos de la Resolución CREG 060 de 2019: control de potencia activa y frecuencia, control de tensión, curva de capacidad y soporte ante huecos de tensión.
Requisitos del operador
Antes de construir, la planta obtiene su capacidad de transporte y aprueba su conexión con el operador de red. La ingeniería de la subestación (unifilar, protecciones, medida, comunicaciones) se revisa con el operador, y la energización requiere que todo lo aprobado esté probado.
Comisionamiento de la subestación elevadora
La puesta en servicio, también llamada comisionamiento, sigue un orden general:
- 01Pruebas a equipos primariosTransformador, interruptores, seccionadores, transformadores de medida, cables y malla de tierra
- 02Pruebas secundariasInyección a cada protección, lógicas, enclavamientos y disparos al interruptor real
- 03Comunicaciones y señalesSeñales al SCADA, al controlador de planta y al centro de control; sincronización de tiempo
- 04Pruebas con el operador de redTeleprotección o disparo transferido de extremo a extremo y verificación de la medida de frontera
- 05EnergizaciónPrimero se energiza la subestación desde la red; después los circuitos colectores y los inversores
- 06Pruebas de la plantaVerificación de los requisitos de control ante el operador del sistema
El orden de la energización sigue el flujo real de la potencia: la red energiza la subestación y la red colectora, y solo después los inversores se conectan y empiezan a exportar.
Las pruebas del campo fotovoltaico, según IEC 62446-1, y las de las protecciones de conexión están en pruebas para energizar una planta solar. Las etapas comunes a cualquier subestación se describen en comisionamiento de subestaciones.
Problemas frecuentes al energizar
- Disparo del transformador elevador al energizar por corriente de energización y ajustes del 87T sin restricción adecuada.
- Polaridad o relación equivocada de transformadores de corriente en el diferencial o en la medida.
- Inversores que se desconectan por tensión en el punto de conexión fuera de rango.
- Señales que no llegan o llegan invertidas al centro de control.
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Referencias
- Resolución CREG 060 de 2019 y sus modificaciones.
- Resolución CREG 075 de 2021, asignación de capacidad de transporte en el SIN.
- Resolución CREG 038 de 2014, Código de Medida.
- Consejo Nacional de Operación, Acuerdo 2233 de 2026, requisitos de protecciones para la conexión de sistemas de generación en el SIN.
- IEC 62446-1: sistemas fotovoltaicos, documentación, pruebas de puesta en servicio e inspección.
- IEC 60076 (serie): transformadores de potencia.
- RETIE, Resolución 40117 de 2024 del Ministerio de Minas y Energía, y sus modificaciones.
Preguntas frecuentes
¿Qué diferencia hay entre el transformador del inversor y el de la subestación elevadora?
El transformador de cada centro de transformación del campo eleva la tensión de salida de los inversores a la media tensión de la red colectora. El de la subestación elevadora recibe todos los circuitos colectores y eleva esa media tensión a la tensión de la red del operador, en alta tensión en las plantas grandes.
¿Qué protecciones lleva la subestación de una planta solar?
Protecciones de los circuitos colectores, diferencial y protecciones propias del transformador elevador, protección de la línea o del punto de conexión según lo pida el operador de red, y la protección de interconexión con funciones de tensión, frecuencia y anti-isla. En Colombia las funciones mínimas las fija el acuerdo de protecciones del CNO.
¿Qué se prueba en el comisionamiento de la subestación elevadora?
Las pruebas a equipos primarios (transformador, interruptores, transformadores de medida, cables), la inyección a las protecciones y sus disparos, las pruebas de extremo a extremo con el operador de red cuando hay teleprotección o disparo transferido, la medida de frontera y las señales hacia el centro de control. Después vienen las pruebas de la planta ante el operador del sistema.