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Aparamenta híbrida aislada con gas (HGIS) de 362 kV para un sistema de conmutación de muy alta tensión

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Instalación de conmutación (HGIS) de 362 kV

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1. Descripción general

La instalación de conmutación híbrida aislada con gas (HGIS) de 362 kV es un sistema de conmutación de muy alta tensión que combina las ventajas de las instalaciones de conmutación aisladas con gas (GIS) y las instalaciones de conmutación aisladas con aire (AIS) para redes de transmisión de alta capacidad.

El diseño del HGIS integra los principales equipos primarios —entre los que se incluyen el interruptor automático, los seccionadores, los interruptores de puesta a tierra, los transformadores de corriente (TC) y los transformadores de tensión (TT/TCV)— en módulos compactos aislados con gas, al tiempo que mantiene conexiones al estilo de los AIS para barras colectoras, líneas aéreas y transformadores. Esto proporciona un equilibrio entre la compacidad del GIS y la flexibilidad del AIS.

La clase de 362 kV se aplica principalmente en sistemas de transmisión de 345 kV/362 kV y en subestaciones de red a gran escala.

2. Especificaciones técnicas típicas
·Tipo de equipo: Aparamenta híbrida aislada con gas (HGIS)
·Tensión nominal: 362 kV
·Clase de tensión del sistema: 345 kV
·Frecuencia nominal: 50 / 60 Hz
·Corriente nominal: 3150 / 4000 / 5000 A
·Corriente de resistencia de corta duración: 50 / 63 kA (3 s)
·Corriente de corte en cortocircuito: 50 / 63 kA
·Corriente de resistencia de pico: 125 / 160 kAp
·Tensión de resistencia a la frecuencia industrial: 510 / 650 kV (típica)
·Resistencia al impulso de conmutación: hasta 950 / 1050 kVp
·Resistencia al impulso de rayo (BIL): hasta 1175 / 1425 kVp
·Medio aislante: SF₆ o gas aislante alternativo
·Tipo de interruptor: interruptor de SF₆ (típico)
·Instalación: interior / exterior
·Resistencia mecánica: clase M2

Las características típicas de un HGIS de 362 kV incluyen una corriente continua de 3.150–5.000 A y una capacidad de interrupción de cortocircuitos de 50–63 kA.

3. Componentes principales

1.) Interruptor aislado en gas de 362 kV
·El interruptor es el principal dispositivo de eliminación de fallos.
Funciones:
·Interrumpe corrientes de cortocircuito elevadas
·Realiza la conmutación de líneas y transformadores
·Protege los equipos de transmisión
Características:
·Alta capacidad de corte
·Mecanismo de accionamiento rápido
·Alta fiabilidad mecánica
·Requisitos de mantenimiento reducidos

2.) Seccionadores aislados con gas
Funciones:
·Aislar secciones de equipos
·Garantizar la seguridad durante el mantenimiento
·Permitir operaciones de transferencia de barras
Ventajas:
·Construcción compacta
·Alta rigidez dieléctrica
·Rendimiento de conmutación fiable

3.) Interruptores de puesta a tierra
Tipos:
·Interruptor de puesta a tierra para mantenimiento
·Interruptor de puesta a tierra de alta velocidad
Funciones:
·Aislar secciones a tierra
·Descargar la energía eléctrica acumulada
·Garantizar operaciones de mantenimiento seguras

4.) Transformadores de corriente (TC)
Los TC integrados proporcionan:
·Señales de protección
·Medición para contadores
·Detección de fallos
Aplicaciones:
·Protección de líneas
·Protección diferencial de transformadores
·Protección de distancia
·Medición de consumo

5.) Interfaz de transformador de tensión / CVT
Proporciona medición de tensión para:
·Relés de protección
·Sistemas de sincronización
·Equipos de monitorización
·Sistemas de control

6.) Sección de conexión AIS
La configuración híbrida permite la conexión a:
·Barras colectoras aisladas al aire
·Líneas aéreas de transmisión
·Transformadores de potencia
·Sistemas de cables subterráneos

Esto hace que los HGIS sean adecuados tanto para nuevas subestaciones como para la ampliación de parques AIS existentes.

4. Ventajas del HGIS de 362 kV
* Menor huella de instalación
·Requiere un espacio significativamente menor que los AIS convencionales
·Adecuado para grandes subestaciones de transmisión con disponibilidad limitada de terreno
* Alta fiabilidad
Los módulos aislados con gas protegen los equipos críticos contra:
·Polvo
·Humedad
·Contaminación
·Contaminación salina
* Menor coste en comparación con los sistemas GIS completos
·Menor número de secciones GIS totalmente cerradas
·Menor complejidad de instalación
·Menores requisitos de obra civil
* Instalación más rápida
·Módulos ensamblados en fábrica
·Menor volumen de trabajo de montaje in situ
·Periodo de puesta en servicio más corto
* Integración flexible en la subestación
Adecuado para:
·Nuevas subestaciones de EHV
·Proyectos de sustitución de AIS
·Proyectos de ampliación de la red

5. Aplicaciones típicas
El HGIS de 362 kV se utiliza habitualmente en:
·Subestaciones de transmisión de 345 kV
·Grandes centrales de generación de energía
·Sistemas de transmisión hidroeléctricos
·Subestaciones de exportación de energía renovable
·Subestaciones de interconexión
·Subestaciones urbanas de muy alta tensión (EHV)
·Entornos costeros o con altos niveles de contaminación
·Proyectos de modernización de sistemas AIS existentes

6. Esquemas de configuración típicos
Barra colectora simple
·Disposición sencilla
·Menor inversión
·Se utiliza en subestaciones de transmisión estándar
Barra colectora doble
·Mayor flexibilidad operativa
·Permite el mantenimiento durante el funcionamiento
Barra colectora en anillo
·Mayor fiabilidad del suministro
Esquema de «un interruptor y medio»
·Se utiliza en redes de transmisión críticas de 345 kV

7. Normas aplicables
·IEC 62271-1 — Requisitos comunes para aparatos de conmutación de alta tensión
·IEC 62271-100 — Interruptores de alta tensión de corriente alterna
·IEC 62271-102 — Seccionadores e interruptores de puesta a tierra
·IEC 62271-203 — Aparamenta de alta tensión en envolvente metálica y aislada con gas por encima de 52 kV
·Serie IEEE C37 — Requisitos para aparamenta de alta tensión

Resumen
La aparamenta híbrida aislada con gas (HGIS) de 362 kV es una solución de conmutación de muy alta tensión de la clase de 345 kV que combina la fiabilidad de la GIS con la flexibilidad de la AIS. Normalmente admite intensidades nominales continuas de entre 3.150 y 5.000 A y una capacidad de corte de cortocircuito de entre 50 y 63 kA, lo que la convierte en una solución compacta, fiable y económica para grandes subestaciones de transmisión, la integración de energías renovables y proyectos de expansión de redes de muy alta tensión (EHV).