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Aparamenta híbrida aislada con gas (HGIS) de 245 kV que ofrece el sistema de conmutación de alta tensión

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Instalación de conmutación (HGIS) de 245 kV

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1. Descripción general

La instalación híbrida aislada con gas (HGIS) de 245 kV es un sistema de conmutación de muy alta tensión que combina la compacidad y la fiabilidad de las instalaciones aisladas con gas (GIS) con la flexibilidad y el menor coste de inversión de las instalaciones aisladas con aire (AIS).

En un sistema HGIS de 245 kV, los principales equipos primarios, como los interruptores automáticos, los seccionadores, los interruptores de puesta a tierra, los transformadores de corriente (TC) y los transformadores de tensión (VT/CVT) se integran en módulos aislados con gas, mientras que las conexiones externas, como las barras colectoras, las líneas aéreas y las conexiones de los transformadores, pueden seguir estando aisladas al aire.

La clase HGIS de 245 kV se aplica ampliamente en redes de transmisión de 220 kV, grandes subestaciones, centrales eléctricas y sistemas de transmisión de energía renovable.

2. Especificaciones técnicas típicas
·Tipo de equipo: Aparamenta híbrida aislada con gas (HGIS)
·Tensión nominal: 245 kV
·Clase de tensión del sistema: 220 / 230 kV
·Frecuencia nominal: 50 / 60 Hz
·Corriente nominal: 2000 / 3150 / 4000 A
·Corriente de resistencia de corta duración: 40 / 50 / 63 kA (3 s)
·Corriente de corte en cortocircuito: 40–63 kA
·Corriente de resistencia de pico: 100–160 kAp
·Tensión de resistencia a la frecuencia industrial: aprox. 460 kV
·Tensión de resistencia al impulso de rayo (BIL): 950 kVp
·Medio aislante: SF₆ / gas aislante alternativo
·Tipo de interruptor: interruptor de SF₆ o de vacío
·Instalación: exterior / sala GIS interior
·Tipo de envolvente: compartimentos de gas con envolvente metálica

3. Componentes principales

1.) Interruptor de gas de 245 kV
·El interruptor está instalado dentro de una envolvente de gas sellada.
Funciones:
·Interrumpe las corrientes de cortocircuito
·Controla la conmutación de las líneas de transmisión
·Protege los transformadores y generadores
Características:
·Alta capacidad de corte
·Funcionamiento rápido
·Alta durabilidad mecánica
·Bajos requisitos de mantenimiento
Tecnologías disponibles:
·Interruptor de SF₆
·Interruptor sin SF₆
·Interruptor de vacío (aplicaciones seleccionadas)

2.) Seccionadores aislados con gas
Funciones:
·Proporcionan aislamiento eléctrico
·Permiten un mantenimiento seguro
·Facilitan las operaciones de transferencia de barras colectoras
Características:
·Diseño compacto
·Alta rigidez dieléctrica
·Funcionamiento mecánico 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 cargas acumuladas
·Mejorar la seguridad durante el mantenimiento

4.) Transformador de corriente (TC)
Los TC integrados proporcionan:
·Medición de protección
·Precisión de medición
·Detección de fallos
Aplicaciones:
·Protección diferencial
·Protección de distancia
·Protección contra sobrecorriente
·Medición de energía

5.) Transformador de tensión / Interfaz de transformador de tensión con condensador
Proporciona señales de tensión para:
·Relés de protección
·Sistemas de medición
·Sincronización
·Supervisión y control

6.) Sección de conexión AIS
El diseño híbrido permite la conexión a:
·Barras colectoras aisladas al aire
·Líneas aéreas de transmisión
·Transformadores de potencia
·Sistemas de cableado

Esto proporciona una excelente flexibilidad para nuevas subestaciones y proyectos de modernización.

4. Ventajas del HGIS de 245 kV
* Disposición compacta de la subestación
·Requiere mucho menos espacio que los AIS convencionales
·Adecuado para emplazamientos de transmisión con espacio limitado
* Alta fiabilidad
Los componentes aislados con gas están protegidos contra:
·Polvo
·Humedad
·Contaminación
·Contaminación salina
* Menor coste que los sistemas GIS completos
·Menor número de secciones aisladas con gas
·Menor complejidad de instalación
·Menores requisitos de obra civil
* Fácil modernización y ampliación
Adecuado para:
·Actualizaciones de sistemas AIS existentes
·Ampliación de subestaciones
·Sustitución de equipos obsoletos
* Menor mantenimiento
·Componentes de alta tensión sellados
·Rendimiento de aislamiento estable
·Menor exposición a las condiciones ambientales

5. Aplicaciones típicas
Los sistemas HGIS de 245 kV se instalan habitualmente en:
·Subestaciones de transmisión de 220 kV
·Grandes centrales eléctricas
·Sistemas de transmisión de energía hidroeléctrica
·Subestaciones de exportación de energía renovable
·Redes eléctricas industriales
·Zonas costeras y de alta contaminación
·Proyectos de refuerzo de la red urbana
·Proyectos de modernización de sistemas AIS existentes

6. Esquemas de configuración típicos
Barra colectora simple
·Sencillo y económico
·Se utiliza en subestaciones de transmisión estándar
Barra colectora doble
·Alta flexibilidad operativa
·Permite el mantenimiento de los equipos sin necesidad de una parada completa
Barra colectora en anillo
·Mejora la fiabilidad de la red
«Interruptor y medio»
·Se utiliza en nodos importantes de transmisión de 220 kV

7. Normas aplicables
·IEC 62271-1 — Requisitos comunes para aparamenta 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 aislada con gas por encima de 52 kV
·Serie IEEE C37 — Normas para aparamenta de alta tensión

Resumen
La aparamenta híbrida aislada con gas (HGIS) de 245 kV es un sistema de conmutación de muy alta tensión de la clase de 220 kV que combina la compacidad de la GIS con la flexibilidad de la AIS. Normalmente ofrece una capacidad de corriente continua de 2.000 a 4.000 A y una capacidad de corte de cortocircuitos de 40 a 63 kA, lo que lo hace adecuado para grandes subestaciones de transmisión, la integración de energías renovables, centrales eléctricas y proyectos de expansión de la red de alta fiabilidad.