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Aparamenta híbrida aislada con gas (HGIS) de 170 kV: la solución para la conmutación primaria

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Instalación de conmutación (HGIS) de 170 kV

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1. Descripción general

La instalación de conmutación híbrida aislada con gas (HGIS) de 170 kV es un sistema de conmutación de muy alta tensión que combina el diseño compacto de las instalaciones de conmutación aisladas con gas (GIS) con la flexibilidad y el menor coste de las instalaciones de conmutación aisladas con aire (AIS).

Los equipos de conmutación principales —como los interruptores automáticos, los seccionadores, los interruptores de puesta a tierra, los transformadores de corriente (TC) y los transformadores de tensión (TT)— se instalan en compartimentos sellados y aislados con gas, mientras que las conexiones externas, como las barras colectoras y las interfaces de línea, pueden seguir estando aisladas al aire.

La clase HGIS de 170 kV se utiliza principalmente en sistemas de transmisión de 154 kV/161 kV y en subestaciones de alta fiabilidad que requieren un espacio de instalación reducido y una mayor protección medioambiental.

2. Especificaciones técnicas típicas
·Tipo de equipo: Aparamenta híbrida aislada con gas (HGIS)
·Tensión nominal: 170 kV
·Clase de tensión del sistema: 154 / 161 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. 325 kV
·Tensión de resistencia al impulso de rayo (BIL): 750 kVp
·Medio aislante: SF₆ / gas aislante alternativo
·Tipo de interruptor automático: interruptor de SF₆ o de vacío
·Instalación: exterior / interior en edificio GIS
·Tipo de envolvente: compartimentos de gas con envolvente metálica

3. Componentes principales

1.) Interruptor automático de alta tensión
·El interruptor automático está instalado dentro de un compartimento de gas presurizado.
Funciones:
·Interrumpe las corrientes de fallo
·Realiza operaciones de conmutación
·Protege los equipos de transmisión
Características típicas:
·Alta capacidad de corte
·Velocidad de funcionamiento rápida
·Alta resistencia mecánica
·Bajos requisitos de mantenimiento
Tecnologías disponibles:
·Interruptor de SF6
·Interruptor de vacío (diseños avanzados)

2.) Seccionadores aislados con gas
Funciones:
·Aislamiento eléctrico
·Seguridad en el mantenimiento
·Operaciones de conmutación de barras
Características:
·Construcción compacta
·Alta fiabilidad del aislamiento
·Larga vida útil

3.) Interruptores de puesta a tierra
Tipos:
·Interruptor de puesta a tierra estándar para mantenimiento
·Interruptor de puesta a tierra de alta velocidad
Funciones:
·Pone a tierra equipos aislados
·Elimina la tensión residual
·Garantiza un mantenimiento seguro

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

5.) Transformadores de tensión (VT/CVT)
Se utilizan para:
·Medición de tensión
·Protección por relés
·Sincronización
·Sistemas de control

6.) Interfaz de conexión AIS
El diseño híbrido permite la conexión con:
·Barras colectoras aisladas al aire
·Líneas aéreas
·Transformadores de potencia
·Cables subterráneos

Esto proporciona una excelente compatibilidad para proyectos de ampliación y modernización de subestaciones.

4. Ventajas del HGIS de 170 kV
* Dimensiones compactas
·Requiere menos terreno en comparación con el AIS
·Adecuado para subestaciones urbanas e industriales
* Alta resistencia ambiental
Los módulos aislados con gas protegen los equipos de:
·Contaminación
·Polvo
·Humedad
·Contaminación salina
* Inversión reducida en comparación con los GIS
·Menos equipos aislados con gas
·Menor coste de instalación
·Construcción más sencilla
* Excelente capacidad de modernización
Adecuado para:
·Sustitución de sistemas AIS
·Ampliación de subestaciones
·Aumentos de capacidad
* Alta fiabilidad operativa
·Componentes primarios sellados
·Rendimiento de aislamiento estable
·Menor frecuencia de mantenimiento

5. Aplicaciones típicas
El HGIS de 170 kV se utiliza habitualmente en:
·Subestaciones de transmisión de 154 kV
·Redes de distribución de 161 kV
·Centrales hidroeléctricas
·Sistemas de transmisión de energía renovable
·Instalaciones eléctricas industriales
·Subestaciones costeras
·Proyectos de refuerzo de la red urbana
·Proyectos de modernización de AIS existentes

6. Esquemas de configuración típicos
Barra colectora única
·Diseño sencillo
·Menor coste
·Se utiliza para subestaciones estándar
Barra colectora doble
·Mejora la flexibilidad operativa
·Permite el mantenimiento durante el funcionamiento
Barra colectora en anillo
·Proporciona una mayor fiabilidad de suministro
«Interruptor y medio»
·Se utiliza para redes de transmisión críticas

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 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 170 kV es una solución de conmutación de muy alta tensión de la clase 154/161 kV que combina la fiabilidad de la GIS con la flexibilidad de la AIS. Normalmente admite intensidades nominales continuas de 2.000 a 4.000 A y una capacidad de interrupción de cortocircuitos de 40 a 63 kA, lo que proporciona una solución compacta, fiable y económica para las modernas subestaciones de transmisión, los proyectos de energías renovables y las aplicaciones de modernización de subestaciones.