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Aparamenta híbrida aislada con gas (HGIS) de 145 kV: una solución compacta aislada con gas

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Instalación de conmutación (HGIS) de 145 kV

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1. Descripción general

La instalación de conmutación híbrida aislada con gas (HGIS) de 145 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). Integra los principales componentes de conmutación y protección en módulos compactos aislados con gas, al tiempo que permite conexiones externas a través de equipos convencionales aislados con aire.

La clase HGIS de 145 kV se utiliza ampliamente en redes de transmisión de 132 kV/138 kV, proporcionando una solución compacta, fiable y rentable para subestaciones en las que no se requiere una instalación GIS completa.

2. Especificaciones técnicas típicas
·Tipo de equipo: Aparamenta híbrida aislada con gas (HGIS)
·Tensión nominal: 145 kV
·Clase de tensión del sistema: 132 / 138 kV
·Frecuencia nominal: 50 / 60 Hz
·Corriente nominal: 2000 / 3150 / 4000 A
·Corriente de resistencia de corta duración: 31,5 / 40 / 50 kA (3 s)
·Corriente de corte en cortocircuito: 31,5–50 kA
·Corriente de resistencia de pico: 80–125 kAp
·Tensión de resistencia a la frecuencia industrial: aprox. 275 kV
·Tensión de resistencia al impulso de rayo (BIL): 650 kVp
·Medio aislante: SF₆ / gas aislante alternativo
·Tipo de interruptor: interruptor de SF₆ o de vacío
·Instalación: exterior / sala de GIS interior
·Tipo de envolvente: compartimentos de gas con envolvente metálica

3. Componentes principales

1.) Interruptor aislado en gas
·El interruptor está instalado en el interior de un compartimento de gas sellado.
Funciones:
·Interrumpe las fallas por cortocircuito
·Controla la conmutación de las líneas de transmisión
·Protege los transformadores y generadores
Características típicas:
·Alta capacidad de interrupción
·Funcionamiento rápido
·Larga vida útil mecánica
·Bajo mantenimiento
Tecnologías disponibles:
·Interruptor de SF6
·Interruptor con interruptor de vacío

2.) Seccionadores aislados con gas
Funciones:
·Proporcionan aislamiento eléctrico
·Permiten un mantenimiento seguro
·Facilitan las operaciones de transferencia de barras
Ventajas:
·Diseño compacto
·Funcionamiento fiable
·Menor impacto medioambiental

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

5.) Transformadores de tensión (VT/CVT)
Proporcionan medición de tensión para:
·Relés de protección
·Sistemas de medición
·Sincronización
·Sistemas de control

6.) Sección de conexión aislada al aire
El HGIS mantiene interfaces AIS para:
·Líneas aéreas de transmisión
·Transformadores de potencia
·Terminaciones de cable
·Barras colectoras externas

Esta configuración híbrida simplifica los trabajos de ampliación y modernización.

4. Ventajas del HGIS de 145 kV
* Diseño compacto
·Requiere menos terreno que el AIS convencional
·Adecuado para subestaciones con espacio limitado
* Alta fiabilidad
Las partes aisladas con gas están protegidas contra:
·Polvo
·Humedad
·Contaminación
·Contaminación salina
* Rentabilidad
En comparación con los GIS completos:
·Menor coste de los equipos
·Menor volumen de gas
·Instalación más sencilla
* Adecuado para la modernización
·Permite sustituir o actualizar las celdas de los AIS conservando la infraestructura existente.
* Menor mantenimiento
·Componentes primarios sellados
·Rendimiento de aislamiento estable
·Menos limpieza e inspecciones

5. Aplicaciones típicas
El HGIS de 145 kV se instala habitualmente en:
·Subestaciones de transmisión de 132 kV
· Centrales de generación de energía
· Centrales hidroeléctricas
· Subestaciones de energía eólica y solar
· Redes eléctricas industriales
· Proyectos de refuerzo de la red urbana
· Sistemas de suministro eléctrico ferroviario
· Actualizaciones de subestaciones AIS existentes

6. Esquemas de configuración típicos
Barra colectora única
· Sencillo y económico
· Adecuado para subestaciones pequeñas
Barra colectora doble
·Ofrece flexibilidad operativa
·Permite realizar el mantenimiento sin necesidad de una parada total
Barra colectora en anillo
·Mejora la fiabilidad del sistema
«Interruptor y medio»
·Se utiliza en subestaciones de transmisión críticas

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 145 kV es una solución de conmutación de muy alta tensión de la clase de 132 kV que combina la compacidad de la GIS con la flexibilidad de la AIS. Normalmente admite una corriente nominal de 2.000 a 4.000 A y una capacidad de corte en cortocircuito de 31,5 a 50 kA, lo que la hace adecuada para subestaciones de transmisión, proyectos de energías renovables y la modernización de subestaciones existentes que requieran una alta fiabilidad con un coste y un espacio ocupados optimizados.