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Aparamenta aislada con gas (GIS) de 245 kV que ofrece una solución compacta, altamente fiable y de bajo mantenimiento para subestaciones de transmisión críticas

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Instalación de conmutación (GIS) de 245 kV

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La instalación de conmutación aislada con gas (GIS) de 245 kV es un sistema de conmutación de muy alta tensión diseñado para redes de transmisión de la clase de 220 kV. Utiliza gas SF₆ o gases aislantes alternativos respetuosos con el medio ambiente como medio aislante e integra equipos primarios de alta tensión —entre los que se incluyen interruptores automáticos, seccionadores, interruptores de puesta a tierra, transformadores de corriente, transformadores de tensión, descargadores de sobretensión y barras colectoras aisladas con gas— dentro de recintos metálicos sellados y conectados a tierra.

En comparación con los conmutadores aislados al aire (AIS) convencionales, el GIS de 245 kV ofrece una solución compacta, altamente fiable y de bajo mantenimiento para subestaciones de transmisión críticas.

Funciones principales
·Conmutación de circuitos de transmisión: controla la conexión y desconexión de líneas de transmisión de la clase de 220 kV.
·Interrupción de corrientes de fallo: interrumpe las corrientes de cortocircuito mediante interruptores automáticos de alto rendimiento.
·Aislamiento eléctrico: proporciona un aislamiento seguro para el mantenimiento y la inspección.
·Protección y medición: integra transformadores de corriente (TC) y transformadores de tensión (TT) para la protección por relés, la medición y la automatización.
·Optimización del espacio en la subestación: minimiza las necesidades de terreno al tiempo que mantiene una alta fiabilidad.

Aplicaciones típicas
·Subestaciones de transmisión de 220 kV
·Subestaciones urbanas y subterráneas
·Centrales de generación de energía
·Centrales hidroeléctricas
·Parques eólicos y solares a gran escala
·Subestaciones industriales de alta tensión
·Sistemas de tracción ferroviaria
·Entornos costeros y muy contaminados
·Instalaciones de transmisión con espacio limitado

Especificaciones técnicas típicas
·Tensión nominal: 245 kV
·Tensión máxima del sistema: 245 kV
·Frecuencia nominal: 50 Hz / 60 Hz
·Corriente nominal: 2000 A – 4000 A
·Corriente de resistencia de corta duración: 40 kA – 63 kA
·Corriente máxima de resistencia: 100 kA – 160 kA
·Tensión de resistencia a impulsos de rayo: hasta 1050 kV
·Tensión de resistencia a la frecuencia industrial: hasta 460 kV
·Medio aislante: SF₆ / gas alternativo
·Instalación: Encerrado en interior o exterior
·Material del recinto: Aleación de aluminio / acero inoxidable
·Grado de protección: Compartimentos sellados herméticamente al gas

Componentes principales
1.) Barra colectora aislada con gas
·Transfiere la potencia entre las celdas GIS
·Completamente encerrada en carcasas metálicas conectadas a tierra
·Proporciona una conexión de alta tensión compacta y fiable
2.) Interruptor de alta tensión
·Interrumpe las corrientes normales y de fallo
·Utiliza SF₆ o tecnología avanzada de interrupción
·Proporciona una eliminación rápida y fiable de los fallos
3.) Seccionador (DS)
·Proporciona aislamiento eléctrico
·Permite realizar operaciones de mantenimiento de forma segura
·Permite configuraciones de conmutación de barras colectoras y líneas
4.) Interruptor de puesta a tierra (ES)
·Pone a tierra los equipos aislados
·Garantiza la seguridad del operador durante el mantenimiento
5.) Transformador de corriente (CT)
·Se utiliza para:
·Protección de líneas
·Protección diferencial de barras colectoras
·Protección de distancia
·Medición de energía
6.) Transformador de tensión (VT/CVT)
·Proporciona señales de tensión para:
·Relés de protección
·Sistemas de sincronización
·Equipos de medición
·Supervisión SCADA
7.) Descargador de sobretensiones
·Protege el aislamiento del GIS contra:
·Sobretensiones por rayo
·Sobretensiones de conmutación
·Perturbaciones transitorias
8.) Compartimentos de gas
·Separan las secciones del GIS en módulos sellados
·Minimizan la pérdida de gas durante el mantenimiento
·Mejoran la disponibilidad y la fiabilidad

Principio de funcionamiento
Funcionamiento normal
·Los conductores de alta tensión funcionan dentro de compartimentos metálicos sellados.
·El gas aislante proporciona separación dieléctrica entre las partes bajo tensión y tierra.
·La energía eléctrica fluye a través de barras colectoras cerradas y equipos de conmutación.
Funcionamiento en caso de fallo
·El relé de protección detecta un fallo.
·El interruptor automático recibe una orden de disparo.
·Se interrumpe la corriente de fallo.
·Los seccionadores aíslan el circuito afectado.
·Los interruptores de puesta a tierra conectan a tierra los equipos aislados para su mantenimiento.

Ventajas
·Extremadamente compacto en comparación con los AIS
·Excelente rendimiento de aislamiento
·Alta fiabilidad y disponibilidad
·Resistente a la contaminación, el polvo, la humedad y la sal
·Adecuado para subestaciones urbanas y subterráneas
·Menores requisitos de mantenimiento
·Mayor seguridad para el personal
·Larga vida útil
·Funcionamiento fiable en condiciones ambientales adversas

Configuraciones típicas de GIS
GIS de barra colectora simple
·Disposición sencilla y económica
·Se utiliza en subestaciones de transmisión estándar
GIS de doble barra colectora
·Ofrece flexibilidad operativa
·Permite realizar el mantenimiento con interrupciones reducidas
GIS de barra colectora en anillo
·Mejora la fiabilidad del suministro
·Se utiliza en nodos importantes de la red
GIS de «un interruptor y medio»
·Ofrece una alta fiabilidad
·Se utiliza en subestaciones de transmisión críticas de 220 kV

Normas aplicables
·IEC 62271-1 – Especificaciones comunes para aparatos de conmutación y control 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 con aislamiento en gas y envolvente metálica por encima de 52 kV
·IEEE C37.122 – Subestaciones aisladas con gas

Aplicaciones típicas por sector
·Empresas eléctricas: subestaciones de transmisión de 220 kV
·Energías renovables: integración de grandes sistemas de energías renovables en la red
·Generación de energía: elevadores de tensión de generadores y conexión a la red de transmisión
·Plantas industriales: subestaciones receptoras de alta capacidad
·Ferrocarriles: sistemas de alimentación de tracción de alta tensión
·Infraestructura urbana: subestaciones subterráneas y compactas
·Petróleo y gas: sistemas críticos de transmisión de energía

Características principales
·Tensión nominal: 245 kV
·Diseñadas para sistemas de transmisión de 220 kV
·Construcción con envolvente metálica y aislamiento por gas
·Módulos integrados de interruptor de cortocircuito (CB), transformador de corriente (CT), transformador de tensión (VT), distribuidor de tensión (DS), sistema de escape (ES) y protección contra sobretensiones
·Ocupación compacta
·Alta rigidez dieléctrica y fiabilidad del aislamiento
·Excelente resistencia a las condiciones ambientales
·Bajos requisitos de mantenimiento
·Alta seguridad operativa y disponibilidad
·Apto para subestaciones de redes digitales e inteligentes
·Cumple con las normas IEC 62271 e IEEE C37.122