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Solución de aparamenta aislada con gas (GIS) de 145 kV para redes de transmisión de alta tensión

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Instalación de conmutación (GIS) de 145 kV

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La instalación de conmutación aislada con gas (GIS) de 145 kV es un sistema de conmutación de alta tensión que se utiliza en redes de transmisión de la clase de 132/138 kV. Utiliza gas SF₆ o gases aislantes alternativos respetuosos con el medio ambiente como medio aislante y combina los principales equipos de alta tensión —incluidos interruptores automáticos, seccionadores, interruptores de puesta a tierra, transformadores de corriente, transformadores de tensión y barras colectoras— dentro de una caja metálica sellada y conectada a tierra.

En comparación con los conmutadores aislados al aire (AIS) convencionales, el GIS de 145 kV ofrece una solución compacta y altamente fiable para subestaciones de transmisión en las que el espacio, las condiciones ambientales y la fiabilidad operativa son fundamentales.

Funciones principales
·Conmutación de circuitos: conecta y desconecta los circuitos de transmisión en condiciones normales de funcionamiento.
·Interrupción de fallos: Elimina las corrientes de cortocircuito mediante interruptores de alta tensión.
·Aislamiento eléctrico: Proporciona un aislamiento seguro de los equipos para su mantenimiento.
·Protección y medición: Integra transformadores de corriente (TC) y transformadores de tensión (TT) para la protección por relés, la medición y la supervisión.
·Optimización de subestaciones: reduce el espacio de instalación y mejora la fiabilidad del sistema.

Aplicaciones típicas
·Subestaciones de transmisión de 132 kV / 138 kV
·Subestaciones urbanas
·Subestaciones subterráneas
·Centrales hidroeléctricas
·Subestaciones de energía eólica y solar
·Estaciones industriales de recepción de energía
·Subestaciones de tracción ferroviaria
·Entornos costeros y contaminados
·Instalaciones de alta tensión con espacio limitado

Especificaciones técnicas típicas
·Tensión nominal: 145 kV
·Tensión máxima del sistema: 145 kV
·Frecuencia nominal: 50 Hz / 60 Hz
·Corriente nominal: 1250 A – 4000 A
·Corriente de resistencia de corta duración: 31,5 kA – 50 kA
·Corriente de resistencia de pico: 80 kA – 125 kA
·Tensión de resistencia al impulso de rayo: hasta 650 kV
·Tensión de resistencia a la frecuencia industrial: hasta 275 kV
·Medio aislante: SF₆ / gas alternativo
·Instalación: en recinto 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
·Totalmente encerrada en carcasas metálicas conectadas a tierra
·Proporciona una conexión compacta y fiable
2.) Interruptor de alta tensión
·Interrumpe las corrientes de carga y de fallo
·Utiliza tecnología de extinción de arco de alto rendimiento
·Controlado por sistemas de protección y automatización
3.) Seccionador (DS)
·Proporciona aislamiento eléctrico visible
·Permite realizar trabajos de mantenimiento de forma segura
4.) Interruptor de puesta a tierra (ES)
·Pone a tierra las secciones aisladas
·Garantiza la seguridad del operador durante el mantenimiento
5.) Transformador de corriente (CT)
·Se utiliza para:
·Protección de distancia
·Protección diferencial
·Protección contra sobrecorriente
·Medición de energía
6.) Transformador de tensión (VT)
·Proporciona señales de tensión para:
·Relés de protección
·Sistemas de medición
·Sincronización
·Supervisión SCADA
7.) Compartimentos de gas
·Dividen el equipo GIS en secciones aisladas
·Reducen la pérdida de gas durante el mantenimiento
·Mejoran la disponibilidad del sistema

Principio de funcionamiento
Funcionamiento normal
·Los conductores están encerrados dentro de compartimentos de gas sellados.
·El gas de alta rigidez dieléctrica proporciona aislamiento entre las partes bajo tensión y la carcasa conectada a tierra.
·La energía eléctrica fluye a través de las barras colectoras del GIS y los equipos de conmutación.
Funcionamiento en caso de fallo
·El sistema de protección detecta una corriente anómala.
·El interruptor automático recibe una señal de disparo.
·El arco se extingue dentro de la cámara del interruptor.
·La sección en fallo queda aislada mediante seccionadores.
·Los interruptores de puesta a tierra descargan y conectan a tierra los equipos aislados.

Ventajas
·Extremadamente compacto en comparación con los AIS
·Excelente rendimiento de aislamiento
·Alta fiabilidad en entornos adversos
·Baja sensibilidad a la contaminación, el polvo y la humedad
·Menor espacio ocupado por la subestación
·Menores requisitos de mantenimiento
·Mayor seguridad para el operador
·Larga vida útil
·Adecuado para subestaciones interiores, subterráneas y costeras

Configuraciones típicas de GIS
GIS de barra colectora simple
·Sencillo y económico
·Se utiliza en subestaciones estándar
GIS de doble barra colectora
·Ofrece flexibilidad operativa
·Permite la transferencia de carga y las conmutaciones de mantenimiento
GIS de barra colectora en anillo
·Mejora la continuidad del suministro
·Se utiliza en redes de distribución importantes
GIS de «un interruptor y medio»
·Se utiliza en subestaciones de transmisión críticas
·Ofrece una alta fiabilidad y flexibilidad operativa

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 – Aparatos de conmutación en envolvente metálica y aislados con gas por encima de 52 kV
·IEEE C37.122 – Subestaciones aisladas con gas

Aplicaciones típicas por sector
·Empresas eléctricas: subestaciones de transmisión de 132/138 kV
·Energías renovables: conexión a la red de grandes parques eólicos y solares
·Energía hidroeléctrica: subestaciones elevadoras de generadores
·Plantas industriales: subestaciones receptoras de alta tensión
·Ferrocarriles: subestaciones de tracción eléctrica
·Infraestructura urbana: subestaciones compactas para interiores
·Petróleo y gas: sistemas eléctricos de alta tensión fiables

Características principales
·Tensión nominal: 145 kV
·Diseñadas para sistemas de transmisión de 132/138 kV
·Construcción con envolvente metálica y aislamiento por gas
·Módulos integrados de interruptor de caja (CB), transformador de corriente (CT), transformador de tensión (VT), distribuidor de servicio (DS) y sistema de protección (ES)
·Dimensiones compactas en comparación con los sistemas AIS
·Alta rigidez dieléctrica y fiabilidad del aislamiento
·Excelente resistencia a las condiciones ambientales
·Bajos requisitos de mantenimiento
·Alta seguridad operativa y disponibilidad
·Adecuadas para subestaciones digitales e inteligentes
·Conformes con las normas IEC 62271 e IEEE C37.122