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Instalación de conmutación aislada con gas (GIS) de 72,5 kV para la conmutación de circuitos

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Instalación de conmutación (GIS) de 72,5 kV

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La instalación de conmutación aislada con gas (GIS) de 72,5 kV es un sistema compacto de alta tensión que utiliza gas aislante (normalmente SF₆ o gases alternativos modernos) para proporcionar aislamiento eléctrico e interrupción del arco en las subestaciones. Integra los principales equipos primarios, como interruptores automáticos, seccionadores, interruptores de puesta a tierra, transformadores de corriente, transformadores de tensión y barras colectoras, en compartimentos sellados con gas.

El GIS se utiliza ampliamente en aplicaciones que requieren una alta fiabilidad, un tamaño compacto y protección medioambiental, especialmente en subestaciones urbanas, instalaciones industriales y redes de recogida de energía renovable.

Funciones principales
·Conmutación de circuitos: interrumpe las corrientes de carga normales y las corrientes de fallo mediante interruptores de alta tensión.
·Aislamiento eléctrico: proporciona un aislamiento fiable entre los conductores en tensión y las cajas conectadas a tierra.
·Control de la distribución de energía: permite la conexión, desconexión y seccionamiento seguros de las redes eléctricas.
·Integración de la protección: funciona con relés de protección para eliminar las averías rápidamente.
·Optimización del espacio: reduce el espacio ocupado por la subestación en comparación con los AIS (conmutadores aislados al aire) convencionales.

Aplicaciones típicas
·Subestaciones urbanas
·Subestaciones subterráneas
·Subestaciones de transmisión de servicios públicos
·Centrales eléctricas industriales
·Subestaciones de energías renovables
·Subestaciones de tracción ferroviaria
·Subestaciones colectoras de centrales hidroeléctricas y parques eólicos
·Entornos costeros y contaminados

Especificaciones técnicas típicas
·Tensión nominal: 72,5 kV
·Tensión máxima del sistema: 72,5 kV
·Frecuencia nominal: 50 Hz / 60 Hz
·Corriente nominal: 1 250 A – 3 150 A
·Corriente de resistencia de corta duración: 25 kA – 40 kA (típica)
·Corriente máxima de resistencia: 63 kA – 100 kA (típica)
·Medio aislante: gas SF₆ / gas alternativo
·Instalación: en recinto interior o exterior
·Tipo de barra colectora: barra colectora simple / barra colectora doble
·Grado de protección: recinto metálico estanco al gas

Componentes principales
1.) Barra colectora aislada con gas
·Conduce la energía entre las celdas GIS
·Encapsulada en recintos metálicos conectados a tierra
·Proporciona una conexión compacta y fiable
2.) Interruptor automático (CB)
·Interrumpe las corrientes de cortocircuito
·Suele emplear tecnología de interrupción por SF6 o al vacío
·Permite una eliminación rápida de fallos
3.) Seccionador (DS)
·Proporciona aislamiento eléctrico visible
·Se utiliza durante las operaciones de mantenimiento
4.) Interruptor de puesta a tierra (ES)
·Pone a tierra de forma segura las secciones aisladas
·Garantiza la seguridad del personal durante el mantenimiento
5.) Transformador de corriente (CT)
·Proporciona señales de corriente para:
·Relés de protección
·Sistemas de medición
6.) Transformador de tensión (VT/CVT)
·Proporciona señales de medición de tensión
·Se utiliza para protección y supervisión
7.) Compartimentos de gas
·Secciones separadas que contienen gas aislante
·Permiten el mantenimiento de secciones individuales sin necesidad de desconectar todo el GIS

Principio de funcionamiento
Funcionamiento normal
·Los conductores de alta tensión están encerrados dentro de cámaras metálicas conectadas a tierra.
·El gas aislante proporciona una alta rigidez dieléctrica entre las partes energizadas y tierra.
·La potencia fluye a través de las barras colectoras y los dispositivos de conmutación.
Durante condiciones de fallo
·El relé de protección detecta una corriente anómala.
·El interruptor automático recibe la orden de disparo.
·El interruptor automático interrumpe la corriente de fallo.
·El seccionador aísla la sección afectada.
·El interruptor de puesta a tierra conecta a tierra la sección aislada para su mantenimiento.

Ventajas
·Diseño muy compacto
·Alta fiabilidad operativa
·Excelente rendimiento de aislamiento
·Adecuado para subestaciones con espacio limitado
·Baja sensibilidad a la contaminación y a las condiciones meteorológicas
·Menores requisitos de mantenimiento
·Alta seguridad para el personal
·Larga vida útil
·Adecuado para instalación en interiores

Configuraciones típicas de GIS
1.) GIS de barra colectora simple
·Disposición sencilla
·Rentable
·Se utiliza en subestaciones de distribución
2.) GIS de doble barra colectora
·Ofrece flexibilidad operativa
·Se utiliza en subestaciones importantes
3.) GIS de barra colectora en anillo
·Mejora la fiabilidad del suministro
·Se utiliza en redes de transmisión
4.) GIS de «un interruptor y medio»
·Se utiliza en sistemas de transmisión críticos

Normas aplicables
·IEC 62271-1 – Aparamenta de alta tensión: especificaciones comunes
·IEC 62271-100 – Interruptores de alta tensión de corriente alterna
·IEC 62271-102 – Seccionadores y interruptores de puesta a tierra
·IEC 62271-203 – Aparamenta de alta tensión en envolvente metálica aislada con gas para tensiones nominales superiores a 52 kV
·IEEE C37.122 – Subestaciones aisladas con gas

Aplicaciones típicas por sector
·Empresas eléctricas: subestaciones de transmisión y distribución de 72,5 kV
·Energías renovables: subestaciones de conexión a la red de energía eólica y solar
·Plantas industriales: subestaciones compactas de alta tensión
·Ferrocarriles: subestaciones de tracción
·Petróleo y gas: sistemas fiables de suministro eléctrico
·Infraestructura urbana: subestaciones interiores y subterráneas

Características principales
·Tensión nominal de 72,5 kV
·Construcción con envolvente metálica y aislamiento por gas
·Dimensiones compactas de la subestación
·Interruptor automático, TC, TT, DS y ES integrados
·Alta rigidez dieléctrica
·Excelente fiabilidad en entornos adversos
·Bajos requisitos de mantenimiento
·Funcionamiento seguro y alta protección del personal
·Apto para modernas subestaciones de redes inteligentes
·Diseñado de acuerdo con las normas IEC 62271 e IEEE C37.122