ES2234402A1 - Subestacion electrica. - Google Patents

Abstract

Subestación eléctrica. La subestación está definida por tener una configuración eléctrica en "anillo red" a base de módulos blindados M como aparamenta de alta tensión y aislados en SF6, cuya disposición forma cuadrados concatenados longitudinalmente, y en donde la disposición física de las fases es segregada. En base a la configuración en anillo A, a la utilización de módulos blindados M y a la disposición en fases segregadas, es posible una fabricación de elementos base normalizados que se trasladan ya probados hasta el lugar de la subestación para su conexionado a otros elementos y/o equipamiento ya existente, con la misma configuración u otra convencional, permitiendo montar y ampliar modularmente una subestación sin necesidad de realizar descargas ni interrupciones de servicio, y con una pérdida mínima de tiempo en los montajes, reparaciones y ampliaciones.

Description

Subestación eléctrica.

Objeto de la invención

La presente invención se refiere a una subestación eléctrica, la cual presenta una serie de particularidades que afectan tanto a la configuración eléctrica como a la disposición física de su equipamiento e incluso a la tecnología de aislamiento eléctrico utilizada para la aparamenta de alta tensión, en donde la nueva configuración está basada en la disposición de módulos formando cuadrados concatenados longitudinalmente, en adelante denominada "anillo red", mientras que la disposición física del equipamiento será en fases segregadas, y el aislamiento eléctrico será a base de hexafloruro de azufre (SF6), en el que los elementos van en cámaras aisladas e independientes formando módulos blindados.

El objeto de la invención es conseguir una subestación eléctrica cuya implantación suponga, entre otras prestaciones, mejorar los aspectos de seguridad y fiabilidad para el sistema eléctrico, así como una óptima disponibilidad y flexibilidad en la explotación, permitiendo una fácil ampliabilidad así como efectuar la reposición de elementos y/o módulos sin necesidad de interrupciones en el funcionamiento de la subestación, y en período de tiempo muy reducido.

Antecedentes de la invención

En una subestación eléctrica, los aspectos fundamentales que deben de tenerse en cuenta para su implantación corresponden a: la configuración eléctrica, la tecnología de aislamiento eléctrico a utilizar, y la disposición física de su equipamiento.

En relación con la configuración eléctrica de una subestación, la misma viene determinada por la disposición e interconexión de los distintos elementos que forman el equipamiento en general, como son los interruptores, seccionadores, transformadores de medida de intensidad y de tensión, embarrados, etc.

Se conocen distintos tipos de configuraciones, pudiendo citar como más importantes o habitualmente empleadas las denominadas de "interruptor y medio", de "doble barra", de "barra simple" y de "anillo clásico". En todas ellas se requiere un elemento de corte (interruptor) y varios de maniobra (seccionadores) por cada posición de entrada o salida de la subestación, (línea, transformador de potencia, reactancia, banco de condensadores, etc) que como es evidente, cada subestación tendrá un número indeterminado de salidas y de entradas.

De dichos tipos de configuración referidos, la denominada de "interruptor y medio", resulta la más apropiada para las subestaciones críticas en alta tensión, por compatibilizar en gran medida las necesidades de mantenimiento y explotación del sistema (seguridad, fiabilidad, ampliabilidad, etc) dentro de un nivel de coste aceptable.

La configuración de "doble barra", es más económica que la de "interruptor y medio" pero ofrece menos prestaciones en cuanto a disponibilidad y flexibilidad en la explotación.

La configuración de "barra simple", es la más económica pero tiene el inconveniente de que el comportamiento en cuanto a disponibilidad y flexibilidad es inadmisible para los niveles de tensión más críticos.

La configuración en "anillo clásico", permite posibilidades aceptables para la explotación a un coste relativamente económico, pero presenta el inconveniente de que la configuración en sí es muy rígida en cuanto a su ampliabilidad.

En relación con la tecnología de aislamiento eléctrico utilizada convencionalmente, puede ser de intemperie o convencional, es decir utilizando las características dieléctricas del aire, o bien de hexafloruro de azufre (SF6), también denominada blindada.

En el primer caso se requieren unas dimensiones importantes para garantizar el aislamiento necesario entre fases, estando sometido el aislamiento a agentes atmosféricos que pueden causar, de forma imprevisible, deterioros, envejecimientos prematuros y fallos del equipamiento. Por su parte, la aparamenta, es decir el conjunto de elementos que constituyen la subestación, puede ser independiente y permite soluciones abiertas, o lo que es lo mismo que cada elemento o dispositivo sea de distinto fabricante.

En cuanto al segundo tipo de aislamiento eléctrico, es decir el que usa tecnología blindada, al estar los elementos encapsulados en un ambiente más aislante que el aire, permite dimensiones mucho más reducidas, con menor impacto medioambiental e índice de fallos sensiblemente menor. Por contra, habitualmente son soluciones cerradas, es decir que existe un único fabricante por instalación, obligando a depender del mismo durante la vida útil de la subestación, de manera que las repercusiones de los fallos suelen ser graves ya que suponen una mayor indisponibilidad de la instalación y afectan a un mayor número de elementos, sin olvidarse de que el coste inicial es sustancialmente mayor que el requerido para aislamiento eléctrico de intemperie o convencional.

En relación con la disposición física, o tercer aspecto que hay que tener en cuenta en una subestación eléctrica, convencionalmente se ofrecen diferentes soluciones dependiendo de los otros aspectos citados (configuración y tecnología de aislamiento), así como las necesidades de explotación requeridas, siendo necesaria una definición inicial difícilmente modificable en el futuro. En general, suelen definirse disposiciones trifásicas en tres alturas.

Para un reparto equilibrado de cargas, es decir para evitar flujos de potencia de gran magnitud sobre un elemento (por ejemplo un interruptor que uniera un lado y otro de la subestación), así como para limitar incidentes, repercusiones sobre otros elementos ajenos al problema, suele ser recomendable enfrentar entradas de generación con salidas de consumo y alternar de forma inversa estos enfrentamientos. Es decir, si se disponen dos líneas enfrentadas generación-consumo debe intentarse que el enfrentamiento adyacente sea consumo-generación, lo cual requiere en la mayor parte de las ocasiones grandes dimensiones y cruzamientos, para hacer llegar las líneas por el lado adecuado, con un considerable costo económico y medioambiental.

Descripción de la invención

La subestación de la invención presenta la particularidad de que la configuración eléctrica es en "anillo red", pero no el tradicional anillo clásico, sino un anillo especial cuya característica de novedad reside en la disposición de módulos blindados formando cuadrados concatenados longitudinalmente, de cuyos vértices parten las denominadas "posiciones" de entrada/salida.

Los módulos blindados de la subestación eléctrica de la invención, están constituidos por un interruptor, dos transformadores de medida de intensidad y dos seccionadores, con la particularidad de que cada uno de estos elementos va dispuesto en una cámara independiente y aislada de las restantes, formando todas ellas el módulo blindado. El aislamiento eléctrico utilizado es hexafloruro de azufre (SF6), sin descartar otros fluidos.

La disposición de dichos elementos en cámaras independientes, permite restringir posibles problemas, no repercutiendo averías a otras cámaras o elementos, garantizando con ello el servicio del resto del equipamiento no afectado del módulo, facilitando adicionalmente las actuaciones posteriores de reparación y/o mantenimiento.

Por otro lado, la referida independencia de las cámaras de cada módulo blindado, en combinación con la fiabilidad que ofrecen los seccionadores, resultan de gran utilidad en la manipulación y/o reparación de un interruptor averiado, ya que posibilitan llevar a cabo la intervención completa en el propio interruptor, e incluso el cambio de la parte averiada de éste, sin necesidad de cortar la tensión en los extremos de entrada/salida del módulo, ya que es posible aislar el fallo con los seccionadores del módulo, facilitando la reposición del resto del sistema en un período de tiempo mínimo, lo que supone una solución a los graves problemas que se originan cuando se produce dicho tipo de avería, utilizando la tecnología convencional de intemperie, ya que en este caso se producen múltiples indisponibilidades de mayor duración, tanto del interruptor afectado como de los adyacentes.

Volviendo a la configuración en "anillo red" de la invención, la misma permite ampliaciones relativamente sencillas, sin más que añadir nuevos módulos formando cuadrados longitudinalmente, con una influencia mínima en el resto de la subestación, evitando indisponibilidades de servicio.

La conexión entre módulos blindados puede llevarse a cabo de distintas maneras, bien mediante cable o tubo de aluminio desnudo (aparamenta de intemperie), bien mediante conducto blindado aislado en SF6, o bien de forma mixta, es decir unas conexiones mediante conductos desnudos y otras conexiones mediante conductos blindados.

Además, el anillo según la invención permite cerrarse uniendo sus dos extremos longitudinales, lo que ofrece unas posibilidades para la explotación similares e incluso superiores a las disponibles en configuraciones de "interruptor y medio" convencional.

Opcionalmente, el diseño contempla la instalación de tres transformadores de medida de tensión de intemperie por posición de entrada/salida, uno por cada fase eléctrica, de manera que uno de los transformadores se conecta eléctricamente al vértice asociado al anillo, mientras que los otros dos se conectan a la "posición" después del seccionador de salida, pudiendo ser en este caso del tipo capacitivo para permitir emplear métodos de comunicación por onda portadora, lo que permite optimizar los recursos de dichos elementos, disponiendo la tensión tanto para la medida como para la protección y comprobación de sincronismo (para cierre de interruptores) y los requerimientos para el sistema de comunicaciones por onda portadora de una forma sencilla y económica.

Otra ventaja que supone la configuración en "anillo red" de la invención, es la desaparición de las clásicas barras de conexión (conductores aéreos o tubo de aluminio) y su protección diferencial asociada, con el consiguiente ahorro económico y de espacio.

Asimismo, cabe destacar que dichos módulos blindados admiten combinaciones con otros componentes de tecnología de aislamiento de intemperie, permitiendo además desarrollar cualquier tipo de configuración eléctrica, posibilitando configuraciones mixtas, lo que permite abordar ampliaciones en configuración de "anillo red" sobre una instalación, por ejemplo de "interruptor y medio".

Otras ventajas que ofrece dicha tecnología, son las siguientes:

- Permite la ejecución de "posiciones" completas por fases, totalmente probadas en fábrica y transportadas sin desmontaje, lo que disminuye los tiempos de montaje y pruebas en el lugar de la subestación, así como los riesgos de errores de montaje.

- El criterio único de normalización de los módulos, permite la utilización de éstos en la totalidad de las subestaciones, independientemente del tipo de aislamiento y de la configuración que cada subestación tenga o tenga previsto disponer. De este modo se ven reducidos los costes de ingeniería, de mantenimiento, de montaje, etc.

- También ofrece las ventajas de que permite sustituir cualquiera de los componentes del módulo blindado, incluido un polo de interruptor, en un tiempo máximo que puede estimarse en 6 horas, sin necesidad de medios o personal especializado, en contra de lo que ocurre convencionalmente donde el tiempo es muy elevado, con personal especializado y requiriendo realizar descargas de ciertas partes de la subestación.

- Igualmente la utilización del doble transformador de medida de intensidad por cada módulo, permite solapar las zonas de protección adyacentes, de forma que no quedan áreas desprotegidas, posibilitando la localización de fallos en el interior de los módulos y proceder a su sustitución si fuera preciso.

- Cabe igualmente destacar el hecho de que los módulos blindados resultan inmunes a los agentes atmosféricos o medioambientales puesto que no contienen partes móviles externas.

- Finalmente, como otra de las ventajas cabe destacar el hecho de que los elementos de intemperie sometidos a los agentes atmosféricos son menores, con lo que los riesgos tanto por faltas como por fallos se reducen.

Otra característica de novedad que incorpora la subestación eléctrica de la invención, es que dispone sus fases de forma segregada, es decir, que los anillos que se forman por fases resultan independientes, impidiendo la formación de cortocircuitos entre fases y permitiendo adoptar disposiciones físicas de la aparamenta diferentes, bien sean en anillo, bien en batería o incluso mixtas, de acuerdo con los requerimientos de espacio o de llegada de las diferentes posiciones (entrada/salida), de manera tal que la disposición en batería proporciona de forma natural invertir eléctricamente la acometida de cargas que físicamente llegan por un mismo lado de la subestación, permitiendo las alternancias generación/consumo y evitando los cruzamientos entre líneas.

En base a la segregación de las fases, es posible efectuar una implantación tanto exterior como
interior, posibilitando con la misma configuración que la conexión de la subestación con las líneas de transporte pueda realizarse tanto con conductor aéreo como con cable aislado, así como con conducto blindado de SF6 o una combinación de cualquiera de las soluciones anteriores.

La implantación exterior o de intemperie con configuración en "anillo red", se basa en la disposición en aéreo de cuatro conductores desnudos para posibilitar la conexión de las tres fases de cada una de las entradas/salidas que acceden a ellas, mediante puentes para establecer la continuidad eléctrica en fase.

Dicha disposición o implantación es la que da lugar a la segregación de las fases, permitiendo interconectar las distintas entradas/salidas sobre los nudos más convenientes del anillo, independientemente de la topología de llegada de las posiciones entradas/salidas a la subestación, evitando con ello los trazados circundantes y cruzamientos entre líneas que general y convencionalmente se producen en las subestaciones existentes.

En la implantación de exterior la disposición de los conductores puede realizarse en uno o dos niveles de altura, mientras que en la implantación en interior la disposición de los módulos se realiza en un edificio de una o varias plantas, permitiendo disponer los accesos de las entradas/salidas a los módulos, de forma que se posibilita en la práctica cualquier conexión deseada, con bajos costes para las instalaciones referidas.

En la implantación de intemperie referida con anterioridad se establecen dos niveles, uno el correspondiente a los módulos que forman los anillos y el otro correspondiente a los conductores de conexión, pudiendo definir o establecer un tercer nivel para conexiones que permiten realizar salidas laterales o bien cruzamientos entre líneas o incluso para realizar el cierre del anillo, lo cual evita realizar cruces alejados de líneas, además de proporcionar mayores facilidades para la explotación y mayor compactación.

Cabe igualmente destacar el hecho de que la segregación en configuración de "anillo red" posibilita establecer una modularidad que permite, con cambios mínimos de proyecto, disposiciones impensables en cualquier otra solución de las utilizadas hasta el momento en subestaciones de alta tensión, todo ello de manera tal que se podrán realizar elementos base de igual configuración física y con los mismos medios de emplazamiento y montaje es decir, normalizados, de manera que esos elementos base tendrán unas características comunes con mínimas variaciones, lo que permite ser construidos y probados en fábrica para luego ser trasladados y montados en la subestación sin obras de ingeniería, ya que el desplazamiento y conexionado será siempre el mismo y las variaciones que tengan entre sí estarán previstas únicamente para poder efectuar, en unos casos, por ejemplo, una ampliación de la subestación y, en otros casos, para realizar, por ejemplo, salidas laterales, etc, pudiendo en definitiva implantar una subestación como si se tratara de un puzzle.

Mediante la modularidad referida, los plazos de entrega son menores, como lo será el tiempo de montaje, independientemente de que cualquier ampliación o modificación no requerirá dejar fuera de servicio una parte de la subestación. Además, debido a la modularidad es posible la implantación de los elementos base y/o implantación de una subestación y ampliación de ésta, en cualquier lugar, sea cual sea la orografía del terreno.

Las dimensiones de la subestación, basada en los aspectos de novedad referidos con anterioridad, respecto a una equivalente de, por ejemplo, "interruptor y medio", resultan mucho más reducidas tanto en lo que respecta a la superficie total necesaria como a la altura, lo que en combinación con la posibilidad de elegir distintos colores para los módulos blindados, permiten disminuir el impacto medioambiental de forma significativa.

Por otro lado, la disposición con fases segregadas, conlleva la ventaja de evitar totalmente en la práctica la posibilidad de que se den dentro de la subestación cortocircuitos entre fases, lo que mejora notablemente la eficiencia de estas subestaciones dentro del sistema eléctrico global.

Igualmente, y como otra de las ventajas puede citarse el hecho de que la configuración en "anillo red" segregado permite a los usuarios de la instalación o subestación poder llevar a cabo ampliaciones posteriores con módulos blindados de fabricantes distintos al de los utilizados en la instalación o subestación inicial, siempre que cumplan con unas características básicas fácilmente cumplibles por cualquiera de los fabricantes de este tipo de equipos.

Breve descripción de los dibujos

Para complementar la descripción que seguidamente se va a realizar y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, se acompaña a la presente memoria descriptiva un juego de dibujos en base a los cuales se comprenderán más fácilmente las innovaciones y ventajas de la subestación eléctrica objeto de la invención.

Figura 1.- Muestra el esquema correspondiente a una configuración de "interruptor y medio" convencional, utilizada en subestaciones eléctricas, según una representación unifilar.

Figura 2.- Muestra el esquema correspondiente a una configuración en "anillo clásico" convencional, utilizada en subestaciones eléctricas, con una representación unifilar.

Figura 3.- Muestra el esquema correspondiente a la necesidad de cruzamientos requeridos para alternar generación/consumo, en una subestación eléctrica con configuración en "interruptor y medio", en una representación unifilar.

Figura 4.- Muestra el esquema correspondiente a la configuración en "anillo red" utilizada en la subestación eléctrica de la invención, en una representación unifilar.

Figura 5.- Muestra el esquema de la figura anterior con el anillo cerrado sobre sí mismo.

Figura 6.- Muestra el esquema correspondiente a un módulo blindado utilizado en la subestación eléctrica de la invención, con las cámaras independientes para el interruptor, para cada uno de los dos transformadores de intensidad y para cada uno de los seccionadores.

Figura 7.- Muestra el esquema correspondiente a la combinación entre una configuración de interruptor y medio convencional y la configuración en "anillo red" que forma parte del objeto de la invención, en una representación unifilar.

Figura 8.- Muestra el esquema correspondiente a la forma de segregación de fases en la configuración en "anillo red" de la invención, con dos niveles, uno correspondiente a los módulos de anillo y el otro correspondiente a los conductores o líneas de conexión.

Figura 9.- Muestra un esquema como el de la figura anterior, pero mostrando la llegada de líneas por el lado opuesto.

Figuras 10, 11 y 12.- Muestran otros tantos esquemas en representación unifilar de una configuración en anillo, en batería y mixta, con los mismos módulos blindados, todo ello de acuerdo con el objeto de la invención.

Figura 13.- Muestra el esquema correspondiente a la forma de conseguir una alternancia natural en la generación/consumo, partiendo de una configuración en anillo para llegar a una configuración en batería sin haber variado los módulos.

Figura 14.- Muestra un esquema como el de la figura 8, pero incorporando un tercer nivel para cruzamientos.

Figura 15.- Muestra un esquema como el de la figura 8, pero incorporando un tercer nivel para salida lateral.

Figura 16.- Muestra una representación física de la configuración en "anillo red" con la instalación en edificio, viéndose tres alturas, una para cada fase.

Figura 17.- Muestra una vista en planta de la figura anterior.

Figura 18.- Muestra una representación esquemática en planta de un sector de una subestación eléctrica objeto de la invención, según vistas correspondientes a diferentes niveles, con un detalle en cuadrícula para dejar ver los diferentes elementos base.

Figura 19.- Muestra una vista esquemática en alzado de lo representado en la figura anterior.

Descripción de la forma de realización preferida

A la vista de las comentadas figuras, y haciendo alusión concretamente a la figura 1, puede observarse la representación esquemática correspondiente a una configuración de "interruptor y medio" convencional, con el embarrado principal B1 y B2, las posiciones de entrada/salida L1-L2, L3-L4, L5-L6, así como una posible posición futura L-L' de entrada/salida, según una representación en línea de trazos. Entre las barras principales B1 y B2 van dispuestos, por cada fase, los interruptores I, los transformadores de intensidad TI y los seccionadores S, así como los seccionadores de puesta a tierra S', incorporando a las salidas los transformadores de tensión TT y las bobinas de bloqueo B, todo ello según una representación unifilar de esa figura 1.

En la figura 2 se muestra la configuración en anillo clásico, con las posiciones de entrada/salida L1, mostrando en el anillo los interruptores I, los transformadores TI, y en las posiciones L1, L3 y L5 los correspondientes transformadores de tensión TT, las bobinas de bloqueo B y los seccionadores de puesta a tierra S'.

En la figura 3 se muestra una configuración esquemática de interruptor y medio convencional entre cuyas barras B1 y B2 únicamente se han representado interruptores I, ya que el resto de componentes que no se han representado, así como en las posiciones de generación/consumo 1, 2 y 3 no han sido tampoco representados los distintos componentes, todo ello al objeto de evitar complejidades, ya que lo único que pretende dicha figura 3 es mostrar la necesidad de cruzamientos para alternar generación/consumo, ya que la conveniencia de enfrentar generación/consumo, requiere en esta configuración convencional llevar a cabo un cruzamiento para alternar tal generación/consumo, cruzamiento que da lugar a necesidad de grandes dimensiones para hacer llegar las líneas por el lado adecuado.

Pues bien, esos problemas se resuelven mediante los aspectos de novedad contemplados en la subestación eléctrica de la invención, donde la configuración es en "anillo red" como se representa en la figura 4, pero no en anillo clásico como el mostrado en la figura 2, sino un anillo que se configura disponiendo, segregando las fases, en módulos blindados M formando cuadrados concatenados longitudinalmente, de cuyos vértices parten las posiciones de entrada/salida L1-L2, L3-L4, L5-L6, viéndose la posibilidad de ampliar sin ningún tipo de problema, según la posición L-L', representada en línea de trazos. En tal figura 4 cada módulo blindado M comprende un interruptor I, dos transformadores de intensidad TI y dos seccionadores S, complementándose con los seccionadores de puesta a tierra S', mientras que en las posiciones L1-L2 y restantes, van dispuestos por cada fase un transformador de tensión TT y una bobina de bloqueo B, de manera que uno de los transformadores está conectado al respectivo vértice del correspondiente anillo, mientras que los otros dos, uno por cada fase, están situados en la "posición" correspondiente con posterioridad al seccionador de salida S'.

Dicha configuración, de acuerdo con lo mostrado en la figura 4, permite ampliaciones relativamente sencillas sin más que añadir nuevos cuadrados o anillos longitudinalmente, con una influencia mínima en el resto de la subestación, evitando indisponibilidades de servicio, permitiendo además la conexión entre módulos blindados M de manera indistinta, bien mediante cable o tubo de aluminio desnudo, bien mediante conducto blindado aislado en SF6, o bien mediante una solución mixta, es decir, con unos conductos desnudos y otros mediante conductos blindados.

Asimismo, la configuración en "anillo red" referida permite cerrarse mediante la línea C mostrada en la figura 5, uniendo los extremos de la disposición de los módulos M dispuestos longitudinalmente, proporcionando unas posibilidades para la explotación similares e incluso superiores a las disponibles en configuraciones de "interruptor y medio" convencionales.

En cuanto a los transformadores de tensión TT conectados a la correspondiente posición L1-L2, L3-L4, L5-L6 o L-L', como ya se ha dicho, están conectados después del seccionador de salida S' correspondiente, pudiendo ser dichos transformadores TT de tipo capacitivo para permitir emplear métodos de comunicación por onda portadora y así optimizar los recursos de dichos elementos, disponiendo de la tensión tanto para medida como para protección y comprobación del sincronismo y los requerimientos para el sistema de comunicaciones por onda portadora de una forma sencilla y económica.

En cuanto a los módulos blindados M, serán normalizados y comprenderán, como ya se ha dicho, un interruptor 1, dos transformadores de intensidad TI y dos seccionadores S, complementándose con los seccionadores de puesta a tierra S', con la particularidad de que cada uno de esos elementos se dispone en una cámara independiente y aislada mediante SF6, viéndose en la figura 6 como el interruptor I irá en una cámara C1 aislada e independiente respecto a las cámaras CT donde van situados los transformadores de intensidad TI y éstas igualmente aisladas e independizadas, al igual que la cámara C1 del interruptor, aislada e independizada de las cámaras CS correspondientes a los seccionadores S.

La disposición de cámaras independientes y aisladas, para cada elemento permite restringir posibles problemas, no repercutiendo averías a otros compartimentos, de forma que se garantice el servicio del resto del equipamiento no afectado del módulo M, característica esta que facilita adicionalmente las actuaciones posteriores de reparación o mantenimiento.

Por otro lado, en base a esa independencia entre las cámaras referidas y la fiabilidad que ofrecen los seccionadores S, resultan especialmente útiles en caso de avería en el interruptor I, ya que permite llevar a cabo intervención completa, incluso cambio de la unidad, en el interruptor I sin que para ello haya que quitar tensión en los extremos del módulo M, con lo que dichos módulos blindados M permiten aislar el fallo con los seccionadores S, facilitando la reposición del resto del sistema en un período de tiempo mínimo.

Por otro lado, los módulos blindados M admiten combinaciones con otra serie de elementos de tecnología de aislamiento de intemperie, tal y como se muestra en la figura 7, donde existe una parte con una configuración de interruptor y medio, con las barras B1 y B2, los interruptores I y las posiciones L1-L2, L3-L4 y la posición L-L' de ampliación, para conectar con la configuración en "anillo red" a base de los módulos blindados M con posiciones de entrada/salida, señalada también en línea de trazos, como ampliación que forma parte de la determinada por los comentados módulos M de esa figura 7. Es decir, la integración de los elementos definidos por los módulos M permite desarrollar cualquier configuración eléctrica, posibilitando configuraciones mixtas, y en tal sentido permite abordar ampliaciones en configuración "anillo red" sobre una instalación de interruptor y medio como se muestra en esa figura 7.

En las figuras 10, 11 y 12 se muestra una configuración de anillo formada para los módulos blindados M, identificados con la referencia interna 1, 2, 3 y 4 respectivamente, que permite adoptar disposiciones físicas diversas, pudiéndose pasar de la figura 10 a la figura 11 donde la disposición física es en batería, mientras que en la figura 12 se muestra una combinación mixta, es decir en disposición física de anillos y batería combinados, siempre con la misma representación en cuanto a disposiciones unifilares (anillo).

En la figura 13 se muestra como puede pasarse desde una disposición en anillo a otra en batería, en la que de forma natural puede llevarse a cabo la inversión eléctrica de la acometida de cargas que físicamente llegan por un mismo lado de la subestación, permitiendo las alternancias generación/consumo y evitando los cruzamientos entre líneas.

En relación con la disposición física en fases segregadas, de acuerdo con lo mostrado en las figuras 8, 9, 14 y 15, cabe decir que en la figura 8 se muestran dos niveles, uno correspondiente a los anillos independientes A formados por los módulos blindados M con los elementos para su conexión a las respectivas fases \diameter0, \diameter4 y \diameter8 de las posiciones L1-L2, de manera que ese nivel formado por los anillos A se conecta a las referidas fases, determinando éstas un segundo nivel, y en donde las tres fases están definidas por cuatro conductores, dos de ellos referenciados con las letras X e Y, y los otros dos referenciados con la letra Z, con la particularidad de que los dos primeros corresponden únicamente a las fases \diameter0 y \diameter8, completándose dichas fases con los tramos independientes X' e Y', respectivamente, pertenecientes a los conductores Z, formando estos dos últimos la tercera fase, con la particularidad de que la continuidad eléctrica de los conductores se realiza mediante puentes P, ya que todos ellos están divididos en tramos, habiéndose previsto lógicamente que los tramos independientes X' e Y' no puedan puentearse con los conductores Z puesto que se produciría un cortocircuito al ser de fases diferentes.

Si se observa y se comparan las figuras 8 y 9, puede comprobarse como el vértice V del anillo A de la derecha está, en la figura 8, conectado con el conductor X, mientras que el vértice V' de ese mismo anillo A está conectado con el tramo de conductor X' de esa misma fase, mientras que en la figura 9 están conectados a la inversa, es decir el vértice V conectado al tramo X' y el vértice V' conectado al conductor X, pero en ambos casos a la fase \diameter0, pudiendo comprobar como se lleva a cabo una alternancia sin necesidad de un tercer nivel y sin necesidad de cruzamientos, sino únicamente aprovechando que un tramo independiente X' o Y' inservible para los conductores Z de una fase, pueden ser utilizados para definir las otras fases X e Y, respectivamente.

Por lo tanto, en el caso de querer modificar la disposición física de los elementos, bastará con anular los puentes P y recolocarlos de otra manera, y ello en base a utilizar cuatro conductores para determinar las tres fases eléctricas.

Mediante dicha disposición, un tercer nivel podría utilizarse para salidas laterales como se muestra en la figura 14, en la que L1 y L2 están en un mismo plano, mientras que las fases que corresponden a las salidas laterales están en otro plano superior, según una disposición de trayectoria perpendicular a las fases de las líneas L1 y L2 referidas con anterioridad, estableciéndose la conexión mediante los correspondientes puentes P.

En la figura 15 se muestra concretamente la implantación del tercer nivel para las salidas laterales.

Por lo tanto, ese tercer nivel posibilita disponer de otra capa de conexiones para realizar salidas laterales como se ve en la figura 15, cruzamientos entre líneas o embarrados como se muestra en la figura 14, o el propio cierre del anillo, ofreciendo mayores facilidades para la explotación y mayor compactación, evitando cruces alejados de líneas.

La disposición física en fases segregadas admite además la instalación interior como se muestra en las figuras 16 y 17, con la disposición de los módulos M en el interior de un edificio referenciado en general con E, de una o varias plantas, mostrándose en la figura 16 tres plantas, una para cada fase, representándose en la figura 17 la vista en planta de la figura 16, viéndose la configuración en "anillo red" sobre el propio edificio E.

Como ejemplo de la modularidad proporcionada por la utilización de los módulos blindados M y de la segregación de fases, así como la disposición física del equipamiento, a continuación y de acuerdo con las figuras 18 y 19, se va a considerar una subestación de intemperie de seis entradas/salidas, definiéndose elementos base tridimensionales normalizados F, G, K interconectables entre sí para conformar la configuración deseada. En el ejemplo de la figura 18 los elementos base F y K, que en los tres niveles se referencian con F1, F2, F3 y K1, K2, K3, corresponden a conexiones para entrada/salida de posiciones, mientras que los elementos base G, referenciados con G1, G2 y G3 para los tres niveles, son elementos base que contienen los módulos blindados M, de manera que la combinación de dichos elementos F, G y K proporcionan distintas alternativas para resolver situaciones de implantación dificultosa, como pueden ser zonas con desniveles, cauces de ríos, etc.

Con objeto de que pueda comprenderse la zona o parte que ocupan o corresponden a los elementos base F, G, K, en la figura 18, se ha sacado un detalle cuadriculado en el que aparecen los elementos base F1, G1, K1; F2, G2, K2 y F3, G3, K3, mostrando a título de ejemplo, con sendas flechas, las cuadriculas G1 y F2, y su correspondencia con los elementos base enmarcados de manera sombreada sobre la propia figura 18.

Evidentemente, se trata de elementos base que al estar normalizados pueden montarse y conectarse de forma agrupada o independientemente, al objeto de adaptarse a los diferentes condicionantes físicos que puedan darse en los emplazamientos disponibles para la subestación. En dichas figuras 18 y 19 se muestra como los elementos base F están previstos para salidas laterales, que es la zona de la izquierda, representándose en la figura 19 como el espacio escasamente ocupado por ese elemento base de conexión es posible aprovecharlo para poder implantar otros componentes, tal como un transformador de potencia TP, ocurriendo otro tanto en la zona de ubicación de los elementos base K, donde también pueden implantarse otros elementos, ya que está ocupado únicamente con los medios de conexión al embarrado o líneas situadas a un nivel superior, mientras que el elemento base G, y que corresponde a los módulos blindados M, ocupa toda la zona.

Evidentemente los citados elementos base F, G y K pueden ser exactamente iguales y permitir ampliaciones por ambos lados, o bien estar unos previstos para permitir únicamente una salida lateral, condenando ese lado, como ocurre con lo mostrado en las figuras 18 y 19 con el elemento base F, o bien estar previsto para permitir la ampliación que se quiera, por otro lado, como ocurre con el módulo de la derecha K, aunque en todos los casos los elementos base son normalizados y varían únicamente en el tipo de conexión, pudiéndose implantar de igual manera sobre una cimentación ya prevista en el terreno.

Claims (13)

1. Subestación eléctrica, que estando definida por:

a) la interconexión de los diferentes elementos (interruptores, seccionadores, transformadores de medida de intensidad y tensión, embarrados y otros) que componen el equipamiento o subestación, determinando la denominada "configuración eléctrica" de la propia subestación; b) la tecnología de aislamiento eléctrico utilizada, bien sea de intemperie, utilizando como medio aislante la característica dieléctrica del aire, o bien utilizando elementos encapsulados en ambiente de hexafloruro de azufre (SF6) formando módulos blindados, y c) la disposición física de las correspondientes fases, se caracteriza porque la configuración eléctrica está determinada por la disposición en anillo A de módulos blindados M formando cuadrados concatenados longitudinalmente, de cuyos vértices parten las correspondientes posiciones L de entrada/salida; con la particularidad de que cada uno de los módulos blindados M está formado por un interruptor I, dos transformadores de medida de intensidad TI, dos seccionadores S y dos seccionadores de puesta a tierra S', estando cada uno de estos elementos dispuesto en una cámara independiente y aislada mediante SF6; habiéndose previsto que la disposición física de las fases 00, 04, 08 esté realizada de forma segregada, permitiendo adoptar para el mismo esquema eléctrico (anillo) tanto disposiciones físicas en anillo, como en batería o mixtas, así como la fabricación de elementos base F, G, K normalizados y con las mismas características.

2. Subestación eléctrica, según reivindicación 1, caracterizada porque los módulos blindados M se interconexionan mediante cable o tubo de aluminio desnudo, y/o mediante conducto blindado aislado en SF6.

3. Subestación eléctrica, según reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la configuración en "anillo red" es susceptible de cerrarse mediante un conductor C que une los extremos longitudinales correspondientes a la disposición de los módulos blindados M interconectados entre sí.

4. Subestación eléctrica, según reivindicaciones anteriores, caracterizada porque en cada posición L de entrada/salida de los anillos A se incluyen tres transformadores TT de medida de tensión, uno conectado al vértice asociado del respectivo anillo A y los otros dos conectados a continuación del seccionador de salida S' establecido en la propia posición L de entrada/salida.

5. Subestación eléctrica, según reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la configuración en "anillo red" es susceptible de formar una ampliación de una configuración convencional, mediante su conexión sobre ésta, determinando configuraciones mixtas.

6. Subestación eléctrica, según reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la implantación de las fases \diameter0, \diameter4, \diameter8 en forma segregada, se realiza mediante una instalación de exterior, con disposición de los conductores correspondientes a las fases en uno o dos niveles de altura, mientras que los anillos A formados por los módulos blindados M están dispuestos en un nivel inferior y conectados independientemente a las fases \diameter0, \diameter4, \diameter8, habiéndose previsto que las tres fases de cada nivel de conexión estén definidas por cuatro conductores X, Y, Z en donde cada conductor está formado por varios tramos susceptibles de conectarse entre sí mediante puentes P para establecer la continuidad eléctrica en cada conductor o fase, y establecer la interconexión de las distintas entradas/salidas sobre los nudos V y V' de los anillos A más convenientes, con independencia de la topología de llegada de las salidas/entradas a la subestación, habiéndose previsto que dos de dichos conductores correspondan únicamente a sendas fases completándose éstas con un tramo aislado perteneciente a los otros dos conductores determinantes de la tercera fase.

7. Subestación eléctrica, según reivindicación 6, caracterizada porque en la implantación de las fases \diameter0, \diameter4, \diameter8 en forma segregada, dos de los conductores, por ejemplo X e Y, corresponden a sendas fases \diameter0 y \diameter8, completándose éstas con un tramo aislado X' e Y' perteneciente a los otros dos conductores Z determinantes de la tercera fase \diameter4.

8. Subestación eléctrica, según reivindicaciones anteriores, caracterizada porque con módulos conectados mediante aislamiento en SF6, la implantación se realiza mediante una instalación en interior con la disposición de los distintos módulos blindados M de los anillos en edificio E de una o más plantas de altura.

9. Subestación eléctrica, según reivindicaciones anteriores, caracterizada porque comprende elementos base y normalizados F, G, K.

10. Subestación eléctrica, según reivindicación 9, caracterizada porque su composición es conformable con elementos base normalizados F, G, K, de forma independiente o agrupaciones parciales o totales de éstos.

11. Subestación eléctrica, según reivindicaciones 9 y 10, caracterizada porque los elementos base y normalizados F, G, K incluyen conexiones para el conexionado entre sí, o bien para permitir el establecimiento de salidas laterales o la ampliación de la propia subestación.

12. Subestación eléctrica, según reivindicaciones 9, 10 y 11, caracterizada porque los elementos base y normalizados G incluyen los correspondientes módulos blindados M con las oportunas conexiones para el conexionado con otros elementos base iguales o con elementos base F y K para salidas laterales o para ampliación.

13. Subestación eléctrica, según reivindicaciones anteriores, caracterizada porque las conexiones entre las líneas de transporte y la propia subestación se realizan indistintamente mediante conductor aéreo, cable aislado, conductos blindados en SF6 y combinación de cualquiera de los anteriores.