Guía de instalación y operación de subestaciones compactas

 

 

 

 

 

Las subestaciones compactas (también conocidas como subestaciones paquete o estaciones compactas transformadoras) son unidades de distribución de energía integradas que combinan aparamenta de media{0}}tensión, transformadores de distribución, tableros de distribución de baja-tensión, interconexiones y equipos auxiliares en un solo conjunto cerrado. Estas unidades-construidas en fábrica y con pruebas de tipo-proporcionan una solución llave en mano para reducir los niveles de distribución de voltaje medio-a bajo-voltaje, sirviendo como un vínculo esencial entre las fuentes de energía primarias y los usuarios finales en aplicaciones residenciales, comerciales, industriales y de energía renovable.

Diseñadas para instalación al aire libre en áreas públicas, las subestaciones compactas ofrecen ventajas significativas sobre las subestaciones tradicionales integradas-in-. Su construcción modular pre-prefabricada reduce-las obras civiles en el sitio, acorta el tiempo de instalación de semanas a solo días, reduce los costos generales del proyecto y minimiza la huella de terreno requerida para la infraestructura de distribución de energía. Además, las subestaciones compactas se someten a pruebas de tipo-de acuerdo con estándares internacionales como IEC 62271-202, lo que garantiza altos niveles de seguridad tanto para el personal como para el equipo a través de características que incluyen clasificación de arco interno y gabinetes totalmente bloqueables y conectados a tierra.

El propósito de esta guía es proporcionar una referencia integral para el personal calificado involucrado en la instalación, puesta en servicio, operación y mantenimiento de subestaciones compactas. La información presentada aquí sintetiza las mejores prácticas de la industria, las recomendaciones de los fabricantes de equipos y los estándares regulatorios aplicables en un marco práctico unificado.

 

 

 

 

2.1 Selección del sitio

La selección de un lugar de instalación adecuado constituye la base para una implementación exitosa de una subestación compacta. Se deben evaluar varios factores críticos antes de finalizar la selección del sitio.

• Accesibilidad.El sitio de instalación debe permanecer accesible en todo momento para el personal de mantenimiento y los vehículos de respuesta a emergencias. Se deben mantener espacios libres suficientes alrededor de todos los lados de la subestación para permitir que el personal trabaje de manera segura y que el equipo pueda maniobrar hacia adentro y hacia afuera según sea necesario.
• Condiciones del terreno.El sitio deberá ubicarse en terreno elevado, evitando-zonas bajas susceptibles de inundaciones o acumulación de agua. La capacidad de carga del suelo debe ser adecuada para soportar el peso de la subestación, que puede oscilar entre 10 y 17 toneladas métricas aproximadamente, según la configuración y el equipo incluido. Se evitarán zonas pantanosas inestables, lugares propensos a deslizamientos y suelos con alto potencial de licuefacción.
• Drenaje.Un drenaje natural o artificial adecuado es esencial para evitar que el agua se acumule alrededor de los cimientos de la subestación. El agua estancada puede comprometer el aislamiento eléctrico, acelerar la corrosión de los componentes metálicos y crear riesgos para la seguridad del personal. El área de instalación debe nivelarse para dirigir el agua superficial lejos del perímetro de la subestación.
• Proximidad a la Carga y Conexión de Red.La subestación debe ubicarse lo más cerca posible de la carga a la que sirve para minimizar las pérdidas de energía y las caídas de voltaje a lo largo de los alimentadores de distribución. Simultáneamente, el sitio debe facilitar un acceso razonable para la conexión de cables de media-tensión a la red de servicios públicos.
• Eliminación de peligros.La subestación debe estar situada a una distancia segura de riesgos de incendio, entornos explosivos, fuentes de corrosión química y zonas de fuertes vibraciones. Normalmente se requiere una distancia de seguridad mínima de 5.000 mm respecto a objetos inflamables. El sitio también deberá mantener una distancia adecuada respecto de árboles, edificios y otras obstrucciones que podrían interferir con la ventilación o crear riesgos de caídas.
• Consideraciones ambientales.Las condiciones ambientales en el lugar de instalación deben estar dentro de los parámetros operativos especificados para el equipo. Las subestaciones compactas típicas están diseñadas para funcionar en temperaturas ambiente que oscilan entre -20 grados y +45 grados, con una humedad relativa del 15 % al 95 % (sin -condensación) y en altitudes que no excedan los 1000 metros sobre el nivel medio del mar.

 

2.2 Requisitos básicos

Una vez seleccionado el sitio, se debe construir una base adecuada para soportar la subestación de forma segura y duradera. El diseño de la cimentación debe tener en cuenta los siguientes factores.

• Capacidad de carga.Los cimientos deberán estar diseñados para soportar todo el peso de la subestación, incluidos todos los componentes internos, como el transformador, el tablero y los sistemas auxiliares. La capacidad de carga de los cimientos debe ser de al menos 1000 Pa, aunque los requisitos específicos varían según las condiciones del suelo y el peso de la subestación.
• Condiciones del suelo.El tipo y la capacidad portante del suelo en el lugar de instalación influyen directamente en el diseño de los cimientos. En zonas con buenas condiciones de suelo, puede ser suficiente un lecho de grava o una losa de hormigón armado. Cuando existen arcillas expansivas, arenas sueltas o condiciones geotécnicas desafiantes, es posible que se requieran cimientos más profundos, como vigas de soporte de concreto o cimientos de pilotes. En terrenos difíciles, la cimentación se deberá realizar sobre pilotes para evitar asentamientos diferenciales.
• Profundidad de las heladas.Los cimientos deben construirse a una profundidad suficiente para evitar el levantamiento por heladas, que puede causar un asentamiento desigual, desalineación de las puertas y tensión estructural. Los códigos de construcción locales suelen especificar la profundidad de escarcha requerida para la región geográfica.
• Disposiciones de entrada de cables.Los cimientos incluirán huecos, conductos o zanjas pre-preformados para acomodar los cables de alimentación entrantes y salientes y el cableado de control. Estas entradas de cables deben ubicarse para alinearse con los puntos de entrada de cables en el gabinete de la subestación como se especifica en los planos de disposición general del fabricante. Para aparamenta de media-tensión, las zanjas para cables de dimensiones adecuadas permiten enrollar los cables en su posición antes de terminarlos.
• Tipos de cimentaciones.Hay varias configuraciones de cimientos disponibles según las condiciones y los requisitos del sitio.
• Para instalaciones en terreno estable y bien-drenado, una capa de grava nivelada puede servir como base. El lecho de grava debe extenderse al menos 500 mm más allá de la huella de la subestación en todas las direcciones, con un área total de grava de la longitud de la subestación más 1000 mm por el ancho de la subestación más 1000 mm.
• Para condiciones más exigentes, una losa de hormigón armado de espesor adecuado (aproximadamente 150 mm) fundida directamente en-el sitio proporciona una superficie de montaje estable y nivelada. La losa debe construirse con aberturas para las entradas de cables y debe tener una tolerancia de nivelación de ±1 mm en 1 metro.
• En situaciones que requieren una instalación elevada o donde el asentamiento del terreno es un problema, las vigas de soporte de concreto fundidas en dos zanjas a una profundidad a prueba de heladas-o los pilotes de concreto colocados en cada esquina de la subestación ofrecen una mayor estabilidad.
• Sellado y Protección de Barreras.Una vez completada la instalación del cable, se deben sellar las aberturas de los cimientos para evitar el ingreso de roedores, insectos y humedad. Las opciones incluyen rellenar con arena o grava seguido de una fina capa de cemento, o instalar placas de cubierta hechas- diseñadas específicamente y suministradas con la subestación.

 

2.3 Inspección previa-del equipo a la instalación

Antes de comenzar la instalación, la subestación entregada y sus componentes se someterán a una inspección exhaustiva para verificar que esté completa e identificar cualquier daño sufrido durante el transporte.

• Inspección externa.Examine el gabinete en busca de daños visibles en el acabado exterior, abolladuras, deformaciones, soldaduras agrietadas o sellos comprometidos. Verifique que el revestimiento anticorrosión-permanezca intacto, prestando especial atención a las esquinas, bordes y puntos de elevación.
• Inspección interna.Abra todos los compartimentos e inspeccione los componentes internos, incluidos el interruptor, el transformador y el equipo auxiliar, en busca de signos de daños, piezas sueltas u objetos extraños. Verifique que las conexiones eléctricas permanezcan firmemente aseguradas y que el cableado esté correctamente encaminado y etiquetado.
• Verificación de Documentación.Confirme que toda la documentación requerida esté presente, incluidos manuales de instalación, diagramas de circuitos, lista de materiales e información de garantía. Verifique que los datos de la placa de identificación coincidan con las especificaciones solicitadas, incluida la potencia nominal, los niveles de voltaje, el número de serie y la fecha de fabricación.
• Revisión de accesorios.Asegúrese de tener en cuenta todos los accesorios suministrados, incluidos mangos de operación, prensaestopas, guantes protectores, extintor de incendios y cualquier componente opcional especificado en el pedido.

 

 

 

 

3.1 Consideraciones de transporte

Las subestaciones compactas generalmente se transportan desde la fábrica sin embalaje completo, aunque se pueden aplicar medidas de protección como protectores de esquinas de madera y películas plásticas para distancias más largas o envíos de exportación.

Durante el transporte por carretera, la subestación debe estar firmemente asegurada al camión o remolque para evitar desplazamientos, vuelcos o daños por impacto. Debajo de la subestación, en las paredes divisorias, se deben colocar vigas de soporte de transporte de aproximadamente 75 mm de altura y 150 mm de ancho. Los argollas de sujeción extraíbles montadas en las esquinas superiores del gabinete proporcionan puntos de sujeción seguros para las correas de sujeción. No se deberán pasar correas sobre el techo de la subestación, ya que esto puede dañar la estructura del techo y el acabado de la superficie.

El centro de gravedad de la subestación no está necesariamente ubicado en el centro geométrico de la unidad, particularmente cuando un transformador está-instalado de fábrica dentro del gabinete (que puede ser el caso de ciertas configuraciones). El equipo de transporte y los métodos de sujeción deben tener en cuenta esta distribución de peso compensada.

 

3.2 Operaciones de elevación

Levantar una subestación compacta desde el vehículo de transporte hasta sus cimientos exige una planificación y ejecución cuidadosas para garantizar la seguridad del personal y la integridad del equipo.

La mayoría de las subestaciones compactas cuentan con argollas u orificios de elevación fijados al techo o al marco estructural específicamente para operaciones de elevación. Se deben utilizar todos los orificios de elevación al transportar el dispositivo.-No se debe omitir ningún punto de elevación, ya que la distribución desigual de la carga puede hacer que la subestación se incline o se tuerza.

Durante el levantamiento, el ángulo máximo de las correas de levantamiento en el gancho de la grúa no deberá exceder los 60 grados. La longitud de cada correa de elevación debe ajustarse para que la subestación no se incline más de 3 grados durante la elevación. Las correas de elevación correctamente ajustadas garantizan que el centro de gravedad permanezca directamente debajo del gancho de la grúa, evitando oscilaciones o atascos incontrolados.

La grúa y el equipo de elevación deben estar clasificados para una carga suficiente para soportar el peso total de la subestación, que varía aproximadamente desde 10 toneladas métricas (sin interruptores de media-tensión) hasta 17 toneladas métricas (completamente equipadas con interruptores y transformador). Deben evitarse movimientos bruscos y bruscos durante el levantamiento.

El personal no debe pararse debajo de la carga durante las operaciones de izaje, ni tampoco caminar o pararse sobre el techo de la subestación en ningún momento. No se deben arrojar correas o ganchos de elevación al techo, ya que esto puede dañar la pintura y el acabado de la superficie.

 

3.3 Posicionamiento sobre la Fundación

Cuando la subestación haya sido elevada y posicionada sobre los cimientos preparados, se deberá bajar lentamente y guiarla hasta su posición definitiva. Se deben observar los límites de los cimientos para garantizar la alineación adecuada de las entradas de cables y las aberturas de las puertas.

Una vez instalada la subestación, se verificará la nivelación. Se pueden realizar ajustes utilizando placas de embalaje de acero debajo de las esquinas del marco de la base. Se instalarán pernos de anclaje del tamaño y tipo apropiados para asegurar la subestación a los cimientos, aplicando los pares de apriete especificados por el fabricante.

 

 

4.1 Posicionamiento y seguridad del gabinete

Con la subestación colocada sobre los cimientos y ajustada a nivel, se procederá a anclarla en su posición. Los orificios en el marco de la base pueden servir como plantillas para perforar orificios para pernos de anclaje en la base de concreto. Los pernos de anclaje se apretarán según los valores especificados en la documentación de instalación.

Si la subestación se suministra con un techo-preinstalado, no es necesario retirar el techo para la instalación. En configuraciones donde el transformador no está instalado-de fábrica, se debe quitar el techo para permitir la colocación del transformador antes de continuar con las conexiones.

 

4.2 Instalación y conexiones de cables

La instalación de cables constituye una parte importante del-trabajo eléctrico en el sitio y requiere una cuidadosa atención a los detalles para garantizar un funcionamiento confiable y-a largo plazo.

Entrada de cables.Los cables para conexión de media-tensión, distribución de baja-tensión, suministro de energía interna, puesta a tierra de protección y cableado de control se guiarán a través de las entradas de cables designadas en los cimientos y la placa base de la subestación. Las entradas de cables generalmente están ubicadas en la parte inferior de la subestación para facilitar la terminación directa en los compartimientos del interruptor y del transformador.

Tendido de cables.Entre la aparamenta de baja-tensión y los inversores conectados, los cables trifásicos-requieren especial atención en su disposición. Cuando existen tres tramos de cable separados para cables de CA (por ejemplo, canales de cable separados), el espacio entre los tramos de cable debe ser al menos el doble del diámetro de un cable de CA para evitar desequilibrios de corriente. Se debe colocar un conductor de línea de cada fase (L1, L2 y L3) en cada tramo para garantizar una distribución equilibrada de la corriente.

Terminación de cables.Las terminaciones de cables de media-tensión se deben realizar utilizando kits de terminación adecuados que sean compatibles con el tipo de casquillo del interruptor. Los métodos de terminación incluyen contracción en frío, contracción por calor y cubiertas aislantes reutilizables. Para terminaciones retráctiles en frío, el cuerpo de la terminación se expande-de fábrica sobre un núcleo extraíble; Cuando se retira el núcleo, el cuerpo de caucho de silicona se contrae de forma segura alrededor del extremo del cable preparado, creando un sello hermético-sin necesidad de calor ni herramientas especiales.

Para cubiertas aislantes reutilizables, la funda incluida con el kit de terminación debe superponerse al casquillo de la caja de cables al menos 50 mm en cada fase. La sección superpuesta del casquillo se debe limpiar minuciosamente, preferiblemente usando un material abrasivo, para eliminar cualquier agente desmoldante de silicona que pueda estar presente en la superficie del casquillo. Este paso es esencial para garantizar-un sellado hermético una vez completada la terminación.

Al terminar cables en casquillos de transformadores o enchufes de interruptores, se deben observar los valores de torsión adecuados. Por ejemplo, los pernos de fijación para casquillos de interruptor de anillo (normalmente pernos hexagonales M16) requieren un par de apriete de aproximadamente 95 Nm.

Sujeción y soporte de cables.Los cables deben sujetarse o sujetarse adecuadamente antes de la terminación para evitar imponer tensión mecánica en los casquillos y las terminaciones. Un soporte inadecuado puede causar daños al buje y eventual falla. Para los cables encaminados a la celda de media-tensión, las abrazaderas de fijación de cables pre-montadas y unidas a las paredes del compartimiento proporcionan retención mecánica.

Pantalla protectora de puesta a tierra.La pantalla protectora metálica de cada cable de media-tensión deberá estar conectada a tierra únicamente en el extremo del tablero. La conexión a tierra en ambos extremos puede crear corrientes circulantes que provocan calentamiento y reducen la ampacidad del cable.

 

4.3 Instalación del transformador

Si la subestación compacta se entrega sin un transformador-instalado de fábrica, el transformador debe instalarse después de colocar el gabinete. El techo se levantará con cuidado para permitir el acceso al compartimento del transformador. Se pueden utilizar dispositivos de elevación almacenados dentro de la sala del transformador para retirar el techo, fijándolos en el centro de cada hastial del techo.

El transformador debe elevarse al compartimiento del transformador y colocarse en los puntos de montaje provistos. Cuando hay un pozo de recolección de aceite (estándar en ciertas configuraciones), el transformador debe colocarse sobre vigas de madera ubicadas dentro del pozo. Estas vigas tienen dos propósitos: distribuyen cargas mecánicas para proteger la parte inferior del transformador y actúan como amortiguadores de vibraciones para toda la subestación.

Después de colocar el transformador, los cables de media-tensión del tablero de distribución y las conexiones de baja-tensión al tablero de distribución deben terminar en los bujes del transformador. Para transformadores con terminales abiertos, los terminales de cable se conectan directamente a los casquillos. Para clasificaciones más grandes que requieren una mayor capacidad de corriente, se pueden proporcionar conectores de terminales separados.

La placa de características del transformador debe permanecer visible desde la puerta de inspección para facilitar la identificación y programación del mantenimiento.

 

4.4 Puesta a tierra de la subestación

La conexión a tierra adecuada constituye una de las características de seguridad más críticas de cualquier instalación eléctrica, y las subestaciones compactas exigen especial atención al diseño e implementación del sistema de puesta a tierra.

• Propósito de la puesta a tierra.Un sistema de conexión a tierra eficaz proporciona una ruta de baja-impedancia para que las corrientes de falla regresen a la fuente, limita el aumento de voltaje durante condiciones de falla, estabiliza los potenciales del circuito con respecto a tierra y garantiza que el gabinete y las partes conductoras expuestas permanezcan en potencial cero o cerca de él durante el funcionamiento normal. Una conexión a tierra adecuada protege tanto al personal como al equipo de condiciones de voltaje peligrosas que de otro modo podrían causar descargas eléctricas, incendios o daños al equipo.
• Puesta a tierra del sistema.El punto neutro del devanado secundario del transformador estará puesto a tierra. Esta conexión a tierra del sistema limita el aumento de voltaje durante fallas monofásicas-a-tierra y proporciona un voltaje de referencia esencial para el funcionamiento adecuado de los relés de protección y los equipos de medición.
• Puesta a tierra de equipos.Todos los gabinetes metálicos dentro de la subestación, incluida la carcasa del tablero de distribución de media-tensión, el tablero de distribución de baja-tensión, el tanque del transformador y el gabinete de la subestación en sí, deberán estar unidos entre sí y conectados al terminal de tierra principal. La conexión a tierra del equipo sirve principalmente para la seguridad del personal: cuando ocurre una falla de aislamiento dentro de una pieza del equipo, la corriente de falla fluye a través del conductor de conexión a tierra a tierra en lugar de a través de una persona que podría estar en contacto con el equipo.
• Conductores de puesta a tierra.El área de la sección transversal-de los conductores de puesta a tierra se debe seleccionar en función de la corriente de falla máxima esperada y el aumento de temperatura permitido. Las áreas de sección transversal mínima-típicas para conductores de puesta a tierra de cobre dentro de una subestación compacta incluyen 30 mm² para las conexiones de tierra principales, 35 mm² para aparamenta de media-tensión y puesta a tierra de transformadores, y 95 mm² para la conexión a la barra colectora neutra de baja-tensión.
• Electrodos de puesta a tierra.La conexión entre el sistema de puesta a tierra de la subestación y la tierra misma se logra a través de electrodos de tierra, como varillas de acero revestidas de cobre-incrustadas en el suelo, placas de tierra enterradas horizontalmente o cintas de cobre enterradas. Las varillas de puesta a tierra normalmente se introducen a una profundidad de 2,5 a 3 metros. Varias varillas están espaciadas al menos a 5 metros para maximizar la efectividad. La rejilla de puesta a tierra generalmente se construye colocando varillas en las cuatro esquinas de la base e interconectándolas con un bucle conductor enterrado.
• Resistencia a tierra.La resistencia de puesta a tierra objetivo para un sistema de puesta a tierra de una subestación suele ser de 5 ohmios o menos, aunque algunas empresas de servicios públicos diseñan sus sistemas para lograr unas pocas décimas de 1 ohmio. Es posible que se requieran aditivos como agentes reductores de resistividad-en suelos de alta-resistividad para lograr valores aceptables de resistencia a tierra.
• Requisitos de conexión.La carcasa de la subestación debe estar conectada de forma fiable a la red de puesta a tierra en dos puntos separados. El terminal de tierra principal, generalmente ubicado en el compartimiento de bajo-voltaje, sirve como interfaz entre el sistema de tierra interno de la subestación y el conductor de tierra del sistema externo. En los sistemas TN-C, la tierra de protección y el conductor neutro (PEN) se combinan y conectan a la barra colectora PEN. En los sistemas TN-S con conductores neutros y de protección separados, cada conductor se conecta a su respectiva barra colectora, con el neutro y la tierra de protección conectados solo en la fuente.

 

4.5 Comprobaciones finales de instalación

Una vez finalizadas todas las instalaciones mecánicas, terminaciones de cables y conexiones a tierra, se deberá realizar una inspección final antes de proceder a la puesta en servicio.

Verifique que todas las puertas se abran y cierren suavemente sin atascarse ni ejercer fuerza excesiva. Confirme que todas las conexiones atornilladas apretadas durante la instalación permanezcan seguras, prestando especial atención a las conexiones de las barras colectoras, las terminaciones de los cables y las conexiones a tierra. Los sujetadores-apretados en fábrica a menudo están marcados con pintura como una indicación visual del torque adecuado; compruebe que estas marcas no se hayan desplazado.

Inspeccione todas las entradas de cables para asegurarse de que estén selladas adecuadamente contra el ingreso de humedad y la penetración de roedores. Confirme que las etiquetas de advertencia estén presentes y colocadas correctamente en todos los lugares requeridos. Retire cualquier objeto extraño, incluidos tornillos, tuercas, herramientas o residuos sueltos, de todos los compartimentos.

 

 

 

 

5.1 Comprobaciones previas a la -energización

Antes de que la subestación compacta pueda ser energizada y puesta en servicio, se deben realizar una serie sistemática de controles y pruebas para verificar que la instalación está lista para operar y que todos los sistemas de seguridad funcionan según lo previsto.

Inspecciones Preliminares.Realice las siguientes comprobaciones preliminares con todos los interruptores en estado de-desenergizado:

Verifique que todos los interruptores-seccionadores y disyuntores estén en la posición APAGADO antes de continuar. Confirme el funcionamiento adecuado de los enclavamientos mecánicos y eléctricos, que están diseñados para evitar secuencias operativas inseguras. Para aparamenta aislada con SF6, verifique el indicador de presión de gas para confirmar que la presión permanece dentro del rango especificado (normalmente el puntero debe estar en la zona verde del manómetro).

Asegúrese de que la fuente de alimentación de control esté disponible y que todos los relés y medidores de protección estén correctamente configurados y en funcionamiento. Realizar una prueba operativa de la unidad principal del anillo y de los sistemas de control y protección del panel de bajo-voltaje, observando el correcto funcionamiento de las funciones de apertura y cierre del disyuntor.

Pruebas de aislamiento.Mida la resistencia de aislamiento a tierra de cada conductor de fase. La práctica estándar requiere lecturas de resistencia de aislamiento no inferiores a 200 mega-ohmios. Las lecturas más bajas pueden indicar aislamiento dañado o contaminado, y se justifica realizar más investigaciones antes de continuar.

Pruebas dieléctricas.Si lo exigen las normativas locales o las especificaciones del proyecto, se puede realizar una prueba de tensión soportada de frecuencia eléctrica-. El voltaje de prueba que se aplicará en el sitio suele ser el 80% del valor de prueba de fábrica especificado en IEC 60694, aplicado durante un período definido.

Verificación de secuencia de fases.Confirme que la secuencia de fases del suministro de voltaje medio-entrante coincida con la rotación requerida para el transformador y el equipo descendente. Una secuencia de fases incorrecta puede hacer que los motores funcionen hacia atrás y puede afectar el funcionamiento de algunos relés de protección.

 

5.2 Secuencia de puesta en servicio paso-paso-

Una vez cumplidas todas las comprobaciones previas-a la energía, la subestación se puede poner en servicio siguiendo la siguiente secuencia.

Paso 1: Verificación del aislamiento.Antes de continuar, confirme que todos los elementos del interruptor estén en sus posiciones APAGADO o ABIERTO, incluido el tablero de distribución de bajo-voltaje, el tablero de distribución de voltaje medio-y cualquier disyuntor en miniatura que controle los circuitos auxiliares.

Paso 2-Energización de Media Tensión.Sólo personal debidamente autorizado y capacitado en seguridad eléctrica podrá conectar la alimentación de media-tensión al transformador. La aparamenta de media-tensión se encenderá de acuerdo con las instrucciones de funcionamiento del fabricante. En el momento de la energización, el personal debe mantenerse alejado y observar el equipo en busca de sonidos anormales, arcos u otros signos de mal funcionamiento.

Paso 3-Comprobación de bajo voltaje.Después de que se haya energizado el transformador, verifique el bajo voltaje de CA presente en el tablero de distribución de bajo-voltaje. Mida la diferencia de voltaje entre los conductores de línea y registre estos valores en el informe de puesta en servicio. El bajo voltaje medido debe estar dentro de ±5 voltios del voltaje nominal del inversor. Si la desviación excede esta tolerancia, las tomas del transformador deben ajustarse utilizando el cambiador de tomas en-carga-y luego volver a medirse y verificarse el voltaje.

Paso 4-Conexión de la fuente de alimentación interna.Si la subestación incluye un transformador de suministro de energía interno, el suministro de energía interno para la propia estación debe conectarse cerrando el disyuntor principal en el tablero de distribución sub-de la estación. Luego, cierre los disyuntores en miniatura individuales para la iluminación de la estación, el tomacorriente con conexión a tierra (asegurando que el dispositivo de corriente residual integrado esté funcional), los ventiladores, el equipo de medición y los dispositivos de comunicación.

Paso 5-Conexión de la fuente de alimentación del inversor.Cierre el disyuntor con la etiqueta "Suministro de tensión SC1" para el primer inversor. Si hay dos inversores instalados, cierre el disyuntor correspondiente para el segundo inversor.

Paso 6-Energización de aparamenta de baja tensión.Una vez completadas todas las comprobaciones, el interruptor-de bajo voltaje se puede encender para suministrar energía a la red de distribución descendente. El procedimiento específico para energizar interruptores de bajo-voltaje se detalla en la documentación del fabricante del interruptor.

Paso 7-Puesta en servicio del inversor.Luego de la energización exitosa de la subestación y la verificación de los niveles de voltaje adecuados, los inversores conectados pueden ponerse en servicio de acuerdo con las instrucciones del fabricante del inversor.

 

5.3 Documentación de puesta en servicio

El proceso de puesta en servicio debe estar minuciosamente documentado. Para que la garantía y los derechos de garantía sigan siendo válidos, se aplican ciertos requisitos. Específicamente, es posible que el fabricante del equipo o su representante autorizado deba realizar la puesta en marcha-inicial, o que se deba presentar al fabricante un informe de puesta en servicio completamente completo y firmado antes de poner el equipo en servicio.

La documentación de puesta en servicio debe incluir:

• El número de serie de la subestación y la designación de tipo.
• Dirección del sitio de instalación
• Mediciones de voltaje registradas
• Resultados de las pruebas de resistencia de aislamiento.
• Verificación de la secuencia de fases correcta
• Confirmación de la configuración adecuada del relé de protección
• Reconocimiento de que todos los enclavamientos mecánicos y eléctricos funcionan correctamente
• Aprobación final-por parte del ingeniero de puesta en marcha responsable

 

5.4 Aceptación Definitiva

Una vez energizada la subestación y verificadas todas las pruebas funcionales como satisfactorias, se acepta la instalación para servicio. La documentación de puesta en servicio se archivará con la documentación del sistema de la subestación, fácilmente accesible para referencia futura por parte del personal de mantenimiento.

Todas las llaves de las cerraduras de las puertas se retirarán de las cerraduras y se guardarán en un lugar seguro y designado, accesible únicamente al personal autorizado. El recinto de la subestación deberá estar cerrado con llave para evitar el acceso no autorizado, según lo exigen las normas de seguridad y los procedimientos operativos estándar.

 

 

 

6.1 Condiciones normales de funcionamiento

Las subestaciones compactas están diseñadas para operación continua bajo condiciones de servicio específicas. El operador debe garantizar que estas condiciones se mantengan durante toda la vida útil de la subestación.

• Parámetros Eléctricos.El voltaje aplicado y la corriente de carga no deben exceder los valores nominales especificados en la placa de identificación de la subestación. El funcionamiento continuo por encima de los valores nominales provoca sobrecalentamiento, envejecimiento acelerado del aislamiento y puede activar dispositivos de protección.
• Condiciones ambientales.La subestación deberá funcionar dentro de su rango de temperatura ambiente especificado, que normalmente es de -20 grados a +45 grados para configuraciones estándar. La humedad relativa debe mantenerse entre el 15 % y el 95 % (sin-condensación). El funcionamiento a altitudes superiores a los 1.000 metros requiere una reducción de la capacidad de resistencia al voltaje.
• Ventilación.La subestación depende principalmente de la circulación de aire natural a través de rejillas en las puertas del compartimiento para enfriar. Las puertas del compartimiento del transformador no deben estar obstruidas y la vegetación que crece alrededor de la subestación se debe recortar según sea necesario para mantener un flujo de aire adecuado.

 

6.2 Procedimientos operativos

• Operaciones de conmutación normales.Al operar unidades principales en anillo u otros equipos de conmutación dentro de la subestación, se debe observar la secuencia de operación correcta. Por seguridad, antes de abrir la cubierta del compartimiento de cables, el alimentador asociado debe estar conectado a tierra y verificado que esté desenergizado.
• Enclavamientos mecánicos.La subestación incorpora enclavamientos mecánicos diseñados para evitar secuencias operativas inseguras, como abrir la puerta del compartimento de cables antes de conectar a tierra el circuito. El enclavamiento debe desactivarse correctamente antes de intentar cada operación; Forzar el paso de un enclavamiento indica una secuencia de operación incorrecta que podría resultar en peligro.
• Herramientas operativas aisladas.Se deberá utilizar una varilla de operación aislada siempre que se requieran operaciones de interruptor manual. Para este fin suele ser adecuada la palanca de mando suministrada con la subestación.
• Indicadores visuales.Antes de realizar cualquier procedimiento operativo, se deben verificar los indicadores de voltaje capacitivos. Un indicador encendido señala la presencia de voltaje de línea; un indicador apagado indica ausencia de voltaje, aunque aún se requiere precaución para verificar la desenergización por otros medios antes de tocar los conductores.

 

6.3 Monitoreo operativo de rutina

Durante la operación normal, el personal debe observar periódicamente la subestación para detectar signos de condiciones anormales.

• Indicadores sonoros.Escuche ruidos anormales del transformador, como zumbidos que hayan cambiado de tono o volumen, crujidos que podrían indicar una descarga parcial o traqueteos mecánicos de componentes sueltos.
• Indicadores visuales.Observe las lecturas de voltaje y corriente en instrumentos y medidores, atento a fluctuaciones inusuales o lecturas fuera de los rangos esperados. Verifique que todos los indicadores de estado y las luces de advertencia se muestren correctamente y que no haya ningún indicador de alarma encendido.
• Monitoreo Ambiental.Verifique periódicamente la temperatura interior y los niveles de humedad dentro de cada compartimento. La temperatura excesiva puede indicar condiciones de sobrecarga o bloqueo de la ventilación. La condensación dentro de los compartimentos puede indicar que el equipo de calefacción o deshumidificación no está funcionando correctamente.

 

 

7.1 Filosofía de mantenimiento

El mantenimiento regular y sistemático es esencial para garantizar el funcionamiento seguro y confiable continuo de una subestación compacta durante toda su vida útil prevista. Un programa de mantenimiento preventivo bien planificado detecta tempranamente los problemas que se están desarrollando, lo que permite tomar medidas correctivas antes de que se produzcan fallas, evitando así interrupciones no planificadas, incidentes de seguridad y costosas reparaciones de emergencia.

Las actividades de mantenimiento se clasifican en tres niveles:

• Inspección de rutina.Se realiza externamente mientras la subestación permanece en operación. La inspección de rutina incluye verificar las lecturas de voltaje y corriente, verificar si hay ruidos u olores anormales y observar las condiciones ambientales alrededor de la subestación. Esta inspección suele ser parte de las patrullas regulares de las instalaciones.
• Inspección periódica.Se realiza a intervalos programados con la subestación ya sea en operación (inspección ordinaria) o des-energizada (inspección detallada). La inspección ordinaria se centra en condiciones externas como la acumulación de contaminación y la corrosión. La inspección detallada requiere la interrupción de la operación y abarca funciones de protección, sistemas de control, mecanismos de bloqueo e inspección interna del equipo.
• Servicio.Se realiza cuando la inspección revela condiciones anormales o cuando se ha alcanzado un número específico de ciclos de operación (por ejemplo, 1000 operaciones para ciertos dispositivos de conmutación).

 

7.2 Intervalos de mantenimiento recomendados

Los intervalos de mantenimiento varían según las condiciones ambientales, el servicio operativo y la criticidad del equipo. El siguiente cronograma proporciona orientación general:

• Inspección visual:Mensualmente o con mayor frecuencia en condiciones difíciles, como ambientes costeros, áreas de alta-contaminación industrial o regiones con mucho polvo o arena.
• Mantenimiento de rutina:Cada 6 a 12 meses, según el entorno operativo y las condiciones de carga.
• Revisión integral:Cada 3 a 5 años para la mayoría de los equipos, o de acuerdo con las recomendaciones específicas del fabricante-.
• Inspección detallada de los mecanismos operativos:Aproximadamente cada 6 años para mecanismos de disyuntores y otros dispositivos operados con frecuencia.

 

7.3 Procedimientos de mantenimiento

• Inspección visual.Realice una inspección exhaustiva-del exterior de la subestación. Revise el gabinete en busca de óxido, abolladuras, deformaciones o daños en el revestimiento anticorrosión. Verifique que todas las señales y etiquetas de advertencia permanezcan presentes y legibles. Asegúrese de que las puertas y los compartimentos estén sellados adecuadamente y que las rejillas permanezcan sin obstrucciones.
• Limpieza sin-energía.Al realizar un mantenimiento detallado, la subestación debe estar des-desenergizada y bloqueada de acuerdo con los procedimientos de seguridad aplicables. Después del aislamiento, se eliminarán el polvo y los residuos de todos los compartimentos. Los aisladores, casquillos y otras superficies aislantes se deben limpiar con una aspiradora o aire comprimido seco. Los depósitos pegajosos o grasosos en los aisladores se pueden eliminar con un paño sin pelusa-humedecido en un agente de limpieza aprobado.
• Ajuste de conexión.Debido a los ciclos de expansión y contracción térmica, las conexiones de los terminales pueden aflojarse con el tiempo. Durante el mantenimiento periódico, todas las conexiones de barras, terminaciones de cables y uniones de tierra se deben volver a apretar a los valores de torque especificados usando una llave dinamométrica calibrada.
• Verificación de componentes mecánicos.Los mecanismos operativos para disyuntores, seccionadores e interruptores deben operarse aproximadamente de 10 a 12 veces para verificar el funcionamiento mecánico. Verifique el movimiento suave de los rodillos, pasadores y piezas deslizantes. Lubrique los componentes mecánicos utilizando lubricantes aprobados según lo especificado en la documentación del fabricante; La grasa vieja debe eliminarse antes de aplicar grasa nueva.
• Ensayos Eléctricos y Térmicos.Realice pruebas de resistencia de aislamiento de los circuitos principales para verificar la integridad dieléctrica. Se realizará un escaneo termográfico (inspección por infrarrojos) para detectar puntos calientes que indiquen conexiones sueltas, circuitos sobrecargados o fallas inminentes. Se deberán realizar pruebas funcionales en relés de protección, indicadores de paso de fallas y cualquier dispositivo de conmutación controlado remotamente.
• Monitoreo de presión de gas.Para aparamenta aislada con SF6, verifique que el indicador de presión de gas permanezca dentro de la zona verde (normalmente de 0,25 a 0,5 bar de presión relativa a 20 grados). Si la presión se aproxima al umbral de alarma, se investigará la condición. Los monitores de densidad de gas con contactos de alarma y disparo brindan notificación automática de condiciones de baja presión.
• Verificación del sistema de puesta a tierra.Comprobar la continuidad del sistema de puesta a tierra en todos los puntos accesibles. Mida la resistencia a tierra periódicamente para confirmar que permanece dentro de los límites aceptables (normalmente 5 ohmios o menos). La inspección visual de las conexiones a tierra debe verificar que todas las uniones permanezcan firmes y libres de corrosión.
• Comprobaciones del sistema auxiliar.Verifique el funcionamiento adecuado de la iluminación del compartimento, los interruptores-de las puertas, los controladores de temperatura y humedad, el funcionamiento del ventilador y cualquier sistema de detección de humo o incendio instalado. Si los ventiladores no arrancan automáticamente, el controlador de temperatura debe ajustarse a una configuración inferior a la temperatura ambiente actual para encender manualmente los ventiladores con fines de prueba.

 

7.4 Consideraciones especiales para componentes específicos

• Unidades principales de anillo.La RMU está diseñada para no requerir prácticamente mantenimiento-y solo requiere limpieza genérica e inspecciones periódicas. Sin embargo, las secciones selladas con gas-son monitoreadas continuamente mediante indicadores de presión de gas y no requieren revisión periódica. Se recomienda una inspección detallada de los mecanismos operativos aproximadamente cada 6 años.
• Transformadores.Para transformadores-inmersos en aceite, se debe controlar la temperatura del aceite y la temperatura del devanado. La unidad de protección del transformador debe configurarse con los ajustes de temperatura adecuados. Verifique periódicamente si hay fugas de aceite, particularmente alrededor de juntas cementadas, empaquetaduras y sellos de bujes. Se debe inspeccionar el estado del casquillo para detectar signos de rastreo, grietas o contaminación.
• Aparamenta de baja-tensión.Inspeccione los disyuntores en busca de signos de sobrecalentamiento, incluida la decoloración de los terminales o la fusión del aislamiento. Verifique que los dispositivos de corriente residual (RCD) funcionen correctamente probándolos de acuerdo con las instrucciones del fabricante.

 

7.5 Seguridad del mantenimiento

Todo el trabajo de mantenimiento debe ser realizado únicamente por personal calificado y familiarizado con las características específicas del tablero y el equipo asociado.

Antes de realizar cualquier trabajo en la subestación, el equipo debe estar desenergizado. Se deben observar estrictamente las cinco reglas de seguridad de la ingeniería eléctrica:

• Aislar (desconectar de todas las fuentes de suministro)
• Seguro contra recierre
• Verificar el aislamiento seguro del suministro
• Tierra y cortocircuito-
• Cubra o barrera las partes vivas adyacentes

Cuando se realiza trabajo en equipos energizados (p. ej., durante la resolución de problemas), se debe utilizar el equipo de seguridad adecuado, incluidos guantes aislantes, tapetes aislantes y otros equipos de protección personal adecuados.

Las actividades de mantenimiento que requieran abrir la puerta del compartimiento del transformador podrán enclavarse con la unidad principal del anillo; operar estos enclavamientos incorrectamente puede producir condiciones peligrosas, por lo que se debe seguir la secuencia adecuada descrita en las instrucciones de operación.

 

 

8.1 Problemas comunes y acciones correctivas

• Ruido anormal del transformador.Si el transformador emite crujidos, zumbidos de tono cambiado u otros sonidos inesperados, las posibles causas incluyen aflojamiento del núcleo, movimiento del devanado, descarga parcial o sobrecarga severa. Se debe reducir la carga e inspeccionar el transformador.
• Temperatura excesiva.Las altas temperaturas de funcionamiento pueden deberse a condiciones de sobrecarga, mala ventilación, temperatura ambiente alta o fallas internas del equipo. Verifique los niveles de carga, elimine las obstrucciones de las rejillas de ventilación y utilice imágenes térmicas para identificar la fuente de calefacción.
• Alarma de baja presión de SF6.Una caída de la presión del gas puede indicar una fuga en el tanque sellado. Se requiere una rectificación inmediata, ya que el funcionamiento continuo a baja presión compromete el aislamiento y la capacidad de extinción del arco. Se localizarán y repararán las fugas y se restablecerá la presión del gas al nivel nominal.
• Indicación de falla a tierra.Cuando un indicador de paso de falla o un relé de protección indica una falla a tierra, el circuito afectado debe identificarse y aislarse. La investigación debe determinar si la falla es transitoria (por ejemplo, causada por humedad temporal o vida silvestre) o permanente (daños en el aislamiento del cable o falla interna).

 

8.2 Cuándo contactar al fabricante

Algunas condiciones requieren soporte del fabricante o personal de servicio autorizado-de la fábrica. Póngase en contacto con el fabricante cuando:

• La subestación requiere el reemplazo de componentes principales que no están destinados al servicio de campo.
• Se ha producido un arco interno o una falla eléctrica importante.
• Se requieren reparaciones complejas en celdas aisladas con SF6
• Se encuentran condiciones inusuales que no están cubiertas por esta guía o la documentación específica del equipo-
• La configuración del relé de protección requiere un nuevo cálculo o reconfiguración más allá de los ajustes estándar.

 

 

 

Las siguientes consideraciones de seguridad son de suma importancia durante la instalación, operación y mantenimiento de subestaciones compactas.

• Peligro de descarga eléctrica.Dentro de la subestación hay altos voltajes. Antes de realizar cualquier trabajo, la subestación debe estar des-desenergizada de todas las fuentes, incluidos los interruptores de bajo-voltaje, los interruptores de medio-voltaje y cualquier suministro de voltaje externo. Después de la desenergización, verifique la ausencia de voltaje antes de tocar cualquier conductor.
• Peligro de arco eléctrico.Las subestaciones compactas diseñadas según IEC 62271-202 incorporan clasificaciones de arco interno que contienen energía de arco dentro de áreas definidas. Sin embargo, todo trabajo en o cerca de equipos energizados aún debe realizarse con el equipo de protección personal adecuado y de acuerdo con las normas de seguridad aplicables contra arcos eléctricos.
• Peligro de quemaduras.Algunos componentes, en particular los fusibles y los casquillos del transformador, pueden calentarse durante el funcionamiento normal. Utilice guantes adecuados cuando manipule o trabaje cerca de estos componentes y deje que se enfríen durante un tiempo adecuado antes de realizar el mantenimiento.
• Peligro de incendio.Se mantendrá una distancia de seguridad de al menos 5.000 mm con respecto a objetos inflamables. La subestación normalmente se suministra con un extintor de incendios como parte de la entrega estándar, que deberá permanecer accesible y ser inspeccionado periódicamente para comprobar su funcionamiento.
• Seguridad Ambiental.Al manipular gas SF6 procedente de la aparamenta, se deben utilizar métodos compatibles con el medio ambiente. Los equipos de recuperación de gas evitan la liberación de SF6, que es un potente gas de efecto invernadero.

 

 

10. Guías relacionadas de instalación y operación de transformadores

Las subestaciones compactas integran transformadores y aparamenta en un gabinete que ocupa poco espacio para distribución en exteriores. Para tipos de transformadores tradicionales con diferentes diseños de montaje, refrigeración o gabinete, consulte las siguientes guías dedicadas.

• Guía de instalación y operación de transformadores de subestación
• Guía de instalación y operación del transformador de potencia
• Guía de instalación y operación de transformadores montados en postes
• Guía de instalación y operación del transformador montado en plataforma
• Guía de instalación y operación de transformadores de tipo seco

 

 

 

 

 

11. Referencias

Las subestaciones compactas se someten a pruebas de tipo-según la última edición de IEC 62271-202, que especifica los requisitos para subestaciones secundarias compactas. Las normas aplicables adicionales incluyen IEC 62271-1 para especificaciones comunes de aparamenta, IEC 62271-100 para disyuntores, IEC 62271-200 para cubículos de aparamenta, IEC 62271-102 para seccionadores y seccionadores de puesta a tierra, IEC 62271-103 para interruptores de carga, IEC 60529 para grados de protección proporcionados por gabinetes (códigos IP), IEC 60076 para transformadores de potencia, e IEC 61439 para conjuntos de aparamenta de baja tensión.

Para cualquier pregunta o inquietud técnica relacionada con la instalación, operación o mantenimiento de una subestación compacta, comuníquese con la línea de servicio del fabricante del equipo con la siguiente información disponible: el número de serie de la subestación, la designación de tipo y la dirección del sitio de instalación.