Tipos de Subestaciones Eléctricas

Una de las tantas cosas fundamentales que se requiere de aprender a la hora de entrar en el mundo del diseño y la ingeniería eléctrica, es reconocer a qué tipo de proyecto nos estamos enfrentando ya sea, a la hora de realizar la ingeniería de este, o bien, a la hora de realizar las planificaciones de expansión de los sistemas eléctricos.

Esto es fundamental, ya que el tipo de proyecto, nos define ciertas características esenciales con las cuales se reconocerá su función en el sistema eléctrico. Por ejemplo, cuando nos referimos a tipos de subestaciones, estamos hablando del papel que estas desarrollan en el sistema eléctrico.

Antes de entrar en detalle, es necesario primero hacer ciertas definiciones y ponernos en contexto desde lo más básico. Probablemente muchos ya tienen un recorrido y una vasta experiencia en el área de subestaciones eléctricas. Lo importante finalmente es contextualizarnos en el mismo punto y desde ahí abrir la discusión.

Para comenzar a ver y definir los tipos de subestación, antes que todo, haremos algunas definiciones importantes primero.

¿Qué es una subestación eléctrica?

Una subestación eléctrica es una instalación en donde se reúnen equipos eléctricos de alta tensión como transformadores de poder, interruptores, trasformadores de medida, desconectadores, etc., las cuales, dependiendo de su función en el sistema, interconectan a otras subestaciones, formando así una gigantesca red, llamada “sistema eléctrico”. Las subestaciones se podrían describir como puntos de conexión o nodos al sistema eléctrico. Dicho en otras palabras, es como la intersección de una calle, un punto común para varias direcciones reguladas por un semáforo que define quién va primero y quién va después.

De esta manera podemos comenzar a definir las subestaciones, en más detalle, según su tipo. Cuando nos referimos a tipo, decimos a la clasificación que puede tener. Esta clasificación puede ser por su nivel de tensión, por su funcionalidad, por su área de desempeño en el sistema eléctrico o por su tipo de aislamiento. Pueden clasificarse en otros aspectos, pero ampliamente esta es la forma general en la que podemos definirlas.

1.- Tipos de Subestaciones Eléctricas por Nivel de Tensión

Las subestaciones eléctricas trabajan con diferentes niveles de tensión, que dependen de las necesidades propias del proyecto. El nivel de tensión que se utilice dependerá de cada país, pero se pueden clasificar por rangos de la siguiente manera:

• Baja Tensión (LV):

  Una tensión nominal menor o igual a 1000V

• Media Tensión (MV):

  Una tensión nominal mayor a 1000V y menor que 100kV

• Alta Tensión (HV):

  Una tensión nominal igual o mayor a 100kV e igual o menor que 230kV

• Extra Alta Tensión (EHV):

  Una tensión nominal mayor que 230kV, pero menor que 1000kV

• Ultra Alta Tensión (UHV):

  Una tensión nominal igual o mayor a 1000kV

2.- Tipos de Subestaciones Eléctricas por su funcionalidad

Las subestaciones también pueden ser clasificadas según su funcionalidad:

• Transformadoras Elevadoras:

  Este tipo de subestación eléctrica eleva la tensión generada a niveles mucho más altos para poder transportarla.

• Transformadoras de Bajada:

  este tipo de subestación eléctrica baja la tensión a niveles mucho más bajos para poder distribuirla.

• De Maniobra:

  Normalmente son aquellas que conectan más de un circuito, no se sube ni se baja la tensión, sólo sirve como un nodo en el sistema eléctrico.

3.- Tipos de Subestaciones Eléctricas por Área de Servicio

Las subestaciones eléctricas también las podemos identificar según el área de servicio en la cual se están desempeñando. Aquí tenemos a las subestaciones de:

• Generación:

  Estás subestaciones las encontramos en las mismas generadoras eléctricas. Desde estas subestaciones se sube la tensión para inyectarlas a los sistemas de transmisión.

• Transmisión:

  Estas subestaciones funcionan como nodos del sistema eléctrico, para puntos de conexión con generadoras, distribuidoras y otras subestaciones de transmisión. Generalmente se encuentran en las periferias de las ciudades. No obstante, pueden encontrarse igualmente en las ciudades.

• Distribución:

  Estás son subestaciones de bajada ubicada el las ciudades mismas, desde esta se alimentan los sectores industriales, las grandes ciudades y los clientes finales (casas).

4.- Subestaciones Eléctricas por su aislamiento

Otra forma de clasificar las subestaciones es por su aislamiento, de las cuales tenemos:

• Aire:

  Este tipo de subestaciones tiene como medio de aislamiento el aire, también son las normalmente denominadas subestaciones convencionales. En la actualidad, es muy raro encontrar nuevas construcciones con este tipo de aislamiento. Fue parte importante de las subestaciones en el pasado, pero en la actualidad existen medios de aislamiento mucho más eficientes.

• SF6:

  El gas de aislamiento SF6 (Hexafloruro de Azufre) es un medio de aislamiento superior al aire y es ampliamente utilizado en la actualidad para los equipos de alta tensión. Todo el equipamiento eléctrico principal se introduce en el interior de una envoltura metálica inmerso en SF6, con esto es posible reducir las distancias de aislamiento drásticamente por lo que las extensiones de terreno de la subestación se reducen más de un 50% respecto de un equipamiento tradicional. Aquí se encuentra inmerso el conjunto completo de equipos eléctricos interruptor, desconectador etc. Estas son las denominadas GIS.

• Híbridas:

  Aquí es similar a las subestaciones de SF6, pero la diferencia es que los equipos de conexión de cada circuito están en una la envoltura metálica inmersa en SF6 de forma separada. Vale decir, por ejemplo, el interruptor de poder, sus contactos internamente están asilados en SF6 y es un solo equipo eléctrico. De esta manera, puedo tener desconectadores tradicionales, con interruptores en SF6 operando en la subestación. Una mezcla entre equipos de aire y SF6.

En la actualidad, es difícil encontrar una subestación con solo tipo de aislamiento, salvo las subestaciones más nuevas. Por lo general, las subestaciones son una mezcla de las mencionadas anteriormente.

Cabe señalar que en la línea de tiempo de la evolución de los equipos eléctricos se usó otros medios de aislamiento como aceite, por ejemplo, siendo el SF6 el más reciente y el que está vigente en la actualidad. Así mismo, los equipos eléctricos fueron lentamente pasando a SF6, como los interruptores de poder, hasta llegar a la tecnología GIS, dónde todo un sistema de conexión eléctrica se encuentra inmerso en SF6 como conjunto.