Por qué usar transferencias de carga en media tensión con interruptores en vacío

Las empresas distribuidoras y comercializadoras de energía, pueden permitir a las instituciones o entidades que lo requieran, disponer de dos circuitos primarios para alimentación del sistema interno, quedando un circuito como alimentador prioritario y otro como alimentador de emergencia en caso de que el prioritario presente problemas en sus parámetros eléctricos medidos. La designación del circuito prioritario y de emergencia, la realiza la empresa de energía según el balance de carga que posean los circuitos, el tipo de esencialidad del cliente y el tipo de carga a alimentar en la instalación.

Revisaremos los tipos de transferencias en media tensión que se pueden aplicar en el mercado para atender las necesidades de energía permanente:

Transferencias con seccionadores en aire:

Este sistema permite conmutar el circuito prioritario y el de emergencia cuando el comando de control así lo determine.

La transferencia tiene grandes deficiencias de operación y mantenimiento, que hacen que su implementación sea cada vez menor. Las desventajas más notorias de la aplicación de transferencias en media tensión con seccionadores en aire son:

1. El sistema posee un engranaje mecánico constituido por diversos piñones y acoples, desarrollados y diseñados por cada fabricante; la no estandarización, determina que cualquier daño en el engranaje o reparación debe ser desarrollada sólo por el fabricante.
2. El sistema y la celda que contienen los equipos es muy robusta, lo cual limita el área de implementación del equipo y hace que se necesiten espacios amplios para su correcta instalación.
3. El sistema de aislamiento es en aire, el cual usa seccionadores que requieren una gran inversión en el mantenimiento, debido a que están compuestos por elementos mecánicos como piñones, resortes, trinquetes y diversos elementos que presentan un potencial grande de falla.
4. El sistema completo requiere de un ajuste frecuente y un mantenimiento preventivo periódico, con el fin de velar por la prestación del servicio en el momento en que se requiera.
5. El sistema de aislamiento es el aire, esto hace que cuando se realicen maniobras de operación, sea posible que se presenten arcos debido a la ionización del aire que puede desencadenar incendios nefastos para la subestación, e incluso, atentar contra toda la instalación, también presentando un deterioro de los elementos de contacto para la conducción del flujo de energía al momento del cierre y apertura del seccionador.

1. El sistema tiene instalados aisladores testigo, también llamados aisladores capacitivos, encargados de llevar la tensión “proporcional “ de los alimentadores primarios al relé de voltaje, estos aisladores capacitivos no reflejan la tensión primaria de manera proporcional, no entregan una onda senoidal de voltaje para la señal de tensión del sistema, sino que se comportan como un sistema de carga y descarga de un arreglo de condensadores, operando inadecuadamente en una franja de un 20%, es decir, si en el primario tenemos 13.200 voltios, en el secundario del aislador podemos tener entre 80 y 100 voltios, esto genera medidas incorrectas de tensión y por consiguiente operaciones incorrectas del sistema, ya que se tienen que ampliar los rangos de no operación de los relés de voltaje, no operando cuando las diferencias de tensiones medidas están en un rango de +20% y -20%, quedando este rango de tensión sin ningún tipo de supervisión para operación. Este tipo de fallas son frecuentes en nuestro sistema y no detectarlas, y tomar correctivos en las subestaciones puede ocasionar daños significativos al interior de las instalaciones.
2. El sistema por su tipo de diseño y construcción, no presenta protección contra inversión de fase, si se presenta esta falla, se puede generar giro inverso en motores, produciendo un daño en estos ó en máquinas productivas que por su aplicación especial no permiten el giro en sentido inverso del sistema.
3. El sistema posee un arreglo capacitivo con el fin de adecuar el voltaje enviado a los relés de tensión, este arreglo capacitivo en varias ocasiones presenta daños de alguno de sus capacitores, teniendo que revisarlos en cortos periodos.
4. El sistema posee una fuente de 24 voltios, dicha fuente alimenta los diversos dispositivos de control y operación, el daño ó descarga de la fuente hace que el sistema permanezca bloqueado sin realizar ninguna operación frente a una falla.
5. El sistema posee una cuchilla de puesta a tierra para cada seccionador de circuito, por motivos de disposición física y diseño mecánico esta cuchilla se encuentra a la entrada de los alimentadores, por tal razón, para poder utilizarla se debe hacer desconexión de los circuitos primarios desde las cajas de distribución que se encuentran en los postes de entrada ó cajas subterráneas ubicadas aguas arriba de la transferencia, es decir, que no basta con abrir el seccionador de la transferencia para cerrar la cuchilla de tierra y descargar el sistema, se tiene que hacer una desconexión del sistema antes de la transferencia, para poder operar la cuchilla de tierra, de lo contrario se presentara un corto circuito trifásico a tierra.
6. El Hexafluoruro de azufre (SF6) es un gas hecho por el hombre. Es uno de los seis gases de efecto invernadero en los que el Protocolo de Kioto establece límites de emisión que deben regular los países más ricos del mundo en el año 2012. Aunque su concentración en la atmósfera es mucho menor que la de otros gases de efecto invernadero como el dióxido de carbono (CO2) y metano (CH4) tiene un potencial de calentamiento global (PCG) 24.000 veces el del CO2. Esto significa que una tonelada de SF6 tiene el mismo efecto que 24.000 toneladas de CO2. Además, el SF6 tiene una vida atmosférica estimada de hasta 3.200 años en comparación con 50-200 años para el CO2. De ahí la importancia de controlar cualquier emisión a la atmósfera.

1. La transferencia debe solicitarse con transformadores de potencial asociados a las fases de cada circuito, así por medio de un relé de control de voltaje se puede vigilar sobre y bajo voltaje, pérfida de fase e inversión de secuencia.
2. Los interruptores en vacío, deben tener enclavamien- tos mecánicos diseñados desde fábrica, que permitan bloquear un interruptor mientras el otro se encuentra conectado, así como los enclavamientos eléctricos.
3. La transferencia debe tener vigilancia de tensión, con el fin de operar los equipos cuando se presente una anomalía en la tensión de servicios del circuito primario.
4. El sistema debe contar con un controlador lógico programable que permita recibir las señales de los dispositivos de medida y generar las órdenes de operación de los equipos de maniobra.
5. El sistema debe contar con descargadores de sobretensiones que permitan drenar hacia la tierra las sobretensiones que se presenten en el sistema.
6. El sistema tiene la posibilidad de escoger cuál de los dos circuitos primarios es el prioritario.
7. El sistema posee un relé de protección asociado a los transformadores de medida, con el fin, de monitorear permanentemente las diferentes variables eléctricas, permitiendo una operación del sistema al momento de presentarse una desviación a los niveles definidos en la parametrización.