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Estructuras, diagramas y clasificación de sistemas de tierra
Tipo: Resúmenes
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Las estructuras son los elementos de soporte de conductores y aisladores de las líneas de alta tensión, se pueden clasificar según su función en: Torres de suspensión, Torres de retención. TORRES DE SUSPENSIÓN: Para la transmisión de energía eléctrica, una torra de suspensión es una estructura donde los conductores están suspendidos de la torre, teniendo la misma tensión mecánica a cada lado. En este caso, se tiene por teoría que la torre tiene una fuerza vertical y una fuerza lateral. Sin embargo, estas no poseen fuerza longitudinal. Estas estructuras tienen por lo general una cadena de aisladores suspendidas desde la torre, o dos cadenas de aisladores en forma de “V”. En cualquiera de los casos, algunas veces se usan cadenas de aisladores en paralelo para mejorar la resistencia mecánica. Estas estructuras son usadas donde una línea de transmisión continua en línea recta, o gira con un pequeño ángulo. En otros casos, se usa una torre de retención que se hablará en el siguiente punto. 1.Torre de suspensión
El tipo de terreno, por su agresividad, determina el cemento que se debe emplear. Hay torres de tipo especial, ya que en ellas se produce la transposición. TORRES DE RETENCIÓN: Las torres de retención se clasifican en tres clases:
fabricadas en acero o en hormigón y las flexibles son postes metálicos que sufren de formación en caso de estos esfuerzos. MARCOS DE REMATE: Los marcos de remate son comúnmente usados como estructuras mayores en las subestaciones eléctricas, sin embargo, han resultado buena opción para su aplicación en líneas de transmisión; principalmente por debajo de otras líneas de transmisión, donde se requiere baja altura de las estructuras para lograr los libramientos de distancias dieléctricas. POSTES TRONCOCÓNICOS: Los postes troncocónicos son estructuras conformadas por secciones cónicas de acero, de apariencia esbelta. Son frecuentemente usados en zonas urbanas y suburbanas donde los anchos de derechos de vía son estrechos y solo es posible el uso de claros inter postales corto. Estos postes también son usados como estructuras compactas: incluyendo el empleo de crucetas aisladas. Son estructuras aplicadas para minimizar el impacto visual de las instalaciones. Es común que se usen para niveles de tensión eléctrica a partir de los 115Kv. Con estos tipos de estructuras es posible alcanzar alturas relativamente altas para el enganche de los cables. Es importante considerar que los proyectos de líneas de transmisión con postes troncocónicos son de alto costo de inversión.
las tensiones tolerables por el cuerpo humano deben ser mayores que las tensiones resultantes en la malla. c) Facilitar la operación de los dispositivos de protección adecuados, para la eliminación de las fallas a tierra en los sistemas eléctricos. d) Dar mayor confiabilidad y continuidad al servicio eléctrico. e) Evitar la aparición de potencial en el neutro en un sistema en estrella aterrizado. f) Proveer una conexión a tierra para el punto neutro de los equipos que así lo requieran (transformadores, reactores, etc.). g) Proporcionar un medio de descarga en los equipos, ya que estos almacenan energía por inducción magnética o capacitancia, antes de proceder a tareas de mantenimiento. La conducción de altas corrientes a tierra en instalaciones eléctricas, debidas a descargas atmosféricas o a fallas del equipo, obliga a tomar precauciones para que los gradientes eléctricos o las tensiones resultantes no ofrezcan peligro a los operadores. Intensidades del orden de miles de amperes, producen gradientes de potencial elevados en la vecindad del punto o puntos de contacto a tierra y si, además, se da la circunstancia de que algún ser viviente se apoye en dos puntos, entre los cuales existe una diferencia de potencial debida al gradiente arriba indicado, puede sufrir una descarga de tal magnitud que sobrepase el límite de su contractibilidad muscular y provoque su caída.
En tal situación, la corriente que circula por su cuerpo aumenta y si por desgracia ésta pasa por algún órgano vital como el corazón, puede originar fibrilación ventricular y sobrevivir la muerte. CLASIFICACIÓN DE LOS SISTEMAS DE TIERRA:
Proporcionando valores máximos a tierra, la distribución secundaria o de baja tensión, se realiza con transformadores de distribución monofásicos 2 o 3 hilos y trifásicos 4 hilos. La distribución primaria o de mediana tensión, se realiza en conexión estrella aterrizada en la subestación. Si a partir de esta se lleva 3 conductores de fases, se tiene un sistema de 3 fases-3 hilos. Si a partir de esta se lleva 3 conductores de fase y el neutro, se tiene un sistema de 3 fases- 4 hilos, denominado también sistema multi aterrizado. La subtransmisión y transmisión se realiza en conexión estrella aterrizada en la subestación, teniéndose un sistema de 3 fases- 3 hilos. Se puede decir que es un aspecto de diseño en el que intervienen factores tales como tipo de carga, protección del transformador, economía de la instalación, etc. La segunda división, relativa al sistema de tierras de equipo eléctrico tiene por el contrario un fin de protección “en falla” a diferencia de la anterior que opera constantemente para dar la tensión que requieren los elementos del sistema de alimentación y/o distribución de la energía. Este sistema proporciona protección únicamente al ocurrir una falla tal como de fase a tierra, de otra manera, no tiene intervención alguna en la instalación. Tan necesaria es una división como la otra, una para fijar tensiones de operación de equipo, como lámparas que operan a 220 V conectándose entre fases o a 127 V conectándose entre una fase y el neutro. La segunda división proporciona una trayectoria predeterminada de baja impedancia a corrientes de falla que conduzcan rápida y eficazmente la falla a los dispositivos operadores de protección y coloquen el equipo metálico a potencial de tierra, evitando
riesgos de descargas al personal que opera las máquinas y del que circula cerca de ellas. SISTEMAS DE TIERRA PARA TRABAJO: Con frecuencia durante las actividades de trabajo como son mantenimiento, reparaciones, etc. Es necesario realizar conexiones sólidamente aterrizadas con el fin de que sean accesibles y sin peligro para los trabajos a realizar. DIAGRAMAS UNIFILARES DE ARREGLOS PARA SUBESTACIONES DE TRANSMISION: Figura 4 : Arreglo de barra principal para subestaciones de transmisión. Figura 5 : Arreglo de barra principal y barra de transferencia con interruptor de transferencia y/o amarre, para subestaciones de transmisión. Figura 6 : Arreglo de barra principal y barra auxiliar con interruptor de transferencia o amarre, para subestaciones de transmisión. Figura 7 : Arreglo en U de interruptor y medio para subestaciones de transmisión. Figura 8 : Arreglo de barra principal y barra auxiliar con interruptor de transferencia o amarre para subestaciones de transmisión en 115 kV. Figura 9 : Arreglos de tripe juego de barras con interruptor de transferencia e interruptor de amarre, (en desuso únicamente para mantenimiento y ampliación) Figura 10 : Arreglo en anillo para subestaciones en transmisión.
Figura 5: Arreglo de barra principal y barra de transferencia con interruptor de transferencia y/o amarre, para subestaciones de transmisión.
Figura 6: Arreglo de barra principal y barra auxiliar con interruptor de transferencia o amarre, para subestaciones de transmisión.
Figura 9 : Arreglos de tripe juego de barras con interruptor de transferencia e interruptor de amarre, (en desuso únicamente para mantenimiento y ampliación)
Figura 10 : Arreglo en anillo para subestaciones en transmisión.
Los diagramas unifilares son la representación abstracta de una subestación en una sola fase. Figura 12. Diagrama unifilar (2)
Figura 13. Simbología de subestación eléctrica (3)
