Les subestacions elèctriques

Les subestacions de distribució són punts d'una xarxa de distribució d'energia elèctrica on es transforma la tensió d'alta a una de nivell mitjà, adequat per subministraments industrials en MT, i per a la posterior transformació i distribució als consumidors finals en baixa tensió. L'element més important de cada subestació és un transformador de potència, la qual cosa permet una interconnexió entre dues o tres xarxes de diferent nivell de tensió. L'estructura d'aquest tipus de subestacions sol ser complexa, inclosos els interruptors, comptadors, sistemes de protecció i les telecomunicacions les quals permeten el control de la subestació en diferents condicions d'operació.

Una disposició típica de subestació podria ser de 110/35/10 kV (40/20/5 kV en el cas d'Estabanell Energia). En general, hi ha dos transformadors de potència en les subestacions de distribució d'aquest tipus, i poden funcionar de manera independent o en paral·lel. Cada transformador té tres debanats que estan connectats al sistema de barres corresponent.

El sistema de barres d'alta tensió (110 kV o 40 kV) s'alimenta a través de la línia de transport de 110 kV o subtransport a 40 kV les quals poden ser de tipus radial o en bucle o anell. El transformador d'alta tensió està sempre connectat en estrella, formant el punt neutre, que està connectat a terra directament. En el cas d'Estabanell Energia, pels nivells de 40 kV són connexions en triangle.

Pel nivell de MT d'un transformador solen ser triangle, de manera que el seu punt neutre està sempre connectat a terra a través d'impedància o resistència de PAT amb la finalitat de limitar els corrents de falla a terra. És important assenyalar que els transformadors tenen impedància de posada a terra comuna. Els terminals del debanament estan connectats a la barra de mitja tensió. Cada transformador alimenta la seva pròpia barra, però si es tanca l'interruptor d'encoblament de barres, es poden posar en paral·lel. Diverses línies de distribució d'energia de sortida estan connectades al sistema de barres de MT, de manera que la distribució de MT s'opera de forma radial.

El tercer debanat del transformador de potència (el de més baixa tensió) pot ser en triangle o estrella, i el seu propòsit és proporcionar la tensió d'aquest nivell. Estan connectats a les barres de la MT de menor nivell i solen haver-hi mes sortides de distribució alimentades des d'aquesta barra

El propòsit principal de la subestació és proporcionar subministrament d'energia elèctrica fiable i continu per als consumidors connectats a la xarxa de distribució. En certes situacions, per exemple quan es produeix una fallada en la xarxa de distribució, cal interrompre el servei fins que s'elimina la falla. L'operació contínua en cas de fallada pot portar a la destrucció parcial o total dels components del sistema de distribució, per tant, cada subestació de distribució ha de disposar de diferents sistemes de protecció. L'objectiu és reconèixer qualsevol falla significativa que sorgeixi a la xarxa de distribució o a la pròpia subestació.

Les recomanacions tècniques, per la xarxa de distribució d'energia elèctrica i també per a la protecció dels transformadors de potència inclouen:

• La protecció bàsica d'errors interns de trafo (Diferencial de trafo)
• Protecció de n-1 de trafo (Cuba)
• Protecció de sobrecàrrega (fases i neutre)
• Protecció de sobretensió (Bucholz, Jansen, Xemeneia)
• Un altre tipus de protecció