Ultima edición el 16 septiembre, 2021 por JORGE CABRERA BERRÍOS
Hay muchos esquemas de sistemas de bus eléctrico diferentes disponibles, pero la selección de un esquema particular depende del voltaje del sistema , la posición de la subestación en el sistema de energía eléctrica , la flexibilidad necesaria en el sistema y el costo a contabilizar.
Indice de contenidos
Criterios principales que deben tenerse en cuenta durante la selección de un esquema particular de distribución de barras y buses
- Sencillez de sistema.
- Fácil mantenimiento de diferentes equipos.
- Minimizar la interrupción durante el mantenimiento.
- Provisión futura de extensión con crecimiento de la demanda.
- Optimización de la selección del esquema de disposición de las barras colectoras para que proporcione el máximo rendimiento del sistema.
Algunas disposiciones de barras colectoras de uso muy común se analizan a continuación:
Sistema de bus único
El sistema de bus único es el más sencillo y económico. En este esquema, todos los alimentadores y la bahía del transformador están conectados a un solo bus como se muestra.
Ventajas del sistema de bus único
- Esto es muy simple en diseño.
- Este es un esquema muy rentable.
- Esto es muy conveniente de operar.
Desventajas del sistema de bus único
- Una de las mayores dificultades de este tipo de disposición es que el mantenimiento del equipo de cualquier bahía no puede ser posible sin interrumpir el alimentador o el transformador conectado a esa bahía.
- Los tableros de conmutación de 11 KV para interiores tienen a menudo una disposición de barra colectora única.
Sistema de bus único con seccionalizador de bus
Algunas ventajas se obtienen si se secciona una sola barra colectora con un interruptor automático. Si hay más de una entrada y las fuentes entrantes y los alimentadores salientes se distribuyen uniformemente en las secciones como se muestra en la figura, la interrupción de un sistema se puede reducir en un grado razonable.
Ventajas del sistema de bus único con seccionalizador de bus
Si alguna de las fuentes está fuera del sistema, todas las cargas se pueden alimentar encendiendo el disyuntor seccional o el disyuntor del acoplador de bus. Si una sección del sistema de barras colectoras está en mantenimiento, se puede alimentar una carga parcial de la subestación energizando la otra sección de la barra colectora.
Desventajas del sistema de bus único con seccionalizador de bus
- Como en el caso de un sistema de bus único, el mantenimiento del equipo de cualquier bahía no puede ser posible sin interrumpir el alimentador o el transformador conectado a esa bahía.
- El uso de aislador para seccionalización de buses no cumple el propósito. Los aisladores tienen que ser operados ‘fuera de circuito’ y lo cual no es posible sin una interrupción total de la barra colectora. Por lo tanto, se requiere una inversión en el interruptor del acoplador de bus.
Sistema de doble bus
- En el sistema de barra colectora doble, se utilizan dos barras colectoras idénticas de tal manera que cualquier alimentador de salida o entrada se puede tomar de cualquiera de las barras.
- En realidad, cada alimentador está conectado a ambos buses en paralelo a través de un aislador individual como se muestra en la figura.
Al cerrar cualquiera de los aisladores, se puede colocar el alimentador en el bus asociado. Ambos buses están energizados y los alimentadores totales se dividen en dos grupos, un grupo se alimenta desde un bus y el otro desde otros buses. Pero cualquier alimentador en cualquier momento se puede transferir de un autobús a otro. Hay un disyuntor de acoplador de bus que debe mantenerse cerrado durante la operación de transferencia de bus. Para la operación de transferencia, primero se debe cerrar el disyuntor del acoplador de bus, luego cerrar el aislador asociado con el bus al lugar donde se transferiría el alimentador y luego abrir el aislador asociado con el bus desde donde se transfiere el alimentador. Por último, después de esta operación de transferencia, debe abrir el disyuntor del acoplador de bus.
Ventajas del sistema de bus doble
La disposición de barra colectora doble aumenta la flexibilidad del sistema.
Desventajas del sistema de bus doble
La disposición no permite el mantenimiento del interruptor sin interrupción.
Sistema de bus de doble disyuntor
En el sistema de barras colectoras de doble interruptor se utilizan dos barras colectoras idénticas de tal manera que cualquier alimentador de salida o entrada se puede tomar de cualquiera de las barras de manera similar a un sistema de barra colectora doble. La única diferencia es que aquí cada alimentador está conectado a ambos buses en paralelo a través de un interruptor individual en lugar de solo un aislador como se muestra en la figura. Al cerrar cualquiera de los disyuntores y sus aisladores asociados, se puede poner el alimentador al bus respectivo. Ambos buses están energizados y los alimentadores totales se dividen en dos grupos, un grupo se alimenta desde un bus y el otro desde otros buses similar al caso anterior. Pero cualquier alimentador en cualquier momento se puede transferir de un autobús a otro. No hay necesidad de acoplador de bus, ya que la operación se realiza mediante interruptores en lugar de aisladores. Para la operación de transferencia,
Sistema de bus de un disyuntor y medio
Esta es una mejora en el esquema de interruptor doble para lograr un ahorro en el número de interruptores automáticos.. Por cada dos circuitos, solo se proporciona un disyuntor de repuesto. Sin embargo, la protección es complicada ya que debe asociar el interruptor central con el alimentador cuyo propio interruptor se saca para mantenimiento. Por las razones dadas en el esquema de doble interruptor y debido a los costos prohibitivos de los equipos, incluso este esquema no es muy popular. Como se muestra en la figura, es un diseño simple, dos alimentadores se alimentan desde dos buses diferentes a través de sus interruptores asociados, y estos dos alimentadores están acoplados por un tercer interruptor que se llama desempate. Normalmente, los tres disyuntores están cerrados y la energía se alimenta a ambos circuitos desde dos barras que funcionan en paralelo. El desempate actúa como acoplador para los dos circuitos de alimentación. Durante la falla de cualquier interruptor de alimentador,
Ventajas del sistema de bus de un disyuntor y medio
Durante cualquier falla en cualquiera de los buses, ese bus defectuoso se despejará instantáneamente sin interrumpir ningún alimentador en el sistema, ya que todos los alimentadores continuarán alimentándose desde otro bus saludable.
Desventajas del sistema de bus de interruptor y medio
Este esquema es muy caro debido a la inversión en un tercer interruptor.
Sistema de bus principal y de transferencia
Esta es una alternativa a un sistema de bus doble. La concepción principal del sistema de bus principal y de transferencia es que aquí cada línea de alimentación está conectada directamente a través de un aislador a un segundo bus llamado bus de transferencia. Dicho aislador entre el bus de transferencia y la línea de alimentación se denomina generalmente aislador de derivación. Como de costumbre, el bus principal está conectado a cada alimentador a través de una bahía que consta del disyuntor y los aisladores asociados a ambos lados del disyuntor. Hay una bahía de acoplador de bus que conecta el bus y el bus principal a través de un disyuntory aisladores asociados en ambos lados del interruptor. Si es necesario, el bus de transferencia se puede energizar mediante la alimentación del bus principal cerrando los aisladores del acoplador del bus de transferencia y luego el disyuntor. Luego, la energía en el bus de transferencia se puede alimentar directamente a la línea de alimentación cerrando el aislador de derivación. Si el disyuntor principal asociado con el alimentador está apagado o aislado del sistema, el alimentador aún se puede alimentar de esta manera transfiriéndolo al bus de transferencia.
Operación de conmutación para transferir un alimentador a un bus de transferencia desde el bus principal sin interrupción de la energía
- Primero cierre los aisladores a ambos lados del disyuntor del acoplador de bus.
- Luego cierre el aislador de derivación del alimentador que se transferirá al bus de transferencia.
- Ahora energice el bus de transferencia cerrando el disyuntor del acoplador del bus desde el control remoto.
- Después de que se cierra el interruptor del acoplador de bus, ahora la energía del bus principal fluye a la línea de alimentación a través de su
- disyuntor y disyuntor de acoplador de bus a través del bus de transferencia.
- Ahora bien, si el disyuntor principal del alimentador está apagado, el flujo de energía total se desplazará instantáneamente al disyuntor del acoplador de bus y, por lo tanto, este disyuntor servirá como protección para el alimentador.
- Por último, el personal operativo abre los aisladores a ambos lados del disyuntor principal para aislarlo del resto del sistema vivo.
Por lo tanto, se puede concluir que en el sistema de bus principal y de transferencia el mantenimiento del interruptor automático es posible sin ninguna interrupción de la energía. Debido a esta ventaja, el esquema es muy popular para sistemas de 33 KV y 13 KV.
Sistema de doble bus con aisladores de derivación
Esta es una combinación del sistema de bus doble y el bus principal y el sistema de bus de transferencia. En el sistema de bus doble con aisladores de derivación, cualquiera de los buses puede actuar como bus principal y el segundo bus como bus de transferencia. Permite el mantenimiento del interruptor sin interrupción de la alimentación, lo que no es posible en un sistema de doble bus, pero ofrece todas las ventajas del sistema de doble bus. Sin embargo, requiere un aislador adicional (aislador de derivación) para cada circuito de alimentación e introduce una ligera complicación en el diseño del sistema. Aún así, este esquema es el mejor para una economía óptima del sistema y es la mejor opción excelente para el sistema de 220 KV.
Sistema de bus de anillo
El diagrama esquemático del sistema se muestra en la figura. Proporciona una alimentación doble a cada circuito de alimentación, abriendo un interruptor en mantenimiento o no afecta el suministro a ningún alimentador. Pero este sistema tiene dos grandes desventajas. Uno, como es un sistema de circuito cerrado, es casi imposible ampliarlo en el futuro y, por lo tanto, no es adecuado para sistemas en desarrollo. En segundo lugar, durante el mantenimiento o por cualquier otra razón, si alguno de los disyuntores en el bucle de anillo se apaga, la confiabilidad del sistema se vuelve muy pobre debido a que el bucle cerrado se abre. Ya que en ese momento cualquier disparo de cualquier interruptor en el lazo abierto provoca la interrupción en todos los alimentadores entre el interruptor disparado y el extremo abierto del lazo.
