Subestaciones Móviles y Celdas Metal Clad a Prueba de Arco Interno Pensadas para Aplicación en Minería

En la industria minera, la distribución de le energía eléctrica pasa necesariamente de un sistema de media tensión(10 a 22.9 KV) a uno de utilización (7.2, 4.16, 0.46 KV, etc). A diferencia de los sistemas de distribución para otros sectores, en el caso de la minería los sistemas de distribución eléctrica enfrentan condiciones muy severas, sean por la altura sobre el nivel del mar, el elevado nivel isoceráunico (sobre tensiones por descargas atmosféricas), así como elevados grados de contaminación. En consecuencia, los equipos que se instalen en estos lugares deben satisfacer estas condiciones para garantizar una alta seguridad de servicio. Por otra parte, en minería es también importante tener disponible la energía eléctrica muy cerca de las cargas, sobre todo en los casos de explotaciones a tajo abierto. En este breve artículo presento dos tipo de subestaciones y de celdas de distribución en media tensión aplicables para satisfacer las condiciones señaladas; estas son las SUBESTACIONENES MÓVILIES y las CELDAS A PRUEBA DE ARCO INTERNO.

SUBESTACIONES MÓVILES

• Por su equipamiento, este tipo de Sub Estaciones pueden ser:
  • De transformación: Que contienen una elemento de maniobra y protección en media tensión, un transformador el cual puede ser en aceite mineral, ecológico o seco, y elementos de salida en baja o media tensión (ver fig 1 y 2).
  • De distribución que sólo contienen celdas de distribución en media tensión (ver fig 3).
• Por la constitución de elemento transportador, pueden ser:
  • Tipo patín (skid) en las cuales todos los elementos van instalados sobre una plataforma con aditamentos para ser izada o arrastrada (ver fig 2).
  • Tipo de plataforma provista de ruedas; estas pueden tener diversos aditamentos, tales como frenos, luces de freno y de peligro, placa y todo lo necesario para circular por carreteras públicas o privadas (ver fig 1).
• Los elementos de maniobra y protección pueden ser seccionadores de potencia convencionales o en SF6 o interruptores automáticos de montaje fijo o extraíble en celdas tipo convencional o metal clad a prueba de arco interno, pararrayos en la entrada (indispensable), conexiones enchufables y finalmente el tablero de distribución. Otros elementos de protección y medición a requerimiento del usuario.

Disposición y dimensiones referenciales de Subestaciones Móviles De pequeña y mediana potencia

CELDAS METAL CLAD A PRUEBA DE ARCO INTERNO

Un cortocircuito en el interior de una celda de media tensión puede ocasionar graves daños inutilizando la celda y como consecuencia largos tiempos de reposición del suministro eléctrico. Pero más grave es el daño que se puede ocasionar al personal de operación o que en ese momento se encuentre cerca de la celda. Para atenuar estos efectos son recomendables emplear las CELDAS METAL CLAD A PRUEBA DE ARCO INTERNO.

En general, las celdas metal clad a prueba de arco interno, se clasifican en dos tipos: Celdas primarias (clasificadas como tipo LSC-2B por las normas IEC-62271-200) y Celdas secundarias (clasificadas como tipo LSC-2A por las normas mencionadas). Las primeras son las requeridas para su instalación en las grandes subestaciones eléctricas, generalmente de empresas de transmisión o de distribución así como en empresas mineras o grandes industrias que contratan sus suministros eléctricos en alta tensión (60 Kv o más); en estas subestaciones la potencia de cortocircuito es generalmente elevada y por tanto la corriente generada en caso de falla podría ser superior a 20 kA. Las segundas, secundarias, se emplean en subestaciones de usuarios industriales de menor envergadura o centros comerciales, universidades, etc en puntos donde la potencia de cortocircuito es relativamente baja y por consiguiente la corriente de falla es generalmente inferior a 20 kA. En el presente reducido artículos solo nos referiremos a las primeras.

Refiriéndonos a las celdas tipo LSC-2B, estas a su vez pueden ser, por su partición entre compartimientos y por su accesibilidad de los siguientes sub tipos:

• PM por su partición metálica entre compar timientos
• Con solo acceso frontal con la extensión F
• Con acceso frontal y lateral, con la extensión FL
• Con acceso frontal, lateral y posterior con la extensión FLR

NOTAS:

Las celdas LSC-2A poseen dos compartimientos en el lado de media tensión: uno conjuntamente para para los terminales e interruptor (FIJO) y otro para las barras colectoras (ver fig 4, celda importada).

Las celdas LSC-2B poseen 3 compartimientos en el lado de media tensión: uno para los terminales y transformadores de corriente, otro para el interruptor (EXTRAIBLE) y otro para las barras colectoras, todos separados con planchas metálicas (ver fig 5, fabricación nacional).

Algunas Características constructivas de las celdas tipo LSC-2B

Estructuras protecciones y puertas

En el diseño y fabricación de las celdas metal clad tipo LSC-2B se contemplan la debida fortaleza para las estructuras, cubiertas laterales, posteriores y techo; se toma especial atención en la fijación de todas las protecciones y en el cierre de las puertas frontales las cuales poseen un sistema que le otorga a estas una gran fortaleza ante la elevación súbita de la presión interna producto de un arco eléctrico de gran potencia.

Barras

Las barras se instalan en un ducto común para todas las celdas adyacentes. Las barras son de cobre electrolítico constituida por una o más en paralelo por fase de acuerdo a la corriente nominal. Normalmente las barras se suministran pintadas no aisladas. No obstante, cuando es necesario, las barras pueden suministrarse aisladas con fundas termocontraíbles. Para corrientes de 1250 A, o más, todos los empalmes entre barras colectoras o derivaciones son plateadas.

Ductos de escape de gases

En la eventualidad de un cortocircuito en el interior de una celda Metal Clad, se produce una expansión violenta de gases a muy alta temperatura. Con la finalidad de aliviar la elevada presión, cada compartimiento se comunica con el exterior a través de ductos independientes. La norma IEC recomienda que los gases sean conducidos hacia el exterior por medio de un ducto que se instala sobre las celdas.

Enclavamientos o bloqueos

Las celdas LSC-2B poseen todos los enclavamientos para su operación totalmente segura, tales como: a) La puerta de la celda del interruptor no puede se abierta con interruptor insertado. b) El interruptor no puede insertarse cuando los seccionadores de tierra se encuentran en posición abiertos, etc.