Revista de Energia de Hoy

Lunes, 17 Octubre 2016 10:05

La innovadora tecnología 2SIS llega a las celdas de subestaciones con la nueva gama PREMSET

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Schneider Electric ha implantado la novedosa tecnología 2SIS a su gama de celdas PREMSET, para hacer llegar la innovación y el desarrollo a los sistemas de aparamenta de Media Tensión

Autor: Francesc Íñiguez Font, responsable evolución oferta MT (Schneider Electric Spain)

Hoy en día, la sociedad moderna registra avances tecnológicos prácticamente todos los días. Los bienes de consumo evolucionan constantemente, adaptándose a las nuevas innovaciones. En el caso de los vehículos, por ejemplo, al adquirir un nuevo coche, este incorpora muchas prestaciones que no tenía el modelo anterior y en unos años, al cambiar el vehículo, el recién adquirido tendrá muchos más componentes adicionales en relación al confort, a la seguridad y a la innovación, superando de nuevo en prestaciones y tecnología al anterior vehículo.

En lo que a bienes de equipos se refiere, la evolución también deja su huella al abandonar viejas tecnologías para adoptar otras nuevas que proporcionen mayores prestaciones y mayor nivel de seguridad. No obstante, los ciclos de vida de los productos son más dilatados, por lo que la incorporación de innovaciones no es tan inmediata como en el caso de otros sectores, como el del automóvil o la telefonía, por ejemplo.

Es el caso de los equipos que conforman las subestaciones de media tensión, que también están sujetos a la adaptación de las nuevas tecnologías. Dentro de este entorno se pueden diferenciar claramente varios alcances de evolución a diferentes velocidades:

  • Circuito de potencia (interruptores)

  • Sistemas de control y protección (equipos de medida y relés de protección)

  • Cadena de protección (que integra los transformadores de tensión e intensidad).

De estos tres alcances, el de sistemas de control y protección es el que ha evolucionado más, desde sus inicios con elementos de protección pasivos (fusibles) pasando por la electrónica analógica, hasta llegar a la electrónica digital. En las últimas décadas, esta evolución se ha mostrado muy activa y presenta novedades de forma continua, incluyendo todas las que se engloban bajo el término Smart (Smart Grid, Smart Metering, Smart Network y Smart Operation).

La cadena de protección también ha evolucionado paralelamente, hasta llegar a los transformadores o transductores de tensión e intensidad de baja potencia (LPVT y LPCT, que permiten abarcar rangos de intensidad muy dilatados, utilizando un mismo transformador para medir con la misma precisión intensidades desde 10A a 200A.

Por su parte, los circuitos de potencia evolucionan de forma más lenta, lo que nos lleva a encontrar innovaciones de importancia cada 20 años aproximadamente. Actualmente nos encontramos en uno de esos momentos de cambio drástico, con la llegada de la tecnología 2SIS.

Llegar a este punto no hubiera sido posible sin el bagaje histórico de la evolución de los circuitos de potencia. En el momento en que se desplegaron las primeras redes de media tensión con objeto de proporcionar flujo de energía eléctrica a los consumos, en los inicios del siglo XX, surgieron los primeros centros de transformación y con ellos, la necesidad de disponer de transformadores MT/BT y de interrumpir la continuidad del flujo eléctrico a través interruptores, unos dispositivos que cada vez fueron más comunes en subestaciones y centros de transformación.

Desde entonces se han ido sucediendo diferentes técnicas de corte en la aparamenta de MT, desde la más sencilla ruptura de flujo eléctrico en el aire, hasta la ruptura en aceite, en SF6 o en vacío, cada una de ellas con diversas variantes de técnica de corte. En todas ellas Schneider Electric ha estado presente, desarrollando productos adaptados a cada sistema para hacer llegar las innovaciones tecnológicas de cada momento a sus clientes.

Además de la necesidad de interrumpir la corriente de carga, ya sea para operar la red de distribución o para protegerla de un cortocircuito, surgió también la necesidad de garantizar la seguridad de las personas y los equipos, dando lugar a la aparición de las técnicas de aislamiento de la aparamenta, con sus consecuentes evoluciones.

Al igual que con la primera técnica de corte, la primera tecnología de aislamiento también utilizaba el dieléctrico más común, el aire. A este aislamiento se le denominó AIS (Air Insulated Switchgear), término utilizado para definir las celdas de aislamiento al aire.

Un dispositivo AIS, al disponer de elementos en tensión (media tensión) en contacto con el aire, puede sufrir ciertas disrupciones eléctricas cuando el ambiente del recinto no está controlado y el dieléctrico se ve alterado por condiciones extremas (humedad, polución…) que alteran su rigidez dieléctrica. Por eso se complementó la aparementa AIS con equipos de corte en SF6 o vacío.

Para llegar a la absoluta insensibilidad al entorno, aunque en la mayoría de los casos no es necesaria ya que las subestaciones de media tensión se encuentran en recintos controlados de uso exclusivo, se evolucionó a la tecnología GIS de aislamiento y corte en SF6. Actualmente, esta es la tecnología predominante en la distribución pública, donde se ha implantado con éxito la celda RM6 de Schneider Electric. No obstante, la tecnología AIS sigue siendo un claro actor en la distribución privada de redes en MT dado que está apoyada por la fiabilidad del corte en SF6 y ofrece una amplia gama de funciones para poder implementar cualquier esquema eléctrico debido a su modularidad.

Sin embargo, pese a los buenos resultados y la efectividad del sistema SF6, este tipo de gas fue declarado como uno de los seis más contaminantes en la cumbre de Kioto en 1992, en la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático. Aunque la contaminación proveniente del SF6 solo representa el 0,07% del total y no se ha prohibido su uso, ni parece que vaya a hacerse en un futuro próximo, el compromiso de Schneider Electric con el medio ambiente hizo que generara la necesidad de buscar una alternativa adecuada al SF6 que pudiera obtener el beneplácito de la comunidad internacional.

Avanzando un paso más en su liderazgo en aparamenta de Media Tensión, Schneider Electric ha desarrollado la tecnología 2SIS, una evolución de la actual tecnología GIS que ya ha sido implementada en la gama de celdas PREMSET.

PREMSET aúna los beneficios de la tecnología GIS, como la insensibilidad al entorno, con los de la tecnología AIS, como la modularidad y flexibilidad en la implementación de cualquier esquema eléctrico. Además, incorpora las siguientes ventajas adicionales:

  • Libre de SF6

  • Tecnología 2SIS

El sistema 2SIS (o también denominada SSIS) responde al acrónimo en inglés de Shielded Solid Insulation System, Sistema de Aislamiento Sólido Apantallado y Puesto a Tierra en su adaptación al español. Existen otros sistemas de aislamiento denominados SIS (Solid Insulation System) que no disponen de la puesta a tierra de todos sus componentes.

Lo que caracteriza al sistema 2SIS de la gama de celdas PREMSET es que no tiene ningún elemento en tensión en contacto con el aire del recinto donde está ubicado (dado que es aislamiento sólido) pero además, todas las superficies que conforman la aparamenta (envolvente de la cámara de corte, embarrados entre celdas y conexiones) están recubiertas de una película conductora y puesta a tierra. Esto permite que, al estar todas las partes externas del sistema del circuito de potencia puestas a tierra, el sistema garantiza que, en el caso eventual de un contacto directo con cualquier parte interna a la envolvente de la celda (embarrados, conexiones…) no presente ningún peligro de contacto a partes en tensión. Actualmente, solo la celda PREMSET ha alcanzado estos niveles de seguridad en el mercado.

Además, estas celdas de Schneider Electric también son resistentes al arco interno, tanto de forma real, ya que han sido ensayadas mediante pruebas destructivas de arco interno conforme a la normativa vigente (UNE-EN 62271-200 Anexo A); como en forma virtual, ya que la arquitectura y definición de la tecnología 2SIS no permite la aparición de un arco eléctrico trifásico en el compartimento de barras de la celda. Un eventual arco eléctrico trifásico en compartimento de barras no puede producirse por el olvido de un objeto (herramienta) durante el ensamblado de las celdas, dado que no hay elementos en tensión en contacto con el aire. Por tanto, dicho defecto solo se podría dar por degradación del aislamiento sólido. En el supuesto de que esto sucediera, la posible degradación del aislamiento no supondría en ningún caso un defecto de arco interno trifásico, sino un defecto a tierra dado que todos los componentes internos están puestos a tierra. Un defecto virtual, pues, es el que no puede producirse ya que antes de que ocurra se produce otro de efecto menor en su lugar.

Las celdas PREMSET, al igual que con las celdas de tipo GIS, presentan una insensibilidad total al medio en el que están instaladas, llegando incluso a mantener la continuidad de servicio en tensión en situaciones extremas, como el caso de inundación total del centro si esto se produjera.

Por lo tanto la nueva gama PREMSET de Schneider Electric, disponible para subestaciones de distribución de 17,5kV, 1250 A y 25kA, ofrece la posibilidad de cambiar a la tecnología 2SIS, incorporando un producto con un nivel de seguridad máximo, una insensibilidad total a cualquier tipo de ambiente, por muy corrosivo que sea, y además respetuoso con el medio ambiente.

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