Componentes Esenciales y Funcionamiento de Centros de Transformación y Máquinas Eléctricas

Componentes y Funcionamiento de Centros de Transformación y Máquinas Eléctricas

Conceptos Clave en Aparamenta Eléctrica

Poder de corte: Capacidad de un aparato para interrumpir la corriente en caso de cortocircuito. Representa la intensidad eficaz máxima que puede cortar.

Maniobra: Acción de abrir y cerrar un circuito cuando hay corriente circulando.

Poder de cierre: Valor máximo de intensidad que un aparato puede soportar durante el cierre del circuito (intensidad máxima a restablecer).

Elementos de un Centro de Transformación (CT)

Barras de distribución: Conductores que conectan los diferentes elementos del centro de transformación. Deben soportar los valores nominales de tensión, corriente y los esfuerzos electrodinámicos.

Seccionador: Aparato de conexión que permite visualizar la apertura de los circuitos (elemento de seguridad). No tiene poder de corte ni de cierre. Su apertura y cierre se realizan sin corriente circulando.

Interruptor (en carga): No tiene poder de corte ni de cierre. No es un instrumento de seguridad. Es un aparato mecánico de conexión capaz de establecer, soportar e interrumpir corrientes en condiciones normales del circuito. Es un aparato de maniobra y protege contra sobreintensidades. Soporta, durante un tiempo determinado, corrientes anormales como las de cortocircuito.

Interruptor automático: Tiene poder de corte y de cierre. Es un aparato mecánico de conexión capaz de establecer, soportar e interrumpir corrientes en condiciones normales del circuito. Es un aparato de maniobra y protección, diseñado para pocas maniobras.

Fusible: Dispositivo de corte automático que se funde cuando la corriente que lo atraviesa excede un valor determinado, protegiendo contra sobreintensidades. El calor generado por la sobrecorriente funde un conductor interno.

Ruptofusible: Elemento de seguridad que combina las funciones de un fusible y un interruptor.

Autoválvula: Elemento de seguridad que protege contra sobretensiones. En condiciones normales (tensión nominal), el circuito está abierto. A tensiones superiores a la nominal, se convierte en conductor, derivando a tierra las sobretensiones. Se instalan en paralelo y cerca de los elementos a proteger, con una toma de tierra de baja resistencia.

Aparamenta de Protección en Centros de Transformación

• Lado de alta tensión:
  • Contra sobretensiones: Autoválvulas.
  • Contra sobreintensidades: Fusibles, interruptores automáticos y, en algunos casos, sin protección específica.
  • Transformadores propios.
• Lado de baja tensión:
  • Interruptores automáticos.
  • Ruptofusibles de baja tensión.
  • Fusibles de cuchilla unipolares.
  • Cuadros aisladores de maniobra o distribución.

Además, las masas del sistema están conectadas a tierra y existen aisladores entre las partes activas.

Secuencia de Actuaciones en un Centro de Transformación

Desconexión:

1. Interruptor general de baja tensión (BT).
2. Interruptor automático de alta tensión (AT).
3. Seccionador.

Conexión:

1. Seccionador.
2. Interruptor automático de AT.
3. Interruptor general de BT.

Clasificación y Características de las Máquinas Eléctricas

Clasificación General

• Generadores: Transforman energía mecánica en energía eléctrica.
• Motores: Transforman energía eléctrica en energía mecánica.
• Transformadores: Transforman energía eléctrica en energía eléctrica, manteniendo constante el producto de la tensión y la corriente (U·I = constante).

Tipos de Generadores

• Síncronos: Operan a gran potencia y velocidad constante (turboalternadores en centrales térmicas e hidráulicas).
• Asíncronos: Operan a potencia media y velocidad variable (alternadores en aerogeneradores).

Tipos de Motores

• Síncronos: Pueden ser monofásicos o trifásicos.
• Asíncronos: Pueden ser monofásicos o trifásicos.

Partes Principales de una Máquina Eléctrica

• Estator: Parte fija de la máquina.
• Rotor: Parte móvil de la máquina.

Máquina Síncrona

Es una máquina eléctrica de corriente alterna (CA) que gira a velocidad constante (velocidad de sincronismo). Está compuesta por:

• Estator (parte fija): Contiene un devanado trifásico equilibrado (desfasado 120º).
• Rotor (parte móvil): Contiene un devanado de corriente continua (CC) alimentado desde el exterior a través de escobillas y anillos rozantes.

Generalidades: Se utiliza cuando la potencia demandada es superior a 1 MW.