¿Qué es la aparamenta de media tensión?

¿Qué es la aparamenta de media tensión? Funciones, componentes y unidad de anillo principal (RMU) explicados

La aparamenta de media tensión (MT) es una parte esencial de los sistemas modernos de distribución de energía eléctrica. Proporciona control, protección, aislamiento y monitoreo confiables para equipos eléctricos que operan en niveles de media tensión. Se utiliza comúnmente en subestaciones, instalaciones industriales, edificios comerciales, proyectos de energía renovable y redes de distribución de servicios públicos, y ayuda a garantizar el suministro seguro y estable de energía eléctrica.

Una de las soluciones más utilizadas en la distribución de media tensión es la unidad de anillo principal (RMU). Pero ¿qué es una unidad de anillo principal, cómo funciona y cuál es la diferencia entre una RMU y la aparamenta de media tensión convencional?

En este artículo, explicamos las funciones, los componentes principales, las aplicaciones y las consideraciones de selección de la aparamenta de media tensión, con especial atención a las unidades de anillo principal.

1. ¿Qué es la aparamenta de media tensión?

La aparamenta de media tensión es un conjunto de dispositivos eléctricos de conmutación y protección diseñados para operar en sistemas de energía de media tensión. Según las normas regionales y los requisitos del proyecto, los equipos de media tensión suelen cubrir niveles de tensión de aproximadamente 1 kV a 52 kV.

Las aplicaciones típicas de la aparamenta de MT incluyen sistemas de distribución de energía de 6 kV, 10 kV, 11 kV, 12 kV, 24 kV, 33 kV y 40.5 kV.

La aparamenta de MT está diseñada para controlar circuitos eléctricos, proteger transformadores y cables contra fallas eléctricas, aislar equipos para mantenimiento y mantener la confiabilidad de las redes de distribución de energía.

Los tipos comunes de aparamenta de media tensión incluyen:

• Aparamenta blindada en metal: proporciona una construcción compartimentada y se utiliza ampliamente en plantas industriales, subestaciones e instalaciones de servicios públicos.
• Aparamenta de alta tensión con envolvente metálica: aloja equipos de maniobra y protección dentro de una envolvente metálica puesta a tierra.
• Centro de transformación tipo anillo (RMU): una solución de aparamenta compacta, ensamblada en fábrica, comúnmente utilizada en redes de distribución en anillo y radiales.
• Aparamenta con aislamiento en gas (GIS): utiliza gas u otro medio aislante para proporcionar disposiciones de aislamiento y maniobra compactas.
• Aparamenta con aislamiento en aire (AIS): utiliza el aire como medio aislante principal.

El tipo apropiado depende de la tensión nominal, la corriente de carga, el nivel de cortocircuito, el entorno de instalación, los requisitos de seguridad y el espacio de instalación disponible.

2. ¿Qué es un centro de transformación tipo anillo (RMU)?

Un centro de transformación tipo anillo (RMU) es una unidad de aparamenta de media tensión compacta, ensamblada en fábrica, utilizada para controlar y proteger redes de distribución eléctrica. Se instala comúnmente en subestaciones de distribución secundaria, subestaciones de transformación, edificios comerciales, instalaciones industriales e instalaciones de energía renovable.

Entonces, ¿qué es un centro de transformación tipo anillo en la distribución de energía eléctrica?

Un RMU se instala típicamente en un punto de distribución donde los cables de media tensión se conectan para formar una red en anillo o suministrar energía mediante una disposición radial. Sus dispositivos de maniobra permiten a los operadores conectar, desconectar y aislar secciones de la red cuando sea necesario.

Una configuración típica de RMU incluye dos funciones de alimentador de cable en anillo y una función de alimentador de transformador. Según la aplicación, también pueden estar disponibles funciones adicionales de alimentador, medición o protección.

¿Para qué se utiliza una unidad de red de anillo?

El propósito principal de una unidad de red de anillo es proporcionar conmutación y aislamiento seguros y fiables en sistemas de distribución de media tensión.

Sus aplicaciones principales incluyen:

• Distribución de energía: Conexión de cables de media tensión de entrada y salida.
• Protección de transformadores: Proporcionar una interfaz de conmutación y protección para transformadores de distribución.
• Aislamiento de fallos: Ayudar a aislar una sección de cable defectuosa o el equipo conectado.
• Continuidad del suministro: Apoyar rutas alternativas de suministro de energía en redes de anillo diseñadas adecuadamente.
• Operaciones de mantenimiento: Permitir aislar secciones seleccionadas de una red para inspección o reparación.
• Instalaciones que ahorran espacio: Proporcionar una solución compacta para subestaciones de distribución interiores o exteriores.

Por ejemplo, si una sección de cable en una red de anillo diseñada adecuadamente desarrolla un fallo, los operadores pueden aislar la sección afectada y restablecer el suministro a las secciones no afectadas mediante una ruta alternativa, siempre que la configuración de la red y las condiciones de operación lo permitan.

¿Cuál es la función de una unidad de anillo principal?

Las funciones principales de una RMU incluyen:

1. Conmutación: conectar o desconectar circuitos de media tensión en las condiciones de funcionamiento permitidas por el dispositivo de conmutación.
2. Aislamiento: separar un cable, transformador u otro equipo de la red energizada para su mantenimiento.
3. Protección: proporcionar o coordinar la protección contra sobrecargas y cortocircuitos mediante fusibles, interruptores automáticos y relés de protección adecuados.
4. Flexibilidad de la red: admitir configuraciones de distribución de energía en anillo o radial.
5. Seguridad: incorporar enclavamientos, seccionadores de puesta a tierra y otras características de seguridad según el diseño.
6. Monitoreo y control: admitir el monitoreo y la operación local o remota cuando está equipado con los dispositivos adecuados.

No todas las RMU incluyen las mismas funciones de protección. Por ejemplo, un interruptor de corte en carga puede proporcionar funciones normales de conmutación y aislamiento, pero no sustituye a un interruptor automático y a un relé de protección cuando se requiere la interrupción automática de fallas.

3. Componentes principales de los tableros de media tensión

Aunque el diseño varía según el tipo de aparamenta, la mayoría de los sistemas de aparamenta de media tensión incorporan varios componentes esenciales.

3.1 Interruptores automáticos

Los interruptores automáticos establecen e interrumpen circuitos eléctricos e interrumpen corrientes de falla dentro de sus valores nominales especificados. Los interruptores automáticos de vacío se utilizan ampliamente en aparamenta blindada de media tensión debido a su confiable desempeño de interrupción y a sus requisitos de mantenimiento relativamente bajos.

3.2 Interruptores-seccionadores de carga

Los interruptores-seccionadores de carga están diseñados para conmutar corrientes de carga normal dentro de sus condiciones de operación nominales. Se utilizan comúnmente en RMU para alimentadores de anillo de entrada y salida.

No debe suponerse que un interruptor-seccionador de carga proporcione la misma capacidad de interrupción de cortocircuito que un interruptor automático.

3.3 Seccionadores e interruptores de puesta a tierra

Los seccionadores proporcionan aislamiento de acuerdo con sus condiciones de operación especificadas, mientras que los interruptores de puesta a tierra conectan secciones de circuito designadas a tierra para apoyar procedimientos de mantenimiento seguros.

Los enclavamientos mecánicos y eléctricos ayudan a prevenir secuencias de operación inseguras.

3.4 Relés de protección y fusibles

Los relés de protección detectan condiciones eléctricas anormales e inician la apertura de los interruptores automáticos cuando se cumplen los criterios de protección correspondientes. En algunas configuraciones de RMU, los fusibles de alta tensión proporcionan protección al alimentador del transformador.

La elección entre la protección basada en interruptores automáticos y la protección mediante interruptor-fusible depende de las características nominales del transformador, los niveles de falla, los requisitos de coordinación y las normas aplicables.

3.5 Barras colectoras y terminaciones de cables

Las barras colectoras distribuyen la energía eléctrica entre los dispositivos de conmutación dentro del conjunto de aparamenta. Los compartimentos de terminación de cables proporcionan las interfaces para los cables de media tensión de entrada y salida.

Su aislamiento, capacidad de conducción de corriente y valores nominales de resistencia a cortocircuito deben coincidir con los requisitos del sistema.

3.6 Transformadores de instrumentos y dispositivos de monitoreo

Los transformadores de corriente (TC) y los transformadores de tensión (TT) proporcionan señales de medición para la medición de energía, la protección y el monitoreo. Según el diseño, la aparamenta también puede incorporar indicadores de tensión, monitoreo de temperatura, interfaces de comunicación y dispositivos de control remoto.

4. ¿Cuál es la diferencia entre una RMU y una aparamenta de MT convencional?

Aunque una RMU es un tipo de aparamenta de media tensión, los dos términos no son intercambiables en todas las aplicaciones.

Un RMU suele ser una opción adecuada cuando las dimensiones compactas y las funciones de distribución sencillas son prioritarias. Los aparellajes blindados metálicos convencionales pueden ser más apropiados para instalaciones que requieren numerosos alimentadores de salida, esquemas de protección extensos, altas intensidades nominales de corriente continua o un control operativo más complejo.

La selección final debe basarse en el diagrama unifilar (SLD), las características eléctricas nominales, la topología de la red y las especificaciones del proyecto.

5. ¿Qué es un RMU en una subestación?

Un centro de transformación de anillo en una subestación proporciona la interfaz de conmutación de media tensión entre la red de distribución y los equipos aguas abajo, en particular los transformadores de distribución.

Por ejemplo, en un sistema de distribución de 10 kV u 11 kV, un RMU puede recibir energía de un cable de entrada, conectarse a un alimentador de anillo de salida y alimentar un transformador a través de un alimentador de transformador dedicado.

Un RMU típico de tres funciones puede incluir:

• Un interruptor de cable de anillo de entrada.
• Un interruptor de cable de anillo de salida.
• Un alimentador de transformador con protección de interruptor-fusible o un disyuntor, según el diseño.

En una red en anillo, las conexiones de cable entrantes y salientes proporcionan la disposición física necesaria para el encaminamiento alternativo del suministro. La continuidad real del suministro depende del diseño de la red, la coordinación de protecciones, los procedimientos de maniobra y la disponibilidad de una fuente alternativa energizada.

Las RMU pueden instalarse en subestaciones compactas, subestaciones prefabricadas, instalaciones de distribución subterráneas y envolventes de exterior diseñadas para las condiciones ambientales pertinentes.

6. ¿Qué es una unidad de red en anillo SF6?

Una unidad de red en anillo SF6 es una RMU que utiliza gas hexafluoruro de azufre (SF6) como medio aislante y, según el diseño, como parte del sistema de maniobra o de interrupción del arco.

Tradicionalmente se han utilizado RMU aisladas con SF6 porque el SF6 proporciona un alto rendimiento de aislamiento y permite una construcción compacta del aparellaje. Los compartimentos de gas sellados también pueden reducir la exposición de los componentes de aislamiento internos a las condiciones ambientales externas.

Sin embargo, el SF6 es un gas de efecto invernadero potente, y su uso está cada vez más sujeto a normativas ambientales y a requisitos de gestión del ciclo de vida de los equipos. Deben considerarse la prevención de fugas de gas, los procedimientos de manipulación, la recuperación y la gestión al final de la vida útil.

Alternativas de RMU sin SF6

Existen RMU sin SF6 para proyectos que buscan reducir las emisiones de gases de efecto invernadero asociadas al aparellaje. Según el fabricante y la clase de tensión, los diseños alternativos pueden utilizar aire limpio, aislamiento sólido u otras tecnologías de aislamiento aprobadas.

Al comparar RMU con SF6 y RMU sin SF6, los compradores deben evaluar:

• Tensión nominal y nivel de aislamiento.
• Corriente nominal asignada y corriente admisible de corta duración.
• Capacidades de maniobra e interrupción de fallas.
• Dimensiones de instalación e interfaces de cables.
• Condiciones ambientales de operación.
• Normas aplicables y evidencia de ensayos de tipo.
• Requisitos de mantenimiento y costos del ciclo de vida.
• Requisitos ambientales y regulatorios locales.

La tecnología más adecuada depende de las especificaciones técnicas del proyecto, el entorno operativo y las prioridades del ciclo de vida.

7. ¿Qué es una unidad principal de anillo cuádruple?

El término “unidad principal de anillo cuádruple” generalmente se refiere a una configuración de RMU con cuatro vías funcionales o posiciones de conmutación, aunque la disposición exacta varía según el fabricante.

Un RMU de cuatro vías puede incluir diferentes combinaciones de alimentadores de cable en anillo, alimentadores de transformador, interruptores automáticos u otras funciones de conmutación.

Por ejemplo, un proyecto puede requerir dos vías de cable en anillo y dos vías de alimentador de transformador. Otra aplicación puede requerir alimentadores de salida adicionales o una combinación diferente de dispositivos de conmutación.

Debido a que “RMU cuádruple” no es una descripción universal de una disposición de circuito fija, los compradores deben confirmar la configuración requerida utilizando un diagrama unifilar en lugar de confiar únicamente en el nombre del producto.

8. Cómo elegir la aparamenta de media tensión adecuada

Seleccionar la aparamenta de media tensión correcta es esencial para la seguridad eléctrica, la operación confiable y el rendimiento a largo plazo.

Considere los siguientes factores antes de comprar.

1. Tensión nominal

Confirme la tensión nominal del sistema y la tensión nominal del equipo. Las aplicaciones comunes incluyen sistemas de 10 kV, 11 kV, 12 kV, 24 kV, 33 kV y 40.5 kV, según la red y el diseño del equipo.

2. Corriente nominal

Determine la corriente continua requerida para los alimentadores de entrada, los alimentadores de salida, las barras colectoras y las conexiones de transformador.

3. Capacidad de cortocircuito y valores nominales de interrupción

Verifique la corriente de falla prospectiva y los valores nominales requeridos de resistencia a cortocircuito de corta duración y resistencia al valor de cresta. Los interruptores automáticos deben tener capacidades adecuadas de interrupción de fallas para la instalación.

4. Requisitos de protección

Confirme si el proyecto requiere interruptores de corte en carga, combinaciones de fusibles e interruptores, interruptores automáticos, relés de protección, medición o automatización adicional.

5. Entorno de instalación

Considere la temperatura ambiente, la humedad, la altitud, el polvo, la contaminación, la corrosión y los requisitos de instalación en interiores o exteriores.

6. Normas aplicables

Especifique las normas IEC requeridas y los requisitos específicos del proyecto. Las normas pertinentes pueden incluir la IEC 62271-200 para aparamenta de alta tensión con envolvente metálica y aparamenta de control para tensiones superiores a 1 kV y hasta 52 kV inclusive, y la IEC 62271-103 para interruptores para tensiones superiores a 1 kV y hasta 52 kV inclusive, cuando sean aplicables al diseño del equipo.

La edición aplicable y cualquier norma adicional específica del producto deben confirmarse para cada proyecto.

7. Soporte del fabricante

Evalúe la documentación técnica del fabricante, la flexibilidad de diseño, las capacidades de prueba, la disponibilidad de repuestos y el soporte posventa.

9. Aplicaciones de los interruptores de media tensión y las RMU

Los interruptores de media tensión y las RMU se utilizan ampliamente en diferentes industrias.

• Redes de distribución de servicios públicos: gestión de alimentadores de entrada y salida y apoyo a la operación de la red de distribución.
• Instalaciones industriales: suministro de energía a plantas de fabricación, instalaciones de procesamiento y grandes cargas eléctricas.
• Edificios comerciales: distribución de energía de media tensión en edificios de oficinas, centros comerciales y parques empresariales.
• Proyectos de energía renovable: conexión de plantas solares, parques eólicos y transformadores asociados a las redes de distribución.
• Proyectos de infraestructura: apoyo a aeropuertos, sistemas ferroviarios, plantas de tratamiento de agua y otras instalaciones esenciales.
• Desarrollos residenciales: provisión de soluciones de conmutación compactas para subestaciones de distribución que sirven a comunidades residenciales.

La configuración del equipo siempre debe seleccionarse de acuerdo con el diseño eléctrico, los requisitos de carga, la filosofía de protección y las regulaciones locales pertinentes.

10. Soluciones de aparamenta de media tensión de Shandong Dongguan Electric Co., Ltd.

Shandong Dongguan Electric Co., Ltd. ofrece soluciones de equipos de distribución de energía para aplicaciones industriales, comerciales, de servicios públicos y de infraestructura.

Nuestra cartera de aparamenta de media tensión se puede configurar para diferentes niveles de tensión y requisitos de proyecto, incluida la aparamenta blindada metálica KYN28A-12, la aparamenta KYN61-40.5 y soluciones de distribución relacionadas con RMU, sujeto a la configuración técnica requerida.

Apoyamos los requisitos específicos del proyecto para:

• Configuración y selección técnica de aparamenta de media tensión.
• Disposiciones de alimentadores de entrada y salida.
• Selección de interruptores automáticos y dispositivos de protección.
• Coordinación de planos técnicos y diagramas unifilares.
• Documentación del proyecto y requisitos de exportación.
• Soluciones de equipos personalizadas para mercados internacionales.

Ya sea que necesite una RMU compacta para una subestación de distribución o un sistema de aparamenta de media tensión modular para un proyecto industrial, nuestro equipo puede ayudarle a evaluar la configuración requerida según sus especificaciones técnicas.

Póngase en contacto con Shandong Dongguan Electric Co., Ltd. para analizar sus requisitos de aparamenta de media tensión y solicitar una propuesta técnica.

Sitio web: https://www.dongguanelectric.com/

Preguntas frecuentes (FAQ)

1. ¿Qué es una unidad de red de anillo en la distribución de energía eléctrica?

Una unidad de red de anillo es un conjunto compacto de aparamenta de media tensión utilizado para conectar, conmutar y aislar alimentadores de cables y conexiones de transformadores en redes de distribución eléctrica.

2. ¿Cuál es la función de una unidad de red de anillo (RMU)?

La función principal de una RMU es proporcionar conmutación, aislamiento y, cuando está debidamente equipada, protección para circuitos de distribución de media tensión. También puede contribuir a la continuidad del suministro en redes de anillo correctamente diseñadas.

3. ¿Cuál es la diferencia entre una RMU y la aparamenta?

Una RMU es un tipo específico de aparamenta de media tensión diseñada para aplicaciones de distribución compactas. La categoría más amplia de aparamenta de media tensión también incluye paneles blindados metálicos, paneles con interruptores automáticos y otros conjuntos para sistemas eléctricos más complejos.

4. ¿Qué es una unidad de red de anillo SF6?

Una RMU SF6 utiliza gas hexafluoruro de azufre para el aislamiento y, según el diseño, para la conmutación o la interrupción del arco. También existen alternativas libres de SF6 que pueden preferirse cuando las consideraciones ambientales son importantes.

5. ¿Cuál es el rango de tensión típico de una RMU?

Las RMU se utilizan comúnmente en redes de distribución secundaria a niveles de tensión como 10 kV, 11 kV, 12 kV, 24 kV y 33 kV. Las capacidades disponibles dependen del fabricante y del diseño del producto.

6. ¿Puede una RMU proteger un transformador de distribución?

Sí. Una RMU puede incluir una salida de transformador con interruptor-fusible o una salida con interruptor automático con la protección adecuada. La disposición apropiada depende de la potencia del transformador, la corriente de falla prospectiva y los requisitos de coordinación de protecciones.

7. ¿Qué información se necesita para seleccionar una RMU?

La información importante incluye la tensión del sistema, la corriente nominal, el nivel de cortocircuito, el número de salidas, la capacidad del transformador, los requisitos de protección, el entorno de instalación y las normas aplicables.

Conclusión

Los tableros de media tensión desempeñan un papel fundamental en la distribución segura y confiable de la energía eléctrica. Entre las soluciones disponibles, la unidad de red de anillo es especialmente útil para subestaciones de distribución secundaria compactas y aplicaciones de red en anillo.

Comprender qué es una unidad de red de anillo, para qué se utiliza y en qué se diferencia de los tableros de media tensión convencionales ayuda a los ingenieros, contratistas y equipos de compras a tomar decisiones informadas sobre los equipos.

Al evaluar las características eléctricas nominales, los requisitos de protección, la configuración de la red, las condiciones ambientales y las normas aplicables, los equipos de proyecto pueden seleccionar una solución adecuada para una operación fiable a largo plazo.