Diseño y Estudio Técnico-Económico de Switchgear de Media Tensión a 3.000 M.S.N.M

Abstract

En Chile muchas plantas mineras están ubicadas a más 1.000 m sobre el nivel del mar, lo que genera una complicación en la especificación de la aislación de equipos en sistemas de distribución de energía eléctrica en media tensión, porque las prescripciones técnicas de estos deben realizarse con mayores parámetros eléctricos, lo que involucra salas eléctricas de mayor superficie que lo tradicional. Como solución a este problema surge la tecnología GIS, que corresponde a celdas donde la barra principal está aislada en gas SF6 (hexafloruro de azufre), en lugar de la tecnología tradicional correspondiente a Celdas AIS, donde la barra principal está aislada en aire.

Como primera parte de este trabajo se realiza una investigación bibliográfica, con antecedentes que involucran a las celdas de media tensión, dentro de los cuales están: su definición técnica como equipo, los parámetros eléctricos fundamentales y las componentes de maniobra, protección y medida que las conforman. Finalmente los detalles de equipamientos AIS y GIS.

En la segunda parte de esta memoria se presenta un diseño de un switchgear de media tensión de 40 MVA a 23 kV a 3000 m.s.n.m., indicando las componentes a utilizar, teniendo dos opciones de equipamiento: AIS Y GIS. Se da conocer para las dos soluciones las especificaciones técnicas y los parámetros eléctricos.

En el estudio técnico se destacan las ventajas y desventajas de los equipos GIS y AIS, enfocándose en factores como: seguridad, mantención, espacios y continuidad de servicio en caso de falla. Se analizan los efectos que genera la disminución de presión externa por causa de la altitud, indicando las condiciones que deben cumplir los fabricantes para implementar celdas GIS a altitudes mayores a 1000 m, sin recurrir a parámetros eléctricos mayores.

Se evalúan los proyectos diseñados considerando costos de inversión, mantención, sala eléctrica, puesta en marcha e instalación, obteniendo el valor actual neto y así se obtiene la mejor solución desde el punto de vista económico.

Finalmente, como conclusión, se destaca que las celdas GIS son la mejor opción, si no requieren aumento en la clase de aislación, y el cliente no considere la posibilidad de falla. La mayor ventaja de equipos GIS sobre AIS es la reducción de espacio, con una disminución mayor al 50%. Sin embargo se indican las desventajas por parte de estos equipos a largo plazo, como el alto costo de inversión que debe realizarse cuando termine su vida útil, requiera de reemplazo y un destino final para el equipo desechado sin dañar el medio ambiente.