En la distribución de energía eléctrica, la aparamenta de media tensión adquiere una gran importancia, ya que garantiza que los sistemas eléctricos funcionen de forma fiable y segura. Además, desempeña un papel importante en el aislamiento, la protección y el control de los circuitos eléctricos que funcionan a un nivel de media tensión, normalmente entre 1 kV y 36 kV.
¿Cuáles son los componentes de un cuadro de distribución de media tensión?
Hay muchos componentes que forman una aparamenta de media tensión. Cada componente tiene su propia función y contribuye al rendimiento de la aparamenta de media tensión.
Interruptores de ruptura de carga
El interruptor de carga de un cuadro de distribución de media tensión puede abrir o cerrar circuitos eléctricos cuando la condición de carga es normal. Sin embargo, este componente no puede encargarse de corrientes de falla elevadas.
Cortacircuitos
Un disyuntor protege su equipo eléctrico contra daños al interrumpir el flujo de corriente cuando hay una falla. Existen diferentes tipos de disyuntores, entre ellos, el disyuntor de aire, el disyuntor de vacío y el disyuntor de SF⁶.
El disyuntor de aire realiza la extinción del arco mediante el uso de aire, mientras que un disyuntor de vacío necesita vacío para realizar esto. El disyuntor SF⁶, por otro lado, utiliza gas hexafluoruro de azufre.
Barra colectora
Este conductor metálico distribuye la energía eléctrica a las distintas partes de su cuadro eléctrico. Puede evitar cortocircuitos si está bien aislado.
Desconectador
Este componente crea una separación física en una parte de un circuito eléctrico. Puede utilizar un seccionador o aislador durante el mantenimiento, ya que detiene el flujo de corriente en un circuito.
Transformador de corriente
Este componente mide corrientes eléctricas y ofrece información a los relés de protección. Dicha información ayuda a detectar fallas con precisión.
Relé de protección
El relé de protección verifica las condiciones eléctricas y descubre cortocircuitos y otros problemas que podrían dañar el cuadro eléctrico. Si hay alguna falla, el disyuntor recibe la señal del relé de protección para aislar la parte afectada.
Panel de control
Un panel de control le ayuda a gestionar y mantener su equipo de distribución de media tensión. Tiene funciones de automatización que le ayudan a mejorar el rendimiento de los sistemas de energía.
¿Cuáles son los tipos de cuadros de distribución de media tensión?
Existen distintas configuraciones de cuadros de distribución de media tensión que se adaptan a diversos entornos. A continuación, se indican algunos tipos importantes:
Tablero de distribución blindado
Esto es mejor que los cuadros eléctricos con carcasa metálica, ya que ofrece un mantenimiento más sencillo y una mayor protección. Todos los componentes, incluidos relés, disyuntores, etc., se colocan en diferentes compartimentos y con una carcasa metálica.
Con este diseño, puede estar seguro de disfrutar de una mayor seguridad porque difícilmente se producirán situaciones de arco eléctrico. Esto también le permite localizar fácilmente los componentes que están defectuosos sin causar una interrupción en todo el sistema.
Además, este cuadro de distribución incluye disyuntores que facilitan el mantenimiento y la sustitución, sin necesidad de desconectar toda la unidad. Puede utilizar este cuadro de distribución en instalaciones industriales, generación de energía y áreas donde se necesite seguridad y fiabilidad.
Tablero de distribución con envolvente metálico
Este tipo de aparamenta es muy común y comprende todos los componentes eléctricos alojados en un recinto metálico conectado a tierra. Incluye fusibles, barras colectoras, interruptores, etc., que se unen entre sí para formar una pequeña unidad.
Puede utilizar este cuadro eléctrico tanto en aplicaciones comerciales como industriales porque es fiable y seguro. Gracias a sus componentes cerrados, es casi imposible hacer contacto con las piezas. Además, cada componente interno de este cuadro eléctrico no está en compartimentos, por lo que el proceso de mantenimiento es un poco complejo.
Tablero de distribución con aislamiento de gas
Este equipo de conmutación utiliza gas de hexafluoruro de azufre en lugar de aire para el aislamiento. El gas suele estar dentro de una carcasa metálica y se sella herméticamente. Esto garantiza diseños compactos junto con capacidades de extinción de arco y alta resistencia para el aislamiento. Además, este equipo de conmutación puede funcionar de manera eficaz en situaciones difíciles; por eso es adecuado para áreas con gran altitud, áreas marinas y urbanas, así como áreas con espacio limitado.
Además, los cuadros eléctricos con aislamiento de gas requieren poco mantenimiento, pero pueden durar mucho tiempo. Sin embargo, su alto coste, así como los problemas relacionados con las emisiones de gas hexafluoruro de azufre, han hecho que la gente busque opciones alternativas para el aislamiento.
Cuadro de distribución híbrido
La aparamenta híbrida de media tensión aúna los beneficios que ofrecen las tecnologías de aislamiento en aire y gas. Combina los componentes del tipo de aislamiento en gas con los de las áreas aisladas en aire, lo que permite utilizar el espacio de manera adecuada y garantizar la rentabilidad.
Además, esta aparamenta es útil para proyectos de modernización en los que es necesario actualizar sistemas aislados por aire ya existentes sin necesidad de una gran ampliación del espacio. Asimismo, es una gran opción para subestaciones que tienen menos espacio para instalaciones GIS completas, pero que requieren una mayor fiabilidad en comparación con los sistemas aislados por aire tradicionales.
Además, los cuadros híbridos cuentan con un diseño modular, lo que garantiza configuraciones flexibles, lo que los convierte en una excelente opción para diferentes requisitos de distribución de energía. Cada tipo de cuadro de distribución de media tensión funciona con diferentes aplicaciones, donde equilibra varios factores como el efecto ambiental, el espacio, el mantenimiento, etc.
Tablero de distribución con aislamiento de aire
Este es un tipo muy común de cuadros de media tensión. Para el aislamiento entre los componentes, funciona con aire ambiente. Los cuadros con aislamiento por aire son más grandes que los de tipo con aislamiento por gas porque, a diferencia del hexafluoruro de azufre, la rigidez dieléctrica del aire es menor, por lo tanto, requiere espacio adicional entre los elementos conductores.
Además, los cuadros eléctricos con aislamiento de aire son respetuosos con el medio ambiente y rentables porque no utilizan gases de efecto invernadero. Estos sistemas se encuentran principalmente en áreas con grandes espacios. Aunque estos cuadros eléctricos de media tensión necesitan más mantenimiento en comparación con los de tipo aislado con gas debido a su exposición a algunas características ambientales como la contaminación, el polvo, etc., su bajo costo inicial y su simplicidad los convierten en una mejor opción para muchas aplicaciones.
Cuando comprende estas diferencias entre estos cuadros de distribución de media tensión, resulta muy importante elegir el mejor cuadro de distribución para cualquier sistema eléctrico en particular.
Aplicaciones de los cuadros de distribución de media tensión
Los cuadros de distribución de media tensión ofrecen numerosos beneficios que los convierten en un componente importante en muchas industrias y aplicaciones.
Sistemas de energía renovable
Los cuadros de distribución de media tensión son fundamentales en el sector de las energías renovables, ya que garantizan una buena gestión de la energía. Una amplia gama de sistemas de energía renovable necesitan cuadros de distribución de media tensión para permitir la generación de energía en la red.
Los niveles de potencia fluctuantes son una preocupación importante en estos sistemas. Por lo tanto, se integran cuadros de distribución híbridos en estas aplicaciones energéticas para evitar que se produzcan fallos eléctricos. Además, estos cuadros de distribución tienen un tamaño compacto y pueden tolerar condiciones ambientales desfavorables. Los cuadros de distribución de media tensión pueden ayudarle a evitar fluctuaciones de tensión en los sistemas de energía, garantizando así la estabilidad de la red.
Plantas de generación de energía
Puede utilizar cuadros de distribución de media tensión en plantas de generación de energía para brindar seguridad y garantizar una distribución uniforme de la energía. También puede utilizarlos en componentes eléctricos importantes como transformadores y generadores.
Las centrales eléctricas necesitan cargas eléctricas elevadas para funcionar, por lo que es necesario contar con un cuadro de distribución que las proteja contra problemas como sobrecargas y cortocircuitos. De esta manera, podrá reducir el tiempo de inactividad y los costes de mantenimiento. Al utilizar cuadros de distribución en centrales eléctricas, debe optar por estándares de alta calidad, como los de revestimiento metálico. Los cuadros de distribución de revestimiento metálico son muy fiables y duraderos.
Subestaciones de servicios públicos
Una de las aplicaciones más comunes en las que se utilizan los cuadros de distribución de media tensión es en las subestaciones eléctricas. En las redes de distribución eléctrica, las subestaciones eléctricas desempeñan un papel importante en la reducción de la energía de alta tensión a niveles normales. La transferencia de energía segura es muy importante en las subestaciones eléctricas. Por eso es necesario utilizar cuadros de distribución de media tensión en esta aplicación. Además, protegen contra cualquier fallo eléctrico y garantizan la supervisión del sistema.
El tipo de tablero de distribución que utilice en su subestación depende del entorno y del espacio disponible. Es recomendable que utilice tableros de distribución con aislamiento de gas o de aire en su subestación. Estos tipos de tableros de distribución son buenos para mantener la estabilidad de la energía.
Instalaciones industriales
Los cuadros de distribución de media tensión son dispositivos importantes para distribuir energía de manera eficiente en los sectores industriales. Por ejemplo, las plantas de fabricación necesitan un suministro de energía constante para el funcionamiento sin problemas de las máquinas y los equipos.
En este caso, se utiliza una aparamenta para evitar averías eléctricas y daños que puedan interrumpir el suministro eléctrico. Para aplicaciones industriales, se debe optar por aparamentas con envolvente metálica, ya que ofrecen un gran rendimiento y son de fácil mantenimiento..
Edificios comerciales
Necesita cuadros eléctricos de media tensión en sus oficinas, centros comerciales y otros entornos comerciales. Estos dispositivos ayudan a mantener un suministro eléctrico bueno y constante en su espacio. En entornos comerciales grandes donde funcionan muchas cargas eléctricas al mismo tiempo, necesita instalar un cuadro eléctrico para una distribución eléctrica segura. Además, este cuadro eléctrico ofrece protección contra fallas potenciales o de la unidad.
Los cuadros eléctricos con aislamiento de aire son una opción ideal para espacios comerciales debido a su fiabilidad y durabilidad. Además, estos cuadros eléctricos son muy fáciles de instalar y mantener. Puede instalar cuadros eléctricos con envolvente metálica en sótanos para optimizar el espacio.
¿Cuáles son los beneficios de utilizar cuadros de distribución de media tensión?
Los cuadros de distribución de media tensión ofrecen diferentes ventajas que garantizan una mejor distribución de la energía. Vamos a considerarlas:
Ahorra espacio
Los cuadros de distribución de media tensión actuales, especialmente los de tipo aislado en gas e híbrido, tienen un diseño compacto, lo que los hace adecuados para áreas con espacio limitado. Por ejemplo, los cuadros de distribución aislados en gas necesitan menos espacio en comparación con los de tipo aislado en aire, aunque ofrecen el mismo nivel de rendimiento.
Además, esta eficiencia respecto al espacio es muy importante para instalaciones energéticas, subestaciones urbanas, etc., donde es importante optimizar el espacio disponible.
Mayor seguridad
Los cuadros de distribución de media tensión ofrecen una mejor protección ante problemas eléctricos. Esto reduce las posibilidades de peligros como sobrecargas, cortocircuitos, etc. Las características como relés de protección, disyuntores, etc. evitan el posible contacto con los componentes, lo que garantiza la seguridad de usted y de su equipo.
Los tipos revestidos con gas y metal brindan una protección más fuerte al agregar compartimentos a los componentes frágiles. Esto reduce los efectos de los problemas eléctricos en el sistema.
Menos mantenimiento
Los cuadros de distribución de media tensión cuentan con un diseño exclusivo que brinda durabilidad, larga vida útil y menos mantenimiento. Es importante destacar que los tipos con carcasa metálica y sellados con gas sellan sus componentes, lo que ofrece protección contra algunos factores ambientales como la corrosión, la humedad y el polvo.
Ayuda a reducir la frecuencia de mantenimiento, lo que lo convierte en una opción rentable cuando se trata de sistemas de distribución de energía. Al reducir la frecuencia de mantenimiento, se reduce el tiempo de inactividad y se mejora la eficiencia.
Distribución eficiente de energía
Disponer de un suministro de energía estable es importante para las necesidades de los servicios públicos, comerciales e industriales. Los cuadros de distribución de media tensión proporcionan una mejor distribución de la energía al regular los niveles de tensión y ofrecer protección a los circuitos.
Además, elimina las áreas defectuosas presentes en la red, evitando así posibles interrupciones. Esto también ayuda a reducir el tiempo de inactividad. Tener una distribución de energía eficiente es una característica que hace que los cuadros de distribución de media tensión sean útiles para hospitales, industrias y áreas donde un corte de energía repentino puede causar grandes pérdidas.
¿Cuáles son los desafíos de los cuadros de distribución de media tensión?
Los cuadros de distribución de media tensión ofrecen muchas ventajas, sin embargo, también tienen ciertas desventajas que son:
Cuestiones medioambientales
El uso de cuadros eléctricos con aislamiento de gas plantea algunas amenazas para el medio ambiente. Este tipo de cuadros eléctricos requieren el uso de gas hexafluoruro de azufre, un gas de efecto invernadero que contribuye al calentamiento global.
La fuga de este gas tiene un impacto negativo en el medio ambiente. Debemos dejar de depender del uso de este gas tóxico. Por ello, los investigadores y expertos están haciendo esfuerzos para conseguir una alternativa de aislamiento segura.
Por ahora, se recomienda utilizar cuadros eléctricos híbridos o con aislamiento de aire, ya que son seguros para el medio ambiente. Sin embargo, se necesita un espacio físico mayor para instalar estos cuadros eléctricos.
Factor de costo
Es más probable que ahorre mucho dinero si utiliza cuadros eléctricos de media tensión, como los de tipo blindado o con aislamiento de gas. Los únicos costos en los que incurrirá serán los equipos, las modificaciones de la infraestructura y la instalación.
Aunque los cuadros eléctricos con aislamiento de aire pueden parecer asequibles, se necesita un espacio grande para instalarlos. Para ello, se requiere un terreno o un edificio que deberá pagar. Además, debe tener en cuenta los costos adicionales que conllevan los cuadros eléctricos con aislamiento de aire, que incluyen actualizaciones, tiempo de inactividad y costos de mantenimiento.
Mantenimiento
Independientemente del tipo de cuadro eléctrico de media tensión que elija, necesitará un mantenimiento regular para garantizar un rendimiento y una seguridad óptimos. La frecuencia de inspección y mantenimiento depende del tipo de cuadro eléctrico que utilice.
Por ejemplo, debe inspeccionar periódicamente sus cuadros eléctricos con aislamiento de aire para evitar que acumulen polvo y corrosión. Aunque los cuadros eléctricos con aislamiento de gas no requieren un mantenimiento frecuente, debe evitar posibles problemas como fugas de gas. Además, solo debe permitir que operadores capacitados estén a cargo de sus cuadros eléctricos de media tensión.
¿Cuáles son las tendencias futuras en cuadros eléctricos de media tensión?
A medida que la tecnología avanza, los fabricantes se esfuerzan por mejorar las funciones y el rendimiento de los cuadros eléctricos de media tensión. Veamos las áreas en las que habrá más innovaciones.
Sistemas de Monitoreo Inteligente
Con la integración de sistemas de monitoreo inteligente en los cuadros de distribución de media tensión, prepárese para disfrutar de un mejor rendimiento. Los fabricantes ahora pueden incluir sensores y funciones de mantenimiento predictivo en los cuadros de distribución de media tensión. Estas capacidades ayudan a minimizar el costo de mantenimiento y la frecuencia de los tiempos de inactividad.
Con sofisticadas medidas de comunicación, puede supervisar su cuadro eléctrico de forma remota. Además, esto le ayuda a detectar fácilmente posibles problemas y solucionarlos a tiempo.
IoT y automatización
El Internet de las cosas (IoT) y la automatización tienen efectos positivos en la producción de cuadros eléctricos de media tensión. La integración del IoT ayudará a garantizar una gestión eficiente de la carga y la detección temprana de fallos en tiempo real. Esta mejora contribuirá a una distribución de energía eficaz y segura.
Además, la automatización permite una respuesta rápida y mejora la fiabilidad de las redes. Los cuadros de distribución de media tensión inteligentes contribuirán a mejorar las redes eléctricas.
Alternativas ecológicas
Una de las principales preocupaciones de la producción de cuadros eléctricos de media tensión es su impacto medioambiental. Los fabricantes están optando por cuadros eléctricos ecológicos. El uso de dichos cuadros eléctricos le ayudará a reducir el efecto negativo del hexafluoruro de azufre en el medio ambiente.
En la actualidad existen otras tecnologías de aislamiento que son seguras para el medio ambiente, como el aislamiento de estado sólido. Además, los fabricantes están integrando materiales sostenibles que ayudan a reducir las emisiones de carbono a nivel mundial.
Conclusión
Un cuadro eléctrico de media tensión constituye un área importante de un sistema eléctrico, que le ayuda a lograr eficiencia y seguridad. Con el avance de la tecnología, la industria se esfuerza por lograr soluciones ecológicas, digitales y compactas. Saber qué es un cuadro eléctrico de media tensión garantiza que las industrias tomen mejores decisiones con respecto a la protección y la distribución de la energía. Esto contribuye a una red eléctrica mejor y más resistente.
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