LOS SISTEMAS ELÉCTRICOS EN CENTRALES TERMOELÉCTRICAS DE BIOMASA

Los sistemas eléctricos de corriente alterna de una planta pueden subdividirse en sistemas de alta tensión (más de 36.000 voltios), sistemas de media tensión (entre 1.000 y 36.000 voltios) y sistemas de baja tensión (menos de 1.000 voltios). El sistema de alta tensión lo forman el transformador principal, el interruptor principal y los seccionadores, los equipos de sincronización y protección y la línea de evacuación de energía. El sistema de media lo forman los embarrados de esta tensión, el transformador auxiliar, los alternadores, los interruptores de máquina y seccionadores y las cabinas de media tensión. Los de baja lo componen los transformadores de baja, los equipos conectados a esta tensión (bombas, motores, extractores, compresores, ventiladores) y diversos servicios (alumbrado, suministro eléctrico a edificios de la planta, etc.).

Por Santiago García Garrido
Director Técnico RENOVETEC

sistemas electricos en plantas de biomasa

La función del sistema de alta tensión

La función del sistema de alta tensión es enlazar la red eléctrica de la zona con los equipos de generación eléctrica y con el resto de equipos consumidores de la planta, de forma que esta conexión se realice en las condiciones de seguridad y estabilidad necesarias, tanto para los equipos como para las personas.

La energía eléctrica producida en el generador tiene que abandonar la central para ser consumida en la red eléctrica de una zona, o incluso en algunos casos, para alimentar una industria, una población o un pequeño grupo de consumidores.

La energía eléctrica producida en el generador tiene unas condiciones de voltaje determinadas, definidas de acuerdo con la conveniencia técnica de cada generador en particular. Estas tensiones van desde los 400 voltios para las unidades más pequeñas, los 6,3 kV para los generadores de hasta 10 MVA, tensiones comprendidas entre 10 y 15 kV para unidades medianas de hasta 100 MVA de potencia aparente, o hasta tensiones comprendidas entre los 20 y 30 kV para las unidades más grandes, que pueden alcanzar o incluso superar los 500 MVA. La tensión de generación viene impuesta pues por el generador, que genera en el nivel de tensión que mejor se adapta a su potencia.

Pero la central se conecta a una red eléctrica en un nivel de tensión que en general viene impuesto por dicha red. El gestor de esa red decide donde resulta más conveniente hacer la conexión con la red eléctrica de la zona. Esto hecho, esta imposición técnica de la empresa que gestiona la red, tiene tres consecuencias:

A) Es necesario elevar la tensión generada por la central hasta la que impone el punto de conexión. Rara vez ambas tensiones coinciden (sería una enorme causalidad absolutamente infrecuente), por lo que al lado de la central y lo más cerca posible del generador debe haber un transformador elevador que aumente el nivel de tensión, disminuyendo al mismo tiempo la intensidad de la corriente que circula por cada fase, tanto activa como reactiva.

B) Es necesario dotar a la central antes y después del transformador de elementos de conducción, maniobra y protección, para que el manejo de la tensión se haga de acuerdo con los requerimientos técnicos que la central y/o la línea necesiten. Para ello, las centrales disponen tanto de un interruptor a la salida de cada generador como de una subestación eléctrica que dispone de los necesarios elementos de conducción, maniobra y protección.

C) Es necesario construir una línea eléctrica que comunique la salida de la subestación indicada en el punto anterior con la subestación de enlace de la red eléctrica. 

Conviene recordar que si bien el nivel de tensión se puede modificar con la ayuda de un transformador de tensión, modificar la frecuencia resulta complicado, caro y provocaría pérdidas en el generador, por lo que no es en absoluto habitual modificar la frecuencia de la red eléctrica producida en el generador para adaptarla a la de la red, sino que la energía eléctrica tiene que ser generada a la misma frecuencia y perfectamente sincronizada con la red a la que se conecta.

Elementos del sistema de alta tensión

El sistema de alta tensión está formado por el transformador o transformadores principales, que elevan la tensión desde el voltaje de generación hasta el voltaje de conexión con la red, y los elementos integrados en la subestación de la central. Los equipos principales con los que cuenta el sistema de alta tensión de una planta de biomasa son los siguientes:

¾ Transformador principal.

¾ Transformador de servicios auxiliares.

¾ Seccionadores de línea, de barras y de puesta a tierra.

¾ Interruptor principal.

¾ Transformadores de medida (de tensión y de intensidad).

¾ Conjunto de elementos de protección contra rayos.

¾ Conjunto de protecciones voltimétricas, amperimétricas, diferenciales y direccionales.

¾ Puesta a tierra.

Este artículo es un extracto del libro CENTRALES TERMOELÉCTRICAS DE BIOMASA, ed RENOVETEC 2015. Si quieres más información sobre este libro, pincha en este enlace o sobre la imagen del libro

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