CAPÍTULO 6
REQUISITOS PARA EL PROCESO DE TRANSFORMACIÓN (SUBESTACIONES)
Las disposiciones contenidas en este reglamento son de aplicación en todo el territorio colombiano y deben ser cumplidas por las empresas que involucren el proceso de transformación de energía y que operen en el país; aplican a las subestaciones con tensiones nominales mayores a 1 kV.
Una subestación eléctrica es un conjunto de equipos utilizados para transferir el flujo de energía en un sistema de potencia, garantizar la seguridad del sistema por medio de dispositivos automáticos de protección y para redistribuir el flujo de energía a través de rutas alternas durante contingencias.
Una subestación puede estar asociada con una central de generación, controlando directamente el flujo de potencia al sistema, con transformadores de potencia convirtiendo la tensión de suministro a niveles más altos o más bajos, o puede conectar diferentes rutas de flujo al mismo nivel de tensión.
ARTÍCULO 23º. ASPECTOS GENERALES DE LAS SUBESTACIONES.
El proceso de transformación se entenderá como el aplicado a las subestaciones, para ello, se debe hacer distinción entre los diferentes tipos de subestaciones por su uso o por su nivel de tensión y potencia que manejen.
Todo propietario de subestación o unidades constructivas componentes de la subestación debe responder por el cumplimiento de RETIE en lo que le corresponda. Los requisitos de este capítulo son de obligatorio cumplimiento y deben ser tomados como complementarios de los contenidos en los otros capítulos del presente reglamento.
Para efectos del presente reglamento las subestaciones se clasificarán en:
- Subestaciones de patio de alta y extra alta tensión (puede incluir, maniobra, transformación o compensación).
- Subestaciones de alta y extra alta tensión tipo interior o exterior encapsulada generalmente aislada en gas, tal como el hexafluoruro de azufre (SF6).
- Subestaciones de patio de distribución de media tensión.
- Subestaciones de patio híbridas de media y alta tensión, conformadas por bahías encapsuladas o compactas más equipos de patio con aislamiento en aire. Las bahías compactas incluyen todas las funciones necesarias para un campo de conexión, mediante operación de los equipos que la conforman como el interruptor, seccionador de barras, seccionador de línea, seccionador de puesta a tierra, transformadores de corriente y transformadores de potencial.
- Subestaciones de distribución en media tensión, localizadas en interiores de edificaciones y bajo control y operación del operador de red.
- Subestaciones en interiores de edificaciones (de propiedad y operación del usuario).
- Subestaciones tipo pedestal.
- Subestaciones sumergibles (tanto el transformador como los equipos asociados de maniobra deben ser este tipo) IP X8.
- Subestaciones semisumergibles o a prueba de inundación (el equipo debe estar protegido a una inmersión temporal IP X7 y la bóveda o cámara debe garantizar el drenaje en un tiempo menor al soportado por el equipo).
- Subestaciones de distribución tipo poste.
23.1 REQUISITOS GENERALES DE SUBESTACIONES
Las subestaciones, cualquiera que sea su tipo, deben cumplir los requisitos que le apliquen:
- Toda subestación debe contar con un diseño eléctrico.
- En los sistemas eléctricos de los distribuidores, grandes consumidores y transportadores, el tiempo máximo de despeje de falla de la protección principal, desde el inicio de la falla hasta la extinción del arco en el interruptor de potencia, no debe ser mayor que 150 milisegundos.
- En los espacios en los cuales se encuentran instaladas las subestaciones con partes energizadas expuestas, deben colocarse y asegurar la permanencia de cercas, pantallas, tabiques o paredes, de tal modo que límite la posibilidad de acceso a personal no autorizado. Las puertas deben contar con elementos de seguridad que limite la entrada de personal no autorizado. Este requisito no se aplica para subestaciones tipo poste que cumplan las distancias mínimas de seguridad.
- En cada entrada de una subestación eléctrica debe fijarse una señal con el símbolo de riesgo eléctrico, así como en la parte exterior de la malla eslabonada, cuando sea accesible a personas.
- Los muros o mallas metálicas que son utilizados para encerrar las subestaciones, deben tener una altura mínima de 2,50 metros y deben estar debidamente conectados a tierra.
- Con el fin garantizar la seguridad tanto del personal que trabaja en las subestaciones como del público en general, se deben cumplir los requisitos de puesta a tierra que le apliquen, establecidos en el artículo 15° del presente Anexo General.
- En todas las subestaciones se deben calcular las tensiones de paso, contacto y transferidas, para asegurar que no se exponga a las personas a tensiones por encima del umbral de soportabilidad.
- Para la evaluación de la conformidad, se debe tener especial atención en el nivel de tensión y la potencia de la subestación. Esta labor sólo debe realizarse por profesionales competentes y con entrenamiento específico; quienes deben usar las técnicas y equipos apropiados para las pruebas, ensayos y mediciones.
- El organismo de inspección de subestaciones no podrá inspeccionar subestaciones de alta y extra alta tensión si no tiene la acreditación expresa para estos niveles de tensión.
- Los encerramientos utilizados en las subestaciones para alojar en su interior los equipos de corte y seccionamiento deben ser metálicos y los límites de dichos encerramientos no deben incluir las paredes del cuarto dedicado la subestación. Las ventanas de inspección deben garantizar el mismo grado de protección del encerramiento (IP) y el mismo nivel de aislamiento.
- Las cubiertas, puertas o distancias de aislamiento, no deben permitir el acceso de personal no calificado, a barrajes o elementos energizados.
- En el caso que los elementos energizados sean removibles se debe garantizar que no se puedan retirar mientras el sistema opere en condiciones normales, para lo cual deben implementarse sistemas de cerraduras o enclavamientos. Si los elementos energizados son fijos, debe asegurarse que no se puedan retirar sin la ayuda de herramientas manejadas por profesionales competentes que conozcan el funcionamiento de las subestaciones.
- Los enclavamientos entre los diferentes elementos de corte y seccionamiento en una subestación son indispensables por razones de seguridad de las personas y conveniencia operativa de la instalación para no permitir que se realicen maniobras indebidas.
- Para el caso de equipos del tipo extraíble, los enclavamientos deben asegurar que las siguientes
operaciones no sean posibles de realizar:
- Extracción del interruptor de protección a menos que esté en posición abierto.
- Operación del interruptor, a menos que éste se encuentre en servicio, desconectado, extraído o puesto a tierra.
- Cerrar el interruptor, a menos que esté conectado al circuito auxiliar o diseñado para abrir automáticamente sin el uso de un circuito auxiliar.
- Para el caso de equipos fijos estos deben poseer los enclavamientos necesarios para evitar maniobras erróneas.
- La continuidad e integridad del sistema de puesta a tierra deben ser aseguradas teniendo en cuenta el esfuerzo térmico y mecánico causado por la corriente que éste va a transportar en caso de falla.
- El encerramiento de cada unidad funcional debe ser conectado al conductor de tierra de protección.
- Todas las partes metálicas puestas a tierra y que no pertenezcan a los circuitos principales o auxiliares, deben ser conectadas al conductor de tierra directamente o a través de la estructura metálica.
- Con el fin de realizar las labores de mantenimiento en las subestaciones con seguridad para el personal encargado, es imprescindible que el sistema permita poner a tierra las partes energizables.
- La posición de los elementos que realicen la puesta a tierra de la celda deben estar claramente identificados a través de un elemento que indique visualmente la maniobra de puesta a tierra de equipo.
- En las subestaciones está prohibido que crucen canalizaciones de agua, gas natural, aire comprimido, gases industriales o combustibles, excepto las tuberías de extinción de incendios y de refrigeración de los equipos de la subestación.
- Para evitar los peligros de propagación de un incendio ocasionado por derrame del aceite, se debe construir un foso o sumidero en el que se agregarán varias capas de gravilla que sirvan como filtro y absorbente para ahogar la combustión; se exceptúan las subestaciones tipo poste, las de tipo pedestal y las subestaciones con transformadores en aceite cuya capacidad total no supere 112,5 kVA.
- En las subestaciones sujetas a inundación, el grado de protección IP o equivalente NEMA de los equipos debe ser apto para esa condición.
- Toda subestación debe contar con las protecciones de sobrecorriente. En los circuitos protegidos por fusibles la capacidad máxima de los fusibles debe ser la establecida por un estudio de coordinación de protecciones y debe garantizar la adecuada protección del transformador y la desenergización del circuito en el evento que se requiera. Para lo cual el Operador de Red establecerá una tabla con los valores para estos fines y exigirá su cumplimiento.
23.2 DISTANCIAS DE SEGURIDAD EN SUBESTACIONES EXTERIORES
Los cercos en mallas que son instalados como barreras para el personal no autorizado, deben colocarse de tal manera que las partes expuestas energizadas queden por fuera de la zona de distancia de seguridad, tal como se ilustra en la Figura 23.1 y las distancias mínimas a cumplir son las de la Tabla 23.1.
|
Tabla 23.1. Distancias de seguridad para la Figura 23.1 |
En subestaciones de media tensión, con encerramiento en pared, la distancia horizontal entre la pared y elementos energizados podrá reducirse al valor del espacio libre de trabajo dado en la columna dos Tabla 110-34a de la NTC 2050, siempre y cuando, la pared tenga mínimo 2,5 m de altura y no tenga orificios por donde se puedan introducir elementos conductores que se acerquen a partes energizadas. En todos los casos se debe asegurar que se cumplen los espacios mínimos para la ventilación y acceso de los equipos, así como los de trabajo definidos en la sección 110 de la NTC 2050.
Las subestaciones exteriores o de patio de alta y extra alta tensión deben cumplir las distancias de seguridad y lineamientos expresados en las Figuras 23.1, 23.2 y 23.3 y las Tablas 23.1 y 23.2, relacionadas con la coordinación de aislamiento y el Comité 23 del CIGRE y la norma IEC 60071-2.
Figura 23.2 Zona de seguridad para circulación de personal
Figura 23.3. Zonas de seguridad
Up |
Distancia mínima según IEC [m] |
Distancias de seguridad |
||||||||||||
Valor básico |
Circulación de personal |
Zona de trabajo en ausencia de maquinaria pesada |
Circulación de vehículos |
|||||||||||
Cantidad que se adiciona |
Valor básico [m] |
Bajo conexiones |
[m] |
Horizontal |
Vertical |
Zona de seguridad |
Valor total [m] |
|||||||
% |
[m] |
Zona de seguridad d |
Valor total [m] |
Zona de seguridad |
Valor total [m] |
Zona de seguridad d |
Valor total [m] |
Gálibo [m] |
Tolerancia [m] |
Valor total [m] |
||||
60 |
0,09 |
10 |
0,01 |
0,10 |
2,25 |
(*) |
2,25 |
1,75 |
(*) |
1,25 |
(*) |
(**) |
0,70 |
(**) |
75 |
0,12 |
10 |
0,01 |
0,13 |
2,25 |
(*) |
2,25 |
1,75 |
(*) |
1,25 |
(*) |
(**) |
0,70 |
(**) |
95 |
0,16 |
10 |
0,02 |
0,18 |
2,25 |
(*) |
2,25 |
1,75 |
(*) |
1,25 |
(*) |
(**) |
0,70 |
(**) |
125 |
0,22 |
10 |
0,02 |
0,24 |
2,25 |
(*) |
2,25 |
1,75 |
(*) |
1,25 |
(*) |
(**) |
0,70 |
(**) |
170 |
0,32 |
10 |
0,03 |
0,35 |
2,25 |
(*) |
2,25 |
1,75 |
(*) |
1,25 |
(*) |
(**) |
0,70 |
(**) |
200 |
0,38 |
10 |
0,04 |
0,42 |
2,25 |
(*) |
2,25 |
1,75 |
(*) |
1,25 |
(*) |
(**) |
0,70 |
(**) |
250 |
0,48 |
10 |
0,05 |
0,53 |
2,25 |
(*) |
2,25 |
1,75 |
(*) |
1,25 |
(*) |
(**) |
0,70 |
(**) |
325 |
0,63 |
10 |
0,07 |
0,70 |
2,25 |
(*) |
2,25 |
1,75 |
(*) |
1,25 |
(*) |
(**) |
0,70 |
(**) |
380 |
0,75 |
10 |
0,08 |
0,83 |
2,25 |
3,08 |
2,25 |
1,75 |
(*) |
1,25 |
(*) |
(**) |
0,70 |
(**) |
450 |
0,90 |
10 |
0,10 |
1,00 |
2,25 |
3,25 |
2,25 |
1,75 |
(*) |
1,25 |
(*) |
(**) |
0,70 |
(**) |
550 |
1,10 |
10 |
0,11 |
1,21 |
2,25 |
3,46 |
2,25 |
1,75 |
2,96 |
1,25 |
(*) |
(**) |
0,70 |
(**) |
650 |
1,30 |
10 |
0,13 |
1,43 |
2,25 |
3,68 |
2,25 |
1,75 |
3,18 |
1,25 |
(*) |
(**) |
0,70 |
(**) |
750 |
1,50 |
10 |
0,15 |
1,65 |
2,25 |
3,90 |
2,25 |
1,75 |
3,40 |
1,25 |
2,90 |
(**) |
0,70 |
(**) |
850 |
1,70 |
10 |
0,17 |
1,87 |
2,25 |
4,12 |
2,25 |
1,75 |
3,62 |
1,25 |
3,12 |
(**) |
0,70 |
(**) |
950 |
1,90 |
10 |
0,19 |
2,09 |
2,25 |
4,34 |
2,25 |
1,75 |
3,84 |
1,25 |
3,34 |
(**) |
0,70 |
(**) |
1050 |
2,10 |
10 |
0,21 |
2,31 |
2,25 |
4,56 |
2,25 |
1,75 |
4,06 |
1,25 |
3,56 |
(**) |
0,70 |
(**) |
1175 |
2,35 |
10 |
0,24 |
2,59 |
2,25 |
4,84 |
2,25 |
1,75 |
4,34 |
1,25 |
3,84 |
(**) |
0,70 |
(**) |
1300 |
2,60 |
10 |
0,26 |
2,86 |
2,25 |
5,11 |
2,25 |
1,75 |
4,61 |
1,25 |
4,11 |
(**) |
0,70 |
(**) |
1425 |
2,85 |
6 |
0,17 |
3,02 |
2,25 |
5,27 |
2,25 |
1,75 |
4,77 |
1,25 |
4,27 |
(**) |
0,70 |
(**) |
1550 |
3,10 |
6 |
0,19 |
3,29 |
2,25 |
5,54 |
2,25 |
1,75 |
5,04 |
1,25 |
4,54 |
(**) |
0,70 |
(**) |
Tabla 23.2. Distancias de seguridad en el aire, para las Figuras 23.1 y 23.2
(*) El valor mínimo recomendado es 3 m, pero puede ser un poco menor según las condiciones locales,
procedimientos estandarizados de trabajo.
(**) Se determina en cada caso.
23.3 DISTANCIAS DE SEGURIDAD EN SUBESTACIONES INTERIORES
Las distancias de seguridad que se deben mantener en los interiores de un cuarto destinado a subestación deben cumplir con el artículo 13º del presente Anexo General en lo que le aplique y las distancias de seguridad y espacios de ventilación y de trabajo establecidas en la sección 110 de la NTC 2050 primera actualización.
23.4 SALAS DE OPERACIONES, MANDO Y CONTROL
La sala o espacio en donde haya instalado equipo eléctrico, de operación, mando o control, de una subestación, debe cumplir con los siguientes requisitos:
- Los materiales de construcción deben tener alto punto de ignición.
- Las instalaciones deben estar libres de materiales combustibles, polvo y humo, y no serán utilizadas para reparación, fabricación o almacenamiento, excepto para partes menores esenciales en el mantenimiento del equipo instalado.
- Debe estar suficientemente ventilada con el fin de mantener las temperaturas de operación dentro de los rangos debidos y minimizar la acumulación de contaminantes transportados por el aire, bajo cualquier condición de operación.
- Las instalaciones eléctricas deben permanecer secas. En las subestaciones externas o ubicadas en túneles mojados, pasos subterráneos u otros lugares húmedos o de alto grado de humedad, el equipo eléctrico debe ser apropiado para soportar las condiciones ambientales imperantes.
- Todo el equipo eléctrico fijo debe ser soportado y asegurado para las condiciones de servicio. Se debe prestar consideración al hecho de que algunos equipos pesados, tales como transformadores, puedan ser asegurados en el lugar; sin embargo, el equipo que genere fuerzas dinámicas durante su operación, podrá requerir medidas adicionales.
- En la sala de control debe haber indicación de la posición de los contactos de los elementos de interrupción y seccionamiento que muestren el estado real de la operación que se está ejecutando, con el fin de tener plena conciencia de tal condición.