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El presente proyecto consta del diseño de una subestación transformadora de 132/30 kV teniendo en cuenta principalmente las características eléctricas de la misma. Se trata de una subestación diseñada para aplicaciones de distribución que se desarrollará de acuerdo al reglamento estipulado para este tipo de instalaciones en España. La subestación cuenta con dos líneas de entrada de 132 kV y ocho líneas de salida de 30 kV, seleccionando para ello la configuración más apropiada para garantizar unas condiciones de seguridad y fiabilidad adecuadas. Además, se seleccionan los equipos principales que forman parte de ella, explicando su forma de funcionar y las características del modelo concreto. Eso sí, además de los equipos principales también se tienen en cuenta todos los equipos o sistemas necesarios para el correcto funcionamiento de la subestación. El tema de la seguridad no se descuida, realizando para asegurarla distintos cálculos sobre los que se fundamenta el diseño de la red de tierras y el dimensionamiento de los equipos. Además, se seleccionan las funciones de protección adecuadas para proteger tanto la subestación como las líneas de la red de distribución a las que se conecta la subestación. Finalmente, como todo proyecto, tiene consideraciones de planificación, económicas y legales que, aunque no muy a fondo, se abordaran. This project consists of the designof a 132/30 kV transformer substation, mainly considering its electrical characteristics. The substation is designed for distribution applications and will be developed in accordance with the regulations stipulated for this type of facility in Spain. Thesubstation has two input power lines of 132 kV and eight output power lines of 30 kV, and the type of configuration is selected to ensure conditions of adequate safety and reliability. In addition, the main necessary equipment is selected, and its way of working and the characteristics of the specific model are explained. Beyond the main equipment, all the other equipment or systems that are necessary to provide proper performance for the substation are taken into account.The issue of safety is not neglected, making different calculations to provide a suitable base for the design of the substation grounding and for the sizing of the equipment. Additionally, protection functions are selected in order to protect both the substation and the distribution network.Finally, like any project, it has planning, economical and legal considerations that, although not very deeply, will be studied. Proiektu hau 132/30 kV transformazio azpiestazio baten diseinuan datza, bere ezaugarri elektrikoak kontuan hartuta. Banaketa-aplikazioetarako diseinatutako azpiestazio bat da, Espainian mota horretako instalazioetarako ezarritako araudiaren arabera garatuko dena.Azpiestazioak 132 kV-ko bi sarrera-lerroak eta 30 kV-ko zortzi irteera-lerroak izan behar ditu, konfigurazio egokiena hautatuz segurtasun eta fidagarritasun baldintza egokiak bermatzeko. Gainera, parte hartzen duen ekipo nagusia hautatzen da, bere funtzionamendua eta eredu zehatzaren ezaugarriak azalduz. Jakina, ekipamendu nagusiaz gain, azpiestazioaren funtzionamendu egokia lortzeko beharrezkoak diren ekipo edo sistema guztiak ere kontuan hartzen dira.Segurtasuna kontuan hartu da, lurraren sarearen diseinua eta ekipoen dimentsionamendua oinarritzat hartzen diren kalkuluak egiteko. Gainera, babes-funtzio egokiak hautatzen dira, azpiestazioa eta honekin lotzen diren banaketa-sarearen lerroak babesteko.Azkenean, edozein proiektu bezala, plangintza, ekonomia eta legezko gogoetak ditu, oso sakonak ez diren arren.

A partir de um estudo analítico, relacionado à uma subestação de energia elétrica, desenvolveu-se um modelo computacional para simulação acústica, o qual possibilitou verificar o comportamento da pressão sonora nas regiões adjacentes à mesma. Tendo como objetivo mapear as alterações do nível de pressão sonora, assim possibilitando verificações relacionadas ao funcionamento de barreiras acústicas. Calibrou-se o modelo a partir de dados oriundos de medições experimentais vinculadas aos transformadores presentes na subestação e à valores mensurados no entorno da mesma. Com isso, testou-se quatro diferentes tipos de barreiras acústicas, nas quais foram alteradas as suas respectivas geometrias de topo. A partir de então, examinou-se as variações na dispersão sonora vertical e horizontal, além do nível sonoro incidente nas residências e construções vizinhas a subestação. De acordo com a simulação das diferentes variações e configurações de barreira, foram encontrados valores de redução de 3 dB até 17 dB. Por fim, indicou-se as possíveis dificuldades para a implementação prática de cada uma das configurações de barreira. A partir de un estudio analítico, relacionado con una subestación de energía eléctrica, se desarrolló un modelo computacional de simulación acústica que permitió verificar el comportamiento de la presión sonora en las regiones adyacentes a la misma. Con el objetivo de cartografiar los cambios en el nivel de presión sonora, posibilitando así controles relacionados con el funcionamiento de las barreras acústicas. El modelo fue calibrado en base a datos de mediciones experimentales vinculadas a los transformadores presentes en la subestación y los valores medidos alrededor de la subestación. Con esto, se probaron cuatro tipos diferentes de barreras acústicas, en las que se cambiaron sus respectivas geometrías superiores. A partir de entonces, se examinaron las variaciones en la dispersión del sonido vertical y horizontal, además del nivel de ruido en las viviendas y edificios aledaños a la subestación. De acuerdo con la simulación de las diferentes variaciones y configuraciones de barrera, se encontraron valores de reducción de 3 dB a 17 dB. Finalmente, se indicaron las posibles dificultades para la implementación práctica de cada configuración de barrera. From an analytical study related to an electric power substation, a computational model for acoustic simulation was developed, which made it possible to verify the sound pressure behavior in the regions adjacent to it. With the objective of mapping changes in the level of sound pressure, thus enabling checks related to the operation of acoustic barriers. The model was calibrated based on data from experimental measurements linked to the transformers present in the substation and the values measured around the substation. With that, four different types of acoustic barriers were tested, in which their respective top geometries were changed. From then on, variations in vertical and horizontal sound dispersion were examined, in addition to the noise level in the homes and buildings neighboring the substation. According to the simulation of the different variations and barrier configurations, reduction values from 3 dB to 17 dB were found. Finally, the possible difficulties for the practical implementation of each barrier configuration were indicated.

Grado en Ingeniería Eléctrica

Diseño y cálculo de celdas de media tensión en subestación 132/20 kV

Ingeniería industrial

Grado en Ingeniería Mecánica

Grado en Ingeniería en Tecnologías Industriales

Aprovechamiento más eficiente del vapor producido en la caldera RWHB, de la fábrica de Negro de Carbono, de Columbian Carbon Spaiin en Gajano, Cantabria. Permitiendo la eliminación de las válvulas reductoras de presión (PRV) existentes en el proceso, con la instalación del nuevo equipo proyectado “Screw Expander”, así como el consiguiente beneficio económico que supondría la producción de energía eléctrica generada por el dicho equipo. El objeto del presente proyecto es definir y justificar económicamente, la instalación de un módulo de “micro-turbina de vapo saturado y generador”, denominado Srew Expander. Dicho módulo aprovechará el vapor producido por la caldera ya existente RWHB, a la salida de los 2 Reactores de la Línea “Tread”, en la fábrica de Negro de Carbono, de la empresa Columbian Carbon Spain en Gajano, (término municipal de Medio Cudeyo) en Cantabria. El vapor producido en la caldera RWHB, aprovechando la alta temperatura de salida del colector de humos de la línea “Tread”, generado a una presión superior de la posteriormente utilizada en el proceso, experimenta una reducción en su presión, a través de la válvula reductora de presión (PRV). Dicho vapor, ya a la presión de operación, es re-inyectado de nuevo al proceso de fabricación de Negro de Carbono, con su consiguiente aporte de generación eléctrica. Analizando los parámetros económicos indicados, observamos la viabilidad económica del proyecto. Incluso en el supuesto de que fuera necesario la financiación parcial, a través de Screw Expander proyectado. El periodo de recuperación del capital sería de 12-13 años, la mitad de la vida útil del equipo. De esta forma, el resto de vida útil del equipo serían beneficios íntegros, por un valor de 725.270,43 €. Si a esto le añadimos, la posibilidad de concurrir a algunas de las subvenciones y ayudas que convoca la consejería de Innovación, Industria, Turismo y Comercio del Gobierno de Cantabria para el presente año, veríamos una rentabilidad aún superior del proyecto de mejora y eficiencia energética del proceso de fabricación de Negro de Carbono en la Línea de duros o “Tread” de la Empresa Columbian Carbon Spain. Grado en Ingeniería en Tecnologías Industriales

[Resumen] El sector eléctrico ha sufrido un proceso de liberalización que culminó en el año 2003. Sin embargo la distribución pese a ser una actividad del susodicho sector tiene un carácter regulatorio derivado de su condición de monopolio natural. Esto le dota de una serie de características muy particulares. El trabajo que nos ocupa pretende explicar por tanto los aspectos más relevantes de esta actividad recurriendo a la Ley 24/2013 del Sector Eléctrico, en la cual se especifican las principales características de la distribución y los componentes que la forman. Por último se procede a analizar la viabilidad económico financiera del desarrollo de una instalación eléctrica para reforzar la red de distribución de la villa de Carral y el polígono industrial de Os Capelos. Para ello se confeccionarán los planes financieros correspondientes a una línea eléctrica de media tensión y a una subestación como soluciones técnicas alternativas. De entre estas dos opciones nos decantaremos finalmente por el proyecto más rentable de acuerdo con los criterios analizados. Palabras clave: Distribución eléctrica, peajes de acceso, pérdidas técnicas, subestación, línea de media tensión, viabilidad económica, presupuesto de capital. [Abstract] The electricity sector has suffered a released process which ended in 2003.However the distribution even though it’s an activity of the named sector has the regulatory character derived from its condition of natural monopoly. All this give the distribution several characteristics very specific. The report that we are working on pretends to explain everything about this activity using the Law 24/2013 of the Electricity Sector, in which all the main specific features and components of the distribution are described. Finally the economic-financial analysis of an electrical installation to reinforces the Carral Village’s distribution network and the industrial area in Os Capelos. For that there will be made the financial plan of a medium voltage line and other for an electric substation. Between these two options, we will choose the most profitable project according to the criterions analyzed [Resumo] O sector eléctrico sufriu un proceso de liberalización que culminou no ano 2003. Non obstante a distribución malia ser unha actividade do devandito sector ten un carácter regulatorio derivado da súa condición de monopolio natural. Isto dótao dunha serie de características moi particulares. O traballo que nos ocupa pretende explicar polo tanto os aspectos máis relevantes desta actividade recorrendo á Lei 24/2013 do Sector Eléctrico, na cal se especifican as principais características da distribución e os compoñentes que a forman. Por último procédese a analizar a viabilidade económico financeira do desenvolvemento dunha instalación eléctrica para reforzar a rede de distribución da vila de Carral e o polígono industrial dos Capelos. Para iso confeccionaranse os plans financeiros correspondentes a unha liña eléctrica de media tensión e a unha subestación como solucións técnicas alternativas. De entre estas dúas opcións decantarémonos finalmente polo proxecto máis rendible de acordo cos criterios analizados. Traballo fin de grao (UDC.ECO). ADE. Curso 2013/2014

Este trabajo presenta los resultados de una investigación cuyo objetivo fue el diagnóstico de los pararrayos de carburo de silicio. En el laboratorio fueron realizados ensayos en pararrayos, siendo determinados los valores de tensión disruptiva en frecuencia industrial y de impulso atmosférico. Esos resultados fueron comparados con valores de la corriente de fuga, radiointerferencia y termovisión, obtenidos en mediciones en los mismos pararrayos. Se observó que valores más elevados de la corriente de fuga, en términos de amplitud y componente de tercer armónico, estaban asociados con una mayor degradación en esos pararrayos. Con base en esos resultados, se concluyó que la medición de la corriente de fuga puede proveer informaciones importantes sobre el estado de esos pararrayos. Mediciones del comportamiento de la corriente de fuga a lo largo de los años en las suestaciones pueden ayudar a identificar los pararrayos más degradados. This work presents results of a research project dveloped for determining the diagnostic of silicon carbide surge arresters. Tests were performed in these arresters in the laboratory, considering the power frequency spark-over voltage and lightning spark-over voltage tests. The results were compared with values of leakage current, radio-influence voltage test and thermovision, obtained in the same surge arresters. It was observed a reasonable correlation between high values of the leakage current, considering the amplitude and the third harmonic component, and the presence of degradation in the surge arresters. Therefore, it was concluded that leakage current measurements can provide important information about the stage of degradation of the surge arresters. Measurements in the substations during several years could provide the identification, in case of leakage current variations, of deteriorated silicon carbide surge arresters.

Esta investigación presenta la simulación de las sobretensiones ocurridas durante una maniobra de mantenimiento en un compensador estático de potencia reactiva de 230 kV. El incorrecto funcionamiento de un interruptor de potencia causa una falla catastrófica que incluye la explosión y el incendio del equipo. La Información obtenida de investigaciones previas, donde se analizan los estados estable y transitorio del compensador, no toma en cuenta la combinación del comportamiento del compensador y la fallida operación de los medios de desconexión. La incorrecta apertura de uno de los polos del interruptor de potencia del compensador provoca sobretensiones interesantes las cuales están relacionadas con las componentes armónicas de tensión y corriente generadas por un elemento clave de la falla: el reactor controlado por tiristores. En este trabajo se utiliza el Software Alternative Transients Program (ATP) para modelar el compensador y obtener el cálculo de las sobretensiones transitorias. Se analizan las frecuencias naturales y el espectro armónico de las señales manejadas por el compensador. Con la ayuda de una videograbación se muestran imágenes reales de los arcos eléctricos generados debido a las sobretensiones. Este estudio se realiza por primera vez en este compensador estático y la información resultante es de mucha utilidad futura para el diseño eléctrico y la planificación de la operación de las redes de potencia.

El proyecto se basa principalmente en diseñar técnica y económicamente los equipamientos eléctricos para una subestación eléctrica de tracción para el suministro de energía ferroviaria para trenes de cercanías, la cual, está alimentada a 3000 V en corriente continua. Este proyecto comprende fundamentalmente el cálculo y dimensionamiento del sistema eléctrico de potencia de la subestación y de su acometida eléctrica, la cual, incluye el dimensionamiento de las protecciones frente a sobre corrientes y sobretensiones, además de los servicios auxiliares, cumpliendo con la normativa vigente para esta instalación. Se detalla un estudio económico contemplando todo lo relacionado a la subestación de tracción, así como un plan de trabajo para la ejecución de la misma, con presupuesto detallado del proyecto. En el proyecto se expone los datos de partida que se consideran en cuanto al emplazamiento y la red de ferrocarril a alimentar, se tendrá en cuenta a la hora de plantear el dimensionamiento de la subestación. El proyecto, tiene definición de una instalación genérica y se concibe sin una ubicación concreta, se supondrá que la subestación alimenta a una red ferroviaria situada en el sur de la comunidad de Madrid. La subestación de tracción de trenes está enfocado a alimentar una red ferroviaria tipo Cercanías de doble vía electrificada a 3000 V. Se elegirá el sistema de alimentación basándose en las ventajas y desventajas para la instalación y la correspondiente justificación del mismo. Se realiza un estudio para la elección del sistema de electrificación en función de las características de la red eléctrica existente de la zona, las características del transporte ferroviario, las razones de índole económico y otras razones de índole técnico. Finalizado la justificación de la tensión a elegir se justifican otras razones de porque el uso de la mayor tensión (3000 V) es importante para evitar pérdidas en las líneas posibilitando el funcionamiento del sistema.

El presente Trabajo Final de Grado consiste en el diseño de una subestación de distribución de energía eléctrica, ubicada en un entorno rural, en el municipio de Corçà. La subestación está alimentada por dos líneas de alta tensión de 110 kV. La alta tensión se transforma a media tensión de 25 kV para su distribución en los alrededores. El parque de alta tensión es de tipo Exterior Convencional-Híbrida Blindada en SF6 (hexafluoruro de azufre). Al estar la subestación construida en una zona rural, este es el tipo más habitual para 110 kV. Tiene una configuración de simple barra. El parque de media tensión es de cabinas interiores blindadas aisladas en gas SF6. Dispone de una configuración de doble barra. A parte de la memoria técnica, se incluyen cálculos de la red de tierras, anexo de seguridad y salud, pliego de condiciones técnicas, planos y presupuesto del proyecto. La memoria técnica explica de forma descriptiva la subestación y las partes que la componen. El anexo de seguridad y salud detalla las medidas de seguridad a tener en cuenta durante la obra. El pliego de condiciones técnicas dispone de las características de los elementos principales para realizar la instalación. El presupuesto muestra de forma desglosada las cantidades y precio requeridos para la construcción de la subestación.