Diseño de subestación blindada 132/15 kV, 90 MVA (nuevo puerto de a Coruña)

Abstract

El proyecto de este documento nace de la necesidad de abastecer de energía eléctrica el nuevo puerto exterior de la ciudad de A Coruña. Esta ambiciosa construcción pretende sustituir al actual puerto urbano, ya que principalmente la falta de espacio para operar los buques resulta muy problemática. El diseño de la subestación, por ello, lo que pretenderá es abastecer como se ha dicho de energía el nuevo puerto para alimentar grúas y demás maquinaria de suministro de crudo a la refinería de la ciudad y repartirla en media tensión (15 kV) con ocho líneas. A ella llegarán además dos líneas en alta tensión (132 kV) y estará dotada de dos transformadores de potencia, uno para su uso como principal y el otro quedando como reserva. Los objetivos del proyecto incluyen el propio reparto de la energía eléctrica, el proporcionar un servicio de calidad y continuo, con una máxima fiabilidad de operación y de larga duración. También se pretenderá perseguir la viabilidad económica de la subestación así como la reducción de posibles costes, para que de este modo sea lo más rentable posible. Por otro lado, la tecnología que se utilizará será GIS, ya que es una construcción en el propio puerto exterior y se pretende que ocupe un mínimo espacio para destinar el sobrante a otros usos de maquinaria o almacenamiento, por ejemplo. Este tipo de tecnología confiere una fiabilidad extraordinaria a la instalación. Las disposiciones serán en alta tensión simple barra, al existir únicamente cuatro posiciones (dos de transformador y dos de líneas) no se necesita algo más complejo que resultaría más caro a su vez, por lo que esta disposición es la más apropiada. En cambio, para media tensión se utilizará una disposición de simple barra partida, con acoplamiento, para conferir una mayor facilidad de mantenimiento ya que en este caso sí se tienen más posiciones, catorce en total. El documento del proyecto comenzará por la memoria descriptiva, en la que, como su propio nombre indica, se describirán con detalle los diferentes elementos de los que estará dotada la subestación, como pueden ser las celdas tanto de alta como de media tensión, los transformadores, etc. Toda esta aparamenta será la adecuada dados los datos facilitados por la red eléctrica de alimentación. Las celdas de alta y media tensión serán del fabricante ABB, puesto que ofrece una mayor facilidad de operación, y al ser un conjunto de celdas de diferente tensión ofrece un mejor precio que comprándolas a fabricantes por separado, por tanto reduciendo costes. El interruptor en el caso de alta tensión será de accionamiento hidromecánico, estando las celdas en encapsulado trifásico, mientras que en el caso de media tensión el encapsulado es monofásico y el interruptor es de vacío. En el caso de los transformadores, como se ha mencionado, se emplearán dos de iguales características, ambos de 45 MVA, siendo el motivo que uno de ellos queda relegado únicamente a reserva, es decir, la subestación estará dotada de un 100% de potencia de reserva, por lo que en caso de falla del transformador principal, no se tendrán problemas a la hora de continuar el servicio con las mismas características. Los dos serán del fabricante EFACEC, elección justificada por el precio de la máquina, de refrigeración ONAN y con cambiador de tomas en alta tensión. El servicio es de intemperie y los terminales serán en alta tensión convencionales de porcelana y en media enchufables. La memoria incluirá también la parte correspondiente a los servicios auxiliares de la subestación, con un transformador de 50 kVA, los dos racks de baterías y rectificadores-cargadores para caso de falta de alimentación garantizar la actuación de protecciones y comunicaciones, entre otros, los cuadros generales de corriente alterna y continua y por último los cuadros de comunicaciones. Las partes restantes de la memoria corresponden a la descripción de la red de tierras de la subestación, los cables aislados que se usarán para la conexión de transformadores y la obra civil de la misma. El proyecto a su vez está dotado de los planos que definen la subestación, entre los que se incluyen emplazamiento y situación, planta, alzados, red de tierras, canalizaciones para la instalación de cables subterráneos y unifilares. El apartado de cálculos consta de tres partes, la red de tierras, para garantizar la seguridad de las personas con las tensiones de paso y contacto, el cálculo de la sección de cables para los transformadores de potencia y de servicios auxiliares según ITC-LAT 06 del RD 223/2008, y el cálculo de las baterías necesarias atendiendo a los consumos de la carga de muelles en alta tensión y media tensión y las comunicaciones que deben ser ininterrumpidas. Finalmente, los dos últimos capítulos del proyecto se corresponden con un presupuesto del coste total, dividido por capítulos, y el pliego de condiciones para las celdas GIS, transformadores y la ejecución de trabajos de la subestación.

The project of this document is originated from the need to provide electrical power to the new exterior port of A Coruña. This ambitious construction pretends to replace the actual port, located in the urban core, mainly because the lack of space to properly operate the ships is problematic. The design of the substation, therefore, what pretends is to supply as said energy to the new port, in order to operate cranes and other machinery that is in charge of supplying oil to the refinery and spread this energy in medium voltage (15 kV) with eight lines. Moreover, two lines at high voltage (132 kV) will arrive to the substation and it will be equipped with two power transformers, one for use as primary and the other being a reserve. The objectives include the distribution of electricity itself, providing a quality and continuous service, with a high reliability and long lasting. Also the project pretends to pursue the economic viability of the substation as well as reducing costs, to make it as reliable as possible. On the other hand, the technology used will be GIS, as it is a construction in the port and it is intended to occupy minimal space to allocate the surplus to other uses, such as machinery or storage. This kind of technology gives the substation a remarkable reliability. The dispositions will be for high voltage single bar, as there are only four positions (two transformers and two lines) it does not need something more complex as it would be more expensive in turn, so this disposition is the most appropriate. In medium voltage single bar with sectionalisation will be used instead. This election confers the substation a greater ease of maintenance since in this case it will have more positions, fourteen in total. The document will begin by the descripting report, in which, as its name suggests, the elements that will be quipped in the substation will be described and specified, for example the cells both high and medium voltage, transformers or the grounding network. All this switchgear will be adequate given the data provided. The high and medium voltage cells will be manufactured by ABB, since it offers greater ease of operation and as being a set of cells it also offers a better prize than buying them separately, thus reducing costs. The switch in the case of high voltage has hydromechanical drive, being the cells encapsulated in phase, while in the case of medium voltage the encapsulated is monophasic and the switch is a vacuum type. In the case of the transformers, as mentioned, the substation will be provided with two of them with the same specifications. Both transformers are 45 MVA and the main reason of provide two of them is that one of them is relegated only to reserve, i.e. the substation will be equipped with a 100% power reserve, so that in case of failure of the primary transformer there will be no problems providing and continuing service with the same characteristics. Both of them will be manufactured by EFACEC, choice justified by the prize of the machine offered, ONAN cooling and high voltage tap changer. The service is outdoor and the terminals are in high voltage made of porcelain and in medium to plug. The report will also include the share of auxiliary services with a transformer of 50 kVA, two racks of batteries and chargers-rectifiers in order to ensure the performance of protections and communications in case of failure supply, the distribution panels in AC and DC and finally the communication panels. The remaining parts of the descripting report correspond with the description of the grounding network, the cables to be used and the civil engineering. The document in turn is equipped with the planes defining the substation, including location and situation, floor planes, elevations, grounding network, pipes for the underground and single lines planes. The chapter of calculations consists of three parts, the grounding network to ensure the safety of people, the part corresponding to the calculations for the section of the cables for power transformers and auxiliary services according to the ITC-LAT 06 RD 223/2008 and last calculating the batteries necessaries attending the consumptions of the protections and communications that must be uninterrupted. Finally, the last two chapters of the project correspond to a budget of the total cost divided by chapters and the specifications for the GIS cells and the execution of works when building the substation.