Subestación vs transformador: ¿cuál es la diferencia?

Substation

¿Qué es una subestación?

Una subestación es un lugar donde se modifica el nivel de tensión. Para transmitir la electricidad generada por las centrales eléctricas a lugares distantes, la tensión debe elevarse a un nivel alto, convirtiéndose en electricidad de alta tensión, y luego reducirse según las necesidades cerca de los usuarios. Este proceso de elevación y reducción de tensión se realiza mediante subestaciones.

Una subestación suele ubicarse en el extremo de la línea de transmisión. Los equipos principales de una subestación incluyen interruptores y transformadores de subestación, así como subestaciones elevadoras y reductoras de diferentes niveles de tensión.

¿Cuál es la función de una subestación?

Una subestación es una instalación eléctrica del sistema de potencia que transforma la tensión, recibe y distribuye energía eléctrica, controla el flujo de electricidad y ajusta los niveles de tensión. Conecta redes eléctricas de diferentes niveles de tensión mediante sus transformadores.

En aplicaciones específicas, las subestaciones realizan procesos de conversión CA-CC-CA, como en cables de transmisión submarina o transmisión eléctrica de larga distancia. Algunos sistemas utilizan transmisión en corriente continua de alta tensión (HVDC), que ayuda a superar las pérdidas por reactancia capacitiva asociadas con la transmisión en corriente alterna (CA) y ofrece beneficios de ahorro energético.

Las subestaciones reducen principalmente la tensión de alta a media tensión, o convierten una alta tensión a un nivel inferior de alta tensión. Suelen ocupar áreas relativamente grandes, cuyo tamaño varía según el nivel de tensión y la capacidad. Por esta razón, se conocen comúnmente como subestaciones.

Una subestación actúa como enlace intermedio entre las centrales eléctricas y los usuarios finales. Dado que las centrales eléctricas suelen estar lejos de las ciudades y de las instalaciones industriales, y que la tensión generada en las centrales suele ser relativamente baja, la corriente resultante es muy alta.

Según la ley de Joule, una corriente elevada genera una cantidad considerable de calor en las líneas de transmisión, lo que puede dañar las líneas y provocar pérdidas de energía en forma de calor. Por ello, es necesario elevar la tensión desde la central eléctrica mediante subestaciones hasta niveles de hasta 500.000 voltios para la transmisión a larga distancia hacia ciudades y fábricas. Al llegar al destino, las subestaciones locales reducen esta tensión y la distribuyen por diversos medios hasta los 220 voltios estándar utilizados en aplicaciones domésticas e industriales diarias.

Ubicación de la subestación

Desde la perspectiva de la economía del suministro eléctrico, las subestaciones y estaciones de distribución deben estar cerca del centro de carga.

Desde una perspectiva de producción, la subestación y la estación de distribución no deben obstaculizar la producción ni el transporte dentro de la planta. El transporte de los propios equipos de la subestación también debe ser conveniente.

Desde una perspectiva de seguridad, las subestaciones y estaciones de distribución deben evitar zonas inflamables y explosivas.

La subestación y la estación de distribución deben ubicarse en el lado de barlovento de la unidad. En las empresas, no se recomienda instalarlas en lugares donde el polvo y las fibras tienden a acumularse. Las subestaciones y estaciones de distribución no deben ubicarse en zonas densamente pobladas. La selección del sitio y la construcción de subestaciones y estaciones de distribución también deben tener en cuenta los requisitos de extinción de incendios, prevención de corrosión, prevención de contaminación, protección contra agua, lluvia, nieve y terremotos, así como la prevención de entrada de pequeños animales.

Transformador

¿Qué es un transformador?

Un transformador es un dispositivo eléctrico estático utilizado para transformar tensión y corriente alternas, así como para transmitir energía eléctrica en corriente alterna. Realiza la transmisión de energía eléctrica según el principio de inducción electromagnética.

Según su uso, los transformadores pueden clasificarse en transformadores de potencia, transformadores de distribución, transformadores de prueba, transformadores de medida y transformadores para usos especiales.

Los transformadores de potencia son equipos esenciales para la transmisión y distribución de energía eléctrica, así como para la distribución eléctrica de los usuarios.

Un transformador de prueba es un dispositivo utilizado para realizar pruebas de tensión soportada, o pruebas de elevación de tensión, en equipos eléctricos.

Los transformadores de medida se utilizan para la medición eléctrica y la protección por relés en sistemas de distribución eléctrica, como PT y CT.

Los transformadores para usos especiales incluyen transformadores para hornos eléctricos utilizados en fundición, transformadores de soldadura eléctrica, transformadores rectificadores para electrólisis y pequeños transformadores reguladores de tensión, entre otros.

Principio del transformador

Un transformador es un dispositivo que transforma tensión, corriente e impedancia en corriente alterna. Cuando una corriente alterna circula por la bobina primaria, se genera un flujo magnético alterno en el núcleo de hierro, o núcleo magnético, induciendo tensión o corriente en la bobina secundaria.

Un transformador está compuesto por un núcleo de hierro, o núcleo magnético, y bobinas. Las bobinas tienen dos o más devanados. El devanado conectado a la fuente de alimentación se denomina devanado primario, mientras que los demás se denominan devanados secundarios. En un generador, ya sea que la bobina se mueva a través de un campo magnético o que el campo magnético se mueva a través de una bobina fija, se puede inducir una fuerza electromotriz en la bobina.

En ambos casos, el valor del flujo magnético permanece sin cambios, pero cambia el número de líneas de flujo magnético que atraviesan la bobina. Este es el principio de inducción mutua. Un transformador es un dispositivo que utiliza la inducción electromagnética mutua para transformar tensión, corriente e impedancia.