Barra colectora eléctrica y sus tipos

Definición: Una barra colectora eléctrica se define como un conductor o un grupo de conductores utilizados para recolectar energía eléctrica de los alimentadores de entrada y distribuirla a los alimentadores de salida. En otras palabras, es un tipo de empalme eléctrico en el que se junta toda la corriente eléctrica entrante y saliente. Por lo tanto, la barra colectora eléctrica recoge la energía eléctrica en un lugar.

El sistema de barra colectora consiste en el aislador y el disyuntor. Al ocurrir una falla, el disyuntor se dispara y la sección defectuosa de la barra colectora se desconecta fácilmente del circuito.

La barra colectora eléctrica está disponible en formas rectangulares, transversales, redondas y muchas otras. La barra colectora rectangular se usa principalmente en el sistema de energía. El cobre y el aluminio se utilizan para la fabricación de la barra colectora eléctrica.

Las barras colectoras más comunes son 40 × 4 mm (160 mm2); 40×5 mm (200 mm2) ; 50×6mm (300mm2) ; 60×8mm (480mm2) ; 80×8 (640 mm2) y 100×10 mm (1000 mm2).

Los diversos tipos de disposición de barras colectoras se utilizan en el sistema de potencia. La selección de la barra colectora depende de los diferentes factores como la confiabilidad, la flexibilidad, el costo, etc. Las siguientes son las consideraciones eléctricas que rigen la selección de cualquier arreglo en particular.

• La disposición de la barra colectora es simple y fácil de mantener.
• El mantenimiento del sistema no afectó su continuidad.
• La instalación de la barra colectora es económica.

La pequeña subestación donde la continuidad del suministro no es imprescindible utiliza la barra colectora única. Pero en una subestación grande, la barra colectora adicional se utiliza en el sistema para que la interrupción no se produzca en su suministro. Los diferentes tipos de disposición de barras colectoras eléctricas se muestran en la siguiente figura.

Disposición de barra colectora única

La disposición de este tipo de sistema es muy simple y fácil. El sistema tiene solo una barra colectora junto con el interruptor. Todo el equipo de la subestación, como el transformador, el generador y el alimentador, está conectado solo a esta barra colectora. Las ventajas de los arreglos de barra colectora simple son

• Tiene un bajo costo inicial.
• Requiere menos mantenimiento
• Es de funcionamiento sencillo.

Inconvenientes de la disposición de barras colectoras individuales

• La única desventaja de este tipo de arreglo es que el suministro completo se ve perturbado cuando ocurre la falla.
• La disposición proporciona la menor flexibilidad y, por lo tanto, se utiliza en la subestación pequeña donde la continuidad del suministro no es esencial.

Disposición de barra colectora única con barra seccionada

En este tipo de disposición de barra colectora, se utilizan el interruptor automático y los interruptores de aislamiento. El aislador desconecta la sección defectuosa de la barra colectora y, por lo tanto, protege el sistema de un apagado completo. Este tipo de disposición utiliza un disyuntor adicional que no aumenta mucho el costo del sistema.

Ventaja del arreglo de barra de bus simple con seccionamiento de bus

Las siguientes son las ventajas de la barra colectora seccionada.

• La sección defectuosa se elimina sin afectar la continuidad del suministro.
• El mantenimiento de la sección individual se puede realizar sin perturbar el suministro del sistema.
• El sistema tiene un reactor limitador de corriente que disminuye la ocurrencia de la falla.

Desventajas de la disposición de barra colectora única con seccionalización

• El sistema utiliza el disyuntor y el aislador adicionales, lo que aumenta el costo del sistema.

Disposición del autobús principal y de transferencia

Este tipo de disposición utiliza dos tipos de barra colectora, a saber, la barra colectora principal y la barra colectora auxiliar. La disposición de barras colectoras utiliza un acoplador de barras que conecta los interruptores de aislamiento y el disyuntor a la barra colectora. El acoplador de barras también se utiliza para transferir la carga de una barra a otra en caso de sobrecarga. Los siguientes son los pasos para transferir la carga de un autobús a otro.

1. El potencial de la barra de bus se mantuvo igual al cerrar el acoplador de bus.
2. La barra colectora en la que se transfiere la carga se mantiene cerca.
3. Abra la barra de bus principal.

Por lo tanto, la carga se transfiere del bus principal al bus de reserva.

Ventajas del arreglo de autobús principal y de transferencia

• La continuidad del suministro sigue siendo la misma incluso en la falla. Cuando la falla ocurre en cualquiera de los buses, toda la carga se traslada al otro bus.
• La reparación y el mantenimiento se pueden realizar fácilmente en la barra colectora sin alterar su continuidad.
• El costo de mantenimiento del arreglo es menor.
• El potencial del bus se utiliza para el funcionamiento del relé.
• La carga se puede cambiar fácilmente en cualquiera de los autobuses.

Desventajas de la disposición del bus principal y de transferencia

• En este tipo de disposiciones, se utilizan dos barras colectoras, lo que aumenta el coste del sistema.
• La falla en cualquiera de los buses provocaría el cierre total de toda la subestación.

Disposición de doble interruptor de barra doble

Este tipo de disposición requiere dos barras colectoras y dos interruptores automáticos. No requiere ningún equipo adicional como acoplador de bus e interruptor.

Ventajas de Double Bus Double Breaker

• Este tipo de disposición proporciona la máxima fiabilidad y flexibilidad en el suministro. Porque la falla y el mantenimiento no perturbarían su continuidad.
• La continuidad del suministro sigue siendo la misma porque la carga es transferible de un bus a otro cuando ocurre la falla.

Desventajas del bus doble Interruptor doble

• En este tipo de disposición se utilizan dos barras y dos disyuntores, lo que aumenta el coste del sistema.
• Su costo de mantenimiento es muy alto.

Debido a su mayor costo, este tipo de barras colectoras rara vez se usa en subestaciones.

Arreglo de barra colectora doble seccionada.

En este tipo de disposición de barra colectora, la barra colectora principal seccionada se utiliza junto con la barra colectora auxiliar. Cualquier tramo del embarrado se retira del circuito para mantenimiento y se conecta a cualquiera de los embarrados auxiliares. Pero tal tipo de arreglo aumenta el costo del sistema. No se requiere seccionamiento de la barra colectora auxiliar porque aumentaría el costo del sistema.

Disposición de un interruptor y medio

En esta disposición, se requieren tres interruptores automáticos para dos circuitos. Cada circuito de la barra colectora utiliza el disyuntor y medio. Este tipo de arreglo se prefiere en estaciones grandes donde la potencia manejada por circuito es grande.

Ventajas de la disposición de un interruptor y medio

• Protege el arreglo contra la pérdida de suministro.
• El potencial de la barra colectora se utiliza para operar el relé.
• En tal tipo de arreglo, los circuitos adicionales se agregan fácilmente al sistema.

Desventajas de la disposición de un interruptor y medio

• El circuito se vuelve complicado debido al sistema de retransmisión.
• Su coste de mantenimiento es muy elevado.

Disposición principal del anillo

En tal tipo de disposición, el extremo de la barra colectora se conecta nuevamente al punto inicial del bus para formar un anillo.

Ventajas del arreglo principal de anillo

• Tal tipo de disposición proporcionará dos caminos para el suministro. Por lo tanto, la falla no afectará su funcionamiento.
• La falla está localizada para la sección particular. Por lo tanto, el circuito completo no se ve afectado por la falla.
• En esta disposición, se puede mantener un disyuntor sin interrumpir el suministro.

Desventajas de la disposición de anillo principal

• Se presentan dificultades en la adición del nuevo circuito.
• Se produce una sobrecarga en el sistema si se abre alguno de los interruptores automáticos.

Arreglo de malla

En tal tipo de arreglo, los interruptores automáticos se instalan en la malla formada por los buses. El circuito se deriva del punto de nodo de la malla. Este tipo de disposición de barras está controlado por cuatro interruptores automáticos.

Cuando ocurre una falla en cualquier sección, se deben abrir dos interruptores automáticos, lo que provoca la apertura de la malla. Este tipo de arreglo brinda seguridad contra fallas en la barra colectora, pero carece de facilidad de conmutación. Se prefiere para subestaciones que tienen una gran cantidad de circuitos.

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