En el entramado de toda infraestructura energética moderna se encuentra un componente importante, y a menudo olvidado: las subestaciones eléctricas. Estas instalaciones son mucho más que simples puntos de transformación; son los nodos que garantizan la distribución segura y confiable de la energía eléctrica. Este artículo profundiza en el mundo de las subestaciones, su funcionamiento, tipos y la importancia de una buena planificación.
¿Qué son las subestaciones eléctricas y para qué sirven?
Una subestación eléctrica es una instalación eléctrica cuyo propósito principal es controlar los niveles de tensión dentro del sistema, en el ámbito de la alta tensión eléctrica. Se puede conceptualizar como el homólogo de un centro de transformación, pero operando a tensiones superiores.
Su función no es única; dependiendo de las necesidades del sistema, una subestación puede actuar para:
A) Reducir la tensión:
Llevando la energía desde las redes de transporte de alta tensión a niveles de media tensión aptos para la distribución urbana o industrial.
B) Elevar la tensión:
Como en el caso de una planta fotovoltaica, donde la energía generada a un voltaje y debe ser elevada para ser inyectada de manera eficiente en la red de transporte.
C) Maniobrar:
Estas subestaciones, aunque no contengan transformadores, son puntos cruciales ya que sirven como interconexión entre nodos y mallar la red de alta tensión facilitando las operaciones de la red.
En esencia, son el punto de intercambio y control que permite que la energía fluya desde donde se genera hasta donde se consume.
1. Proceso de transformación en las subestaciones eléctricas
Una de las partes más importantes de la Subestación es el transformador de potencia. Este modifica el nivel de tensión, ya sea para aumentarlo o reducirlo. Para cada transformador es necesario realizar un diseño específico que responde a una necesidad concreta del cliente y de la red en el momento de la planificación. Por ejemplo, una subestación puede estar diseñada para transformar 25 MVAs reduciendo la tensión de 132 kV a 20 kV.
2. Contribución al sistema eléctrico nacional
Las subestaciones son primordiales para la estabilidad energética de un sistema tan complejo como el de un país. La red eléctrica nacional funciona como una compleja cadena donde las subestaciones de muy alta tensión de Red Eléctrica de España distribuyen la energía a las compañías distribuidoras. Estas, a su vez, cuentan con sus propias subestaciones para llevar la energía a los centros de transformación desde los cuales se alimentará a los abonados finales.
Grandes consumidores, como los Centros de Procesamiento de Datos (CPD) o las grandes plantas de generación renovable, requieren de proyectos eléctricos que incluyan una subestación eléctrica propia. Un CPD, debido a su enorme demanda de potencia, necesita tener suministro en tensiones elevadas que le permitan consumir toda esa potencia. De igual modo, una planta fotovoltaica requiere su propia subestación para transformar la tensión y poder inyectarla a la red la potencia generada. Por lo tanto, son un punto clave e insustituible en todo el sistema eléctrico.
Tipos de subestaciones eléctricas y sus diferencias
La clasificación más común de las subestaciones se realiza según su nivel de tensión y su función principal:
A) Subestaciones de Alta Tensión: (de 66 a 132 kilovoltios) como la que actualmente Vestel Ingenieros está desarrollando para un cliente en Castellón, que transforma de 66 kV a 30 kV. Este tipo suele ser común para abonados industriales de gran consumo.
B) Subestaciones de Muy Alta Tensión (400 kV, 220 kV): son las arterias principales del sistema, propiedad de la red de transporte o las grandes compañías. Un abonado final no suele tener una instalación de este calibre.
C) Subestaciones de Transformación o Maniobra: se definen por su función. Las elevadoras transforman de media a alta o muy alta tensión, mientras que las reductoras hacen el proceso inverso. O también subestaciones que sólo maniobran sin modificar la tensión
¿Cuántas subestaciones eléctricas hay en España?
Según fuentes del sector, la red de transporte española está compuesta por más de 45.500 km de circuitos de líneas de alta tensión eléctrica, más de 700 subestaciones y 6.000 posiciones.
Sin embargo, esta cifra no incluye los miles de subestaciones de distribución y las de abonado. Se estima que, combinando todos los tipos (transporte, distribución y abonados), el parque de subestaciones en España ronda las 8.000 instalaciones.
¿Qué tener en cuenta a la hora de montar una subestación?
La ejecución de proyectos eléctricos de esta envergadura es un proceso complejo y largo que requiere una buena planificación. Factores clave a considerar incluyen:
A) Dimensión y complejidad:
Puede variar desde una subestación sencilla con un solo transformador hasta un complejo, varias posiciones de transformación y salidas y entradas de líneas, lo que impacta directamente en las dimensiones físicas.
B) Tipología del terreno y ubicación:
Es crucial definir si estará en intemperie o en interior, lo que influye en la tecnología a emplear (GIS, AIS, etc.).
C) Marco normativo y tecnología:
La normativa existente es compleja en cuanto a interpretación y a aplicación. Por este motivo es de gran importancia contar con empresas especializadas.
El proceso completo puede extenderse hasta cuatro o cinco años y a grandes rasgos incluye:
- Planificación y obtención de la Carta de Condiciones de la compañía distribuidora/transportista
- Estudio inicial y aprobación.
- Elaboración de un proyecto técnico-administrativo para su presentación en Industria.
- Ingeniería de detalle.
- Construcción.
- Legalización final.
Partes de una subestación eléctrica
Una subestación cuenta con muchos componentes, pudiendo agrupar en tres grandes grupos: transformadores de potencia, maniobra y equipos de protección y control. A continuación, detallamos cada uno de estos elementos:
1. Transformadores de Potencia
Es el «corazón» de la instalación. Es un equipo específicamente diseñado para la necesidad de transformación de cada subestación eléctrica. Su tamaño y características determinan el diseño del resto de los componentes.
2. Maniobra, Interruptores y Seccionadores
Son los elementos de protección y maniobra que permiten aislar secciones de la subestación para mantenimiento o en caso de fallo, garantizando la seguridad y la continuidad del servicio.
3. Equipos de Protección y Control
Esta es la capa de automatización e inteligencia. Incluye sistemas como las Unidades Centrales de Protección (UCP) o Control (UCS) que reciben todas las señales de los equipos. Monitorean en tiempo real el estado de la subestación, lanzan alarmas ante incidencias como cortocircuitos y permiten un control y vigilancia remotos, siendo vitales para la gestión.
Seguridad en las subestaciones eléctricas: Normativas y buenas prácticas
La seguridad es un pilar fundamental en el diseño y operación de una subestación eléctrica. La base es el estricto cumplimiento del Reglamento sobre condiciones técnicas y garantías de seguridad en instalaciones eléctricas de alta tensión eléctrica (RAT) y sus Instrucciones Técnicas Complementarias (ITC-RAT), junto con las numerosas normas UNE aplicables a cada componente y procedimiento.
Ventajas de confiar en Vestel Ingenieros para tus proyectos de subestaciones eléctricas
En Vestel Ingenieros entendemos la complejidad de los proyectos eléctricos de alta tensión. Nuestra ventaja competitiva se basa en el conocimiento integral, poseemos un profundo conocimiento de la complejidad de una subestación eléctrica. Compromiso y cumplimiento, nuestro equipo se encarga de entregar los proyectos a tiempo y alineados con los objetivos del cliente, acompañándole en todo el proceso.
Como bien sabemos, el mundo de las subestaciones es de difícil acceso en cuanto a conocimientos y procedimientos que tienen las compañías eléctricas. Por ello, nuestra experiencia y conocimiento del sector, trabajando con las compañías distribuidoras, agilizan y aseguran el éxito del proyecto.
Compromiso con la innovación y la sostenibilidad
El futuro energético, marcado por la electrificación de todos los sectores de la sociedad, el transporte, los centros de procesamiento de datos (CPD), la eliminación del consumo de combustibles fósiles en los procesos industriales, etcétera, exigen un reforzamiento de la red en todos los niveles de tensión, tanto en redes como en subestaciones de transformación y maniobra. La nueva programación de Red Eléctrica de España prevé inversiones de más de 13.000 millones de euros en infraestructuras de alta tensión eléctrica, incluyendo subestaciones.
En Vestel Ingenieros somos parte de esta transformación energética. Ayudamos a nuestros clientes a desarrollar los proyectos eléctricos que sustentarán la Agenda 2030, asegurando que sus inversiones en infraestructura energética sean sólidas, seguras y sostenibles.