Qué es una barra y qué es un campo
La barra es un conductor común —en una playa al aire, un caño o un cable tendido entre pórticos— al que se conectan todos los circuitos de la estación. Cada circuito entra por su campo: el conjunto de seccionadores, interruptor, transformadores de corriente y de tensión y descargadores que lo conecta o lo separa. Hay campos de línea, campos de transformador y campos de acoplamiento, que unen dos barras o dos tramos de barra. El interruptor es el que corta la corriente de falla; el seccionador sólo abre sin carga y deja un corte visible para poder trabajar.
Simple barra: una barra, todo colgado de ella
Es el esquema más corto y más barato: cada campo tiene su interruptor y un seccionador hacia la barra. Su punto débil es la barra misma. Una falla en la barra la despeja la protección diferencial de barras (87B) abriendo todos los interruptores, y el parque entero sale de servicio hasta que se repara. Para mantener la barra, o el seccionador de barra de cualquier campo, también hay que dejar el parque sin tensión.
En un parque con una sola línea esto pesa menos de lo que parece: la línea ya es un punto único. Si la línea sale, el parque sale, con cualquier esquema. Y una falla en la línea, que recorre kilómetros a la intemperie, es mucho más frecuente que una falla en la barra, que mide unas decenas de metros dentro de un cerco. Por eso la simple barra es la elección habitual de un parque con una línea.
Barra partida: dos tramos y un interruptor entre ellos
La barra se corta en dos tramos, A y B, unidos por un campo de acoplamiento longitudinal: un interruptor con un seccionador a cada lado. Los circuitos se reparten entre los dos tramos. Una falla en un tramo abre el acoplamiento y los campos de ese tramo; el otro tramo sigue en servicio.
La trampa es la del ejemplo. Con una sola línea, la línea está en uno de los tramos. Una falla en el tramo B saca al T1, 40 MVA, y el T2 sigue entregando por la línea. Una falla en el tramo A saca a la línea, y con ella al parque entero: 80 MVA, igual que la simple barra, con un interruptor más. La barra partida rinde cuando hay dos líneas, una en cada tramo, o cuando la estación tiene que poder seguir con medio parque mientras se trabaja en la otra mitad.
Doble barra: cada campo elige a cuál se conecta
Dos barras completas, A y B, y cada campo con un seccionador hacia cada una, el selector de barra. Un campo de acoplamiento con su interruptor une las dos barras. Ante una falla en una barra, la protección abre lo que estaba conectado a ella; después, con una maniobra de selectores, esos circuitos pasan a la barra sana y vuelven a servicio sin esperar la reparación. Y una barra se puede mantener entera sin cortar nada: antes se pasa todo a la otra.
Cuesta un interruptor más, el del acoplamiento, el doble de seccionadores de barra, una barra más con sus pórticos y una playa más profunda: en la disposición que ELAP dibuja a 132 kV, las barras ocupan tres vanos de unos 10 m (B | A | B) donde la simple barra ocupa uno. Es el esquema de las estaciones de la red de transporte, con varias líneas que entran y salen. Si la estación del parque va a formar parte de esa red —por ejemplo, porque la conexión abre una línea existente en entrada y salida—, el esquema se define con el transportista, no sólo con el parque.
Bloque línea–transformador: sin barra
Cada línea entra directo en su transformador, con un seccionador de línea y un solo interruptor del lado del transformador. No hay barra, así que no hay falla de barra, ni diferencial de barras, ni transformador de tensión de barra. Es lo mínimo que se puede construir.
La condición es una línea por transformador. Con dos líneas y dos transformadores, perder una línea saca a su transformador, 40 MVA, y no hay cómo pasar esa potencia a la otra línea. Con una línea y un transformador —el caso de muchos parques medianos—, el bloque lleva un interruptor contra dos de la simple barra, y la confiabilidad es la misma: cualquier falla saca al parque. Lo que se pierde es la ampliación: sin barra, sumar un segundo transformador o una segunda línea es rehacer la playa.
| Esquema | Interruptores en alta | Qué se gana |
|---|---|---|
| Bloque línea–transformador | 1 | Lo mínimo. Ampliar es rehacer la playa |
| Simple barra | 2 | La barra deja lugar para colgar un campo nuevo |
| Barra partida | 3 | Nada: la línea y el transformador quedan en tramos distintos y cualquier falla saca al parque |
| Doble barra | 3 | Sólo ante una falla o un mantenimiento de barra, lo menos frecuente |
Los cuatro, con números
| Esquema | Interruptores en alta | Qué se pierde con una falla de barra |
|---|---|---|
| Simple barra | 3 | Todo el parque, 80 MVA, hasta reparar |
| Barra partida | 4 | El tramo: 40 MVA si es el del T1, 80 MVA si es el de la línea |
| Doble barra | 4 | Lo que estaba en esa barra, hasta pasarlo a la otra con los selectores |
| Bloque línea–transformador | 2 | No hay barra; perder una línea saca 40 MVA |
Cómo elegir
- Una línea y un transformador: simple barra si se piensa ampliar; bloque si no.
- Una línea y dos transformadores: simple barra. La partida sólo protege el tramo que no tiene la línea.
- Dos líneas: barra partida, una línea en cada tramo; o bloque, si cada línea lleva su transformador y no hace falta cruzarlas.
- Una estación que pasa a ser parte de la red de transporte: el esquema que se defina con el transportista.
- Playa encapsulada en gas (GIS): el esquema se elige con la misma lógica; cambia lo que cuesta cada campo, no lo que se pierde con cada falla.
Qué sale del modelo
En ELAP el esquema es un botón de la lente Substation, junto a los contadores de campos de línea, de transformador y de reserva. Con el esquema elegido salen de la misma decisión la planta de la playa, los cortes, la lista de equipos, el unifilar y las protecciones que se proponen: la barra partida suma el campo de acoplamiento longitudinal; la doble barra, el selector hacia cada barra y el campo de acoplamiento; el bloque no dibuja barra y verifica que haya una línea por transformador. Mientras nadie elige, ELAP propone simple barra.