Es la mejor solución técnica para la transmisión digital dadas la buena protección del cable y la alta disponibilidad del sistema que puede obtenerse.

Se recomienda su utilización cuando se trate de una línea eléctrica nueva, dado que la diferencia de valor con un hilo de guardia convencional radica solamente en el costo diferencial de la provisión del material.

Se aconseja como reemplazo del hilo de guardia existente, cuando deban preverse cortes de línea de cierto lapso de tiempo, o se prevean grados de dificultad en las obras que hagan útil la independencia de las comunicaciones, teleprotección y otros.

Es de uso cada vez más frecuente compartir el uso del OPGW con prestadores de servicio de transmisión de datos y/o telefónicos, a partir de la desregulación de los servicios.

Las necesidades de comunicación de las empresas del área eléctrica son normalmente satisfechas con un solo cable de fibra óptica, pudiendo usarse como segundo hilo de guardia el de acero convencional. Sin embargo, dada la conveniencia antes mencionada de compartir servicios interurbanos de transmisión de voz y/o datos y/o videos, con otros carriers, se recomienda la conveniencia de considerar la instalación de sendos OPGW.

Tanto en el caso de reemplazar el hilo de guardia existente por un OPGW, así como en el caso de instalar uno nuevo, debe analizarse el efecto sobre las estructuras soporte de la línea, dadas las diferencias de peso, tiro y efectos agregados que trae aparejadas (situación ésta que no es crítica en un hilo de guardia tradicional).

Se recomienda tener en cuenta:
Nuevas tensiones de tiro axial.
Nuevos esfuerzos sobre torres.
Vibraciones por efecto del viento.
Mayor carga por hielo.
Vibraciones por deshielo.
El tendido y flechado de un cable de OPWG debe requerir cuidado para reducir al máximo los efectos negativos de:
La torsión en el cable y en las fibras.
El doblado del cable.
La compresión y la tracción.
La pérdida de estanqueidad durante el proceso de instalación.
Deben fijarse mayores exigencias para la amortiguación de vibraciones mediante stockbridges, pues el cable de fibra óptica es mucho más sensible a las consecuencias de las vibraciones por las microcurvaturas que sufren las fibras durante las oscilaciones. Deberá efectuarse un modelado y estudio de las vibraciones para limitar los valores máximos y fijar las condiciones de amortiguación. Deberán fijarse las condiciones para la medición de las vibraciones luego de la puesta en servicio, (típicamente cada dos años) para comprobación de los cálculos realizados y luego durante el servicio para mantener protegida las condiciones de trabajo de las fibras.

Podemos observar que , en la estación transformadora de la foto, existen dos bobinas de onda portadora conectadas cada una en serie con la línea de alta tensión, montadas sobre dos fases , que suspenden desde el pórtico de entrada de línea, con doble cadena deaisladores en V, para quitarle grados de libertad.

Estas bobinas son dispositivos que tienen una impedancia despreciable a frecuencia industrial, de tal forma de que no perturbe la transmisión de energía, pero debe ser relativamente alta para cualquier banda de frecuencia usada para comunicación por portadora.

Esta colocada en dos fases para tener una en funcionamiento y la otra como reserva ante cualquier desperfecto.

Este sistema de comunicación vincula dos subestaciones (comunicacion a distancia). Cabe aclarar que la frecuencia portadora , del orden de las 10 kHz, no entra a la barra.

Las líneas de transmisión también son utilizadas para la transmisión de señales de onda portadora entre 30 kHz y 500 kHz, para telecontrol, telefonía, teleprotección, telemedición, etc., comúnmente llamado \»sistema de onda portadora\»(carrier).

La bobina de onda portadora (tambien llamada bobina de bloqueo o trampa de onda) tiene la función de impedir que las señales de alta frecuencia sean derivadas en direcciones indeseables, sin perjuicio de la transmisión de energía en la frecuencia industrial.

La bobina de bloqueo es, por lo tanto, acoplada en serie con las líneas de transmisión de alta tensión que deben ser dimensionadas para soportar la corriente nominal de la línea en la frecuencia industrial y las corrientes de cortocircuito a las cuales están sujetas las líneas de transmisión.

Como es su construcción

Bobina Principal: La bobina principal conduce la corriente nominal de la línea de transmisión y es proyectado para soportar la corriente máxima de cortocircuito. El arrollamiento consiste en perfiles de aluminio de sección rectangular de alta resistencia mecánica. Dependiendo de la corriente, uno o más perfiles son conectados en paralelo. Cada espira es separada por trozos de fibra de vidrio. El arrollamiento es rígidamente inmovilizado por medio de crucetas de aluminio montadas en las extremidades del arrollamiento de la bobina principal y por uno o más tirantes aislados de fibra de vidrio.

La bobina principal es de construcción robusta y liviana. Se trata de una estructura abierta, con aislamiento en aire, que resulta en excelentes propiedades de enfriamiento. Debido a esta construcción, no ocurrirán grietas en la superficie de la bobina. Su baja capacidad propia implica una elevada frecuencia de autoresonancia, volviendo este proyecto particularmente adecuado para aplicaciones en alta frecuencia, tal como en sistemas de onda portadora. Estas importantes características aseguran un excelente desempeño, principalmente en la ocurrencia de un cortocircuito. Esto permite que se alcance una larga vida útil.

Dispositivos de sintonía: El dispositivo de sintonía es montado en el tirante central localizado en el interior de la bobina principal. Es de fácil acceso y puede también ser fácilmente reemplazo en el caso de una eventual alteración de la faja de operación, sin que sea necesario remover la bobina de bloqueo. Todos los componentes del dispositivo de sintonía son escogidos para garantizar una excepcional fiabilidad operacional y una vida útil prolongada. El dispositivo de sintonía puede ser fijo o ajustable para sintonía simple, de doble frecuencia o de banda ancha.

Todos los componentes son encapsulados con una triple capa resistente a la intemperie, protegiendo el dispositivo de sintonía de los constantes cambios climáticos y eventuales choques mecánicos. Los coeficientes de temperatura de los elementos del dispositivo de sintonía son escogidos de forma que se obtenga un alto grado de estabilidad en la sintonía.

Dispositivo de Protección: El dispositivo de protección es conectado en paralelo con la bobina principal y el dispositivo de sintonía, para evitar que la bobina de bloqueo sufra algún daño debido a una sobretensión transitoria. Las características del dispositivo de protección son escogidas para soportar elevadas sobretensiones transitorias, siendo que éste no debe empezar a actuar debido a la tensión que surge entre los terminales de la bobina de bloqueo en el caso de un cortocircuito, y tampoco debe permanecer en operación después de la respuesta a una sobretensión momentánea entre los terminales de la bobina de bloqueo, causada por la corriente de cortocircuito. En las bobinas de bloqueo, son utilizados dispositivos de protección de óxido de cinc (ZnO), sin centelleador.

Como es su montaje

Montaje Suspendido: Todos las bobinas de bloqueo son suministradas con un cáncamo para izar, fijado directamente en el tirante central. Para este tipo de montaje, un cáncamo adicional es añadido a la cruceta inferior para soportar la bobina de bloqueo, evitando oscilaciones.

Montaje Vertical: Para este tipo de montaje, las bobinas de bloqueo son suministradas con pedestal de aluminio. Los pedestales tienen una altura adecuada para evitar el calentamiento excesivo del soporte del aislador o del transformador de tensión capacitivo (TPC) debido al campo magnético de la bobina principal.

Algunos accesorios

Rejilla de Protección anti Pájaros: Las rejillas de protección contra pájaros evitan la entrada de aves al interior de la bobina principal. La rejilla es hecha de fibra de vidrio con protección contra UV y resistente al calor . La presencia de la rejilla de protección contra pájaros no perjudica el enfriamiento de la bobina de bloqueo.

Además del proyecto estándar, el cual consiste en un inductor principal, un dispositivo de sintonía y un dispositivo de protección, los siguientes accesorios están disponibles, en caso de que sea solicitado :
Conectores de línea (aluminio o bimetal) para conexión directa del conductor de alta tensión
Anillos anticorona. En caso de que no haya ningún requisito especial con relación al nivel de descarga de corona, su instalación no es necesaria para tensiones nominales de hasta 245 kV. Si es necesario, los anillos anticorona son construidos de tubos de aluminio . En este caso, el diámetro total de la bobina de bloqueo es aumentado en 40 mm y la altura total de la bobina, en 2×100 mm. En el caso de montaje sobre pedestal, la altura total es solamente aumentada en 100 mm, pues el anillo anticorona inferior se proyecta sobre el pedestal.

Las baterías se clasifican según su aplicación o según su construcción.

Según su uso, las baterías de plomo ácido se clasifican en:

• Baterías de arranque: diseñadas especialmente para arrancar los motores de combustión, son utilizadas en automóviles, camiones, motos, tractores, embarcaciones y aeronaves, entre otros. Las baterías de arranque están diseñadas para suministrar gran intensidad de corriente en pocos segundos y resistir profundidades de descarga no mayores del 10-20%.

• Baterías de tracción: especialmente construidas para suministrar energía a vehículos eléctricos tales como grúas horquillas, transpaletas y apiladores eléctricos, carros de golf y sillas de rueda. Las baterías de tracción están diseñadas para suministrar cantidades relativamente bajas de corriente por largos períodos de tiempo, soportando un elevado número de ciclos profundos de carga y descarga.

• Baterías estacionarias o de reserva: diseñadas para aplicaciones en sistemas de alarma de incendios, alumbrado de emergencia, sistemas de alimentación ininterrumpida (o UPS) y telecomunicaciones, entre otros. Las baterías estacionarias están constantemente siendo cargadas (carga de flotación) para compensar la pérdida de capacidad debido a la autodescarga, y están construidas para resistir descargas profundas esporádicas. Estas baterias son usadas en ET.

Según la tecnología de fabricación empleada, se distinguen:

• Batería abierta o ventilada: Las baterías abiertas son las más convencionales y se caracterizan por tener orificios de acceso a su interior con tapones removibles, los cuales permiten la verificación del nivel y gravedad específica del electrolito, la eventual reposición del agua perdida, y que los gases producidos en su interior pueden escapar a la atmósfera. Invariablemente, el electrolito en estas baterías se encuentra en estado líquido.

Las baterías abiertas, dependiendo del fabricante, pueden suministrarse en las siguientes condiciones: cargadas y llenas con electrolito o cargadas y secas (sin electrolito). Las baterías abiertas de plomo calcio son clasificadas como “libre mantenimiento” y las de plomo selenio como “bajo mantenimiento”.

• Batería sellada o regulada por válvula (VRLA): Batería en la que el escape de los gases producidos por la electrólisis del electrolito es controlado automáticamente por una válvula sensitiva a la presión. Las baterías selladas emplean placas de plomo calcio y son de “libre mantenimiento” (SMF) o “sin mantenimiento”. Según el estado en que se encuentre el electrolito, las baterías selladas se clasifican en: baterías de gel y baterías de electrolito absorbido (o AGM). Las baterías de recombinación (de gel o AGM) son aquellas donde, mediante un proceso electroquímico, el oxígeno y el hidrógeno producidos internamente vuelven a combinarse formando agua para reincorporase de nuevo a su celda; la recombinación tiene típicamente una eficiencia del 99%, luego casi no hay pérdida de agua.

Las baterías selladas ofrecen algunas ventajas técnicas sobre las abiertas, tales como la ausencia de fugas de electrolito, mínima emisión de gases, nula posibilidad de contaminación del electrolito y bajos requerimientos de mantenimiento. Sin embargo, también presentan limitaciones tales como un menor número de ciclos, la imposibilidad de reponer el agua perdida por exceso de sobrecarga, la imposibilidad de verificar en forma confiable su estado de carga, y en algunos casos su mayor sensibilidad a la temperatura de operación.

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Dichas baterías forman parte de los servicios auxiliares de la subestación.

El sistema de baterías se utiliza para energizar:
protecciones
lámparas piloto
registrador de eventos
circuito de transferencia de potenciales
sistemas contra incendio
equipo de onda portadora
equipos de micro onda
control de los interruptores de AT y BT
control de los seccionadores
alarmas
iluminación de emergencia
sistemas ininterrumpido de energía (UPS)
En las subestaciones se pueden instalar baterías del tipo ácido ó alcalino. Antiguamente se instalaban en la mayoría de los casos las de primer tipo por ser las más baratas y tenían una larga vida útil, la cual es ligeramente inferior a las alcalinas. Una ventaja de las del tipo ácida es su característica constructiva que permite conocer el estado de la carga que almacena la batería en función de la densidad del electrolito, pero tienen otros inconvenientes, como el mantenimiento, se necesita disponer de locales mas amplios y que reúnan ciertas condiciones.

En la actualidad se emplean los acumuladores alcalinos (níquel-cadmio), pero todavía es posible encontrar los primeros. Las baterías se instalan en un cuarto cerrado, que forma parte del edificio principal de la subestación, y lo más cerca posible de lo tableros para reducir al máximo la longitud de los cables y por lo tanto la posibilidad de la aparición de sobretensiones, por acoplamiento capacitivo o inductivo.

Los cuartos en que se instalan las baterías del tipo ácido, deben estar provisto de un extractor de gases, que deberá ponerse en funcionamiento antes de la apertura de la puerta de entrada del personal, con el fin de eliminar la posibilidad acumulación de hidrógeno que se desprende durante la descarga intensa de las baterías que, en presencia de alguna chispa originada en la ropa de la personal (electricidad estática) que entra, puede provocar una explosión.

Los locales destinados a baterías deben ser secos, bien ventilados y sin vibraciones que puedan originar desprendimientos excesivos de gases y desgaste prematuro de las placas. La temperatura ambiente debe variar entre los 5 y 25 grados centígrados. La instalación eléctrica deberá ser del tipo anti-explosiva. El suelo debe ser a prueba de ácido o álcali, según sea el tipo de batería y deberá tener una ligera pendiente con un canal de desagüe, para evacuar rápidamente el líquido que se pueda derramar o el agua de lavado. Las paredes techo y ventanas deben recubrirse con pintura resistente al ácido o los álcalis según se trata.

En las fotos se observa un juego de baterías en una subestación que contiene 86 vasos de plástico (conectadas en serie) de Niquel Cadmio con hidróxido de potasio como electrolito, todas se encuentran sobre bancos metálicos aislados de tierra. Este juego de batería asegura los 110 V de corriente continua.

También se observa otro juego de reserva con vasos de acero de plomo ácido, en caso de fallar la anterior.

Las baterías son mantenidas al nivel de carga nominal por los llamados cargadores. Es de hacer notar que este sistema entra en juego una vez que la subestación, por cualquier motivo, se queda sin alimentación de corriente alterna.

En todas las estaciones transformadoras de una red de alta tensión, se debe contar con sistemas de baterías para la alimentación de sus servicios auxiliares y esenciales. En condiciones normales, todos ellos son alimentados desde el mismo sistema eléctrico, pero en caso de un black-out, resulta imprescindible contar con sistemas de baterías que aseguren la maniobrabilidad de los equipos de alta tensión para iniciar la restitución del sistema.

En general, se trata de sistemas de baterías de 220 ó 110 Vcc, a diferencia de los sistemas de comunicaciones que sueles utilizar tensiones menores, como 48 Vcc. Además, estos servicios comprenden la alimentación de los sistemas de protecciones de las líneas de alta tensión. Es decir, los relevadores que hacen que una línea se desconecte ante una falla, de manera de preservar la estabilidad del sistema de transmisión.

En situaciones de tormentas eléctricas es fundamental mantener en funcionamiento las protecciones y es en este tipo de oportunidades donde más se puede apreciar la importancia de las baterías y los sistemas de corriente continua en una estación transformadora.

Uso de las baterías de electrolito absorbido y si posibles ventajas importantes

Como se mencionaba en el punto anterior, las baterías de plomo-ácido son una parte fundamental de nuestros sistemas esenciales y auxiliares en corriente continua. Durante muchos años, estos sistemas utilizaron baterías electrolito líquido. Eran muy confiables pero tenían algunas desventajas como el mantenimiento y la necesidad de una sala con ventilación adecuada, para extraer los gases peligrosos que se generan en el momento de la carga. Además ocupaban un espacio considerable.
En los últimos años, y a medida que los fabricantes fueron mejorando su desempeño, estamos incorporando baterías selladas, en particular, las de electrolito absorbido. Hasta el momento estamos satisfechos con el desempeño de estos productos, que requieren un espacio menor para su instalación y, es más, pueden compartir la sala con otros equipos eléctricos y electrónicos. Además, al requerir un mínimo de mantenimiento, nuestros técnicos tienen mayor tiempo disponible para otras tareas importantes.

Uso de sistemas de energía no convencional (paneles solares, aerogeneradores) para asegurar el funcionamiento de los servicios auxiliares

Se llegan a utilizar paneles solares para la carga de baterías en las estaciones repetidoras de microondas o en las de fibra óptica, durante varios años.
En la actualidad, en estas estaciones, se utilizan diferentes marcas y equipos, que toma electricidad por inducción en un tramo del hilo de guarda de las líneas de 500 KV.
En zonas inhóspitas, este sistema asegura una disponibilidad superior a los sistemas de paneles solares, con la ventaja adicional que mantiene mejor cargadas a las baterías y, en consecuencia, prolonga su vida útil.

Tipos de aprovisonamiento posibles
La industria nacional provee una gama muy amplia de equipos y materiales necesarios para instalaciones nuevas o para reposición. Actualmente, nos proveemos en forma local de torres de alta tensión, conductores, hilos de guarda, morsetería, transformadores de potencia y de medida, algunos equipos de maniobra, entre otros. Sólo se recurre a la importación cuando se trata de equipos que no pueden ser provistos por la industria nacional.

Las baterías se usan para asegurar que el equipo eléctrico crítico siempre esté encendido. Hay tantos lugares donde se usan baterías que es casi imposible enumerarlos todos.

Algunas aplicaciones para baterías incluyen:

Estaciones y subestaciones generadoras de electricidad para la protección y el control de conmutadores y relés
Sistemas de telefonía para el soporte de servicios telefónicos, especialmente servicios de emergencia
Aplicaciones industriales para protección y control
Copias de seguridad en computadoras, especialmente datos e información financiera
Sistemas de información empresarial “menos críticos”
Sin baterías de reserva los hospitales tendrían que cerrar sus puertas hasta que se restablezca la energía. Pero aun así, hay pacientes conectados a sistemas de mantenimiento de vida que requieren una potencia eléctrica absoluta del 100%. Para estos pacientes, como se dijo en su momento, “un fallo no es una opción”.

Simplemente vea a su alrededor cuánta electricidad usamos y entonces vea la importancia que las baterías han llegado a alcanzar en nuestra vida diaria. Muchos de los apagones alrededor del mundo en el 2003 demuestran cómo los sistemas eléctricos críticos sustentan nuestras necesidades básicas. Las baterías se utilizan ampliamente y sin ellas muchos de los servicios que damos por hecho fallarían y causarían innumerables problemas.

¿Por qué fallan las baterías?

Para entender por qué fallan las baterías desafortunadamente necesitamos saber un poco más de química. Hoy en día se usan dos químicos de baterías principales: plomo-ácido y níquel-cadmio.

Hay otros químicos que están llegando, como el litio, que se encuentra en sistemas de batería portátiles, pero todavía no en sistemas fijos.

Volta inventó la batería primaria (no recargable) en 1800. Planté inventó la batería de plomo-ácido en 1859 y en 1881. Faure utilizó por primera vez las placas de plomo-ácido. A lo
largo de las décadas se fueron refinando y se han convertido en una fuente de potencia de reserva muy importante.

Los refinamientos incluyen aleaciones mejoradas, diseños de rejillas, materiales de vasos y tapas y sellos entre vasos y tapas y entre terminales mejorados.

El desarrollo más revolucionario fue la regulación por válvula. Muchas otras mejoras en químicos de níquel-cadmio se han desarrollado a lo largo de los años.