¿Qué es y para qué sirve una celda de media tensión?

La celda de media tensión, uno de los elementos más reconocibles de la red eléctrica, cuya función es crucial para la correcta operación de la red

Observar detalladamente la red eléctrica es algo parecido a observar una enorme y compleja tela de araña. Infinitas líneas que se entrelazan y forman nodos a través de los que circula la energía que alimenta nuestras necesidades como consumidores. Para ello, estos nodos cuentan con multitud de elementos tecnológicos que forman parte de la llamada aparamenta eléctrica y que están ubicados en múltiples lugares. Dedicados a diferentes funciones, todos estos tienen algo en común: garantizar que la energía llegue de manera continua, eficiente y segura a los puntos de consumo final. Si bien ya hemos detallado qué elementos principales componen esta aparamenta eléctrica y cuáles son su funciones globales, hoy vamos a hacer un alto en el camino para explicar uno de los sistemas más relevantes y conocidos: la celda de media tensión, también llamada celda de distribución eléctrica.

Estas maravillas tecnológicas -fruto de décadas de desarrollo e ingeniería aplicada al campo de la energía eléctrica- son uno de los actores destacados para que la red eléctrica se gestione a la perfección y, así,  evitar un posible colapso total del resto de aparamentas en caso de un problema de tensión, intensidad y/o frecuencia. Así, las celdas cumplen la función de recibir la electricidad y distribuirla al transformador eléctrico para que éste varíe la tensión de llegada, sería algo así como un grandísimo interruptor a escala de esas tensiones eléctricas.

Además de esto, la función de la celda va más allá, actuando como protector del transformador y del resto de elementos que le siguen en la cadena de distribución, como el cuadro de baja tensión, de posibles alteraciones de la red. Es decir, además las celdas pueden funcionar como grandes fusibles protectores, que evitan que el resto de componentes sufran problemas en situaciones de alteración de la tensión.

Con todo, las celdas de media tensión están presentes en todo momento donde un usuario final requiera de electricidad. Y es que se utilizan para distribuir la energía eléctrica desde las líneas de transmisión de alta tensión a los consumidores finales, para su uso específico en aplicaciones industriales como fábricas, explotaciones mineras, o para conectar fuentes de energía renovable como la solar, la hidroeléctrica o la eólica a la red eléctrica. Por esto son tan relevantes en nuestra sociedad.

¿Qué tecnología utilizan estas celdas de distribución?

Para realizar estas funciones, las celdas están sometidas a una tensión eléctrica muy significativa, y es que la energía eléctrica discurre a través de su interior bien en alta o en media tensión, lo que implica que, de cara a garantizar sus propiedades de conducción, se requiera de una solución tecnológica estable, segura y que cumpla los requisitos técnicos de cada instalación. Y es que la energía llega a ellas a través de la red eléctrica y ha de ser conducida al resto de elementos o bien ser interrumpida según las necesidades en cada momento.

Así, las celdas de distribución de media tensión más avanzadas utilizan una tecnología conocida como GIS (Gas Insulated Switchgear). Esta solución se basa en el uso gases de diferente índole como aislante para generar una barrera de aislamiento en el interior de la cuba donde interactúan los elementos dinámicos de la celda y así permitir su operación segura y eficiente. Entre estos gases destacan compuestos como el SF6 (hexafloruro de azufre), que ha sido el aislante predominante en la industria en las últimas décadas, o las nuevas e innovadores soluciones de aire natural industrial como la implementada por Ormazabal en sus soluciones cgm.zero24 y sbp.zero24. Una tecnología que surge tras más de 10 años de investigación continua y que supondrá un cambio evolutivo en materia de sostenibilidad tecnológica.

¿Qué tipos de celdas de media tensión podemos distinguir?

Como decíamos anteriormente, las celdas son elementos que pueden actuar en diferentes configuraciones y conjuntos según las necesidades de la instalación eléctrica en general y de los usuarios. Una de las grandes revoluciones en el mundo de las celdas fue la tecnología de interconexión de las mismas, lo que habitualmente se llama “coser celdas”; un desarrollo que permite configurar numerosas disposiciones de diferentes celdas, cada una con su propia función, en un mismo hilo de celdas en conjunto. De esta manera el circuito discurre a través de diferentes celdas con funciones específicas que en conjunto generan una solución completa.

Tipos de celdas por funciones

Dentro de esas diferentes celdas, principalmente podemos encontrar las siguientes:

• Celda de entrada o salida: Su función es conectar y desconectar las instalaciones eléctricas que llegan o salen al conjunto de celdas.
• Celda de remonte: Se utilizan como un elemento de protección mecánica para los conductores que se conectan a las barras. Normalmente están presentes en instalaciones que no requieren de protección eléctrica como tal.
• Celda de protección: Como indica su nombre, su función es la de ofrecer protección a los transformadores de media tensión.
• Celda de Interruptor: Con funciones de protección a los transformadores de media tensión, este tipo de celda permite una operación y restablecimiento del circuito mucho más rápido que las celdas de protección tradicionales.

Tipos de celdas por fases de distribución eléctrica

Para entender qué tipos de celdas de media tensión existen, es importante conocer sus funciones, según la potencia de la instalación o nodo, se distinguen dos tipos de celdas de distribución: distribución primaria y distribución secundaria.

• Red de distribución primaria: Es la etapa de distribución de la electricidad en la que la energía llega a las subestaciones para ser transformada y distribuida en media tensión hacia la siguiente fase de la red o para su consumo directo en consumidores electro-intensivos como la industria.
  • Celdas de distribución primaria: Las celdas de distribución primaria se ubican en fases más alejadas de los puntos de consumo, destacando su presencia en subestaciones eléctricas donde actúan como grandes interruptores para proteger al resto de las instalaciones. También podemos encontrarlas en consumidores finales, concretamente en aquellos que requieren una mayor potencia para su consumo: industria, actividades mineras, instalaciones hidroeléctricas… o potencia generadora como es el caso de las subestaciones en fuentes de generación renovable.

• Red de distribución secundaria: Se trata de la etapa del sistema de distribución de energía eléctrica en la que se adaptan los valores de tensión de la energía para su aproximación segura y eficiente a los puntos de consumo como nuestros hogares, oficinas, hospitales…  Esta se fundamenta en la labor de los centros de transformación de media tensión, que adaptan la tensión de la energía para su paso a baja y su consiguiente consumo por parte del usuario final.
  • Celdas de distribución secundaria: Las celdas de media tensión para distribución secundaria se encuentran muy cerca de los centros de consumo y son fundamentales en la labor de transformar la tensión de media a baja; por lo que las podemos encontrar en los centros de transformación, y en instalaciones ad hoc cercanas al consumidor final, junto con el resto de elementos críticos de la red de media tensión. Su función de protección y de interrupción de la red garantiza el suministro a los consumidores y protege la red ante posibles

¿Qué elementos componen una celda de distribución eléctrica?

Si bien las celdas son un elemento de la propia aparamenta eléctrica, estas están a su vez compuestas por diferentes elementos que componen las celdas. Vamos a ver los principales:

• Cuba metálica: Se trata de la estructura metálica que aglutina el conjunto de elementos internos de una celda y que sirve como compartimento estanco para el paso de la electricidad. Esta, a su vez, se dividen en diferentes secciones según la tipología de la propia celda.
• Cableados internos: Es el conjunto de líneas de cable que sirve tanto para conducir la electricidad a través de la celda como para conectar los diferentes elementos internos y sus funciones.  
• Aislantes: Son elementos de epoxi, tales como bornas o conectores, que hacen las veces de piezas aislantes entre las diferentes partes estancas de una celda; garantizando en todo momento la seguridad y operación.
• Interruptores: Son dispositivos que interrumpen el flujo de corriente eléctrica en un circuito. Están diseñados para proteger los equipos eléctricos y evitar daños debidos a sobrecorrientes, cortocircuitos y otros fallos eléctricos.
• Seccionadores: Se utilizan para aislar partes del sistema eléctrico para su mantenimiento o reparación. Suelen utilizarse junto con interruptores y otros dispositivos de protección.
• Fusibles: Son dispositivos que protegen los equipos eléctricos interrumpiendo el flujo de corriente cuando ésta supera un determinado nivel (corriente de cortocircuito). Están diseñados para proteger contra sobrecorrientes y cortocircuitos.
• Relés: Son dispositivos que actúan como controladores de lo que ocurre dentro de la celda para activar protecciones preventivas cuando se detectan fallos. De esta manera garantizan la seguridad y el funcionamiento de la celda. Los relés conjuntamente con otros dispositivos llamados remotas, son capaces de transmitir datos como medidas y estados en tiempo real a centros de control, así como recibir órdenes desde otros centros de control que actúan sobre las celdas de media tensión. Son por tantos elementos telemandados.
• Controles exteriores: Son los diferentes dispositivos, tanto mecánicos como digitales, que permiten manejar las funcionalidades del interior de la celda. Ya sea a través del display digital externo, a través de la operación con llave de las diferentes secciones o de la maniobra con palanca para abrir o cerrar el paso de la electricidad.

Ormazabal, expertos en soluciones eléctricas para la red

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