REDES DE DISTRIBUCIÓN DE LA ENERGÍIA ELÉCTRICA UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA Y TEXTIL CIRCUITOS ELÉCTRICOS REDES DE DISTRIBUCIÓN DE LA ENERGÍIA ELÉCTRICA Ing. JORGE COSCO GRIMANEY

SISTEMA ELÉCTRICO DE POTENCIA “La función del sistema eléctrico de potencia es abastecer a todos los usuarios con energía eléctrica tan económicamente como sea posible, en la cantidad deseada y con un nivel aceptable de calidad, seguridad y confiabilidad” Conjunto de instalaciones y equipos para producir, transportar y distribuir energía eléctrica a los usuarios de una zona, ciudad, región o país.

SISTEMAS ELÉCTRICOS DE POTENCIA (SEP) Un SEP se compone de tres partes o subsistemas fundamentales: GENERACIÓN O PRODUCCIÓN TRASMISIÓN REDES DISTRIBUCIÓN

SISTEMA ELECTRICO DE POTENCIA La red eléctrica de distribución pertenece al sistema eléctrico de potencia.

SISTEMA ELECTRICO DE POTENCIA

SISTEMAS ELÉCTRICOS DE POTENCIA (SEP) GENERACIÓN: Corresponde a la producción de energía eléctrica y se realiza en centrales (térmicas, hidráulicas, etc.) TRASMISIÓN: Las redes de trasmisión transportan la energía en grandes cantidades desde las centrales de generación hasta los centros de consumo DISTRIBUCIÓN: Las redes de distribución canalizan la energía eléctrica desde los puntos de conexión con la red de transporte (transmisión) hasta los consumidores finales

SISTEMAS ELÉCTRICOS DE POTENCIA (SEP) 500 kV 500/150kV 150/30kV 400 V 500 kV 400 V

COMPONENTES DE LAS REDES DE DISTRIBUCIÓN ELECTRICA Descripción Ejemplos Plantas de generación Instalaciones y equipos para producir energía eléctrica mediante la transformación de otras formas de energía. Plantas hidráulicas con o sin embalse Plantas térmicas: gas, carbón, nuclear, etc. Plantas eólicas Plantas solares Transformadores Equipos para elevar y reducir los niveles de tensión de operación del sistema eléctrico Transformadores de potencia Transformadores de distribución Equipo de compensación reactiva Equipos que producen o consumen energía reactiva para control de voltaje, control de factor de potencia o estabilidad Bancos de condensadores Reactores Static Var CoComponentempensation (SVC) Condensador sincrónico Líneas de transmisión Equipos para transportar energía eléctrica entre dos puntos Líneas de transmisión, sub-transmisión, distribución.

VOLTAJES UTILIZADOS EN SISTEMAS DE DISTRIBUCION ELECTRICA Clasificación: Niveles de tensión establecidos por el RETIE – Norma NTC 1340: Extra alta tension (EAT) > 230 kV Alta tensión (AT) 57,5 kV < V  230 kV Media tensión (MT) 1 kV < V  57,5 kV Baja tensión (BT) 25 V < V  1 kV Muy baja tensión (MBT) V < 25 V

LÍNEAS DE TRANSMISIÓN Dispositivo que transmite potencia eléctrica entre dos puntos por medio de conductores y opera a un voltaje mayor a 1 kV

LÍNEAS DE TRANSMISIÓN Elementos: Conductores Se utilizan cables, no alambres Pueden utilizarse conductores distintos para fases y apantallamiento (cables guarda) Pueden ser desnudos o aislados Los materiales más utilizados son: aluminio (AA), cobre (CU), acero galvanizado (SS) y aleaciones y combinaciones de éstos como ACSR, alumoweld (AW), ACSR/AW, copperweld Los cables aislados pueden tener o no un neutro concéntrico, y ser monopolares, bipolares, tripolares, triplex, armados o acorazados. Material aislante preferido: Polietileno reticulado (XLPE) En los cables aislados siempre se utiliza una pantalla metálica exterior que se conecta a tierra para controlar el gradiente de potencial.

LÍNEAS DE TRANSMISIÓN Designación de los Conductores Es la práctica internacional pues cumple con el Sistema Internacional (SI) de unidades El tamaño del conductor se designa con base en el área total. Milímetros cuadrados (mm2) Es una práctica norteamericana 1 CMIL = 0,506 7*10-3 mm2, es el área de un círculo cuyo diámetro es una milésima de pulgada A cada área estandarizada se le asigna una designación AWG o kcmil Los conductores hasta 211 600 cmil se designan por un calibre AWG: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0, 1/0, 2/0, 3/0, 4/0 Los conductores mayores a 211 600 se designan por kcmil Es común asociar a cada calibre el nombre en Inglés de un ave (Parrot, ostrich etc). Circular Mil (CMIL)

LÍNEAS DE TRANSMISIÓN Conductores desnudos: En la selección de un conductor se busca la mayor relación conductividad/peso y/o fuerza/peso a un mínimo costo. Conductores estándar: AAC (All Aluminum Conductor) ACSR (Aluminum Conductor Steel Reinforced) AAAC (All Aluminum Alloy Conductor) ACAR (Aluminum Conductor, Aluminum-Alloy Reinforced)

LÍNEAS DE TRANSMISIÓN Elementos: Estructuras Auto soportadas o retenidas Postes de concreto, madera, acero Torres en acero galvanizado (celosía)

LÍNEAS DE TRANSMISIÓN Elementos: Aisladores Suspensión y retención Tipo pin, poste, cadenas conformadas por unidades de suspensión Materiales: Porcelana, vidrio, materiales sintéticos

LÍNEAS DE TRANSMISIÓN Elementos: Herrajes Amortiguadores Grapas para sujetar cables de fases y guarda Amortiguadores Espaciadores para mantener separados los conductores de un haz Anillos para control de efecto corona Cuernos de arco Crucetas y demás elementos metálicos Cables para retención o anclaje

LÍNEAS DE TRANSMISIÓN Elementos: Obras Civiles Líneas subterráneas Líneas aéreas Bancos de ductos o zanjas Cajas de inspección, halado o tiro Cimentaciones Corredor o servidumbre (Right of way)

LÍNEAS DE TRANSMISIÓN Elementos: Puesta a Tierra Cable de cobre desnudo Conectores cobre-cobre o bimetálicos Varillas de puesta a tierra en cobre o copperweld Contrapesos Mallas de puesta a tierra

LÍNEAS DE TRANSMISIÓN Elementos: Otros Pararrayos de línea Empalmes y terminales monofásico y trifásicos para cables aislados Anclajes (Anchors) Balizas para señalización aeronáutica

Subestaciones Eléctricas

CENTROS DE TRANSFORMACION

¿Que es? Una subestación eléctrica es una instalación destinada a modificar y establecer los niveles de tensión de una infraestructura eléctrica, con el fin de facilitar el transporte y distribuci ón de la energía eléctrica. Su equipo principal es el transformador.

REPRESENTACIÓN UNIFILAR DEL TRANSFORMADOR El esquema unifilar representa un transformador trifásico cuya tensión primaria es 6400 V y la tensión secundaria 230 V.

CENTROS DE TRANSFORMACION

Sub estaciones Como norma general, se puede hablar de subestaciones eléctricas elevadoras, situadas en las inmediaciones de las centrales generadoras de energía eléctrica, cuya función es elevar el nivel de tensión, hasta 132, 220 o incluso 400 kV, antes de entregar la energía a la red de transporte.

Las subestaciones eléctricas reductoras, reducen el nivel de tensión hasta valores que oscilan, habitualmente entre 13,2, 15, 20, 45 ó 66 kV y entregan la energía a la red de distribución.

Posteriormente, los centros de transformación reducen los niveles de tensión hasta valores comerciales (baja tensión) aptos para el consumo doméstico e industrial, típicamente 220 V.

CENTROS DE TRANSFORMACION

CENTROS DE TRANSFORMACION

Redes Eléctricas de Distribución

RED DE DISTRIBUCION ELECTRICA

ACOMETIDAS

Definición.- Es el tramo de unión eléctrica entre la red pública y la instalación propia del edificio. Por tanto, es la parte de la instalación de la red de distribución, que alimenta la caja o cajas generales de protección. (CGP) Tipos.- Atendiendo a su trazado, al sistema de instalación y a las características de la red, las acometidas podrán ser: Aéreas: posada sobre fachada (muy práctica y sencilla de llevar a cabo, pero debemos evitarla no solo por razones estéticas como de seguridad) y tensada sobre poste (habitualmente en edificios aislados). Subterráneas: la más recomendable de forma general bajo todos los puntos de vista, debidamente entubada y con un único circuito por tubo. Es imprescindible que la canalización se disponga siempre superiormente a la conducción de agua. Mixtas Aéreo-Subterráneas. (ITC-BT-07) Paso acometida aéreo-subterráneo, tubo rígido de características reglamentarias, hasta h>2,50 metros por encima del suelo.

La acometida discurrirá por terrenos de dominio público hasta la Caja general de Protección excepto en casos de acometidas aéreas sobre postes o subterráneas, con servidumbre de paso autorizados. Se evitará la acometida por patios interiores, garajes, jardines privados, viales privados, etc. Regla general una sola acometida por edificio o finca. Características de los cables y conductores.- Conductores o cables aislados. Cobre o aluminio. Los materiales utilizados y las condiciones de instalación cumplirán las ITC-BT-06 y 07. Cálculos de secciones, factores a tener en cuenta: Demanda máxima según ITC-BT-10. Tensión de suministro. Intensidades máximas admisibles del conductor. Caída de tensión máxima admisible del conductor.(