2. ¿Qué son?
La Red de Distribución de la Energía Eléctrica o Sistema de
Distribución de Energía Eléctrica es la parte del sistema de
suministro eléctrico cuya función es el reparto de energía desde la
subestación de distribución hasta los usuarios finales (medidor del
cliente). Se lleva a cabo por los Operadores del Sistema de
Distribución.
3.
4. Elementos
Los elementos que conforman la red o sistema de
distribución son los siguientes:
• Subestación de Distribución: conjunto de elementos
(transformadores, interruptores, seccionadores, etc.) cuya
función es reducir los niveles de alta tensión de las líneas de
transmisión (o subtransmisión) hasta niveles de media
tensión para su ramificación en múltiples salidas.
• Circuito Primario.
• Circuito Secundario.
5.
6. Equipos utilizados en redes de distribución
• Equipos de transformación
• Conductores
• Torres eléctricas
• Equipos de Protección, incluyendo la puesta a tierra de los
distintos equipos y los sistemas de aisladores entre torres y
conductores.
7.
8. Sistema de protecciones
• Conductores pre aislados
• Fusibles
• Seccionadores en carga
• Órganos de corte de red
• Reconectadores
• Interruptores
• Pararrayos
• Auto válvulas.
• Protecciones secundarias asociadas a transformadores de medida,
como son relés de protección.
9. Niveles de tensión
Niveles de tensión, en los cuales se realizan las
instalaciones de distribución y transmisión:
10.
11. La distribución de la energía eléctrica desde
las subestaciones de transformación de la red de
transporte se realiza en dos etapas:
Red de reparto o transporte
Red de distribución
12.
13. Red de reparto
La red de reparto, que, partiendo de las subestaciones de
transformación, reparte la energía, normalmente mediante
anillos que rodean los grandes centros de consumo, hasta
llegar a las estaciones transformadoras de distribución. Las
tensiones utilizadas están comprendidas entre 25 y 132 kV.
Intercaladas en estos anillos están las estaciones
transformadoras de distribución, encargadas de reducir
la tensión desde el nivel de reparto al de distribución en
media tensión.
14. Red de distribución
La segunda etapa la constituye la red de distribución
propiamente dicha, con tensiones de funcionamiento de 3 a
30 kV y con una característica muy radial. Esta red cubre la
superficie de los grandes centros de consumo (población,
gran industria, etc.), uniendo las estaciones transformadoras
de distribución con los centros de transformación, que son
la última etapa del suministro en media tensión, ya que las
tensiones a la salida de estos centros es de baja tensión
(125/220 ó 220/380 V )
15. Clasificación de redes de distribución
Las redes por su instalación puedes ser:
• Subterráneas
• Aéreas
16. Redes subterráneas
Son empleadas en zonas donde por razones de urbanismo, estética,
congestión o condiciones de seguridad no es aconsejable el sistema
aéreo. Actualmente el sistema subterráneo es competitivo frente al
sistema aéreo en zonas urbanas céntricas.
Los conductores utilizados son aislados de acuerdo al voltaje de
operación y conformados por varias capas aislantes y cubiertas
protectoras. Estos cables están directamente enterrados o instalados en
bancos de ductos (dentro de las excavaciones), con cajas de inspección
en intervalos regulares
17. Partes principales de las redes subterráneas
Un sistema subterráneo cuenta con los siguientes componentes:
a) Ductos: que pueden ser de asbesto cemento, de PVC o metálicos con
diámetro mínimo de 4 pulgadas.
b) Cables: pueden ser monopolares o tripolares aislados en polietileno
de cadena cruzada XLPE, de polietileno reticulado EPR, en caucho
sintético y en papel impregnado en aceite APLA o aislamiento seco
elastomérico. A pesar de que existen equipos adecuados, resulta difícil
y dispendioso localizar las fallas en un cable subterráneo y su
reparación puede tomar mucho tiempo, se recomienda construir estos
sistemas en anillo abierto con el fin de garantizar la continuidad del
servicio en caso de falla y en seccionadores entrada - salida.
18. c) Cámaras : que son de varios tipos siendo la más común la de
inspección y de empalme que sirve para hacer conexiones, pruebas y
reparaciones. Deben poder alojar a 2 operarios para realizar los
trabajos. Allí llegan uno o más circuitos y pueden contener equipos de
maniobra, son usados también para el tendido del cable. La distancia
entre cámaras puede variar, así como su forma y tamaño.
d) Empalmes uniones y terminales: que permiten dar continuidad
adecuada, conexiones perfectas entre cables y equipos.
19. Ventajas
• Mucho más confiable ya que la mayoría de las contingencias
mencionadas en las redes aéreas no afectan a las redes
subterráneas.
• Son más estéticas, pues no están a la vista.
• Son mucho más seguras.
• No están expuestas a vandalismo.
20. Desventajas
• Su alto costo de inversión inicial.
• Se dificulta la localización de fallas.
• El mantenimiento es más complicado y reparaciones más
demoradas.
• Están expuestas a la humedad y a la acción de los roedores.
21. Redes aéreas
En esta modalidad, el conductor que usualmente está desnudo, va
soportado a través de aisladores
instalados en crucetas, en postes de madera o de concreto.
Al comparársele con el sistema subterráneo tiene las siguientes ventajas:
• Costo inicial más bajo.
• Son las más comunes y materiales de fácil consecución.
• Fácil mantenimiento.
• Fácil localización de fallas.
• Tiempos de construcción más bajos.
22. Redes aéreas
Y tiene las siguientes desventajas:
• Mal aspecto estético.
• Menor confiabilidad.
• Menor seguridad (ofrece más peligro para los transeúntes).
• Son susceptibles de fallas y cortes de energía ya que están expuestas
a: descargas atmosféricas, lluvia, granizo, polvo, temblores, gases
contaminantes, brisa salina, vientos, contactos con cuerpos extraños,
choques de vehículos y vandalismo.
23. Partes principales de las redes aéreas
Las partes principales de un sistema aéreo son esencialmente:
a) Postes: que pueden ser de madera, concreto o metálicos y sus
características de peso, longitud y resistencia a la rotura son
determinadas por el tipo de construcción de los circuitos. Son
utilizados para sistemas urbanos postes de concreto de 14, 12 y 10
metros con resistencia de rotura de 1050, 750 y 510 kg
respectivamente.
24. b) Conductores: son utilizados para circuitos primarios el Aluminio y el
ACSR desnudos y en calibres 4/0, 2/0, 1/0 y 2 AWG y para circuitos
secundarios en cables desnudos o aislados y en los mismos calibres.
Estos circuitos son de 3 y 4 hilos con neutro puesto a tierra. Paralelo a
estos circuitos van los conductores de alumbrado público.
c) Crucetas: son utilizadas crucetas de madera inmunizada o de ángulo
de hierro galvanizado de 2 metros para 13.2 kV. y 11.4 kV. con
diagonales en varilla o de ángulo de hierro.
25. d) Aisladores: Son de tipo ANSI 55.5 para media tensión (espigo y disco) y
ANSI 53.3 para baja tensión (carretes).
e) Herrajes: todos los herrajes utilizados en redes aéreas de baja y
mediana tensión son de acero galvanizado. (grapas, varillas de anclaje,
tornillos de máquina, collarines, espigos, etc)
f) Equipos de seccionamiento: el seccionamiento se efectúa con
cortacircuitos y seccionadores monopolares para operar sin carga (100 A -
200 A).
26. g) Transformadores y protecciones: se emplean transformadores
monofásicos con los siguientes valores de potencia o nominales: 25 - 37.5
- 50 - 75 kVA y para transformadores trifásicos de 30 - 45 - 75 -112.5 y 150
kVA protegidos por cortacircuitos, fusible y pararrayos tipo válvula de 12
kV.
27. Tipos de redes de distribución
Hay tres tipos que son los mas comunes los cuales son:
• Redes radiales
• Redes en anillo
• Redes en malla
28. Redes radiales
Es aquel que cuenta con una trayectoria
entre la fuente y la carga, proporcionando
el servicio de energía eléctrica.
Un sistema radial es aquel que tiene un
simple camino sin regreso sobre el cual
pasa la corriente, parte desde una
subestación y se distribuye por forma de
“rama”, como se ve en la siguiente figura.
29. Redes radiales
Este tipo de sistema, es el más simple y el más económico debido a
que es el arreglo que utiliza menor cantidad de equipo, sin embargo,
tiene varias desventajas por su forma de operar:
• El mantenimiento de los interruptores se complica debido a que hay
que dejar fuera parte de la red.
• Son los menos confiables ya que una falla sobre el alimentador
primario principal afecta a la carga.
Este tipo de sistemas es instalado de manera aérea y/o subterránea
30. Redes radiales
• Redes radiales aéreos.
La principal razón de ser de los sistemas radiales aéreos radica en su
diseño de pocos componentes, y por ende su bajo costo de
instalación aunque puede llegar a tener problemas de continuidad de
servicio.
• Redes radiales subterráneos.
Los sistemas de distribución subterráneos están menos expuestos a
fallas que los aéreos, pero cuando se produce una falla es más difícil
localizarla y su reparación lleva más tiempo.
31. Redes en sistema de anillo
Es aquel que cuenta con más de una trayectoria entre la fuente o
fuentes y la carga para proporcionar el servicio de energía eléctrica.
Este sistema comienza en la estación central o subestación y hace un
“ciclo” completo por el área a abastecer y regresa al punto de donde
partió. Lo cual provoca que el área sea abastecida de ambos extremos,
permitiendo aislar ciertas secciones en caso de alguna falla.
32. Este sistema es más utilizado para abastecer grandes masas de carga,
desde pequeñas plantas industriales, medianas o grandes construcciones
comerciales donde es de gran importancia la continuidad en el servicio.
33. Sistema de anillo
El sistema anillo tiene un costo inicial mayor
y puede tener más problemas de
crecimiento que el sistema radial,
particularmente en las formas utilizadas para
abastecer grandes cargas. Esto es
principalmente porque dos circuitos deben
ponerse en marcha por cada nueva
subestación secundaria, para conectarla
dentro del anillo. El añadir nuevas
subestaciones en el alimentador del anillo
obliga a instalar equipos que se puedan
anidar en el mismo.
34. Ventajas de operación
- Son los más confiables ya que cada carga en teoría se puede alimentar por
dos trayectorias.
- Permiten la continuidad de servicio, aunque no exista el servicio en algún
transformador de línea.
- Al salir de servicio cualquier circuito por motivo de una falla, se abren los
dos interruptores adyacentes, se cierran los interruptores de enlace y queda
restablecido el servicio instantáneamente. Si falla un transformador o una
línea la carga se pasa al otro transformador o línea o se reparte entre los dos
adyacentes.
- Si el mantenimiento se efectúa en uno de los interruptores normalmente
cerrados, al dejarlo desenergizado, el alimentador respectivo se transfiere al
circuito vecino, previo cierre automático del interruptor de amarre.
35. Red de sistema de malla
Una forma de subtransmisión en red o en malla provee una mayor
confiabilidad en el servicio que las formas de distribución radial o en
anillo ya que se le da alimentación al sistema desde dos plantas y le
permite a la potencia alimentar de cualquier planta de poder a
cualquier subestación de distribución.
Este sistema es utilizado donde la energía eléctrica tiene que estar
presente sin interrupciones, debido a que una falta de continuidad
en un periodo de tiempo prolongado tendría grandes consecuencias,
por ejemplo: en una fundidora.
