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

REDES DE DISTRIBUCIÓN DE LA ENERGÍIA ELÉCTRICA

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍAFACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA Y TEXTIL

CIRCUITOS ELÉCTRICOS

Ing. JORGE COSCO GRIMANEY

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SISTEMA ELÉCTRICO DE POTENCIASISTEMA ELÉCTRICO DE POTENCIA

““La función del La función del sistema eléctrico de sistema eléctrico de

potencia es potencia es abastecer a todos abastecer a todos

los usuarios con los usuarios con energía eléctrica energía eléctrica

tan tan económicamente económicamente

como sea posible, como sea posible, en la cantidad en la cantidad

deseada y con un deseada y con un nivel aceptable de nivel aceptable de calidad, seguridad calidad, seguridad

y confiabilidady confiabilidad” ”

Conjunto de Conjunto de instalaciones y instalaciones y equipos para equipos para producir, producir, transportar y transportar y distribuir distribuir energía energía eléctrica a los eléctrica a los usuarios de usuarios de una zona, una zona, ciudad, región ciudad, región o país.o país.

SISTEMAS ELÉCTRICOS DE POTENCIA (SEP)

Un SEP se compone de tres partes o subsistemas

fundamentales:

• GENERACIÓN O PRODUCCIÓN

• TRASMISIÓN

• DISTRIBUCIÓN

REDES

SISTEMA ELECTRICO DE POTENCIA

La red eléctrica de distribución pertenece al sistema eléctrico de

potencia.

SISTEMA ELECTRICODE 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 kV

500/150kV

150/30kV

400 V

400 V

88

99

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 embalsePlantas térmicas: gas, carbón, nuclear, etc. Plantas eólicasPlantas solares

Transformadores Equipos para elevar y reducir los niveles de tensión de operación del sistema eléctrico

Transformadores de potenciaTransformadores 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 condensadoresReactoresStatic Var CoComponentempensation (SVC)Condensador sincrónico

Líneas de transmisión

Equipos para transportar energía eléctrica entre dos puntos

Líneas de transmisión, sub-transmisión, distribución.

COMPONENTES DE LAS REDES DE DISTRIBUCIÓN ELECTRICA

1010

Clasificación:Clasificación:

VOLTAJES UTILIZADOS EN SISTEMAS VOLTAJES UTILIZADOS EN SISTEMAS DE DISTRIBUCION ELECTRICADE DISTRIBUCION ELECTRICA

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

1111

LÍNEAS DE TRANSMISIÓNLÍNEAS DE TRANSMISIÓN

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

1212

LÍNEAS DE TRANSMISIÓNLÍNEAS DE TRANSMISIÓN Elementos: Conductores 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.

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LÍNEAS DE TRANSMISIÓNLÍNEAS DE TRANSMISIÓNDesignación de los Conductores Designación de los Conductores

El tamaño del conductor se designa con base en el área total.

Circular Mil (CMIL)

• 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).

Milímetros cuadrados (mm2)

Es la práctica internacional pues cumple con el Sistema Internacional (SI) de unidades

2 2lg 4

A d pu o CMIL

1lg

1000d pud

1414

Conductores desnudos:Conductores desnudos:

LÍNEAS DE TRANSMISIÓNLÍNEAS DE TRANSMISIÓN

En la selección de un conductor se busca la mayor relación conductividad/peso y/o fuerza/peso a un mínimo costo.

Conductores estándar:

1. AAC (All Aluminum Conductor)

2. ACSR (Aluminum Conductor Steel Reinforced)

3. AAAC (All Aluminum Alloy Conductor)

4. ACAR (Aluminum Conductor, Aluminum-Alloy Reinforced)

1515

LÍNEAS DE TRANSMISIÓNLÍNEAS DE TRANSMISIÓN

Elementos: Estructuras Elementos: Estructuras

•Auto soportadas o retenidas•Postes de concreto, madera, acero•Torres en acero galvanizado (celosía)

1616

LÍNEAS DE TRANSMISIÓNLÍNEAS DE TRANSMISIÓN Elementos: Aisladores Elementos: Aisladores

• Suspensión y retención•Tipo pin, poste, cadenas conformadas por unidades de suspensión• Materiales: Porcelana, vidrio, materiales sintéticos

1717

LÍNEAS DE TRANSMISIÓNLÍNEAS DE TRANSMISIÓN Elementos: Herrajes Elementos: Herrajes

• 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

1818

LÍNEAS DE TRANSMISIÓNLÍNEAS DE TRANSMISIÓN Elementos: Obras Civiles Elementos: Obras Civiles

Líneas subterráneas

• Cimentaciones

• Corredor o servidumbre (Right of way)

• Bancos de ductos o zanjas

• Cajas de inspección, halado o tiro

Líneas aéreas

1919

LÍNEAS DE TRANSMISIÓNLÍNEAS DE TRANSMISIÓN Elementos: Puesta a TierraElementos: 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

2020

LÍNEAS DE TRANSMISIÓNLÍNEAS DE TRANSMISIÓN Elementos: Otros 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 distribución de la energía eléctrica. Su equipo principal es el transformador.

REPRESENTACIÓN UNIFILAR DEL TRANSFORMADOR

V 230 / 6400

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

CEN

TR

OS

DE

TR

AN

SFO

RM

AC

ION

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.

2727

• 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.

CEN

TR

OS

DE

TR

AN

SFO

RM

AC

ION

CEN

TR

OS

DE

TR

AN

SFO

RM

AC

ION

Redes Eléctricas de Distribución

RED DE DISTRIBUCION ELECTRICA

3333

ACOMETIDASACOMETIDAS

3434

Definición.-Definición.-

Es el tramo de unión eléctrica entre la red pública y la instalación 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 propia del edificio. Por tanto, es la parte de la instalación de la red de distribución, que alimenta la caja o cajas generales de de distribución, que alimenta la caja o cajas generales de protección. (CGP)protección. (CGP)

Tipos.-Tipos.-

Atendiendo a su trazado, al sistema de instalación y a las Atendiendo a su trazado, al sistema de instalación y a las características de la red, las acometidas podrán ser:características de la red, las acometidas podrán ser:

• Aéreas: posada sobre fachada (muy práctica y sencilla de llevar a Aéreas: posada sobre fachada (muy práctica y sencilla de llevar a cabo, pero debemos evitarla no solo por razones estéticas como cabo, pero debemos evitarla no solo por razones estéticas como de seguridad) y tensada sobre poste (habitualmente en edificios de seguridad) y tensada sobre poste (habitualmente en edificios aislados).aislados).

• Subterráneas: la más recomendable de forma general bajo todos Subterráneas: la más recomendable de forma general bajo todos los puntos de vista, debidamente entubada y con un único circuito los puntos de vista, debidamente entubada y con un único circuito por tubo. Es imprescindible que la canalización se disponga por tubo. Es imprescindible que la canalización se disponga siempre superiormente a la conducción de agua.siempre superiormente a la conducción de agua.

• Mixtas Aéreo-Subterráneas. (ITC-BT-07) Paso acometida aéreo-Mixtas Aéreo-Subterráneas. (ITC-BT-07) Paso acometida aéreo-subterráneo, tubo rígido de características reglamentarias, hasta subterráneo, tubo rígido de características reglamentarias, hasta h>2,50 metros por encima del suelo.h>2,50 metros por encima del suelo.

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La acometida discurrirá por terrenos de dominio público hasta la La acometida discurrirá por terrenos de dominio público hasta la Caja general de Protección excepto en casos de acometidas aéreas Caja general de Protección excepto en casos de acometidas aéreas sobre postes o subterráneas, con servidumbre de paso autorizados.sobre postes o subterráneas, con servidumbre de paso autorizados.

Se evitará la acometida por patios interiores, garajes, jardines Se evitará la acometida por patios interiores, garajes, jardines privados, viales privados, etc.privados, viales privados, etc.

Regla general una sola acometida por edificio o finca.Regla general una sola acometida por edificio o finca.

Características de los cables y conductores.-Características de los cables y conductores.-

•Conductores o cables aislados.Conductores o cables aislados.

•Cobre o aluminio.Cobre o aluminio.

•Los materiales utilizados y las condiciones de instalación cumplirán Los materiales utilizados y las condiciones de instalación cumplirán las ITC-BT-06 y 07.las ITC-BT-06 y 07.

•Cálculos de secciones, factores a tener en cuenta:Cálculos de secciones, factores a tener en cuenta:

1.1. Demanda máxima según ITC-BT-10.Demanda máxima según ITC-BT-10.

2.2. Tensión de suministro.Tensión de suministro.

3.3. Intensidades máximas admisibles del conductor.Intensidades máximas admisibles del conductor.

4.4. Caída de tensión máxima admisible del conductor.(Caída de tensión máxima admisible del conductor.(

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