monografía
TRANSCRIPT
UNIVERSIDAD NACIONAL DE
INGENIERÍA
FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA
MONOGRAFÍA
TRANSPORTE Y DISTRIBUCIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA
CURSO: Comunicación y Redacción
PROFESORA: Villegas Magali
SECCIÓN: C
AUTOR: Vargas Cano Ronaldinho Junior
Rímac, Julio 2014
2
TRANSPORTE Y DISTRIBUCIÓN DE
ENERGÍA ELÉCTRICA
3
4
A mis padres y mi hermano por su apoyo incondicional incluso en los momentos más difíciles
Gracias a los autores de mis referencias, y al personal de la biblioteca por su disposición, que sin ellos, quizás este documento no hubiera sido redactado.
5
ÍNDICE
INTRODUCCIÓN 8
CAPÍTULO I: RED DE TRANSPORTE Y DISTRIBUCIÓN 9
1.1. Transporte de la energía 9
1.2. Distribución de energía 10
CAPÍTULO II: CONDUCTORES PARA LAS LÍNEAS 11
2.1. Materiales de los conductores 11
2.1.1. Conductores de cobre 112.1.2. Conductores de acero 122.1.3. Conductores de aluminio y ACSR 13
2.2. Revestimiento de los conductores 14
2.3. Sometimiento de los conductores 14
2.4. Conectores 15
CAPÍTULO III: AISLADORES PARA LAS LÍNEAS 16
3.1. Aisladores de espiga 17
3.2. Aisladores de suspensión 17
3.3. Aisladores de tracción 18
3.4. Aisladores de barra larga 18
3.5. Aisladores de poste 18
CAPÍTULO IV: COMPONENTES DE LAS LÍNEAS 19
4.1. Transformadores de distribución 19
4.2. Cortacircuitos fusibles 20
4.3. Pararrayos 21
4.4. Reguladores de tensión 21
4.5. Condensadores 22
4.6. Interruptores 22
4.7. Reconectadores 23
CAPÍTULO V: ESTRUCTURAS PARA LÍNEAS SUBTERRÁNEAS 24
5.1. Estructuras subterráneas en zonas residenciales 24
5.2. Estructuras subterráneas en zonas comerciales 25
CAPÍTULO VI: SUBESTACIONES 26
6.1. Equipo de subestación 26
6.1.1. Transformadores 26
6.1.2. Reguladores de tensión 27
6.1.3. Disyuntores 27
6.1.4. Interruptores al aire y seccionados 27
6.1.5. Cuadro de distribución 27
6.1.6. Relés 28
CONCLUSIONES 29
ANEXO 30
GLOSARIO 39
BIBLIOGRAFÍA 40
7
INTRODUCCIÓN
A todos nos resultan familiares las grandes represas, reactores nucleares, molinos de
viento, entre otros; los cuales generan energía eléctrica para el uso cotidiano. Pero de poco
serviría que dispusiéramos de ella de esta manera sino pudiéramos hacerla llegar a los lugares
donde es necesario su uso. En este artículo nos ocuparemos de los equipos, técnicas y problemas
que existen para transportar la energía eléctrica a grandes distancias.
El consumo cada vez más generalizado de la energía eléctrica es atribuible a la facilidad con
que puede transformarse en otras formas de energía, tales como luz, calor y energía mecánica
para hacer funcionar máquinas, aparatos de rayos X, de televisión y otros artefactos.
Debido a las vastas aplicaciones de la energía eléctrica, la compañía de electricidad no solo
debe suministrarla, sino también hacerla llegar en la forma y en el momento exigidos por el
usuario. La calidad de esta energía debe ser tal que pueda dar a las lámparas el brillo adecuado y
hacer andar los motores con la velocidad correcta y toda su potencia.
Además debe eliminarse los riesgos asociados con la distribución de esa energía. En
resumen, la compañía de electricidad debe suministrar energía eléctrica y a la va prestar un
servicio.
8
CAPÍTULO I
RED DE TRANSPORTE Y DISTRIBUCIÓN
Una vez generada, la energía eléctrica ha de transformarse, transportarse y
distribuirse a los usuarios finales en función de sus requerimientos específicos.
Los medios para establecer esta relación entre el centro productor y el
consumidor incluyen líneas de transporte y distribución, subestaciones, centros de
transformación y redes de suministro.
Existen varias definiciones en la que se establecen las diferencias entre
transporte y distribución, pero ninguna es aplicable universalmente. Para dar idea
de dónde termina una y empieza la otra, daremos una de las definiciones
aceptadas por ENDESA(a).
1.1. Transporte de la energía
En la red de transporte o transmisión, la electricidad se conducirá hasta la
cercanía de los centros de consumo, donde se conectará con la red de
distribución. Esta red se diseña para utilizar altas tensiones, superiores a 220
kilovoltios y hasta 400 kilovoltios. La razón es que para transmitir la misma
potencia, cuanta mayor sea la tensión, menor será la intensidad, lo que reduce las
pérdidas en el proceso.
El trabajo a altas tensiones requiere que las líneas eléctricas de transporte
estén adaptadas a soportar estas tensiones y las subestaciones que enlazan con
9
la red de distribución han de estar preparadas para transformarlas disminuyendo
esa tensión.
1.2. Distribución de la energía
A través de las líneas de muy alta tensión de la red de transporte o
transmisión y gracias a la contribución de las subestaciones de generación y
transporte o transmisión, la energía se ha acercado a las zonas de consumo. En
esta etapa es donde entra la red de distribución para hacerla llegar a los clientes,
tanto residenciales como industriales.
Generalmente, dentro de la red de distribución es posible distinguir tres
escalones de tensión que se identifican con tres subredes: subred de reparto,
subred de media tensión y subred de baja tensión. Lo habitual es que el cliente
final conecte a la red de baja tensión, aunque existen excepciones, generalmente
grandes consumidores que conectan directamente a la red de media tensión o
incluso a la red de reparto como por ejemplo fábricas, siderúrgicas, etc.
El último paso en el camino de la electricidad hacia los consumidores lleva la
tensión adecuada, lista para su utilización y disponible para conectarse con la
instalación del cliente. Esta conexión entre red de distribución e instalación del
cliente se realiza a través de la denominada acometida que puede realizarse tanto
por líneas aéreas o por líneas subterráneas1. Ver fig. 1.
1. Véase en http://www.endesa.com/es/conoceendesa/lineasnegocio/Electricidad/Transporte_distribucion
10
CAPÍTULO II
CONDUCTORES PARA LAS LÍNEAS
Las dimensiones de los conductores usados en las líneas varían de acuerdo
a la tensión nominal de trabajo(b). La cantidad de conductores tendidos en un
poste depende del tipo de circuitos que se emplee. Ver fig. 2.
2.1. Materiales para los conductores
Debido a que logran una combinación feliz de conductividad y economía, el
cobre, el aluminio y el acero son los materiales para conductores de uso más
común.
2.1.1 Conductores de cobre
El cobre se utiliza en tres formas: estirado duro, estirado semiduro y estirado
blando (recogido). El cobre duro estirado es el más resistente de los tres y por lo
tanto se utiliza principalmente para los circuitos de transporte de tramos largos
(61m o más), pero su elasticidad y falta de flexibilidad es difícil de trabajar2.
El cobre duro es utilizado en las líneas aéreas donde se requiere más
propiedades mecánicas de tensión ya que si se pone cobre blando la línea
tendera a pandearse debido a la gravedad y a su propio peso.
2. Véase en http://gama.fime.uanl.mx/~omeza/pro/LTD/LTD.pdf
11
El alambre blando estirado es el más débil de los tres, por lo que su uso está
limitado a tramos cortos, para sujetar los conductores a los aisladores de espiga y
en líneas subterráneas, debido a que si utilizamos el cobre duro le quitaría la
flexibilidad, que estas requieren para su instalación y manejo.
Como se dobla fácilmente y es fácil de trabajar, el alambre estirado blando
se emplea mucho para las acometidas(c) de las viviendas y en algunos circuitos de
distribución. Sin embargo, la práctica actual señala una tendencia hacia circuitos
de distribución con tramos más largos y al empleo del alambre de cobre estirado
semiduro.
2.1.2. Conductores de acero
El alambre de acero rara vez se utiliza solo, pero cuando se necesita una
construcción muy barata, el acero ofrece ventajas económicas. Como el alambre
de acero es de tres a cinco veces más fuerte que el de cobre, permite hacer
tramos más largos y requiere menos apoyos. Sin embargo, el acero solo posee la
décima parte de las condiciones del cobre como conductor y se oxida
rápidamente. Esta tendencia a la oxidación puede contrarrestarse galvanizando el
alambre de acero (para que dure más), es decir, cubriendo su superficie con una
capa de zinc.
2.1.3. Conductores de acero aluminizado y de acero encobrado
Acabamos de decir que las principales desventajas del acero son su poca
duración y conductividad. Por el contrario, el acero es barato, fuerte y accesible.
12
Estas ventajas interesaron a las compañías de electricidad en el desarrollo de
alambre de acero recubierto con cobre o aluminio. Para dar al alambre de acero la
conductividad y duración que necesita, se recubre con una capa de cobre bien
adherida. La conductividad puede aumentarse haciendo más gruesa la capa de
cobre o aluminio.
Este tipo de alambre de acero encobrado o aluminizado, conocido como
Copperweld o Alumoweld, se utiliza para vientos y como conductor en líneas
rurales, donde los tramos son largos y las intensidades pequeñas.
2.1.4 Conductores de aluminio y ACSR
El aluminio es el material que se ha impuesto como conductor de líneas
aéreas habiendo sido superadas por la técnica las desventajas que se le notaban
respecto del cobre, además ayudado por un precio sensiblemente menor, y por
las ventajas del menor peso para igual capacidad de transporte.
Se usa el aluminio porque es liviano (un tercio más que el cobre). Sus
bondades como conductor, comparadas con las del cobre, son de un 60 % a un
80 % y tiene la mitad de su resistencia.
Generalmente los conductores de aluminio se trenzan sobre un núcleo de
alambre de acero. Ese cable de aluminio reforzado con acero tiene gran
resistencia comparada con el peso del conductor y es especialmente adecuado
para tramos largos. Las líneas de transporte a menudo están compuestas por
conductores de aluminio con alma de acero (ACSR).
13
2.2. Revestimiento de los conductores
Los conductores de las líneas aéreas pueden estar desnudos o revestidos.
Esos conductores, ubicados cerca de árboles u otras estructuras con las cuales
pueden entrar ocasionalmente en contacto, se cubren con polietileno de alta
densidad u otro material plástico resistente a la abrasión(d).
Pero esa protección generalmente no basta para soportar la tensión nominal
con que trabaja la línea, por lo que de todas maneras los conductores se deben
montar sobre aisladores. La finalidad del revestimiento es proteger al conductor
de daños mecánicos.
Las líneas de transporte de alta tensión están situadas en zonas abiertas,
donde el peligro para el público es insignificante. Debido también a que la
aislación requerida haría al conductor muy voluminoso y difícil de manejar, es
conveniente dejar desnudos los conductores de las líneas de transporte de alta
tensión. Ver fig. 3.
2.3. Sometimiento de los conductores
Los conductores deben sujetarse firmemente en los aisladores para que no se
caigan o se suelten. En los aisladores de espiga, suelen fijarse a la ranura
superior o lateral del aislador mediante un trozo de alambre denominado ligadura.
En los aisladores de suspensión, los conductores suelen sujetarse con una
abrazadera o mordaza. Ver fig. 4a y 4b.
14
2.4 Conectores
A veces los conductores se empalman superponiendo sus extremos y
retorciéndolos con tres o cuatro vueltas. Sin embargo, para conseguir una buena
conexión eléctrica y uniformidad en la terminación, es prudente hacer los
acoplamientos con conectores mecánicos, que a menudo permiten lograr una
gran economía de dinero. Ver fig. 5.
15
CAPÍTULO III
AISLADORES PARA LAS LÍNEAS
Los conductores de las líneas están eléctricamente aislados entre sí y
también del poste o la torre por medio de elementos no conductores denominados
aisladores.
Los aisladores cumplen la función de sujetar mecánicamente el conductor
manteniéndolo aislado de tierra y de otros conductores. Deben soportar la carga
mecánica que el conductor transmite a la torre a través de ellos. Deben aislar
eléctricamente el conductor de la torre, soportando la tensión en condiciones
normales y anormales, y sobretensiones hasta las máximas previstas (que los
estudios de coordinación del aislamiento definen con cierta probabilidad de
ocurrencia).
La tensión debe ser soportada tanto por el material aislante propiamente
dicho, como por su superficie y el aire que rodea al aislador.
Surge la importancia del diseño, de la geometría para que en particular no se
presenten en el cuerpo del aislador campos intensos que inicien una crisis del
sólido aislante.
Los materiales más prácticos para aisladores son la porcelana, el vidrio y
materiales compuestos, pero los dos primeros dejan mucho que desear debido a
que no soportan las fuerzas de tracción4.
4. Véase en http://www.dirind.com/die/monografia.php?cla_id=5
16
3.1. Aisladores de espiga
Los aisladores de espiga se atornillan en los soportes instalados en la
cruceta(e). El conductor eléctrico va montado en el aislador. Los aisladores de
espiga se hacen de porcelana o vidrio.
En las líneas de transporte de alta tensión se emplean aisladores de espiga
y están diseñados para que el agua de lluvia y la cellisca se desprendan con
facilidad. Ver fig. 6.
3.2. Aisladores de suspensión
En las líneas de transporte se necesitan tensione muy altas, con tales
tensiones el aislador de espiga se hace muy voluminoso y difícil de manejar. Con
el fin de resolver el problema que plantean estas tensiones elevadas, se
inventaron los aisladores de suspensión.
El aislador de suspensión cuelga de la cruceta, contrariamente a lo que
sucede con el aislador de espiga. El conductor de la línea se sujeta a su extremo
inferior y como no existe problema de soporte, se puede establecer cualquier
distancia entre el aislador y el conductor, agregando más aisladores a la ristra(f).
El conjunto de aisladores de suspensión se llama cadena y la cantidad de
unidades que la componen depende de la tensión, las condiciones
meteorológicas, el tipo de estructura empleada para el transporte de la energía y
del tamaño del aislador utilizado. Ver fig. 7.
17
3.3. Aisladores de tracción
A veces una línea debe soportar un gran esfuerzo, por ejemplo, una esquina,
en una curva cerrada o en un extremo muerto. En tales circunstancias, es el
aislador de tracción el que, además de proveer la aislación, soporta el esfuerzo.
En una línea de transporte, este aislador suele estar formado por un conjunto de
aisladores de suspensión. El aislador de tracción debe tener una resistencia
considerable y las propiedades eléctricas necesarias
Los aisladores de tracción están diseñados de manera que el cable
comprima la porcelana y no ejerza tracción sobre ella. Suele consistir en un trozo
de porcelana con dos agujeros perforados en ángulo recto, por los cuales se
pasan los dos extremos de los cables, de tal manera que la porcelana ubicada
entre ambos se ve comprimida. Ver fig. 8
3.4. Los aisladores de barra larga
Comenzaron a desarrollarse hace 30 años. Constituyen elementos de una
sola pieza y se fabrican de porcelana o de materiales sintéticos. Estos aisladores
requieren menos manutención que los del tipo disco, no obstante su costo es más
elevado. Su mecanismo es el mismo que el de suspensión. Ver fig. 9.
3.5. Los aisladores de poste
Se utilizan poco en líneas de transmisión y para tensiones por sobre 230 kV.
Su principal aplicación está en aparatos de subestaciones.
18
CAPÍTULO IV
COMPONENTES DE LAS LÍNEAS
Además de los conductores y aisladores, para llevar la energía eléctrica
desde el generador hasta el domicilio de los usuarios es necesario instalar
muchas otras partes que aprenderemos a identificar y cuyas funciones
estudiaremos.
4.1. Transformadores de distribución
Es indudablemente el componente más importante de la instalación. Este
dispositivo sirve para elevar la tensión de la corriente eléctrica.
Es importante debido a que los cables de la electricidad ofrecen una cierta
resistencia al paso de la corriente eléctrica que se hace mayor a medida que
aumenta su longitud. Cuando esa corriente es de gran intensidad se pierde
mucha energía por el calentamiento de los cables.
Para evitarlo se aumenta la tensión a valores muy elevados (100.000 a
400.000 voltios), de forma que se puede reducir la intensidad de corriente
manteniendo la misma cantidad de energía transportada. Como la alta tensión es
muy peligrosa, se vuelve a bajar en las proximidades de los centros urbanos a
valores de 230 y 380 voltios. Ver fig. 10.
3. Véase en http://produccionenergia.wikispaces.com/04.+DISTRIBUCI%C3%93N+DE+LA+ENERG%C3%8DA+EL%C3%89CTRICAribucion
4.
19
4.2. Cortacircuitos fusibles
En caso en que la intensidad sobrepase el límite, algunos conductores
podrían fundirse y ocasionar a interrupción general del servicio. Para evitarlo se
introduce intencionalmente en el circuito en punto débil, donde la sobrecarga abra
el circuito casi de inmediato y quede localizada. Ese lugar se denomina fusible y
consiste en un trozo de metal de bajo punto de fusión, el cual si se produce una
sobrecarga se funde y abre el circuito.
Pero los cortacircuitos fusibles van un poco más adelante. Pueden instalarse
de modo que corten la sección en peligro y permitan que el resto del circuito siga
recibiendo energía.
Se intercala un cortacircuitos fusible entre las líneas primarias y el
transformador para protegerlo de las sobrecargas y dejarlo desconectado en caso
de producirse una falla.
Para proteger una parte del circuito primario se puede utilizar también un
fusible de repetición. Este dispositivo está integrado por dos o tres fusibles
vinculados mecánicamente, de manera que cuando se funde y cae el primero, en
forma automática se coloca el segundo en el circuito. Los fusibles de repetición
sirven para un mínimo de interrupciones del servicio debidos a fallas temporarias.
Todos los cortacircuitos de fusibles se montan en la cruceta o en el poste por
medio de pernos y un soporte de acero. Ver fig. 11.
20
4.3. Pararrayos
El pararrayos en un dispositivo que protege los transformadores u otros
aparatos eléctricos contra los impulsos de sobretensión debidos a descargas
atmosféricas o a una conmutación(g) impropia efectuada por el circuito. El
pararrayos provee un trayecto por el cual la sobrecarga se deriva a tierra antes de
que pueda atacar o dañar severamente al transformador o a otros componentes.
Hay diversos tipos de pararrayos, pero en general todos se basan en el
mismo principio: existe un intersticio(h) de aire en serie con un elemento resistivo
(valvular) y cualquiera que sea el material con que está hecho, debe comportarse
como un conductor par los impulsos de sobretensión y a la vez como un aislador
con respecto a la energía de la línea.
En otras palabras, el pararrayos canaliza solo los impulsos de sobretensión,
pero la energía de la línea no tiene posibilidad de derivarse a masa. Ver fig. 12.
4.4. Reguladores de tensión
El regulador de tensión se emplea por lo general para mantener la tensión
de una línea. La tensión de los alimentadores primarios suele experimentar una
caída cuando la corriente de carga consumida es grande y se dispone de menos
tensión en los primarios de los transformadores de distribución. El regulador
mantiene la tensión en el valor nominal correcto en todo momento.
El principio de funcionamiento de un regulador de tensión es similar al de un
transformador de distribución. Esta forma de regulador tiene dos enrollamientos
21
fijos: uno primario (de alta tensión) conectado en paralelo o en derivación con la
línea, y otro secundario o de baja tensión conectado en serie y provisto de varias
derivaciones para poder modificar la tensión de acuerdo con las necesidades.
Este dispositivo funciona con un circuito de control que automáticamente
cambia el punto de derivación, sin alterar la tensión aplicada al arrollamiento
primario. Por lo tanto, la tensión variable puede sumarse a la tensión entrante o
restarse de ella, con lo cual se obtiene una tensión de salida que puede
mantenerse aproximadamente constante. Ver fig. 13.
4.5. Condensadores
En caso de que por alguna razón la tensión de un circuito cayese por debajo
de un nivel determinado, un dispositivo denominado condensador puede
mantener la momentáneamente en el valor de línea.
El condensador por lo común consiste en dos conductores separados por
una sustancia aislante. La capacidad es la propiedad de un condensador y
depende de la superficie de los conductores, de la distancia entre ellos y del tipo
del material aislante empleado. Ver fig. 14.
4.6. Interruptores
Los interruptores se utilizan para quebrar la continuidad de un circuito. Se
pueden agrupar en dos amplias clases: interruptores al aire y los interruptores en
aceite. Como sus nombres lo denotan, los interruptores al aire son aquellos cuyos
contactos se abren en el aire, y los interruptores en aceite son aquellos cuyos
22
contactos se abren en aceite. Estos últimos suelen ser necesarios solo en
circuitos con elevadas tensiones e intensidades de corriente. Ver fig. 15.
4.7. Reconectadores
El reconectador se compone fundamentalmente de un interruptor en aceite
accionado por medio de relés(i) que producen su apertura cuando circula una
intensidad de corriente determinada.
El interruptor está preparado para volverse a cerrar al cabo de un corto
intervalo de tiempo y abrirse de nuevo en caso de que persista la falla o
sobrecarga que originó el exceso de corriente. También como el cortacircuitos
fusible, el reconectador puede prepararse para efectuar tres o cuatro operaciones
antes de quedar definitivamente abierto y trabado, en cuyo caso solo es
accionable en forma manual.
Se diferencia del cortacircuitos fusible de repetición en que su
funcionamiento es cíclico. En el reconectador hay un vástago de mando
accionado por el percutor de un solenoide que abre o cierra contacto, mientras el
fusible de repetición solo actúa cuando el metal se ha fundido por
recalentamiento. Ver fig. 16.
23
CAPÍTULO V
ESTRUCTURAS PARA LÍNEAS SUBTERRÁNEAS
Cuando por razones estéticas, económicas, de congestión o mantenimiento
resulta inconveniente instalar una estructura para líneas aéreas, se recurre a las
estructuras subterráneas.
Los conductores empleados bajo tierra están aislados en toda su longitud y
varios de ellos pueden combinarse debajo de un mismo revestimiento protector; el
conjunto se denomina cable eléctrico. Estos cables pueden enterrarse
directamente o instalarse en conductos subterráneos. A ciertos intervalos suelen
colocarse marcadores de hormigón o metal que indican la ubicación de los cables.
5.1. Estructuras subterráneas en zonas residenciales
Los circuitos de distribución para zonas residenciales son de concepción
similar a los establecidos para líneas aéreas, salvo que la instalación es
subterránea. Se colocan las líneas primarias con sus tomas, a las cuales se
conectan los transformadores que alimentan las acometidas secundarias de baja
tensión (120 –240 V) correspondientes a los usuarios. Se han desarrollado dos
configuraciones generales y en la opción por una de ellas el factor económico es
decisivo.
En una disposición es decisivo, la fuente de energía primaria es un
transformador de distribución que puede alimentar a dos o más usuarios de las
líneas secundarias y acometidas.
24
En la otra con figuración, la fuente de energía primaria está dada por
transformadores individuales que alimentan a un solo usuario. Aquí no se necesita
una línea secundaria, y la acometida puede quedar prácticamente eliminada
colocando el transformador contiguo a la instalación del abonado.
La fuente primaria es de tipo radial, es decir que los alimentadores que
abastecen un distrito “irradian” la energía desde la subestación como si fueran los
rayos de una rueda.
Sin embargo, como las fallas en los sistemas subterráneos pueden ser más
difíciles de localizar y la reparación puede llevar más tiempo que en los sistemas
aéreos, las fuentes de energía primaria suelen disponerse de acuerdo con un
esquemas de lazo abierto4. En este caso, la sección de la línea primaria en la cual
se ha producido la avería puede desconectarse por ambos extremos y
restablecerse el servicio cerrando el lazo en el punto donde normalmente se deja
abierto.
5.2. Estructuras subterráneas en zonas comerciales
Como las cargas de este tipo son más intensas que en las zonas
residenciales, suele instalarse una línea trifásica, o sea que en lugar de una red
de dos hilos o monofásica se emplea como fuente un circuito que combina tres
fases o trifásico.
Un método mucho más complejo y raro consiste en formar una malla de baja
tensión conectando, a través de interruptores denominados protectores, las líneas
secundarias a transformadores abastecidos por varios alimentadores primarios.
25
Aquí en caso de que uno de los alimentadores quede sin energía, esta sigue
siendo suministrada por los otros en forma ininterrumpida; el protector del
alimentador privado de energía se abre automáticamente para impedir una
“realimentación” de los otros alimentadores (a través del transformador).
26
CAPÍTULO VI
SUBESTACIONES
Las subestaciones sirven como fuentes de suministro de energía en las
zonas locales de distribución donde están ubicadas. Sus funciones principales
son recibir la energía de alta tensión transportada desde las estaciones
generadoras, reducir esa tensión a un valor apropiado para su uso local y ofrecer
medios de conmutación.
Las subestaciones tienen algunas funciones adicionales. Proporcionan
puntos en los que pueden instalarse dispositivos de seguridad para desconectar
circuitos o equipos en caso de fallas. La tensión de los alimentadores salientes
puede regularse desde la subestación.
6.1. Equipo de subestación
6.1.1. Transformadores
Los transformadores utilizados para cambiar la tensión de entrada a fin de
adecuarla a la tensión de salida correspondiente a los alimentadores de
distribución. Por lo general se llenan con aceite y se refrigeran con la atmósfera
que los rodea o mediante una corriente de aire generada por ventiladores que
apuntan hacia ellos.
27
6.1.2. Reguladores de tensión
El funcionamiento del regulador de tensión ya fue estudiado en capítulo
sobre componentes de las líneas. La unidad se llena con aceite y se refrigera casi
del mismo modo que un transformador. En un tablero frontal se instalan los relés y
demás componentes que controlan el funcionamiento del regulador.
6.1.3. Disyuntores
Los disyuntores en aceite se utilizan para interrumpir los circuitos mientras
por estos están circulando la corriente. La apertura y cierre de los contactos se
efectúa en un baño de aceite. El aceite sirve para extinguir el arco cuando se abre
el circuito. Algunos disyuntores desarrollados recientemente no tienen aceite, pero
el arco se extingue mediante un chorro de aire comprimido, razón por la cual se
denomina disyuntores de aire.
6.1.4. Interruptores al aire y seccionados
Algunos se montan al aire libre sobre una estructura de acero denominada
bastidor, mientras que otros se instalan en tablero de distribución ubicados en
interiores. Su funcionamiento es el mismo de los interruptores enunciados en un
capítulo pasado.
6.1.5. Cuadro de distribución
Por lo general consiste en un tablero o grupo de tableros hechos con un
material aislante en cuyo frente se montan los diversos medidores, relés,
controles e indicadores para el correcto funcionamiento de los transformadores,
28
disyuntores y demás componentes ubicados en las subestaciones. El cuadro de
distribución contiene todos los elementos necesario es para controlar, proteger y
registrar lo que sucede en una subestación.
6.1.6. Relés
El relé es un dispositivo de poca potencia utilizado para activar un dispositivo
de gran potencia. En un sistema de transporte o distribución, la función de los
relés es disparar los disyuntores correspondientes.
Los relés sirven para evitar averías en los alimentadores y componentes en
caso de fallas. En efecto, tale relés son instrumentos de medida, similares a los
mencionados anteriormente, pero provistos de contactos auxiliares que accionan
cuando sus parámetros de tensión o corriente sobrepasan un valor
predeterminado o caen por debajo de él.
Cuando esos contactos funcionan, a su vez accionan mecanismos que
generalmente hacen trabajar interruptores, disyuntores o, en el caso del
regulador, un motor para restablecer el nivel de tensión deseado.
29
Conclusiones
1. Las líneas de transporte y distribución sirven para que el usuario pueda
disfrutar de la energía eléctrica en el momento que desee y en la magnitud
que lo desee. Desde usuarios habituales en su casa hasta empresas que
necesitan elevadas cantidades de energía eléctrica.
2. Los conductores usados en las líneas eléctricas logran una combinación
eficaz entre conductividad (facilidad para conducir la energía eléctrica) y
economía (debido al costo de los conductores), además de facilidad para
su instalación y mantenimiento.
3. Los aisladores sirven para que las conexiones eléctricas no sean mortales
al contacto con ellas, esto ayuda a su mantenimiento y a la seguridad de
las personas que transitan cerca de ellas.
4. Los componentes de las líneas ayudan a que la energía eléctrica que pasa
a través de ellos no se perjudique por fallas en el sistema, sobrecargas o
fenómenos meteorológicos y pueda llegar al usuario de una forma óptima.
5. Las líneas eléctricas subterráneas brindan un mayor espacio y se usan por
razones estéticas, económicas, de congestión o mantenimiento.
6. Las subestaciones sirven como fuentes de suministro de energía en las
zonas locales de distribución donde están ubicadas. Sus funciones
principales son recibir la energía de alta tensión transportada desde las
estaciones generadoras, reducir esa tensión a un valor apropiado para su
uso local y ofrecer medios de conmutación.
30
Anexo
Fig. 1 Red de transporte y distribución
Fig. 2 Materiales para conductores
31
Fig. 3 Revestimiento de conductores
Fig. 4a Mordaza para cables
32
Fig. 4b Abrazadera para cables
Fig. 5 Conectores para cables
33
Fig. 6 Aislador de espiga
Fig. 7 Aisladores de suspensión
34
Fig. 8 Aislador de tracción
Fig. 9 Aislador de barra larga
35
Fig. 10 Transformador de distribución
Fig. 11 Cortacircuitos de tipo abierto
36
Fig. 12 Pararrayos tipo válvula
Fig. 13 Reguladores de tensión
37
Fig. 14 Condensadores
Fig. 15 Interruptores
38
Fig. 16 Reconectadores
GLOSARIO
39
a. ENDESA: Empresa Nacional de Electricidad S.A, es una empresa española, actualmente propiedad de la italiana ENEL, que opera en los sectores eléctrico y gasístico.
b. Tensión nominal de trabajo: Es el voltaje que debes aplicar a un componente, circuito o equipo eléctrico para que este funcione en forma adecuada.
c. Acometida: Se llama acometida a la derivación desde la red de distribución de la empresa suministradora (también llamada de 'servicio eléctrico') hacia la edificación o propiedad donde se hará uso de la energía eléctrica.
d. Abrasión: Es la acción mecánica de rozamiento y desgaste que provoca la erosión de un material o tejido.
e. Cruceta: Se denomina cruceta a la parte del poste que se desprende de la columna del poste.
f. Ristra: Es un conjunto de elementos de un mismo origen, unos a continuación de los otros, unidos frecuentemente con un cordel.
g. Conmutación: Los circuitos de conmutación se basan en interruptores que permiten o no la circulación de una corriente eléctrica, estos interruptores pueden ser manuales si se actúan directamente.
h. Intersticio: Hendidura o espacio que media entre dos cuerpos o entre dos partes de un mismo cuerpo.
i. Relé: Un relé o contactor, es un interruptor automático controlado eléctricamente, de este modo una señal eléctrica da lugar a nuevos contactos que, a su vez, alimentan o dejan de alimentar otros circuitos.
Bibliografía
40
1. Pansini, Anthony J. (1975). Transporte y distribución de la energía eléctrica. (1era ed.). Buenos Aires: Agencia para el Desarrollo Internacional (A.I.D.).
2. Universidad Nacional de La Plata. Conductores para las líneas. Argentina: Facultad de Ingeniería, Cátedra de Sistemas de Potencia. Ver: http://www.ing.unlp.edu.ar/sispot/Libros%202007/libros/le/le-01/le-01.htm
3. M.C. Obed Jiménez M.C. Vicente Cantu Dr. Aturo Conde. Líneas de transmisión y distribución de energía eléctrica. Estado de Nuevo León, México: Departamento de iluminación y alta tensión. Ver:
http://gama.fime.uanl.mx/~omeza/pro/LTD/LTD.pdf
4. Empresa Nacional de Electricidad S.A. Transporte y distribución. España. Ver: http://www.endesa.com/es/conoceendesa/lineasnegocio/Electricidad/Transporte_distribucion
5. Prof. Luis A. Miravalles. Conductores eléctricos y su protección. Argentina. Cámara Argentina de Distribuidores de Materiales Eléctricos (CADIME). Ver: http://www.cadime.org.ar/revista/pdf/Miravalles___Conductores_elctricos_y_su_proteccin_AE140_.pdf
6. Empresa CABLEGRIP. Grilletes y mordazas para cable. Vea: http://www.cablegrip.com/es/products.php
7. Empresa INSULMEX. Aislamiento en líneas de transmisión aéreas. Vea: http://www.dirind.com/die/monografia.php?cla_id=5