Electrotecnia. ENAE0108. Ramón Guerrero Pérez

esquema general de un sistema de energía eléctrica:

       Generación

      La producción de energía eléctrica tiene lugar en las centrales, las cuales pueden clasificarse en hidráulicas, térmicas, nucleares, etc., dependiendo de la energía primaria utilizada.

      El alternador trifásico es la máquina eléctrica encargada de la generación de electricidad con frecuencias 50 Hz en Europa y 60 Hz en gran parte de América.

       Transporte

      La distribución de energía eléctrica se efectúa a partir de una red interconectada que comunica los sistemas de generación con el gran número de consumidores.

      Para disminuir tanto la sección de los conductores de la línea de transmisión como las pérdidas por efecto Joule, es necesario elevar las tensiones obtenidas en los generadores distribuyéndose en líneas de alta tensión. Según el Reglamento de Líneas de Alta Tensión, en España son valores normalizados para esta función: 132, 220 y 380 kV (1kV = 1000 V). Esta operación de elevado de tensión se realiza en lugares denominados parques de transformación, que se sitúan adyacentes a las centrales de producción.

      Hoy en día, casi todas las redes de transporte están constituidas por conductores desnudos de aluminio y acero que se encuentran tendidos sobre unos apoyos metálicos. Los aisladores de vidrio, cerámicos o sintéticos son los materiales encargados de evitar el contacto entre los apoyos y conductores.

       Sabía que...

      Normalmente, una red eléctrica de transporte suele cubrir distancias superiores a los 300 km.

      En las denominadas subestaciones transformadoras se reduce el valor de la tensión a valores reglamentarios (en España: 45, 66 o 132 kV), ya que a estos valores de tensión funcionan las redes de reparto (también llamadas redes de subtransporte o distribución primaria) que rodean los grandes núcleos urbanos.

      Aunque la transmisión de energía eléctrica se realiza en forma de CA trifásica, existen instalaciones en corriente continua. Para estos sistemas, es necesario hacer una conversión eléctrica de CA a CC de la energía producida en la generación, mediante dispositivos denominados rectificadores. Una vez que llegue a su destino, se convierte nuevamente a CA para proceder a su distribución, mediante inversores.

       Red de distribución en media tensión

      El nivel de tensión anterior vuelve a reducirse en las subestaciones transformadoras a niveles reglamentarios (3, 6, 10, 15 o 20 kV). Estas líneas, denominadas frecuentemente de media tensión, no suelen tener una longitud superior a los 25 km. La electrificación rural y el abastecimiento a ciertos consumidores industriales se efectúa mediante líneas aéreas. Para la distribución en las ciudades se suelen utilizar cables aislados subterráneos, llegando a los denominados centros de transformación (CT) que reducen la tensión a valores inferiores a 1000 V.

      Las distribuciones rurales suelen tener una estructura radial (la energía solo puede fluir en un solo sentido (subestación -> centro de transformación), mientras que en los núcleos urbanos las redes subterráneas suelen presentar una estructura mallada (con objeto de aumentar la seguridad y fiabilidad):

       Red de distribución de baja tensión

      Las redes de baja tensión están constituidas por líneas de cable aislado (aéreas o subterráneas) con longitudes de aproximadamente 1 km. Estas líneas tienen su origen en los centros de transformación y entregan energía a la mayoría de los usuarios (domésticos, industriales, comerciales, etc.) que utilizan la baja tensión eléctrica (tensiones menores a 1000 V). Los valores normalizados de baja tensión para España son 230 V y 400 V. La mayoría de los consumidores domésticos utilizan alimentación monofásica, por lo que la conexión de sus instalaciones a la red de baja tensión se efectúa entre las dos fases o entre fase y neutro, según corresponda. La estructura de este tipo de redes puede se radial o mallada (normalmente el funcionamiento es radial).

       Recuerde

      La distribución de energía eléctrica se efectúa a partir de una red interconectada que comunica los sistemas de generación con el gran número de consumidores.

      Así pues, la finalidad de las redes eléctricas es transportar la electricidad desde los centros donde se genere (centrales eléctricas) o se transforme (centros de transformación) hasta el lugar de consumo.

      Dependiendo de la tensión que soporten, las redes eléctricas pueden clasificarse en:

      1 Baja tensión (B.T.): tensión menor que 1000 V en redes de corriente alterna y 1500 V en redes de corriente continua.

      2 Media tensión (M.T.): tensión entre 1000 V y 36000 V.

      3 Alta tensión (A.T.): tensiones comprendidas entre 36.000 V y 132.000 V.

      4 Muy alta tensión (M.A.T): tensiones mayores de 132.000 V.

       Recuerde

      Las distribuciones rurales suelen tener una estructura radial.

3. Descripción de componentes fundamentales (circuitos de generación, circuitos de control y servicios auxiliares)

      Los circuitos de las instalaciones eléctricas para baja tensión pueden clasificarse dependiendo de la función que desempeñen. Por ejemplo, los circuitos de control constituyen el conexionado de los diferentes dispositivos de maniobra, corte y protección necesarios para el control de la instalación. Por otro lado, los servicios auxiliares lo constituyen los dispositivos (alimentados por sistemas o circuitos de generación, como por ejemplo: baterías) que no son imprescindibles para el funcionamiento de la instalación pero que la complementan, mejorando sus especificaciones. El alumbrado de emergencia o un sistema de protección contra incendios son un claro ejemplo de servicios auxiliares.

4. Esquemas eléctricos de baja tensión. Normativa. Dispositivos de maniobra, corte y protección

      Los esquemas eléctricos de baja tensión permiten representar tanto a los elementos como a las interconexiones que existen en este tipo de circuitos. Como se verá a continuación, dentro de la aparamenta que forma parte de los circuitos eléctricos de baja tensión, son especialmente importantes los elementos de maniobra corte y protección.

      4.1. Aparamenta de maniobra, corte y protección

      Se denomina aparamenta eléctrica al conjunto de aparatos utilizados para la conexión, protección y desconexión de los circuitos eléctricos. Este apartado está dedicado a la descripción y representación de la aparamenta eléctrica de baja tensión.

       La protección contra sobreintensidades

      Las instalaciones se diseñan para que los componentes trabajen en un régimen normal sin superar en ningún momento valores de intensidad