TIPOS DE ESTRUCTURAS PARA LAS INSTALACIONES DE MEDIA TENSIÓN

La selección de una estructura adecuada para el desarrollo del sistema de distribución subterránea juega un papel muy importante en la planeación, ya que influirá no solo en la operación, sino en su costo y confiabilidad a través de la vida útil de la red.

Cabe mencionar también que de acuerdo a su construcción existen tres tipos de estructuras radiales que son:

El propósito de este trabajo es estudiar el sistema de distribución subterránea, y durante todo el desarrollo de este trabajo se llamara a todos los tipos de estructuras por su nombre, dando por entender que las estructuras son del tipo subterráneas.

       Red aérea

 Red subterránea  Red mixta

Los parámetros que influyen en la selección de la estructura son: a) Tipo de carga: residencial, comercial, industrial o mixta b) Densidad de la carga

c) Localización geográfica

d) Forma geométrica de la expansión de la carga

e) Continuidad o confiabilidad requerida por los consumidores f) Tasa de crecimiento

g) Operación

h) Mano de obra disponible tanto para la construcción como para la operación de red i) Costo

En cuanto a su operación, existen solo 2 tipos fundamentales de redes de distribución subterráneas: radial y en anillo

3.4.1 Estructura anillo

Es un sistema que permite la transferencia de potencia entre fuentes y cargas por dos trayectorias, este arreglo aumenta en forma considerable la confiabilidad del sistema. En la figura 3.9. Se muestra un arreglo del tipo anillo con una sola fuente de alimentación. En La figura 3.10 se muestra otro tipo de configuración tipo anillo pero este cuenta con dos alimentaciones esto mejora la confiablidad del sistema y la elección del uno o del otro depende principalmente del tipo de servicio que se quiera alimentar. Y por último en la figura 3.11 otro tipo de configuración anillo, pero esta configuración anillo consta de un alimentador preferente y emergente, que la transferencia de uno a otro y esta operación la realiza el interruptor que actúa en forma manual o automático.

Figura 3.9. Circuito subterráneo en anillo con una sola fuente de alimentación [9]

Figura 3.11. Circuitos subterráneos en anillo operación radial con más de una fuente de alimentación incluyendo un seccionador de transferencia automática o manual (alimentador selectivo) [9]

3.4.2 Estructura radial

Por definición, un sistema de operación radial es aquel en el que el flujo de energía tiene una sola trayectoria de la fuente a la carga, de tal manera que una falla en cualquier componente de la red produce una interrupción en todos los servicios. Los sistemas de operación en anillo son utilizados sobre todo en redes de alta tensión debido a la complejidad en su operación y costo Además, el sistema radial es el más sencillo, económico y comúnmente usado, siendo poco confiable ya que cualquier falla en uno de los segmentos interrumpe la alimentación a la carga. Este arreglo tiene una capacidad limitada para funcionar como una fuente de energía alterna al interconectarse con otra fuente. [5]

Este sistema se constituye con cables troncales que salen en forma “radiante” de la SE y con cables transversales que ligan las troncales. La sección de cable que se utiliza debe ser uniforme, es decir, la misma para los troncales y para los ramales, como se ve en la figura 3.12.

La aplicación de esta estructura es recomendable en zonas extendidas. Con altas densidades de carga (15 a 20 MVA/km2) y fuertes tendencias de crecimiento. [5]

En operación normal cada alimentador lleva una carga funcionando en forma radial, operando normalmente abiertos los elementos de seccionamiento con que cuenta la estructura. En el cado de emergencia los alimentadores deben soportar la carga adicional que se le asigne, de acuerdo con la capacidad del equipo y del cable. Por esta razón la estructura se constituye con cable de igual sección.

Figura 3.12. Circuito subterráneo radial con una sola fuente de alimentación [9]

3.4.3 Combinaciones de los sistemas radial, anillo y otro tipo de sistemas en estructuras de media tensión

Después de un estudio técnico y de análisis económico de las alternativas que debe incluir la modificación que esta carga tenga en la estructura de la zona, se podrá seleccionar el tipo de alimentación que esta carga tenga en la estructura de la zona, se podrá seleccionar el tipo de alimentación óptimo ara la carga.

La aplicación de un diseño en particular se determinara por el tipo de cargas que se alimentaran y la zona en que se encuentre localizada ésta. Los diagramas esquemáticos de este tipo de alimentaciones se muestran en la figura:

 Anillo abierto. Este diseño ha sido empleado extensamente para alimentar cargas comerciales y pequeñas cargas industriales importantes. Consta de dos alimentadores radiales que se unen en un interruptor normalmente abierto dentro de la subestación del consumidor. Una falla en un componente de la red primaria pude ser seccionada o aislada de manera manual. El interruptor en el punto normalmente abierto se puede cerrar para reenergizar el servicio interrumpido. [7]  Primario selectivo: en este diseño los dos circuitos se llevan al centro de carga y

se conectan al transformador por medio de un dispositivo automático denominado interruptor de transferencia. Uno de estos circuitos se denomina preferentemente y el otro emergente. [7]

 Secundario selectivo: este sistema se emplea principalmente en sistemas de distribución industrial y su uso es poco frecuente en redes de distribución urbana. Son indispensables dos transformadores con un interruptor en el lado de baja tensión. La duplicidad de transformadores, así como el resto del equipo, reduce considerablemente el tiempo de interrupción, ya que es factible hacer la transferencia de carga de manera automática cuando se conecta perdida de potencial en uno de los extremos receptores del alimentador, que por lo regular opera a media carga. [7]

 Mancha de red. Este sistema es uno de las más flexibles y confiables que existen. Su empleo se restringe a zonas en que se ya se tienen una red subterránea implantada y en que la zona tiene una elevada densidad de carga. Requiere la utilización de dos alimentadores y sus respectivos protectores de red que alimenten un bus secundario comúnmente energizado permanentemente. El protector previne que uno de los alimentadores primarios retroalimente corriente de falla al otro en el caso de cortocircuito de un transformador o en cualquier otro elemento de la red primaria. [7]