2.
2.
CLASIFICACIÓN
CLASIFICACIÓN
DE LAS LÍNEAS ELÉCTRICAS
DE LAS LÍNEAS ELÉCTRICAS
2.1.
2.1. Introducción
Introducción
Los criterios fundamentales a los que se pueden atender a la hora de clasificar las Los criterios fundamentales a los que se pueden atender a la hora de clasificar las redes eléctricas son:
redes eléctricas son:
•
• Nivel de tensión.Nivel de tensión. •
• Estructura.Estructura.
Toda línea eléctrica es, a simple vista, categorizada en cualquiera de los criterios Toda línea eléctrica es, a simple vista, categorizada en cualquiera de los criterios anteriormente indicados. Existen, sin embargo, otras clasificaciones de las redes anteriormente indicados. Existen, sin embargo, otras clasificaciones de las redes eléctricas de menor rango que, si bien son más sutiles y las diferencias entre los eléctricas de menor rango que, si bien son más sutiles y las diferencias entre los distintos tipos de redes eléctricas no son tan claras, ofrecen características más distintos tipos de redes eléctricas no son tan claras, ofrecen características más concretas de las mismas.
concretas de las mismas.
2.2.
2.2. Nivel de tensión
Nivel de tensión
Se entiende por
Se entiende por tensión nominaltensión nominal de una línea alde una línea al valor convencional de la tensiónvalor convencional de la tensión
eficaz entre fases
eficaz entre fases. A partir de este valor se designa la línea y se refieren sus. A partir de este valor se designa la línea y se refieren sus característica
características constructivas y s constructivas y de funcionamiento.de funcionamiento.
Una primera clasificación de las líneas eléctricas atendiendo al nivel de Una primera clasificación de las líneas eléctricas atendiendo al nivel de tensión es la siguiente:
•
• Baja tensión:Baja tensión: tensión nominal inferior a 1 kV.tensión nominal inferior a 1 kV.
La forma de instalación, los elementos que la componen e incluso la normativa La forma de instalación, los elementos que la componen e incluso la normativa aplicable difieren completamente en función del nivel de tensión de una aplicable difieren completamente en función del nivel de tensión de una instalación.
instalación.
2.2.1.
2.2.1. Alta tensiónAlta tensión
Las líneas de alta tensión deben cumplir las prescripciones establecidas en el Las líneas de alta tensión deben cumplir las prescripciones establecidas en el “Reglamento sobre condiciones técnicas y garantías de seguridad en líneas “Reglamento sobre condiciones técnicas y garantías de seguridad en líneas eléctricas de alta tensión” (R.D.
eléctricas de alta tensión” (R.D. 223/2008).223/2008). Este reglamento define además la
Este reglamento define además la tensión más elevadatensión más elevada de la línea, al mayorde la línea, al mayor valor de la tensión eficaz entre fases, que puede presentarse en un instante en un valor de la tensión eficaz entre fases, que puede presentarse en un instante en un punto cualquiera de la línea, en condiciones normales de explotación, sin punto cualquiera de la línea, en condiciones normales de explotación, sin considerar las variaciones de tensión de corta duración debidas a defectos o a considerar las variaciones de tensión de corta duración debidas a defectos o a desconexiones bruscas de cargas
desconexiones bruscas de cargas importantes.importantes.
Todos los materiales empleados en este tipo de líneas deben estar Todos los materiales empleados en este tipo de líneas deben estar fabricados teniendo en cuenta esta
fabricados teniendo en cuenta esta tensión más elevada de la líneatensión más elevada de la línea..
Tabla 2.1: Tensiones aceptadas por D. 3151/1968. Tabla 2.1: Tensiones aceptadas por D. 3151/1968.
Categoría
Categoría de de la la línea línea Tensión nominal Tensión nominal (kV) (kV) Tensión más Tensión más elevada elevada (kV)(kV) 3ª 3ª 33 66 10 10 15 15 20 20 3,6 3,6 7,2 7,2 12 12 17,5 17,5 24 24 2ª 2ª 25253030 45 45 66 66 30 30 36 36 52 52 72,5 72,5 1ª 1ª 110 110 132 132 150 150 220 220 400 400 123 123 145 145 170 170 245 245 420 420
Las tensiones nominales normalizadas, así como los valores correspondientes de Las tensiones nominales normalizadas, así como los valores correspondientes de las tensiones más elevadas se incluyen en la
las tensiones más elevadas se incluyen en la tabla 2.1.tabla 2.1. Únicamente en el caso de que
Únicamente en el caso de que la línea sea extensión de una la línea sea extensión de una red ya existente,red ya existente, podrá admitirse la utilización de una tensión nominal diferente de las podrá admitirse la utilización de una tensión nominal diferente de las anteriormente señaladas.
anteriormente señaladas.
De entre ellas se consideran de uso preferente las tensiones nominales De entre ellas se consideran de uso preferente las tensiones nominales destacadas en la tabla 2.1.
destacadas en la tabla 2.1.
Las líneas eléctricas de alta tensión se dividen, a su vez, en tres grandes Las líneas eléctricas de alta tensión se dividen, a su vez, en tres grandes categorías, para determinar factores a tener en cuenta en su ejecución, seguridad y categorías, para determinar factores a tener en cuenta en su ejecución, seguridad y sus protecciones:
sus protecciones:
•
• Primera categoría.Primera categoría. Las de tensión nominal superior a Las de tensión nominal superior a 66 kV.66 kV. •
• Segunda categoría.Segunda categoría. Las de tensión nominal comprendida entre 66 y 30Las de tensión nominal comprendida entre 66 y 30
kV, ambas inclusive. kV, ambas inclusive.
•
• Tercera categoría.Tercera categoría. Las de tensión nominal inferior a 30 kV, e igual oLas de tensión nominal inferior a 30 kV, e igual o
superior a un kV. superior a un kV.
Con frecuencia las líneas de alta tensión de tercera categoría (hasta 30 kV) se Con frecuencia las líneas de alta tensión de tercera categoría (hasta 30 kV) se denominan líneas de media tensión.
denominan líneas de media tensión.
2.2.2.
2.2.2. Baja tensiónBaja tensión
La normativa aplicable para este tipo de líneas es el “Reglamento Electrotécnico La normativa aplicable para este tipo de líneas es el “Reglamento Electrotécnico para Baja Tensión” (R.D. 842/2002).
para Baja Tensión” (R.D. 842/2002).
Se calificará como línea eléctrica de baja tensión todo circuito con la Se calificará como línea eléctrica de baja tensión todo circuito con la finalidad de distribución de la energía eléctrica, cuya tensión nominal sea inferior finalidad de distribución de la energía eléctrica, cuya tensión nominal sea inferior a 1000 V para
A efecto de la aplicación de este reglamento, las instalaciones eléctricas de A efecto de la aplicación de este reglamento, las instalaciones eléctricas de baja tensión se clasifican, según las tensiones nominales que se les atribuyen, baja tensión se clasifican, según las tensiones nominales que se les atribuyen, según los criterios establecidos en la tabla 2.2.
según los criterios establecidos en la tabla 2.2.
Tabla 2.2: Clasificación de tensiones según R.D. 842/2002. Tabla 2.2: Clasificación de tensiones según R.D. 842/2002.
C.A. C.A. (Valor eficaz) (Valor eficaz) C.C. C.C.
(Valor medio aritmético) (Valor medio aritmético) Pequeña tensión Pequeña tensión UnUn ≤≤50 50 V V UnUn≤≤ 75 V75 V Tensión usual Tensión usual 50 < Un50 < Un≤≤ 500 500 V V 75 75 < < UnUn ≤≤750 V750 V Tensión especial Tensión especial 500 < Un500 < Un ≤≤1000 1000 V V 750 750 < < UnUn ≤≤1.500 V1.500 V
Las tensiones nominales usualmente utilizadas en las distribuciones de corriente Las tensiones nominales usualmente utilizadas en las distribuciones de corriente alterna serán:
alterna serán:
•
• 230 V entre 230 V entre fases para las redes trifásicas de tres fases para las redes trifásicas de tres conductores.conductores. •
• 230 V entre fase y neutro, y 230 V entre fase y neutro, y 400 V entre fases, para las redes trifásicas400 V entre fases, para las redes trifásicas
de 4 conductores. de 4 conductores.
Cuando en las instalaciones de baja tensión no pueda utilizarse alguna de las Cuando en las instalaciones de baja tensión no pueda utilizarse alguna de las tensiones normalizadas en este reglamento, porque deban conectarse o derivar de tensiones normalizadas en este reglamento, porque deban conectarse o derivar de otra instalación con tensión diferente, se condicionará su autorización otra instalación con tensión diferente, se condicionará su autorización administrativa a que la nueva instalación pueda ser utilizada en el futuro con la administrativa a que la nueva instalación pueda ser utilizada en el futuro con la tensión normalizada que pueda preverse.
tensión normalizada que pueda preverse.
2.2.3.
2.2.3. Elección de la tensión más Elección de la tensión más adecuadaadecuada
La selección de la tensión de servicio de
La selección de la tensión de servicio de una red precisa de la una red precisa de la consideración previaconsideración previa de ciertos parámetros:
de ciertos parámetros:
•
• La longitud media de las líneas.La longitud media de las líneas. En efecto, se corre el riesgo de que laEn efecto, se corre el riesgo de que la
impedancia de una línea, dependiente de forma directa de la longitud de la impedancia de una línea, dependiente de forma directa de la longitud de la misma, genere caídas de tensión inaceptables. Así, la necesidad de misma, genere caídas de tensión inaceptables. Así, la necesidad de
distribución de energía eléctrica a lo largo de una zona geográfica muy distribución de energía eléctrica a lo largo de una zona geográfica muy extensa implica la utilización de una tensión de servicio más bien
extensa implica la utilización de una tensión de servicio más bien elevada.elevada.
•
• La potencia suministrada.La potencia suministrada. En las zonas de gran densidad de consumo lasEn las zonas de gran densidad de consumo las
líneas, incluso de poca longitud, sufren una mayor solicitación en cuanto a líneas, incluso de poca longitud, sufren una mayor solicitación en cuanto a la corriente que debe circular a su través. Para una misma tensión, las la corriente que debe circular a su través. Para una misma tensión, las corrientes elevadas provocan la utilización conductores con grandes corrientes elevadas provocan la utilización conductores con grandes secciones para que dicha corriente pueda fluir a su través sin calentarse el secciones para que dicha corriente pueda fluir a su través sin calentarse el conductor de forma indebida, lo que
conductor de forma indebida, lo que lleva a preferir una lleva a preferir una tensión de serviciotensión de servicio más elevada.
más elevada.
•
• Las pérdidas.Las pérdidas. Incluso en los casos en que las caídas de tensión y lasIncluso en los casos en que las caídas de tensión y las
corrientes todavía tienen un valor admisible, puede que las pérdidas de corrientes todavía tienen un valor admisible, puede que las pérdidas de energía por efecto Joule tengan un coste importante. Aumentar la tensión energía por efecto Joule tengan un coste importante. Aumentar la tensión de servicio permite disminuir las pérdidas de energía para una potencia de servicio permite disminuir las pérdidas de energía para una potencia distribuida determinada.
distribuida determinada.
•
• El coste del aislamiento y de los materiales.El coste del aislamiento y de los materiales. Cuanto mayor es la tensión,Cuanto mayor es la tensión,
mayores han de ser
mayores han de ser las distancias de aislamiento. Esto conlleva un aumentolas distancias de aislamiento. Esto conlleva un aumento en las dimensiones de las obras y de los equipos, con el correspondiente en las dimensiones de las obras y de los equipos, con el correspondiente aumento de los costes. Además, algunas tecnologías que están disponibles aumento de los costes. Además, algunas tecnologías que están disponibles para tensiones pequeñas no lo están
para tensiones pequeñas no lo están para tensiones de gama superior.para tensiones de gama superior.
Existen diversas expresiones que tienen como finalidad dar un resultado, de forma Existen diversas expresiones que tienen como finalidad dar un resultado, de forma indicativa, de cuál es la tensión más
indicativa, de cuál es la tensión más adecuada en cada caso:adecuada en cada caso:
•
• Fórmula de Baum o de la milla,Fórmula de Baum o de la milla, que considera adecuada una tensiónque considera adecuada una tensión
nominal equivalente a 1 kV por
nominal equivalente a 1 kV por cada milla de longitud (1609 m).cada milla de longitud (1609 m).
•
• Fórmula de Still,Fórmula de Still, que sigue la siguiente expresión:que sigue la siguiente expresión:
l l PP U U = = 55..55· · ++ 1 1.6.61 1 110000 •
U
U == 00..11· · ll··PP
Para sendas expresiones: Para sendas expresiones:
U
U es la tensión nominal de la línea, en kilovoltios.es la tensión nominal de la línea, en kilovoltios. ll es la longitud de la línea, en kilómetros.es la longitud de la línea, en kilómetros.
P
P es la potencia que transporta la es la potencia que transporta la línea, en kilovatios.línea, en kilovatios.
Todas las expresiones anteriores son susceptibles de profundas críticas, aunque Todas las expresiones anteriores son susceptibles de profundas críticas, aunque conservan un valor informativo, esto es, para dar una idea del orden de magnitud conservan un valor informativo, esto es, para dar una idea del orden de magnitud de las tensiones de una línea.
de las tensiones de una línea.
Conviene aclarar que la expresión de Still podría utilizarse más Conviene aclarar que la expresión de Still podría utilizarse más cómodamente en el caso de grandes potencias (superiores a 5 MW), mientras que cómodamente en el caso de grandes potencias (superiores a 5 MW), mientras que la de Hefner es válida en contextos en los cuales la longitud de la línea es acorde la de Hefner es válida en contextos en los cuales la longitud de la línea es acorde con la potencia que transporta, no ofreciendo ninguna confianza en líneas con la potencia que transporta, no ofreciendo ninguna confianza en líneas espectacularm
espectacularmente cortas ente cortas o largas.o largas.
En todo caso, esta elección debe limitarse a valores estándar. A fin de poder En todo caso, esta elección debe limitarse a valores estándar. A fin de poder acceder a un mercado amplio de proveedores, y por lo tanto beneficiarse de acceder a un mercado amplio de proveedores, y por lo tanto beneficiarse de condiciones competitivas favorables, un distribuidor debe limitar su elección a los condiciones competitivas favorables, un distribuidor debe limitar su elección a los valores normalizados, lo que le asegura la disponibilidad de los diferentes valores normalizados, lo que le asegura la disponibilidad de los diferentes materiales (aislantes, cables y aparamenta) de diversos constructores. La materiales (aislantes, cables y aparamenta) de diversos constructores. La utilización de estos valores normalizados le permite igualmente beneficiarse de la utilización de estos valores normalizados le permite igualmente beneficiarse de la experiencia acumulada por los constructores y por los organismos de experiencia acumulada por los constructores y por los organismos de normalización. Finalmente, la existencia de normas de referencia permite normalización. Finalmente, la existencia de normas de referencia permite optimizar el nivel de prestaciones y de calidad.
optimizar el nivel de prestaciones y de calidad.
La elección de tensiones se determina por la función a realizar: transporte, La elección de tensiones se determina por la función a realizar: transporte, distribución o utilización. De esta forma, es típico en instalaciones de media distribución o utilización. De esta forma, es típico en instalaciones de media tensión, que la tensión de distribución no sea igual a la tensión de utilización. Por tensión, que la tensión de distribución no sea igual a la tensión de utilización. Por
ejemplo, en una fábrica la tensión de distribución es de 20 kV puede ser perfecta ejemplo, en una fábrica la tensión de distribución es de 20 kV puede ser perfecta para la distribución (existe una amplia gama de elementos que están diseñados para la distribución (existe una amplia gama de elementos que están diseñados para este nivel de tensión), y sin
para este nivel de tensión), y sin embargo, los motores receptores obligan a utilizarembargo, los motores receptores obligan a utilizar 6,6 kV para su alimentación (6,6 kV es una tensión muy típica en motores de alta 6,6 kV para su alimentación (6,6 kV es una tensión muy típica en motores de alta tensión).
tensión).
2.3.
2.3. Estructura
Estructura
Las líneas eléctricas atendiendo a su estructura se pueden dividir en aéreas y Las líneas eléctricas atendiendo a su estructura se pueden dividir en aéreas y subterráneas.
subterráneas.
Los elementos de las cuales están formadas, así como las condiciones para Los elementos de las cuales están formadas, así como las condiciones para su ejecución serán observados con detalle en capítulos posteriores.
su ejecución serán observados con detalle en capítulos posteriores.
Resulta más económica la opción de líneas aéreas (excepto en escasas Resulta más económica la opción de líneas aéreas (excepto en escasas ocasiones). En determinados casos resulta más conveniente, por razones ocasiones). En determinados casos resulta más conveniente, por razones medioambientales, de entorno, de integración de las líneas en la proximidad de medioambientales, de entorno, de integración de las líneas en la proximidad de edificaciones, de impacto visual y social, la instalación de líneas subterráneas, edificaciones, de impacto visual y social, la instalación de líneas subterráneas, sobre todo en baja tensión
sobre todo en baja tensión y media tensión.y media tensión.
Debido a la dificultad añadida en las labores de identificación y reparación Debido a la dificultad añadida en las labores de identificación y reparación de averías es conveniente que la topología de las redes subterráneas sea más de averías es conveniente que la topología de las redes subterráneas sea más redundante que la de las
redundante que la de las aéreas.aéreas.
2.4.
2.4. Característ
Características de
icas de las redes
las redes eléctricas
eléctricas
Existen otras clasificaciones de las redes eléctricas de menor rango que las Existen otras clasificaciones de las redes eléctricas de menor rango que las anteriores que, si bien son más sutiles y las diferencias entre los distintos tipos de anteriores que, si bien son más sutiles y las diferencias entre los distintos tipos de redes eléctricas no son tan claras, ofrecen características más concretas de las redes eléctricas no son tan claras, ofrecen características más concretas de las mismas.
2.4.1.
2.4.1. FinalidadFinalidad
2.4.1.1.
2.4.1.1. Red de transporte e interconexiónRed de transporte e interconexión
La dispersión geográfica entre los lugares de producción y los centros de La dispersión geográfica entre los lugares de producción y los centros de consumo, la irregularidad de este consumo y la imposibilidad de almacenar la consumo, la irregularidad de este consumo y la imposibilidad de almacenar la energía eléctrica, requieren una red eléctrica capaz de transportarla a grandes energía eléctrica, requieren una red eléctrica capaz de transportarla a grandes distancias. Sus líneas alcanzan millares de
distancias. Sus líneas alcanzan millares de kilómetros.kilómetros. La finalidad de una red de este tipo es triple: La finalidad de una red de este tipo es triple:
•
• Una función de transporte cuyo propósito es acercar la electricidad de lasUna función de transporte cuyo propósito es acercar la electricidad de las
centrales de producción a las grandes zonas de
centrales de producción a las grandes zonas de consumo.consumo.
•
• Una función de interconexión nacional que gestiona el reparto de la corriente,Una función de interconexión nacional que gestiona el reparto de la corriente,
orientando la producción y garantizando el suministro en todas las zonas y en orientando la producción y garantizando el suministro en todas las zonas y en todo instante.
todo instante.
•
• Una función de interconexión internacional para gestionar los flujos de energíaUna función de interconexión internacional para gestionar los flujos de energía
entre los países en función de intercambios programados o para suplir entre los países en función de intercambios programados o para suplir necesidades puntuales.
necesidades puntuales.
Las tensiones suelen estar incluidas entre 220 y 400 kV, a veces 800 kV. La Las tensiones suelen estar incluidas entre 220 y 400 kV, a veces 800 kV. La utilización de estas elevadas tensiones está ligada a un objetivo económico. En utilización de estas elevadas tensiones está ligada a un objetivo económico. En efecto, para una potencia transportada, las pérdidas en línea por efecto Joule son efecto, para una potencia transportada, las pérdidas en línea por efecto Joule son inversamente proporcional
inversamente proporcionales al es al cuadrado de la cuadrado de la tensión:tensión:
2 2 k k Δ ΔPP == U U Donde
Donde U U es tensión de la red yes tensión de la red y kk es una constante función de la línea.es una constante función de la línea.
Además las potencias transportadas son tales que la utilización de una tensión Además las potencias transportadas son tales que la utilización de una tensión baja conllevaría secciones de cables totalmente inadmisibles. El uso de tensiones baja conllevaría secciones de cables totalmente inadmisibles. El uso de tensiones elevadas es por lo tanto una imposición, a pesar de las exigencias de aislamiento elevadas es por lo tanto una imposición, a pesar de las exigencias de aislamiento que se traducen en mayores costes de material. La solución más fácil consiste en que se traducen en mayores costes de material. La solución más fácil consiste en utilizar líneas aéreas. En todos los casos, la elección de una determinada tensión utilizar líneas aéreas. En todos los casos, la elección de una determinada tensión
de transporte es, ante todo, un compromiso técnico-económico, función de las de transporte es, ante todo, un compromiso técnico-económico, función de las potencias a transportar y las distancias a recorrer.
potencias a transportar y las distancias a recorrer.
Garantizar una calidad de suministro es fundamental en estas redes. En Garantizar una calidad de suministro es fundamental en estas redes. En efecto, cualquier fallo en este nivel conlleva importantes defectos en la efecto, cualquier fallo en este nivel conlleva importantes defectos en la alimentación para el conjunto de los puntos de consumo. Así es como en 1965, 30 alimentación para el conjunto de los puntos de consumo. Así es como en 1965, 30 millones de personas se quedaron sin suministro eléctrico durante 12 horas en los millones de personas se quedaron sin suministro eléctrico durante 12 horas en los Estados Unidos. Por lo tanto, las protecciones de estas redes deben ser muy Estados Unidos. Por lo tanto, las protecciones de estas redes deben ser muy eficaces, su explotación debe realizarse de forma automática, y su topología debe eficaces, su explotación debe realizarse de forma automática, y su topología debe ser mallada. En cuanto a su explotación, está asegurada, a escala nacional, por un ser mallada. En cuanto a su explotación, está asegurada, a escala nacional, por un centro de control o despacho de cargas, propiedad de la Empresa Red Eléctrica de centro de control o despacho de cargas, propiedad de la Empresa Red Eléctrica de España (REE), a partir del
España (REE), a partir del cual se vigila y gestiona permanentemente el tránsito decual se vigila y gestiona permanentemente el tránsito de la energía eléctrica.
la energía eléctrica.
En España la red de transporte está formada exclusivamente por líneas de En España la red de transporte está formada exclusivamente por líneas de 220 kV y 400 kV, de todas ellas es propietaria y gestora REE, en raros casos redes 220 kV y 400 kV, de todas ellas es propietaria y gestora REE, en raros casos redes de menor tensión, pero que
de menor tensión, pero que tienen la finalidad de interconexión internacional.tienen la finalidad de interconexión internacional.
2.4.1.2.
2.4.1.2. Red de repartoRed de reparto
La finalidad de esta red es, ante todo, llevar la electricidad de la red de transporte La finalidad de esta red es, ante todo, llevar la electricidad de la red de transporte hacia los grandes centros de consumo. Estos centros de
hacia los grandes centros de consumo. Estos centros de consumo son:consumo son:
•
• Grandes ciudades, donde la distribución se realizará posteriormente en mediaGrandes ciudades, donde la distribución se realizará posteriormente en media
tensión. tensión.
•
• Consumidores cualificados y abonados de gran potencia (superior a 10 MVA)Consumidores cualificados y abonados de gran potencia (superior a 10 MVA)
conectados directamente a alta tensión. El número de estos abonados en cada conectados directamente a alta tensión. El número de estos abonados en cada país es pequeño. Se trata sobre todo de industrias como la siderurgia, la del país es pequeño. Se trata sobre todo de industrias como la siderurgia, la del cemento, las químicas y las de transporte ferroviario.
cemento, las químicas y las de transporte ferroviario.
La estructura de estas redes es generalmente aérea (a veces subterránea en las La estructura de estas redes es generalmente aérea (a veces subterránea en las proximidades de las ciudades).
Las tensiones de estas redes están comprendidas entre 45 kV y 220 kV. Las Las tensiones de estas redes están comprendidas entre 45 kV y 220 kV. Las protecciones son del mismo tipo que las utilizadas en las redes de transporte, así protecciones son del mismo tipo que las utilizadas en las redes de transporte, así como la topología sigue siendo mallada y la explotación se realiza de forma como la topología sigue siendo mallada y la explotación se realiza de forma automática, debido a que este tipo de líneas siguen siendo las instalaciones que automática, debido a que este tipo de líneas siguen siendo las instalaciones que transportan la energía a nivel regional.
transportan la energía a nivel regional.
En España la red de reparto está formada por líneas de propiedad de las En España la red de reparto está formada por líneas de propiedad de las principales compañías eléctric
principales compañías eléctricas del país, tiene la as del país, tiene la finalidad de extraer la energía definalidad de extraer la energía de las subestaciones de reparto y transformación y llevarla a las estaciones de las subestaciones de reparto y transformación y llevarla a las estaciones de distribución.
distribución.
2.4.1.3.
2.4.1.3. Red de distribución en media Red de distribución en media tensióntensión
La finalidad de estas redes es acercar la electricidad de las redes de reparto a los La finalidad de estas redes es acercar la electricidad de las redes de reparto a los puntos de consumo medio.
puntos de consumo medio.
Estos centros de consumo son: Estos centros de consumo son:
•
• Distribución en el interior de las grandes ciudades, acceso a entidades menoresDistribución en el interior de las grandes ciudades, acceso a entidades menores
sector público donde posteriormente se realizará la distribución en baja sector público donde posteriormente se realizará la distribución en baja tensión.
tensión.
•
• Privados con acceso a tensiones de suministro de media tensión con consumoPrivados con acceso a tensiones de suministro de media tensión con consumo
superior a 100 kVA, o bien en los que la opción técnico-económica más superior a 100 kVA, o bien en los que la opción técnico-económica más adecuada sea el suministro en media tensión. La estructura es de tipo aéreo o adecuada sea el suministro en media tensión. La estructura es de tipo aéreo o subterráneo.
subterráneo.
Las tensiones en estas redes están incluidas entre algunos kilovoltios y 30 kV. Las Las tensiones en estas redes están incluidas entre algunos kilovoltios y 30 kV. Las protecciones son menos sofisticadas que en el caso de las redes anteriores. En protecciones son menos sofisticadas que en el caso de las redes anteriores. En cuanto a la explotación de estas redes, puede desarrollarse manualmente o, cada cuanto a la explotación de estas redes, puede desarrollarse manualmente o, cada vez más, por telemando a partir de los centros de maniobra fijos y/o a bordo de vez más, por telemando a partir de los centros de maniobra fijos y/o a bordo de vehículos. La explotación depende en gran medida de la importancia de la red: en vehículos. La explotación depende en gran medida de la importancia de la red: en zonas urbanas suele ser automática, mientras que en zonas rurales puede ser zonas urbanas suele ser automática, mientras que en zonas rurales puede ser manual. La topología, como
2.4.1.4.
2.4.1.4. Red de distribución en baja tensiónRed de distribución en baja tensión
Esta red tiene como finalidad llevar la electricidad de la red de distribución de Esta red tiene como finalidad llevar la electricidad de la red de distribución de media tensión a los puntos de bajo consumo. Representa el último nivel en la media tensión a los puntos de bajo consumo. Representa el último nivel en la estructura eléctrica. Esta red permite alimentar un elevado número de estructura eléctrica. Esta red permite alimentar un elevado número de consumidores que corresponden al sector doméstico. Su estructura puede ser de consumidores que corresponden al sector doméstico. Su estructura puede ser de tipo aéreo o subterráneo, siendo a menudo influenciada por el entorno. Las tipo aéreo o subterráneo, siendo a menudo influenciada por el entorno. Las tensiones en estas redes están comprendidas entre 127 y 400 V. Estas redes se tensiones en estas redes están comprendidas entre 127 y 400 V. Estas redes se explotan manualmente y su topología suele ser radial.
explotan manualmente y su topología suele ser radial.
2.4.2.
2.4.2. TopologíaTopología
La topología de una red es la
La topología de una red es la ubicación física de esa línea, para alimentar todos losubicación física de esa línea, para alimentar todos los puntos de consumo. Suele representarse por esquemas unifilares en los que puntos de consumo. Suele representarse por esquemas unifilares en los que figuran todos los puntos de
figuran todos los puntos de consumo.consumo.
Conviene distinguir entre topología, que determina la existencia física de Conviene distinguir entre topología, que determina la existencia física de una línea, y explotación que es, entre otros factores el conjunto de líneas por los una línea, y explotación que es, entre otros factores el conjunto de líneas por los que circula la corriente eléctrica y que puede variar, realizando las maniobras que circula la corriente eléctrica y que puede variar, realizando las maniobras oportunas, entre todas las líneas existentes (líneas que
oportunas, entre todas las líneas existentes (líneas que forman la topología).forman la topología). En conclusión, una red tiene
En conclusión, una red tiene una única topología, aunque puede explotarseuna única topología, aunque puede explotarse de diversas formas.
de diversas formas.
La elección de una topología lleva consigo una serie de compromisos. La elección de una topología lleva consigo una serie de compromisos. Cuanto mayor es el nivel de continuidad de suministro requerida, mayor debe ser Cuanto mayor es el nivel de continuidad de suministro requerida, mayor debe ser la complejidad de la red, siendo ésta más difícil de maniobrar y más costosa. Una la complejidad de la red, siendo ésta más difícil de maniobrar y más costosa. Una red sencilla es más económica, y las maniobras a realizar requieren menor red sencilla es más económica, y las maniobras a realizar requieren menor aparamenta, además de menor cualificación del personal, pero un defecto en aparamenta, además de menor cualificación del personal, pero un defecto en algún punto de la línea supone un corte en el suministro eléctrico en las algún punto de la línea supone un corte en el suministro eléctrico en las instalaciones afectadas.
instalaciones afectadas.
Se exponen a continuación las topologías más comunes y su forma de Se exponen a continuación las topologías más comunes y su forma de
2.4.2.1.
2.4.2.1. Red radial o en antenaRed radial o en antena
Se trata de la red más sencilla, donde todos los puntos de consumo cuentan Se trata de la red más sencilla, donde todos los puntos de consumo cuentan exclusivament
exclusivamente con e con una posible alimentación.una posible alimentación.
Cualquier maniobra, en caso de mantenimiento o avería es extremadamente Cualquier maniobra, en caso de mantenimiento o avería es extremadamente sencilla, pero cualquier fallo en una parte de la red supone una interrupción del sencilla, pero cualquier fallo en una parte de la red supone una interrupción del suministro aguas abajo del elemento de
suministro aguas abajo del elemento de maniobra/protemaniobra/protección anterior.cción anterior.
En el esquema de la figura 2.1, si existiese un defecto en la línea en el punto En el esquema de la figura 2.1, si existiese un defecto en la línea en el punto
A
A, el elemento de maniobra, el elemento de maniobra 11 se abrirá (en este tipo de instalaciones las maniobrasse abrirá (en este tipo de instalaciones las maniobras
suelen ser manuales) quedando sin servicio todos los clientes aguas abajo del suelen ser manuales) quedando sin servicio todos los clientes aguas abajo del interruptor. De esta forma, la única posibilidad de aumentar la continuidad del interruptor. De esta forma, la única posibilidad de aumentar la continuidad del suministro pasa por la instalación de un elevado número de elementos de suministro pasa por la instalación de un elevado número de elementos de maniobra.
maniobra.
Figura
Figura22..11. Esquema de una red radial en antena.. Esquema de una red radial en antena.
La explotación es única (existe un único camino por donde puede circular la La explotación es única (existe un único camino por donde puede circular la corriente) y además coincide con su topología, esto es, radial. Además, las corriente) y además coincide con su topología, esto es, radial. Además, las maniobras suelen realizarse de forma
maniobras suelen realizarse de forma manual.manual.
Es la más económica de todas las opciones y se usa en líneas de media tensión Es la más económica de todas las opciones y se usa en líneas de media tensión aéreas en zonas rurales con baja densidad de carga, y en general en redes de baja aéreas en zonas rurales con baja densidad de carga, y en general en redes de baja tensión. tensión. 11 2 2 00 A A
2.4.2.2.
2.4.2.2. Radial con enlaces entre líneasRadial con enlaces entre líneas
Se trata de una
Se trata de una modificación del caso anterior donde se instalan líneas que enlazanmodificación del caso anterior donde se instalan líneas que enlazan a dos líneas con topología en antena o dos derivaciones importantes de la misma a dos líneas con topología en antena o dos derivaciones importantes de la misma línea. Estas líneas de enlace se denominan habitualmente “líneas cero”. En línea. Estas líneas de enlace se denominan habitualmente “líneas cero”. En condiciones normales de explotación estas líneas cero no tienen ninguna utilidad, condiciones normales de explotación estas líneas cero no tienen ninguna utilidad, pero en caso de defecto en el punto
pero en caso de defecto en el punto A A, se realizaran las maniobras oportunas, se realizaran las maniobras oportunas
(cierre de
(cierre de 33 yy 4 4 y apertura dey apertura de 11, habitualmente de forma manual) se establece el, habitualmente de forma manual) se establece el
suministro eléctrico en una importante porción de la línea que estaba sin suministro eléctrico en una importante porción de la línea que estaba sin suministro. Se observa que la introducción de líneas de enlace (en nuestro caso, la suministro. Se observa que la introducción de líneas de enlace (en nuestro caso, la existente entre los puntos
existente entre los puntos 33 yy 4 4) garantiza una mayor cantidad de puntos de) garantiza una mayor cantidad de puntos de
suministro en caso del mismo defecto que
suministro en caso del mismo defecto que en el caso anterior.en el caso anterior.
Por otra parte la secuencia de maniobras más compleja exige una mayor Por otra parte la secuencia de maniobras más compleja exige una mayor cualificación técnica del personal. Evidentemente se trata de redes más costosas, cualificación técnica del personal. Evidentemente se trata de redes más costosas, ya que se
ya que se instalan tramos de línea que habitualmente no tienen ninguna utilidad.instalan tramos de línea que habitualmente no tienen ninguna utilidad. La explotación es radial (existe un único camino por donde puede circular La explotación es radial (existe un único camino por donde puede circular la corriente, en un instante determinado), aunque puede variar en función de qué la corriente, en un instante determinado), aunque puede variar en función de qué interruptores estén abiertos o cerrados.
interruptores estén abiertos o cerrados.
2222 11 2 2 00 66 7 7 55 33
Zona donde se ha restaurado el suministro Zona donde se ha restaurado el suministro
Este tipo de líneas se emplea habitualmente en líneas aéreas de media tensión en Este tipo de líneas se emplea habitualmente en líneas aéreas de media tensión en zonas rurales o semiurbanas donde la planificación estratégica del distribuidor ha zonas rurales o semiurbanas donde la planificación estratégica del distribuidor ha considerado conveniente la instalación de líneas de enlace para mejorar la considerado conveniente la instalación de líneas de enlace para mejorar la continuidad del suministro de energía.
continuidad del suministro de energía.
2.4.2.3.
2.4.2.3. Doble alimentaciónDoble alimentación
Este tipo de instalación se la conoce también como radial doble. Está basada en la Este tipo de instalación se la conoce también como radial doble. Está basada en la redundancia de suministros. Como se observa en la figura 2.3, se trata redundancia de suministros. Como se observa en la figura 2.3, se trata simplemente de la instalación de dos líneas radiales donde cada punto de simplemente de la instalación de dos líneas radiales donde cada punto de consumo tiene acceso a las dos líneas. En caso de avería en una de ellas se pasa consumo tiene acceso a las dos líneas. En caso de avería en una de ellas se pasa automáticame
automáticamente a consumir de nte a consumir de la otra.la otra.
Resulta evidente que la continuidad de suministro queda garantizada, y Resulta evidente que la continuidad de suministro queda garantizada, y que la cualificación necesaria del personal no debe ser elevada. Resulta, sin que la cualificación necesaria del personal no debe ser elevada. Resulta, sin embargo una instalación costosa en la medida en que todos los elementos de las embargo una instalación costosa en la medida en que todos los elementos de las líneas están duplicados.
líneas están duplicados.
Se utiliza particularmente en instalaciones aéreas privadas donde un corte Se utiliza particularmente en instalaciones aéreas privadas donde un corte en el suministro eléctrico resulta crítico, y no existe un personal técnico en el suministro eléctrico resulta crítico, y no existe un personal técnico específicamente cualifica
específicamente cualificado para do para realizar las labores realizar las labores de mantenimiento eléctrico.de mantenimiento eléctrico.
Figura 2.3. Esquema de una red en doble alimentación. Figura 2.3. Esquema de una red en doble alimentación.
2.4.2.4.
2.4.2.4. Bucle abiertoBucle abierto
La estructura en bucle abierto o en corte de arteria consiste en un anillo donde, a La estructura en bucle abierto o en corte de arteria consiste en un anillo donde, a partir de una o varias subestaciones trasformadoras se realiza un anillo, pudiendo partir de una o varias subestaciones trasformadoras se realiza un anillo, pudiendo
Corte de arteria Corte de arteria
11
ser alimentado cada punto de consumo de al menos dos líneas eléctricas. Se ser alimentado cada punto de consumo de al menos dos líneas eléctricas. Se consigue de esta forma una garantía de
consigue de esta forma una garantía de suministro en todos los puntos.suministro en todos los puntos.
Es la topología típica en líneas subterráneas de media y alta tensión, y a Es la topología típica en líneas subterráneas de media y alta tensión, y a veces se utiliza también en líneas subterráneas de baja tensión. Debido a la veces se utiliza también en líneas subterráneas de baja tensión. Debido a la inaccesibilidad de las líneas se instalan elementos de maniobra en cada punto de inaccesibilidad de las líneas se instalan elementos de maniobra en cada punto de suministro para poder dejar sin tensión durante largo tiempo algún tramo de la suministro para poder dejar sin tensión durante largo tiempo algún tramo de la línea.
línea.
En caso de avería o labores de mantenimiento en uno de los tramos de línea En caso de avería o labores de mantenimiento en uno de los tramos de línea se abren los elementos de maniobra existentes en los puntos de suministro anexos se abren los elementos de maniobra existentes en los puntos de suministro anexos a la misma, eliminándose la tensión en el citado tramo sin necesidad de dejar sin a la misma, eliminándose la tensión en el citado tramo sin necesidad de dejar sin suministro a ningún punto.
suministro a ningún punto.
Figura 2.4. Los puntos de Figura 2.4. Los puntos de consumo deben tener consumo deben tener
dos elementos de dos elementos de
maniobra maniobra..
Es conveniente hacer notar que aunque la topología es un anillo la explotación se Es conveniente hacer notar que aunque la topología es un anillo la explotación se realiza de forma radial, porque para un instante determinado a cada punto de realiza de forma radial, porque para un instante determinado a cada punto de consumo le llega la energía a través de un único camino. Por esta razón, en consumo le llega la energía a través de un único camino. Por esta razón, en condiciones normales de explotación existen dos interruptores abiertos que dejan condiciones normales de explotación existen dos interruptores abiertos que dejan sin tensión el tramo existente entre ellos. A este punto se le denomina corte de sin tensión el tramo existente entre ellos. A este punto se le denomina corte de arteria.
arteria.
Se trata de una estructura costosa debido a que todos los puntos de la línea Se trata de una estructura costosa debido a que todos los puntos de la línea deben tener al menos dos elementos de maniobra y además todos los conductores deben tener al menos dos elementos de maniobra y además todos los conductores deben estar ampliamente sobredimensionados para que, en el caso crítico de un deben estar ampliamente sobredimensionados para que, en el caso crítico de un defecto en el punto
defecto en el punto11, cercano a la subestación se pueda practicar el corte de arteria, cercano a la subestación se pueda practicar el corte de arteria
en los elementos de maniobra anexos al defecto, satisfacer todo el suministro en los elementos de maniobra anexos al defecto, satisfacer todo el suministro desde el tramo de línea opuesto. Además se exige una muy alta cualificación desde el tramo de línea opuesto. Además se exige una muy alta cualificación técnica del personal.
técnica del personal.
Este tipo de topología es muy común en
Este tipo de topología es muy común en distribución de energía eléctrica endistribución de energía eléctrica en zonas urbanas, e incluso en ocasiones se realizan líneas redundantes (líneas cero), zonas urbanas, e incluso en ocasiones se realizan líneas redundantes (líneas cero), para enlazarse entre sí a partir de centros de reflexión y obtener una mayor para enlazarse entre sí a partir de centros de reflexión y obtener una mayor garantía de continuidad de suministro reduciendo la sección de los conductores. garantía de continuidad de suministro reduciendo la sección de los conductores.
2.4.2.5.
2.4.2.5. Doble bucle en anilloDoble bucle en anillo
Está basada en la misma filosofía de la radial doble, pero sólo se utiliza en Está basada en la misma filosofía de la radial doble, pero sólo se utiliza en instalaciones donde la estructura de las líneas es subterránea.
instalaciones donde la estructura de las líneas es subterránea.
Se trata simplemente de la instalación de dos anillos con sus Se trata simplemente de la instalación de dos anillos con sus correspondientes cortes de arteria, donde cada punto de consumo tiene acceso a correspondientes cortes de arteria, donde cada punto de consumo tiene acceso a las dos líneas. En caso de avería en una de ellas se pasa automáticamente a las dos líneas. En caso de avería en una de ellas se pasa automáticamente a consumir de la otra.
consumir de la otra.
Resulta evidente que la continuidad de suministro queda garantizada. Resulta evidente que la continuidad de suministro queda garantizada. Resulta, sin embargo una instalación costosa en la medida en que todos los Resulta, sin embargo una instalación costosa en la medida en que todos los elementos de las líneas están duplicados. Se utiliza en aplicaciones donde las elementos de las líneas están duplicados. Se utiliza en aplicaciones donde las
líneas eléctricas deben ser subterráneas, y un corte en el suministro será crítico, y líneas eléctricas deben ser subterráneas, y un corte en el suministro será crítico, y no existe un personal técnico específicamente cualificado para realizar las labores no existe un personal técnico específicamente cualificado para realizar las labores de mantenimiento eléctrico.
de mantenimiento eléctrico.
2.4.2.6.
2.4.2.6. Red malladaRed mallada
Se trata de una red en la que la corriente puede circular por diferentes caminos Se trata de una red en la que la corriente puede circular por diferentes caminos para llegar de los puntos de generación a los puntos de consumo.
para llegar de los puntos de generación a los puntos de consumo.
Es una red muy compleja, y las maniobras deben realizarse de forma Es una red muy compleja, y las maniobras deben realizarse de forma automática por personal muy especializado, debiendo garantizarse la gestión automática por personal muy especializado, debiendo garantizarse la gestión de lade la energía eléctrica.
energía eléctrica.
Las redes de transporte son típicamente redes malladas, como ha quedado Las redes de transporte son típicamente redes malladas, como ha quedado patente en la figura 1.1.
patente en la figura 1.1.
2.4.2.7.
2.4.2.7. Instalación de grupos generadores de energía Instalación de grupos generadores de energía eléctricaeléctrica
La instalación de generadores eléctricos independientes de la red, aunque en La instalación de generadores eléctricos independientes de la red, aunque en realidad no supone una modificación de la topología de la red en un sentido realidad no supone una modificación de la topología de la red en un sentido estricto, parece conveniente comentarse, ya que es el recurso más utilizado para estricto, parece conveniente comentarse, ya que es el recurso más utilizado para garantizar una continuidad de suministro, e incluso su instalación es obligatoria garantizar una continuidad de suministro, e incluso su instalación es obligatoria en determinadas ocasiones.
en determinadas ocasiones.
A menudo su instalación no tiene la finalidad de mantener el proceso A menudo su instalación no tiene la finalidad de mantener el proceso productivo durante un corte del suministro eléctrico, sino de garantizar una productivo durante un corte del suministro eléctrico, sino de garantizar una mínima cantidad de energía para aplicaciones básicas, como iluminación en mínima cantidad de energía para aplicaciones básicas, como iluminación en locales de pública
locales de pública concurrencia.concurrencia.
Otras situaciones por las que se recurre a veces a este tipo de instalaciones Otras situaciones por las que se recurre a veces a este tipo de instalaciones es la inexistencia de cobertura de red de suministro eléctrico, o una imposibilidad es la inexistencia de cobertura de red de suministro eléctrico, o una imposibilidad por parte de la red eléctrica de poder ofrecer una potencia determinada en por parte de la red eléctrica de poder ofrecer una potencia determinada en instantes puntuales. Ejemplos de estos casos son, respectivamente, las obras de instantes puntuales. Ejemplos de estos casos son, respectivamente, las obras de
