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REDES DE DISTRIBUCION Y SUBESTACION
Chávez Reyes Luis Alberto
Limascca Ccarampa Rubén
Morales Aroste Tomas
Zumaeta Lizana Wilder
I.S.T.P José Pardo
Electrotecnia Industrial
Lenguaje
2012
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INTRODUCCION
La presente investigación se refiere al tema de las redes de
subestación y distribución; en las cuales las redes de
subestación mayormente nos explican como transforma una fuente de
voltaje mayor a menor y las redes de distribución nos explica la
manera de cómo se distribuir las instalaciones eléctricas
domesticas, subterráneas e industriales.
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Este presente trabajo va
dedicado a mis compañeros
de la especialidad de
Electricidad y a mi
profesor de Lenguaje,
Abdel Rojas.
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REDES DE SUBESTACION Y DISTRIBUCION
1.1. Redes de subestación
Es un conjunto de máquinas, aparatos y circuitos (Figura
1.1), que tienen la función de modificar los parámetros de la
potencia eléctrica, permitiendo el control del flujo de energía,
brindando seguridad para el sistema eléctrico, para los mismos
equipos y para el personal de operación y mantenimiento.
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1.2. Partes principales de las redes de subestación
En la (Figura 1.2) se muestra la parte principales de las
redes de subestación.
1.Cuchillas desconectadoras.
2.Interruptor.
3.TC.
4.TP.
5.Cuchillas desconectadoras para sistema de medicion.
6.Cuchillas desconectadoras de los trnasformadores de potencia.
7.Transformadores de potencias.
8.Baras de conexión.
9.Aisladores de soporte.
10.Conexion a tierra.
11.Tablero de control y medicion.
12.Barras de tablero.
13.Sujecion del tablero.
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Anteriormente hemos mencionado las partes principales de las
redes de subestación y una de ellas es la más importante; el
transformador (Figura 1.2.7), es la parte más importante de una
subestación, consta de un embobinado de cable que se utiliza para
unir a dos o más circuitos, aprovechando el efecto de inducción
entre las bobinas y una de sus funciones principales es modificar
y establecer los niveles de tensión de una infraestructura
eléctrica, para facilitar el transporte y distribución de
la energía eléctrica.
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1.3. Clasificación de los tipos de redes de subestaciones
1.3.1 Subestación de generación: asociadas a las centrales
generadoras; dirigen directamente el flujo de potencia al
sistema.
1.3.2 Subestación de transformación: con transformadores
elevadores y reductores (pueden ser terminales o no).
1.3.3 Subestación de maniobra: conectan varios circuitos (o
líneas) para orientar o distribuir el flujo de potencia a
diferentes áreas del sistema.
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2.1. Redes de distribución aéreas:
Es la parte del sistema de suministro eléctrico, cuya
función es el suministro de energía desde la subestación de
distribución hasta los usuarios finales (medidor del cliente). Se
lleva a cabo por los Operadores del Sistema de Distribución.
2.2. Los elementos que conforman la red o sistema de distribución son los siguientes:
2.2.1. Subestación de Distribución de casitas: conjunto de
elementos (transformadores, interruptores, seccionadores, etc.)
cuya función es reducir los niveles de alta tensión de las líneas
de transmisión (o sub transmisión) hasta los niveles de media
tensión para la ramificación en múltiples salidas, circuito
primario y secundario.
2.2.2. La distribución de la energía eléctrica desde las
subestaciones de transformación de la red de transporte se
realiza en dos etapas:
A) La primera está constituida por la red de reparto: que
partiendo de las subestaciones de transformación, reparte la
energía, normalmente mediante anillos que rodean los grandes
centros de consumo, hasta llegar a las estaciones de
transformadoras de distribución. Las tensiones utilizadas están
comprendidas entre 25 a 132 Kv. Intercalados en estos anillos,
están las estaciones transformadoras de distribución, encargados
de reducir la tensión desde el nivel de reparto al de
distribución en media tensión.
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B) La segunda etapa la constituye la red de distribución: con
tensiones de funcionamiento de 3 a 30 Kv y con una característica
muy radial. Esta red cubre las superficies de los grandes centros
de consumo (población, grandes industrias.etc), uniendo las
estaciones transformadoras de distribución con los centros de
transformación que son la última etapa del suministro en media
tensión, ya que las tensiones a la salida de estos centros son de
baja tensión (125/220 o 220/380 voltios).
2.3. Líneas que forman la red de distribución:
Se operan de forma radial, sin que formen mallas, al
contrario que las redes de transporte y reparto. Cuando existe
una avería, un dispositivo de protección situado al principio de
cada red lo detecta y abre el interruptor que alimenta esta red.
La localización de averías se hace por el método de ¨prueba
y error¨, dividiendo la red que tiene la avería en dos mitades y
energizando una de ellas; a medida que se acota la zona con
avería, se devuelve el suministro al resto de la red. Esto
ocasiona que en el transcurso de localización se puedan producir
varias interrupciones a un mismo usuario de la red.
2.4. Criterios para diseño de redes de distribución:
2.4.1. Regulación: se relaciona con la caída de tensión en
los conductores de una red determinada, en generadores y
transformadores eléctricos. No resulta conveniente que haya una
caída de tensión excesiva en el conductor por que el usuario
final o transformador de MT a BT tensión, estaría alimentado por
un valor reducido de tensión muy distinto al valor asignado.
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Existen básicamente dos definiciones de regulación,
dependiendo del país donde se haga la instalación:
A) Normativa estadounidense: la regulación se define como:
B)Normativa Europea (IEC):la regulacion se define como:
Donde:
V1n: es la tension aguas arriba de la carga o transformador, es
decir en el alimentador.
V2n: es la tension en los bornes de la carga o transformador.
2.4.2. Corrientes de cortocircuito: para faltas de fase a
fase estarán limitadas únicamente por las impedancias de la
fuente, de la línea, y de la propia falla, así en la medida que
la fuente disponga de más potencia de cortocircuito circulará por
la línea mayor corriente.
Las corrientes de cortocircuito fase a tierra, están
limitadas por todas las razones anteriores pero además por el
sistema de puesta a tierra del neutro de la Red. Existen varias
formas de hacerlo. Aislado. Que producen las mínimas corrientes y
máximas sobretensiones, quizá recomendable para distribuciones no
muy extensas y que la necesidad de continuar con la línea en
falta en servicio sea imperiosa.
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2.5. Distancia de los conductores desnudos al suelo y zonas de
protección de las edificaciones en la red de distribución:
Los conductores desnudos mantendrán, en las condiciones más
desfavorables, las siguientes distancias respecto al suelo y a
las edificaciones:
2.5.1. Al suelo: 4 m, diferente a lo especificado para
cruzamientos.
2.5.2. En edificios no destinados al servicio de
distribución de la energía: los conductores se instalarán fuera
de una zona de protección, limitada por los planos que se
señalan:
A) Sobre los tejados: Un plano paralelo al tejado, con una
distancia vertical de 1,80 m del mismo, cuando se trate de
conductores no puestos a tierra, y de 1,50 m cuando lo estén; así
mismo para cualquier elemento que se encontrase instalado, o que
se instale en el tejado, se respetarán las mismas distancias que
las indicadas en la figura 1 para las chimeneas.
Cuando la inclinación del tejado sea superior a 45 grados
sexagesimales, el plano limitante de la zona de protección deberá
considerarse a 1 metro de separación entre ambos.
B) Sobre terrazas y balcones: Un plano paralelo al suelo de la
terraza o balcón, y a una distancia del mismo de 3 metros.
C) En fachadas: La zona de protección queda limitada:
C.1.) Por un plano vertical paralelo al muro de fachada sin
aberturas, situado a 0,20 metros del mismo.
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C.2.) Por un plano vertical paralelo al muro de fachada a
una distancia de 1 metro de las ventanas, balcones, terrazas o
cualquier otra abertura.
2.6. Ejecución de las instalaciones:
2.6.1. Instalación de conductores aislados: los conductores
dotados de envolventes aislantes, cuya tensión nominal sea
inferior a 0,6/1 Kv se consideran, a efectos de su instalación,
como conductores desnudos y podrán instalarse así:
A) Cables posados: directamente posados sobre fachadas o muros,
mediante abrazaderas fijadas a los mismos y resistentes a las
acciones de la intemperie. Los conductores se protegerán
adecuadamente en aquellos lugares en que puedan sufrir deterioro
mecánico de cualquier índole.
En general deber respetarse una altura mínima al suelo de
2,5 metros. Lógicamente, si se produce una circunstancia
particular como lo señalado al párrafo anterior. En los
recorridos por debajo de esta altura mínima al suelo (por
ejemplo, para acometidas) deberán protegerse mediante elementos
adecuados, evitando que los conductores pasen por delante de
cualquier abertura existente en las fachadas o muros.
En las proximidades de aberturas en fachadas deben
respetarse las siguientes distancias mínimas:
A.1.)Ventanas: 0,30 m. al borde superior de la abertura y
0,50 m. al borde inferior y laterales de la abertura.
A.2.)Balcones: 0,30 m. al borde superior de la abertura y
1,00 m. a los bordes laterales del balcón.
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B)Cables tensados: los cables con neutro fijador, podrán ir
tensados entre piezas especiales colocadas sobre apoyos, fachadas
o muros, con una tensión mecánica adecuada, sin considerar a
estos efectos, el aislamiento como elemento resistente. Para el
resto de los cables tensados se utilizaran cables fiadores de
acero galvanizado, cuya resistencia a la rotura será, como mínimo
de 800 daN, y a los que se fijaran mediante abrazaderas u otros
dispositivos apropiados a los conductores aislados, distancia al
suelo 4 m.
2.6.2. Empalmes y conexiones de conductores: los empalmes y
conexiones se realizaran utilizando piezas metálicas apropiadas,
resistentes a la corrosión, y que aseguren un contacto eléctrico
eficaz, de modo que en ellos, la elevación de temperatura no sea
superior a la de los conductores.
Los empalmes deberán soportar sin rotura ni deslizamiento
del conductor, el 90 por ciento de su carga de rotura. No es
admisible realizar empalmes por soldadura o por torsión directa
de los conductores.
En los empalmes y conexiones de conductores aislados, o de
estos con conductores desnudos, se utilizaran accesorios
adecuados, resistentes a la acción de la intemperie y se
colocaran de tal forma que eviten la penetración de la humedad en
los conductores aislados.
Las derivaciones se conectaran en las proximidades de los
soportes de línea, y no originaran tracción mecánica sobre la
misma.
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Cono conductores de distinta naturaleza, se tomaran todas
las precauciones necesarias para obviar los in convenientes que
se derivan de sus características especiales, evitando la
corrosión electrolítica mediante piezas adecuadas.
2.6.3. Sección mínima del conductor neutro: dependiendo del
número de conductores con que se haga la distribución a la
sección mínima del conductor neutro será:
A) Con dos o tres conductores: igual a los conductores de fase.
B) Con cuatro conductores: la sección de neutro será como mínimo,
la tabla 1 de la ITC-BT-07, con un mínimo de 10 mm2 para cobre y
de 16 mm2 para aluminio.
En caso de utilizar un conductor neutro de las aleaciones de
aluminio (por ejemplo ALMELEC), la sección a considerar será la
equivalente, teniendo en cuenta las conductividades de los
diferentes materiales.
3.1. Redes de distribución subterráneas:
Una distribución subterránea (Figura 1), es una forma de
llevar la energía debajo de la tierra mediante los canales a
través de los cables, para el consumo de los bienes materiales,
es una obligación para disminuir graves peligros que puede
suceder.
Las redes de distribución subterránea son mucho más costosas
que las aéreas, pues además de tener que realizar calado de la
vía pública para alojar canalizaciones y conductores, de igual
forma saber los diferentes tipos de conductores que se van a
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instalar son más sofisticados que cualquier otro tipo de
conductor.
3.2. Ventajas y desventajas de distribución subterránea:
3.2.1. Ventajas:
A) Más confiables por que las redes aéreas no afectan a la redes
subterráneas.
B) Son más estéticos.
C) Más seguros.
D) No expuestas a vandalismo.
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3.2.2. Desventajas:
A) Más costoso.
B) Dificultad en la localización de fallas.
C) Sus mantenimientos son complicados.
D) Expuestas a la humedad.
3.3. Componentes de distribución subterránea:
3.3.1. Ductos (Figura 3.3.1): pueden ser de asbesto,
cemento, PVC o conductos metálicos, mínimo de 4 pulgadas.
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3.3.2. Cables (Figura 3.3.2): pueden ser mono polar o
tripulares aislados en cadena cruzada XLPE en polietileno
reticulado EPR, en caucho sintético y en papel impregnado en
aceite APLA.
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3.3.3. Cables utilizados en redes subterráneas de alta tensión:
Tensión nominal (KV)
Calibres utilizados Kcmil o AWG
Material
15151515353535
3504/02/02
3504/02/0
cobrecobrecobrecobrecobrecobrecobre
3.3.4. Cables utilizados en la red subterránea:
Tensión nominal (KV)
Calibres utilizadosKcmil o AWG
material
0.60.60.60.6
3504/02/02
CobreCobreCobrecobre
3.4. Conductor neutro y sus factores:
3.4.1. Redes de distribución monofásica o de corriente
continua.
A) Dos hilos: igual a la sección del conductor de fase o de
polar.
B) Tres hilos: para secciones de conductores de fase hasta 10 mm2
en cobre y 16 mm2 en aluminio, la sección del conductor neutro es
igual a las de la fase.
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3.4.2. Redes de distribución de corriente alterna.
A) Dos y tres hilos: igual a la sección de los conductores de
fase.
B) Cuatro hilos: igual a la sección de los conductores de fase
hasta 10 mm2 en cobre o 16 mm2 en aluminio, y para secciones
superiores de los conductores de fase, la mitad de la de estos,
con un mínimo de 10 mm2 para conductores de cobre y 16 mm2 para
los de aluminio.
3.4.3. Factores de corrección de los valores de la
intensidad máxima.
En esta tabla se expone los distintos factores de corrección según las circunstancias de que se
trate:
Numero de cables 2 3 4 5Factor de corrección 0.85 0.75 0.70 0.60
Se instala cables en más de un plano horizontal, se aplica
un coeficiente de 0,90 sobre los valores de esta tabla,
suponiendo una separación entre planos de 10 cm. Para cables
instalados dentro de un tubo directamente enterrado, el factor de
corrección es de 0,80.
A) Cámaras (Figura A): son de varios tipos siendo la más común la
de inspección y de empalme que sirve para hacer conexiones,
pruebas y reparaciones.
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B) Empalmes (Figura B): se hace de los aniones y terminales que
permiten dar continuidad adecuada, conexiones perfectas entre
cables y equipos.
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3.5. Características de los conductores utilizados en redes de
distribución subterránea:
En las redes de distribución subterránea los conductores son
de cobre o de aluminio, aislados con papel impregnado o
materiales plásticos adecuados. Están protegidas contra la
corrosión que puede provoca la tierra y presentan gran
resistencia mecánica para soportar los esfuerzos a que están
sometidos.
Los conductores pueden ser unipolares y su tensión nominal
de aislamiento no será nunca inferior a 1000 V.
3.6. Redes subterráneas para distribución de baja tensión.
Los conductores serán de cobre o aluminio y estarán aislados
con mesclas apropiadas de compuestos poliméricos. Debidamente
protegidos contra la corrosión que puede provocar el terreno
donde se instalo.
Podrán ser de uno o mas conductores y de tensión asignada no
menor a 0,6/1 Kv, la sección no será inferior a 6 mm2 para cobre
y para aluminio no inferior a 16 mm2.
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CONCLUSIONES
Hemos llegado a las conclusiones, de que tan importante
es la electricidad, para todos nosotros, y como se
genera la electricidad a través del agua, y que tan
importante es la distribución eléctrica, y como se
distribuye en todos los lugares gracias.
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BIBLIOGRAFIA
http://www.monografias.com/trabajos-pdf2/subestaciones-electricas/subestaciones-electricas.pdf
http://es.wikipedia.org/wiki/Subestaci%C3%B3n_el%C3%A9ctrica
http://www.itescam.edu.mx/principal/sylabus/fpdb/recursos/r6861.DOC
http://oomendoza.files.wordpress.com/2010/04/configuraciones-subestaciones-electricas.ppt