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En este apartado se incluirán el objeto y la definición concreta del trabajo, cuyo objeto será, por supuesto, el de suministrar y distribuir la ener- gía eléctrica, bien por una carencia de este servicio bien por inexistencia del mismo. También se incluirán la titularidad del encargo, los datos generales del emplazamiento, condiciones urbanísticas, datos paisajísticos, aspectos medioambientales, resistividad y tipo de terreno hasta una profundidad de dos metros, así como determinados datos atmosféricos (ambiente industrial, salinos, etc.) y medioambientales (existencia de masas arbóreas, topografía etc.). Consideraciones generales. Actualmente está fuera de toda duda que existe una íntima conexión entre el desarrollo energético del territorio en general y el desarrollo urbano así como entre el planeamien- to territorial y los impactos ambientales. Es en este aspecto, el de su carácter global en cuanto a la Ordenación General del Territo- rio se refiere, donde la infraestructura eléctrica presenta unas ciertas deficiencias con DISTRIBUCIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA PÚBLICA GUÍA PARA LA REDACCIÓN DE PROYECTOS DE URBANIZACIÓN MEMORIA 1. 1. ANTECEDENTES 1.1. CAPÍTULO 5 1.1.1.-

Distribucion de Energia Electrica Publica

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CAPTULO 5

DISTRIBUCIN DE ENERGA ELCTRICA PBLICA

GUA PARA LA REDACCIN DE PROYECTOS DE URBANIZACIN

1.1.1.

MEMORIAANTECEDENTES

n este apartado se incluirn el objeto y la definicin concreta del trabajo, cuyo objeto ser, por supuesto, el de suministrar y distribuir la energa elctrica, bien por una carencia de este servicio bien por inexistencia del mismo. Tambin se incluirn la titularidad del encargo, los datos generales del emplazamiento, condiciones urbansticas, datos paisajsticos, aspectos medioambientales, resistividad y tipo de terreno hasta una profundidad de dos metros, as como determinados datos atmosfricos (ambiente industrial, salinos, etc.) y medioambientales (existencia de masas arbreas, topografa etc.).

E

1.1.1.-

Consideraciones generales. Actualmente est fuera de toda duda que existe una ntima conexin entre el desarrollo energtico del territorio en general y el desarrollo urbano as como entre el planeamiento territorial y los impactos ambientales.Es en este aspecto, el de su carcter global en cuanto a la Ordenacin General del Territorio se refiere, donde la infraestructura elctrica presenta unas ciertas deficiencias con

5.2

DISTRIBUCIN DE ENERGA ELCTRICA PBLICA

respecto a otras infraestructuras energticas de suministro territorial. En efecto, es necesario tener presente que el rendimiento medio de las redes de transporte de electricidad como suministro energtico alcanza un valor de solamente el 28 por 100 mientras que el suministro del gas natural, por citar otro ejemplo de suministro territorial, puede alcanzar valores superiores al 90 por 100 en cuanto al aprovechamiento de la energa primaria original se refiere. Ello no es, por supuesto, ms que un dato limitado y concreto pero constituye una cifra numrica vlida para comenzar a explicitar los objetivos de este artculo. A diferencia del gas natural, por insistir en el ejemplo anterior, y debido a su facilidad tanto para transportar cargas grandes como pequeas a largas distancias, la infraestructura elctrica de transporte necesaria se manifiesta visualmente en superficie mediante un sinfn de lneas que crean una especie de malla que, en zonas secas, ridas y con escasa vegetacin tan frecuentes en nuestro pas, producen un impacto sobre el paisaje difcilmente cuantificable pero real. En efecto, desde un punto de vista estrictamente visual, los apoyos de las lneas areas de alta tensin estn formados por una estructura metlica de angulares montados en forma de celosa con alturas que alcanzan corrientemente valores de 30 40 m llegando en algunos casos hasta los 60 m o ms configurando unas siluetas que resultan, por lo menos, de fuerte contraste con las lneas del paisaje natural. Adems, los vanos entre torres que pueden ser pequeos (separacin entre apoyos menor de 300 m), vanos medios (separacin entre apoyos comprendida entre 300 y 500 hasta 850 m) y los denominados grandes vanos (con separacin mayor de 850 m) al margen de las dificultades tcnicas que su clculo ofrece, producen un grave impacto esttico debido, entre otras causas, tanto a los materiales utilizados para su construccin as como al contraste que la forma parablica del conductor presenta. Esta observacin no debe considerarse como una limitacin estricta de una energa, por otra parte imprescindible, sino muestra de la necesidad de plantearse con ms frecuencia que la realizada hasta ahora respecto a la adecuacin de los tendidos elctricos subterrneos a determinadas situaciones en lugar de adoptar sistemticamente rgidamente estrategias de transporte areo que, finalmente, resultan contraproducentes incluso a nivel comercial debido al rechazo que la presencia de estas estructuras de apoyo originan entre los habitantes de los lugares que las lneas de transporte atraviesan.

1.1.2.-

Estado actual. En cuanto a la red general del territorio, las condiciones del espacio a urbanizar son favorables ya que existe en las proximidades del sector una subestacin, desde la cual se realizar la conexin de la nueva red con la general de la Compaa Suministradora, ya que la misma cuenta con capacidad para suministrar, mediante la correspondiente lnea a 15 kV de tensin, a la promocin residencial que nos ocupa. Sin embargo, los materiales que se empleen para la realizacin de la red podrn recibir una tensin nominal de 20 kV. Desde esta lnea en alta se alimentarn el o los centros de transformacin que sean necesarios segn clculo.El tendido de las lneas se realizar al igual que en los ncleos urbanos prximos siguiendo las lneas de las aceras y debajo de estas segn las figuras ya recogidas en este mismo Captulo y, para mantener los criterios preexistentes de la infraestructura elctrica ya ejecutada en sectores prximos, con una separacin a las lneas de fachada de 1,20 m de

5.3

DISTRIBUCIN DE ENERGA ELCTRICA PBLICA

forma que sean fcilmente accesibles desde los viales inmediatos. Por otra parte y dado que la subestacin desde la cual se suministrar el conjunto del polgono se dispone en el exterior del mismo no es necesario reservar la superficie destinada a la ubicacin de este elemento. Debido a que la promocin que nos ocupa es de nueva planta no es necesario considerar otros datos ya que no existen otras instalaciones ni lneas elctricas procedentes de una planificacin previa atravesando el mismo.

1.1.3.-

Justificacin del proyecto. Se tratar de resolver las demandas elctricas energticas hasta un horizonte de quince aos vista considerando posibles unos altos niveles de consumo. Adems se realizarn las correspondientes previsiones no solamente en el aspecto del suministro elctrico, sino tambin procediendo a prever las necesidades que pueden presentar estas y las restantes instalaciones, especialmente en cuanto a la coordinacin con otras redes como pueden ser la de alumbrado pblico y la de telegestin de la nueva infraestructura. Particularmente interesante resulta, por ejemplo, la posibilidad de usar la red elctrica como soporte para la instalacin de telemedida y contaje de otras redes tales como agua y gas, adems de controlar la red elctrica con el fin de evitar posibles fraudes y consumos indebidos.Debido al tratamiento general de las diversas infraestructuras cuyo objeto final es no solamente suministrar los sucesivos servicios sino tambin minimizar la agresin en todos sus aspectos, se considera asimismo importante la consideracin de eliminar los posibles impactos ambientales causados tanto por los tendidos de las lneas, como por los centros de transformacin, por lo cual se adoptan como medidas obligadas el establecimiento subterrneo de los diversos circuitos as como la previsin de los Centros de transformacin en el interior de los edificios segn la tipologa en lonjas, es decir en planta baja. A este tratamiento contribuye favorablemente la circunstancia de no existencia de accidentes topogrficos que posibiliten soluciones de semienterrar estos mecanismos en laderas o terraplenes prximos a las vas de comunicacin. La pendiente media del terreno alcanza un valor medio del 2 al 5 por 100 en direccin Sur sin que exista, por tanto, obstculo alguno que, en el aspecto topogrfico, pueda plantear dificultades para la realizacin de un tendido subterrneo mxime ya que no se ha detectado existencia de capas sublveas de agua ni tampoco en profundidades menores a 1 m. Completando este punto, haremos una referencia a la constitucin geolgica del suelo, caractersticas del mismo, temperaturas aproximadas y, especialmente, a su posible agresividad. La constitucin del mismo es arcillosa y en cuanto a su resistividad trmica lo asimilaremos a los denominados terrenos compactos hmedos con un valor de 100 C cm / W que se puede considerar un valor correcto para terrenos de esta composicin en la Espaa hmeda. En todo caso y como ya se ha comentado anteriormente, la resistividad de los suelos puede variar en grandes proporciones debido, por ejemplo a la sequedad, particularmente si se considera que los efectos de la desecacin pueden sentirse hasta dos metros de profundidad, cifra superior a la que se tiene prevista la disposicin de los circuitos. La temperatura ambiente a 1 m de profundidad se considera de 25 C como resultado de las prospecciones efectuadas al respecto.

1.1.4.-

Caractersticas de la red. Ciertamente el mayor condicionante responder a la necesidad de suministrar, en las debidas condiciones de seguridad la energa elctrica segn los preceptos reglamentarios

5.4

DISTRIBUCIN DE ENERGA ELCTRICA PBLICA

en cuanto a variaciones y cadas de tensin se refiere. La disposicin de las lneas ser siempre del tipo subterrneo, tanto en media como en baja tensin, plantendose inicialmente un tipo de disposicin para la media tensin en anillo, bucle o en huso apoyado (en funcin de la potencia demandada) y distribucin radial para la baja tensin con entrada y salida en cada Centro de Transformacin. En ambos escalones de tensin los tendidos se realizarn dentro de tubos enterrados con las arquetas de registro necesarias. Adems, ello se realizar de forma que, no solamente el suministro sea permanente sino tambin que se prevean servicios de socorro en el caso de eventuales averas. Dada la disposicin de los edificios en bloques exentos, en principio se adoptar la posibilidad de ubicacin en lonja, con acceso directo desde los respectivos viales. Slo en caso de imposibilidad de esta solucin se adoptar la disposicin en stano, dadas las facilidades de acceso de que se dispone. La proteccin respecto a una posible sobrecarga de las lneas se realizar por medio de cortocircuitos fusibles situados en los Centros de Transformacin. Se cuidar especialmente la toma de tierra en los distintos puntos crticos de las redes: en las lneas en MT se pondrn a tierra la pantalla conductora, los elementos metlicos (flejes, herrajes, accesorios, etc.) mediante electrodos de hierro sin galvanizar con proteccin catdica. Las lneas de baja tensin tambin adoptarn electrodos de toma de tierra en hierro sin galvanizar, ponindose tambin a tierra el conductor neutro, tanto en las proximidades de los Centros de Transformacin, como a lo largo de la red. En cuanto a los Centros de Transformacin propiamente dichos, en los mismos se considerarn dos tipos de tierras independientes: la tierra de masas (a la que se conectarn todos los elementos metlicos) y la tierra de neutro (a la que se conectar el neutro del sistema en baja tensin a que antes hemos hecho referencia). Finalmente indicaremos que las caractersticas de la energa respondern a una distribucin en trifsica a cuatro hilos y 220 / 380 V y en utilizacin, en monofsica a 220 V y en trifsica a 380 V.

1.2.

NORMATIVA APLICADAe una forma resumida (ya que existe una profusa reglamentacin referente a numerosos aspectos incluyendo temas tan variados como la rehabilitacin de minicentrales hidrulicas, de acometidas elctricas y tarifacin, verificaciones elctricas, etc., cuya inclusin desborda los limites de la presente publicacin) la reglamentacin vigente que hace referencia a los aspectos planificatorios y tcnicos de la misma puede enumerarse como sigue: Decreto 3151/1968 de 28 de Noviembre por el que se aprueba el Reglamento Tcnico de Lneas Elctricas Areas de Alta tensin. Decreto 2413 / 1973 de 20 de Septiembre por el que se aprueba el Reglamento Electrotcnico para Baja Tensin. Real Decreto 3275/1982 de 12 de Noviembre de 1982 y Orden Ministerial del 6 de Julio de 1.984 por los que se aprueban el Reglamento sobre condiciones tcnicas y garantas de seguridad en Centrales Elctricas, Subestaciones y Centros de Transformacin e Instrucciones Tcnicas Complementarias. Real Decreto 2.949 / 82, de 15 de Octubre de 1982, por el que se aprueba el Reglamento sobre acometidas elctricas.

D

5.5

DISTRIBUCIN DE ENERGA ELCTRICA PBLICA

Real Decreto 1 / 1992 de 26 de Junio, por el que se aprueba el Texto Refundido de la Ley sobre Rgimen de Suelo y Ordenacin Urbana. Real Decreto 2.159/1978, de 23 de Junio, por el que se aprueba el Reglamento de Planeamiento de la Ley sobre Rgimen del suelo y Ordenacin Urbana.

1.3.1.3.1.-

NECESIDADESUsos y necesidades del abastecimiento. Se indicar cuales son los usos de la zona proyectada o del ncleo a suministrar, as como las necesidades de energa elctrica que tendrn los distintos edificios que se integran en el rea. Todo ello ser la base para justificar posteriormente no slo el clculo y dimensionamiento de la red de suministro sino tambin los tipos de tendidos (areos, enterrados), previsin de centros de transformacin, etc.

1.3.1.1.-

Determinacin de la potencia total prevista. El mbito de estudio de esta publicacin se enfoca hacia los planes de urbanizacin de polgonos destinados principalmente a viviendas si bien con la inclusin de diversos usos, ya que la planificacin de zonas residenciales supone la casustica ms completa en el desarrollo y expansin de los ncleos urbanos, tanto en cuanto a frecuencia como en cuanto a nmero de servicios complementarios. Aunque existen varias posibilidades de realizacin para el clculo de las lneas de distribucin de energa elctrica en el caso de los polgonos residenciales (sea por densidad de potencia en W/m2 sea por potencia total en kW), posiblemente la solucin ms fcilmente asimilable, especialmente cuando el Plan de Ordenacin haya definido con precisin los distintos usos del suelo, consiste en establecer la expresin siguiente: PT = P1 + P2 +P3 + P4 + P5 + P6 + P7siendo:

PT = Potencia total, en kW, prevista en la zona de suministro considerado. P1 = Potencia total, en kW, prevista para el uso de viviendas. P2 = Potencia total, en kW, prevista para el uso de centros de enseanza. P3 = Potencia total, en kW, prevista para locales de usos pblicos. P4 = Potencia total, en kW, prevista para establecimientos hoteleros. P5 = Potencia total, en kW, prevista para establecimientos deportivos. P6 = Potencia, en kW, destinada a usos industriales. P7 = Potencia total, en kW, correspondiente a la red de alumbrado pblico.Es necesario partir del hecho de que en cada uno de estos apartados existen grandes indeterminaciones en los datos urbansticos de partida por lo cual lo habitual es que las compaas suministradoras dispongan de cifras aproximadas con los que se rigen en funcin de los valores empricos obtenidos para las construcciones en cada zona geogrfica. En efecto estos datos pueden variar notablemente en funcin del desarrollo y nivel de vida y de consumo, propio de la zona. Una sistemtica razonable para establecer las potencias totales de clculo lo constituye el listado que a continuacin se desarrolla. P1= Potencia total, en kW, prevista para el uso de viviendas.

5.6

DISTRIBUCIN DE ENERGA ELCTRICA PBLICA

El grado de electrificacin mnimo, se establece reglamentariamente segn el apartado 2.5 de la Instruccin MI-BT010 que lo determina en funcin de la superficie mxima en m2 mediante los siguientes valores: - Grado de electrificacin Mnima (3.000 W) para una superficie mxima de 80 m2. - Grado de electrificacin Media (5.000 W) para una superficie mxima de 150 m2. - Grado de electrificacin Elevada (8.000 W) para una superficie mxima de 200 m2. En lo que respecta al coeficiente de simultaneidad de un conjunto de viviendas el Reglamento Electrotcnico de Baja Tensin determina en su Instruccin 010 el coeficiente de simultaneidad correspondiente a un edificio de viviendas pero no indica nada de forma especfica para conjuntos de edificios a efectos de coeficientes de simultaneidad en dicha Instruccin por lo cual existen empresas suministradoras que utilizan directamente los coeficientes contenidos en la MI-BT 010 mientras que otras adoptan indistintamente la relacin siguiente contenida en la Tabla 1 y 2.TABLA 1.- COEFICIENTES DE SIMULTANEIDAD A ADOPTAR EN EDIFICIOS DE VIVIENDAS Nmero de suministros De 1 a 4 De 5 a 9 De 10 a 14 De 15 a 24 De 25 a 44 Ms de 44 Coeficientes de simultaneidad Cs= 1 Cs= 0,8 Cs= 0,7 Cs= 0,6 Cs= 0,5 Cs= 0,4

TABLA 2.- POTENCIAS ELCTRICAS A PREVER EN FUNCIN DEL NMERO DE VIVIENDAS Y SU GRADO DE ELECTRIFICACIN SEGN HOJA DE INTERPRETACIN N14 DEL R.E.B.T. N de POTENCIA A PREVER EN kW. Mnimo 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 6 9 12 14,4 16,8 19,2 21,6 24 26,4 28,8 31,2 33,6 36 38,4 Medio 5 10 15 20 24 28 32 36 40 44 48 52 56 60 64 Elevado 8 14,4 20,8 27,2 32,8 38,4 44 49,6 55,2 60,8 66,4 72 77,6 83,2 88,8 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 N de POTENCIA A PREVER EN kW. Mnimo 40,2 42 43,8 45,6 47,4 49,2 51 52,8 54,6 56,4 57,9 59,4 60,9 62,4 63,9 Medio 67 70 73 76 79 82 85 88 91 94 96,5 99 101,5 104 106,5 Elevado 92,8 96,8 100,8 104,8 108,8 112,8 116,8 120,8 124,8 128,8 132 135,2 138,4 141,6 144,8

abonados SEGN EL GRADO DE ELECTRIFICACIN abonados SEGN EL GRADO DE ELECTRIFICACIN

5.7

DISTRIBUCIN DE ENERGA ELCTRICA PBLICA

Para obtener los valores correspondientes a un nmero de abonados superior al del cuadro anterior, bastar aadir por cada abonado ms, 1,5 kW para la electrificacin mnima, 2,5 kW para la media y 3,2 kW para la elevada. Si en un edificio se presentasen varios grupos de viviendas cada una con un diferente nivel de electrificacin, se tratar cada grupo como si fuese nico y se sumarn los valores resultantes de ellos para obtener la carga total. En cuanto a los servicios generales del edificio, evidentemente la solucin ideal consiste en disponer del estudio de cargas reales previstas pero como ello corresponde a un programa que frecuentemente no se conoce con la debida antelacin recomendamos adoptar los valores siguientes: - Iluminacin de portales, escaleras, vestbulos, etc.: 20 W/m2 si el alumbrado es fluorescente y 40 W/m2 si es incandescente. Para la iluminacin de aparcamientos es suficiente 10 W/m2. - Ascensores: 8 kW / unidad. - Bombas de presin de agua: 1,5 a 3 kW por grupo. - Ventiladores para extraccin de aire en garajes: 1, 15 kW / unidad. As tendremos que para obtener la potencia unitaria de cada bloque, y siempre que estas cifras se encuentren debidamente detalladas tendremos: Pt = G x N x Cs + Psg + Ploc siendo: Pt = G= N= Cs = Psg = Ploc =

Potencia total demandada por el edificio (kW). Grado de electrificacin de viviendas (kW). Nmero de viviendas del edificio. Coeficiente de simultaneidad (segn Tabla 1). Potencia de Servicios Generales del Edificio (kW). Potencia de locales comerciales del edificio (kW).

Siendo tambin adecuado, en busca de la mayor simplificacin posible, acudir a la Tabla 2 directamente en lugar de realizar la operacin de G x N x Cs, siendo el valor de la Tabla 2 superior al obtenido segn la expresin anterior. P2= Potencia total, en kW, prevista para el uso de centros de enseanza. Se adoptar tanto para actividades docentes como guarderas el valor unitario de 200 a 500 W por plaza. Otros valores orientativos son los de 60 kW para grupos de 25 aulas, 250 kW para Facultades de Letras, y 1.000 kW para Facultades y Escuelas Tcnicas aunque estos datos son muy variables en funcin del programa adoptado. P3= Potencia total, en kW, previstos para locales de usos pblicos. Edificios comerciales y de oficinas 100 W/m2 y por planta con un mnimo por abonado de 5 kW. Locales de pblica concurrencia tales como centros religiosos, salas de exposiciones y centros culturales, cinematgrafos, etc., 50 W/m2. Para salas de cine puede adoptarse el valor de 25 kW.

5.8

DISTRIBUCIN DE ENERGA ELCTRICA PBLICA

Centros mdicos o sociales 100 W/m2. Clnicas 125 W/m2 de planta pudiendo adoptarse el valor general para este tipo de edificios de 100 a 200 kW. P4= Potencia total, en kW, prevista para establecimientos hoteleros. Cuando la capacidad sea superior a 50 plazas se considera 1 kW por plaza con un mnimo de 100 kW y un mnimo de 25 kW para aquellos establecimientos cuya capacidad sea inferior a 50 plazas. P5= Potencia total, en kW, prevista para establecimientos deportivos. Terrenos deportivos de 25 a 50 kW. Estadios de 50 a 100 kW. Piscinas, 50 kW. Polideportivos sin piscina, 75 kW y polideportivos con piscina 300 kW. P6 = Potencia, en kW, destinada a usos industriales. Edificios destinados a concentracin de industrias 125 W / m2 de planta. Parcelas no especiales de polgonos industriales de 250 a 300 kW. Tambin existe la posibilidad de adoptar unas potencias empricas medias correspondientes a valores en Potencias Aparentes (como se sabe las Potencias Activas en kW se obtienen multiplicando las Aparentes en kVA por 0,8 0,85 como valor genrico del cos fi, siendo el valor de 0,85 un dato medio recomendable) en funcin de las distintas superficies de parcela adoptada segn la relacin siguiente: Para una superficie de parcela de 0,5 Ha: potencias de 30 a 100 kVA. Para una superficie de parcela de 0,5 a 2 Ha: potencia de 250 kVA. Para una superficie de parcela de 2 Ha: potencia de 630 a 1000 kVA. P7= Potencia total, en kW, correspondiente a la red de alumbrado pblico. Cuando la red de alumbrado pblico no se encuentre determinada se adoptar el valor de 2 W/m2 de superficie de viales y espacios libres considerndose incluido en este valor las necesidades de alumbrado decorativo. Tambin se puede adoptar los valores siguientes procedentes de la NTE-IER en funcin del nmero de luminarias de igual potencia y potencia en vatios de las mismas (Tabla 3).TABLA 3.- POTENCIA DEMANDADA POR LA RED DE ALUMBRADO PBLICO EN FUNCIN DEL NMERO Y POTENCIA DE LAS LUMINARIAS INSTALADAS. Nmero de luminarias de igual potencia Potencia de las lmparas en W 150 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 120 3 6 9 11 14 17 19 22 25 27 33 250 Potencia Pa en kW 5 9 14 18 23 27 32 36 41 45 54 8 15 22 29 36 44 51 58 65 72 87 400

Nota: Como valor medio general del factor de potencia se adoptar en todos los casos el valor de 0,85.

5.9

DISTRIBUCIN DE ENERGA ELCTRICA PBLICA

1.3.1.2.-

Determinacin del nmero de Centros de Transformacin. Una vez que se han obtenido las potencias de cada uno de los sectores del polgono en cuestin en los que se han considerado los coeficientes de simultaneidad nicamente en los edificios de viviendas y en la tabla referente a las luminarias de alumbrado pblico, se proceder a calcular el nmero terico de centros de transformacin necesarios para atender la demanda solicitada en cuanto a densidad de energa resultante. Ello se lleva a cabo considerando los valores modulares establecidos con respecto a la potencia de los transformadores existentes en funcin de la unidad de superficie de que se trate.Naturalmente, en el caso de que existan diversas superficies con un aprovechamiento urbanstico diferente se realizar el proceso de forma diferenciada para cada una de las diversas zonas manteniendo el criterio de llevar a cabo el mismo proceso en funcin de la densidad de potencia con respecto a las respectivas unidades de superficie. Para ello existen diversas tablas (generalmente cada compaa suministradora posee la suya) en funcin de determinados factores de simultaneidad que se fijan por el Reglamento de Acometidas para los diversos escalones de tensin. Concretamente en dicho reglamento y en el caso que nos ocupa, se indica que deben tenerse en cuenta los siguientes coeficientes de simultaneidad: - Abonados de baja tensin respecto a centros de transformacin: 0,40. - Centros de transformacin respecto a red de media tensin: 0,80. Llegados a este punto concreto recordemos el hecho de que cada empresa suministradora dispone de unas tablas propias en las cuales se recoge la sistemtica de clculo del nmero terico de centros de transformacin en funcin de la densidad resultante y de los valores de la potencia de los transformadores que habitualmente manejan las citadas empresas. Y tambin que hay ciertas diferencias de mtodo entre las diversas compaas. Por ello es necesario mantener un contacto directo con los tcnicos de las mismas para definir concretamente los modelos a adoptar. Por otra parte, esas tablas y el desarrollo que a continuacin se indica no son los definitivos, ya que sern finalmente las potencias solicitadas por los edificios previstos y las distancias respectivas las que permitirn ubicar de forma precisa estos importantes elementos. El guin que se indica en las lneas que siguen constituye sin embargo una importante etapa para la planificacin elctrica del sector que nos interesa. La potencia y nmero de los Centros de Transformacin se obtienen a partir de la densidad de potencia o cociente entre la potencia total demandada real y la superficie servida, considerando los valores modulares de potencia de transformadores. Esta potencia total real demandada, tras la introduccin del coeficiente de simultaneidad correspondiente a las redes de baja tensin (0,40), (adoptaremos un valor arbitrario, por ejemplo, 2.207 Kw para su mejor comprensin), queda como sigue:

PCT(kW) = 0,40 x PT(kW) = 0,40 x 2.207 kW = 882,80 kWConocida esta potencia procederemos a obtener la densidad elctrica por km2 realizando las equivalencias correspondientes recordando que 1 MW = 1.000 kW y que 1 km2 equivale a 100 Has. Tambin puede adoptarse directamente la tabla que a continuacin se expone:

5.10 DISTRIBUCIN DE ENERGA ELCTRICA PBLICA

Densidad (MW/km2) 1 2,5 6,4 10 > 10,4

N de C. de T. P (kW) / 100 P (kW) / 250 P (kW) / 400 P (kW) / 630 P (kW) / 800

Tabla obtenida, excepto en el ltimo caso, en funcin de las potencias en kVA normalizadas para los distintos transformadores existentes y habiendo establecido como valor de P la potencia, en kW, correspondiente a cada una de las zonas. El valor as obtenido se limita a indicar una aproximacin con respecto al nmero definitivo para el cual es necesario proceder a la realizacin de unos clculos ms precisos segn se indicar en los apartados siguientes. En cuanto a la previsin de locales para el emplazamiento de estos centros de transformacin se tendr en cuenta los preceptos recogidos en el artculo 17 del Reglamento Electrotcnico de Baja Tensin. Tambin resulta muy prctico adoptar la tabla indicada en la NTE-IER (Norma Tecnolgica de la Edificacin: Instalaciones de Electricidad. Red Exterior) la cual en sus sucesivas etapas de clculo recoge en su apartado 3 de una forma muy directa el Clculo del nmero de Centros de Transformacin, potencia y ubicacin de los mismos segn la tabla siguiente: Densidad de Potencia Potencia de los transformadores en kW/Ha en kVA Menos de 50 250 De 50 a 100 400 Mayor de 100 2 unidades de 400 Nmero de Centros de Transformacin Pt/250 Pt/400 Pt/600

1.4.

DESCRIPCIN DE LA RED

La instalacin de suministro y distribucin de energa elctrica a una rea consta, bsicamente, de los elementos siguientes: Conexin a la red existente. Red de distribucin en alta y media tensin. Elementos de transformacin de la tensin nominal de la red. Red de distribucin en baja tensin. Red de alumbrado pblico.

Que se detallarn en los apartados que siguen excepto el referente a la red de alumbrado pblico la cual, por su importancia, ser objeto de un captulo exclusivo.

1.4.1.-

Red de transporte de energa elctrica de alta y media tensin. Los alternadores de las centrales se construyen normalmente para 6.000 10.000 voltios, tensiones que no son adecuadas econmicamente para transportar grandes potencias por lo que deben ser elevadas mediante Estaciones de Transformacin. Por ello y atendiendo a su localizacin se consideran como estaciones transformadoras en cabeza siendo del tipo elevador de tensin con relaciones de transformacin de, por ejemplo, 10 / 400 kV

5.11 DISTRIBUCIN DE ENERGA ELCTRICA PBLICA

constituyendo un valor medio obtenido en la Central de Generacin el de 20 kV generndose un aumento de la tensin de aproximadamente 1.000 V por cada kilmetro de longitud de lnea mediante el uso de los transformadores antes citados. Desde las centrales generadoras de energa y a partir de este punto, comienzan las denominadas lneas de transporte de primera categora (765, 400 380 y 220 kV). En ellas se posibilita una etapa de transporte a Muy Alta Tensin, por lo que tambin se denominan de esta forma, y al final de la misma se ubican las Subestaciones Transformadoras de Distribucin y Centros de Transformacin Primarios en los cuales los correspondientes transformadores posibilitan el paso de la muy alta tensin a la alta tensin. Desde estas subestaciones y asimismo sobre torretas metlicas se produce un nuevo escaln de transporte, las denominadas lneas de segunda categora o de Alta Tensin de Distribucin (132,66, 45 y 30 kV) hasta las Estaciones Transformadoras de Distribucin o Subestaciones Secundarias las cuales pueden ser de tipo rural, suburbano o urbano en funcin de su ubicacin. Dado que estas tensiones suelen ser variables para las diferentes empresas suministradoras son frecuentes ciertas oscilaciones en estos valores y, concretamente las lneas de 132 kV, pueden incluirse en ciertos casos en el escaln superior. En todo caso esta etapa configura una red normalmente mallada con lneas fundamentalmente areas, y conexin a fuentes de suministro en varios puntos casi siempre en doble circuito. Existe tambin la posibilidad de disponer de los llamados Centros de Reparto, en los cuales no se produce modificacin de la tensin sino que se limita a derivar nuevas lneas en alta tensin y a ubicar los dispositivos de proteccin de las lneas as constituidas. En los largos recorridos de transporte se prevn mecanismos para evitar efectos indeseables y, debido a esta circunstancia, se disponen condensadores en las Subestaciones cuando resulte necesario elevar el factor de potencia en el tramo. As son de uso comn dispositivos tales como los seccionadores que, en caso de avera de lnea, permiten una mayor rapidez en la localizacin de la misma as como para facilitar el restablecimiento del servicio. Aunque la red de media tensin no posee la calidad y cantidad de servicio que puede dar la red de A.T. el suministro es muy adecuado debido a la posibilidad de disponer de enlaces con varias fuentes de suministro diferentes lo cual permite restaurar el servicio con rapidez cuando se interrumpe por cortes en la fuente principal. El segundo nivel originado en las Subestaciones se suele denominar tambin como de alta tensin de distribucin (A.T.D.) y se procura que la misma sea del tipo mallada es decir con conexin a las fuentes de suministro desde diversos puntos. Las lneas, como ya hemos comentado, son normalmente areas pues en general discurren por zonas rurales e industriales aunque no es raro que su existencia se precise tambin en las grandes ciudades particularmente en las zonas perifricas de las mismas en cuyo caso las lneas debieran realizarse siempre mediante tendidos subterrneos. En este escaln de distribucin son frecuentes la previsin de los denominados Centros de Reflexin, los cuales reciben mediante el denominado circuito cero procedente de una Subestacin Transformadora, una alimentacin en Alta Tensin careciendo de carga en explotacin normal pero que puede recibirla en caso de emergencia del suministro. Hasta estos puntos

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los tendidos responden a lo que se denomina montaje poligonal en tringulo a diferencia de la baja tensin pues en esta ltima transformacin, el montaje realizado responde al de estrella con la previsin del neutro.

Figura 1.Distintos tipos de acometidas en alta tensin a ncleos urbanos

En lo que respecta a la etapa afectada por la problemtica urbana recogida en esta publicacin la distribucin de energa (Figura 1) se realiza mediante una derivacin en alta tensin, previa conexin a la red existente sea en una subestacin, sea en un centro de reparto, pero en todo caso a travs de espacios fcilmente accesibles desde donde se vierte la produccin de energa al ncleo o zona a suministrar. Todas estas instalaciones (red de distribucin en alta tensin sea areas o subterrneas, Subestaciones Transformadoras de Distribucin y Estaciones Transformadoras de Distribucin son

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propiedad de las empresas suministradoras aunque por su ubicacin, se encuentran dentro de los trminos municipales siendo los Ayuntamientos y otros promotores los que realizan las pertinentes solicitudes de nuevos suministros. Sin embargo la necesidad de una nueva subestacin o la ampliacin de potencia de las existentes se decide en la empresa suministradora tras realizar un cuidadoso estudio informatizado del aumento de las demandas durante unos perodos de tiempo variables pero que alcanzan valores mnimos de los ltimos 5 aos y un horizonte futuro similar. Las instalaciones correspondientes a las Estaciones y Subestaciones Transformadoras de Distribucin son, posiblemente, las que han experimentado unas mayores mejoras en su calidad tcnica y lo que hace unos aos exiga de grandes edificios y numeroso personal hoy se resuelven en espacios notablemente menores y un acceso rodado con objeto de permitir los medios de transporte pesado para los transformadores y aparellaje necesario pero sin necesidad de personal permanente para la explotacin aunque s para las operaciones de mantenimiento. De hecho, debido a estas continuas mejoras, resulta difcil hacer previsiones espaciales para la ubicacin de estas instalaciones ya que la adaptacin y especializacin del aparellaje as como la progresiva disminucin de la aparamenta propiamente dicha permite reducir notablemente las superficies totales necesarias. Por ejemplo la posibilidad de disponer una instalacin de E.T.D. de intemperie conlleva la exigencia de disponer de 2.000 a 2.500 m2 mientras que esa misma instalacin de tipo interior puede resolverse en dimensiones 10 veces menores e incluso inferiores.

Figura 2.Esquema de distribucin de energa electrica media tensin, segn tipologa en anillo

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Las Estaciones Transformadoras de Distribucin pueden adems de reducir nuevamente el nivel de tensin, originar las lneas denominadas de tercera categora o Media Tensin (25,20, 15,11, y 6 kV) desde las cuales parten los distintos circuitos finales e incluso se puede suministrar directamente energa a determinados usuarios, generalmente industriales. En estos ltimos escalones de tensin las compaas suministradoras utilizan diferentes valores para la distribucin con cifras variables segn las cuantificacin de las demandas de los usuarios. As tenemos que Iberdrola realiza casi todas sus acometidas en M.T. a 13,2 y 25 kV. mientras que en el Centro y Sur de Espaa una tensin de distribucin muy frecuente en este escaln lo constituye el valor de 20 kV. Por otra parte la organizacin general de la red es de caractersticas bastante diferentes a los escalones anteriores: las mismas son redes de distribucin normalmente mallada o bien radial y area aunque los trazados subterrneos sean relativamente frecuentes debido a tratarse de distribuciones urbanas en numerosos casos. Dentro de esta red genrica existe una variada tipologa que fundamentalmente se debe a la improvisacin y a la falta de coordinacin entre los equipos de urbanistas y los equipos tcnicos de las empresas suministradoras. Esta situacin frecuentemente se traduce en la necesidad de realizar disposiciones en las redes menos eficientes como por ejemplo las distribuciones en anillo (Figura 2) constituida por una lnea de distribucin en alta tensin cerrada segn esta tipologa e incluyendo un nmero mximo de 10 centros de transformacin de los que parten lneas de distribucin ramificadas en baja tensin permitiendo tanto la necesidad de suministros puntuales de cierta importancia como la adaptacin del servicio a zonas de edificacin extensiva mediante lneas de distribucin en baja tensin.

figura 3.Esquema de distribucin de energa elctrica media tensin en huso (Mximo 6 lneas de distribucin de alta tensin).

La solucin ms idnea sin embargo lo constituye la distribucin en redes en huso normal (Figura 3), la cual est conformada por un mximo de seis lneas de distribucin en alta o

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media tensin conectadas por un extremo a una subestacin o a un centro de reparto y, por el otro, a un centro de reflexin mediante un circuito cero con un mximo de 10 centros de transformacin por cada lnea de distribucin en alta tensin, partiendo desde los centros de transformacin, las lineas de distribucin en baja tensin. Una variante de esta disposicin lo constituyen las denominadas redes en husos apoyados (Figura 4) constituidas por un mximo de seis lneas de distribucin en alta tensin conectadas a dos subestaciones o a dos centros de reparto enlazados entre s por una lnea de interconexin y un mximo de diez centros de transformacin desde los que parten de forma ramificada las lneas de distribucin en baja tensin. Esta disposicin resulta particularmente indicada cuando se prevean en un futuro prximo, ampliaciones de la red de distribucin o conexiones con otra red de suministro inmediatamente prxima. En resumen y aunque las posibilidades al respecto son mltiples se puede simplificar la exposicin del proceso indicando que lo que se hace obligado para transportar la electricidad es elevar la tensin, mediante su transformacin en las oportunas estaciones y en los puntos de produccin, a valores muy superiores a los de utilizacin (440 kV, 380 kV, 220 kV...) en funcin de la potencia a transportar y de la lejana del punto de consumo. Posteriormente, y ya en las proximidades de estos ltimos, se realizarn dos escalones de transformacin: una primera reduccin a valores comprendidos entre 60, 44 y 30 e incluso 13,2 kV hasta acometer a los centros de transformacin situados en los propios edificios o en la proximidad de los mismos, lugares en donde se transformarn definitivamente en las tensiones de utilizacin, es decir casi exclusivamente a 440 380 V entre fases valores en los cuales la tensin se encuentra en disposicin de ser utilizada.figura 4.Esquema de distribucin de energa elctrica media tensin en huso apoyado.

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Aunque no es frecuente, existe en este escaln la posibilidad de suministrar energa directamente desde la red de media tensin a diversos usuarios industriales que por su demanda de potencia o caractersticas de utilizacin (por ejemplo hornos elctricos) requieren que el suministro se realice a una tensin elevada. Otros tipos de suministros son los que se demandan en funcin de una determinada potencia, del orden de 250 a 10.000 kVA (centrales telefnicas, grandes comercios y edificios pblicos...). En estos casos lo deseable es que la distribucin se haga en doble circuito de forma que a cada abonado se le faciliten dos alimentaciones distintas permitiendo que, en caso de fallo de una de ellas, sea el propio abonado quien, con una maniobra de transferencia, tome servicio de la otra. Concretando, el transporte de energa elctrica se realiza en todo caso por medio de lneas que pueden ser areas o subterrneas. Como norma general las lneas areas se utilizan para grandes y medias tensiones y en aquellas zonas en las cuales la presencia de los conductores desnudos no plantea peligro alguno para las personas aunque son relativamente frecuentes los accidentes y choques en las lneas con aves de gran tamao e incluso, aunque muy excepcionalmente, con pequeos aviones. Al respecto diremos que es evidente que resulta ms econmica y fcil la instalacin area tanto por razones de ejecucin como de mantenimiento, particularmente cuando, como sucede con mucha frecuencia en nuestra nacin, el relieve por el cual transcurre la lnea es accidentado. Pero tambin debe especificarse asimismo que resulta ms segura la instalacin subterrnea de conductores y, por otra parte, cada da se manifiesta una mayor oposicin por parte de los habitantes de las zonas afectadas por el paso de lneas ante la intrusin visual que suponen las elevadas estructuras metlicas que la disposicin area exige. En efecto, como es bien sabido, los conductores se soportan cada cierta distancia por unos elementos resistentes denominados torres de apoyo, que permiten tanto sustentar las cargas originadas como mantenerlos a las distancias de seguridad que se recogen en los reglamentos correspondientes. Salvo en pases como Suecia en los cuales el uso de apoyos de madera se extiende a las altas tensiones la solucin constructiva ms habitual en estos casos se basa, como hemos dicho anteriormente, en el uso de soportes de acero (para las tensiones de 30 kV o superiores) y los de hormign (para 13,2, 15 20 kV) ya que los postes de madera creosotados o con tratamientos de sales solamente se usan en zonas rurales para 13,2 kV pues tienen la ventaja que debido a su escaso peso pueden trasladarse por elementos al lugar de la instalacin. El problema principal que presentan los elementos metlicos es el de la oxidacin, para lo cual es prctica extendida la galvanizacin en caliente de los mismos o la pintura peridica del material particularmente en la zona de los apoyos prxima al suelo. Las torres metlicas empleadas estn constituidas por armaduras triangulares con diversas disposiciones de crucetas pudiendo unirse en dos torres para formar prticos para grandes vanos con lo que se logra una disminucin de alturas pero exigiendo una franja de terreno ms ancha para la disposicin de las mismas. Siempre que sean necesarios los dobles circuitos los conductores de cada uno de ellos se disponen en planos verticales constituyendo los modelos existentes una serie de formatos normalizados por cada empresa realizndose en estos casos la proteccin de la estructura metlica mediante galvanizacin por inmersin. En cuanto a los postes de hormign, los mismos son los de empleo normal en lneas de distribucin de 13,2 kV pero tambin se emplean como hemos indicado en los escalones de tensin inmediatamente superiores y, mediante este material se soluciona ciertamente

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el problema de las revisiones as como la frecuente sustitucin de las estructuras metlicas en mal estado de conservacin. Sin embargo plantean la dificultad de su colocacin en lugares poco accesibles y el caracterstico impacto ambiental y visual que presentan estas estructuras cuando son necesarios grandes vanos as como el transporte de energa elctrica a mayores tensiones. Esta circunstancia comienza a ser casi habitual en muchos pases europeos en lneas de tensin elevada en las que son frecuentes, por no decir obligadas, las ocasiones en que es necesario adoptar tramos de varios centenares de metros entre apoyos por lo cual muy posiblemente deban plantearse las compaas elctricas la necesidad de adoptar con mayor frecuencia soluciones mixtas, es decir, con tramos enterrados y areos, y preferiblemente, con utilizacin de otros materiales como por ejemplo, los denominados compuestos o la ya citada madera laminada, que permitan hacer menos impactantes las soluciones metlicas habitualmente utilizadas. En cuanto al trazado, tanto si se trata de lneas areas como subterrneas, el extendido criterio general de que la lnea recta es el camino ms corto entre dos puntos(fundamentalmente debido en las lneas areas a que los apoyos de ngulo son cinco veces ms caros que los rectos y, en cuanto a las subterrneas en las economas de excavacin) se encuentra con el inconveniente de que, por razones de mantenimiento, lo preferible es que el trazado sea paralelo y prximo a las carreteras y caminos. De hecho cada vez es ms frecuente, pese al encarecimiento del acopio de apoyos que ello supone, el desviar la lnea aumentando el nmero de estos para aproximarla, en lo posible, a los caminos existentes si bien respetando las distancias de servidumbres. Respecto a los aisladores de los conductores en las lneas areas, los mismos pueden ser rgidos o de suspensin aunque actualmente los primeros solamente se usan en los escalones de tensin ms bajos, concretamente los de 13,2 kV debido a que este sistema obliga a limitar la longitud de los vanos no pudindose superar los 130 m aproximadamente. En cuanto a los materiales constituyentes de los conductores areos normalmente se emplean en las tensiones de 66, 45 y 30 kV los de aluminio-acero; con tensiones de 13,2 kV, tambin se usan los mismos materiales constitutivos si bien en las zonas costeras el de aldrey o almelec (aleacin de aluminio, magnesio y silicio) permite un mejor mantenimiento en ambientes salinos. Sin embargo su suministro es ms complejo y caro por lo que tambin es frecuente mantener, pese a sus peores condiciones de trabajo, los de aluminio-acero en estas lneas del permetro costero. En todo caso y respecto a su composicin estricta, estos cables se ajustarn a las recomendaciones Unesa correspondientes. Los mismos se componen de un alma unifilar o cableada en acero galvanizado que asegura la resistencia mecnica del cable. Normalmente se utiliza un nico conductor por fase si bien en muy altas tensiones es frecuente usar dos conductores por fase, segn la tcnica de conductores en haces, con lo que se logra una significativa reduccin de prdidas de potencia al disminuir la reactancia de la lnea y el llamado efecto corona. Estos conductores en haces no deben confundirse con los denominados de doble circuito que estn constituidos por dos lneas de iguales caractersticas y tendidos paralelos los cuales, por motivos de economa, se llevan sobre los mismos apoyos, a veces durante decenas de kilmetros, para mantener la unidad de tendido y similitud de tensiones demandadas hasta que se separan y bifurcan posteriormente en la proximidad de sus destinos concretos.

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En lo referente a las lneas subterrneas, que en la escala que estudiamos son las ms recomendables, indicaremos que las lneas se configuran en doble circuito estando los cables alojados en zanjas de 1,50 m de profundidad y protegidos con ladrillos testigos. Aunque en el apartado de detalles constructivos comentaremos ms detalladamente estas caractersticas adelantamos que las redes estn constituidas normalmente por cables trifsicos con conductores de aluminio y protegidos mecnicamente con flejes de acero. Tambin adelantaremos que los cables empleados en estas redes son, normalmente, del tipo papel impregnado de aislamiento estratificado segn el tipo denominado de campo no radial (1 slo plomo hasta las tensiones de 15 kV) y de 15 a 30 kV de campo radial. Tambin existen para valores superiores los cables de campo radial 26/45 kV, esto es de los denominados de tres plomos. La denominacin de campo radial y campo no radial se refiere a su distribucin en el campo del aislamiento siendo del primer tipo cuando el campo elctrico que parte del conductor dispone de una distribucin homognea radial con las lneas equipotenciales concntricas al conductor y aislamiento. Mientras que el campo no radial, particularmente en los cables multipolares, se produce cuando no se coloca pantalla metlica rodeando a cada uno de los conductores. Para las tensiones superiores 45, 66 kV, etc., se usan cables del tipo de aislamiento seco tales como el Polietileno (PE), polietileno reticulado (PRC) o etileno propileno (EPR). Estos son los ms modernos pero tambin se usa los de papel impregnado de aceite a presin y gas, los cuales han sido prcticamente abandonados en baja tensin pero no as en alta tensin donde se continan usando normalmente.

1.4.2.-

Ubicacin y problemtica de los Centros de Transformacin. Un punto bsico en las redes de distribucin de energa y particularmente conflictivo bajo el prisma de la problemtica medioambiental lo constituyen las Estaciones y Centros de Transformacin de la energa elctrica. La misin de los Centros de Transformacin es la de modificar el valor de la tensin (y por tanto de la intensidad de corriente) manteniendo el valor de la potencia lo cual, gracias a las tcnicas de ejecucin de los mismos es un tema en la actualidad perfectamente resuelto ya las grandes unidades alcanzan rendimientos en esta operacin prximos al 95 por 100 e incluso superiores. Hoy en da en los transformadores de grandes potencias se llega a cifras del orden del 99 por 100 en las operaciones de transformacin de tensin por lo cual prcticamente no existe prdida alguna en esta modificacin.En el apartado anterior hemos hecho referencia a las estaciones de transformacin elevadoras de tensin ubicadas emplazadas junto a las centrales de energa pero, naturalmente, las que ms nos interesan en la etapa del transporte son las reductoras con relaciones de transformacin de, por ejemplo, 220 / 45 kV 132 / 15 kV (que se consideran como suburbiales) e, incluso, las de relacin 13,2 kV / 380 V por citar dos de las relaciones ms usadas por las compaas suministradoras de energa en el interior de las reas residenciales o para su ubicacin dentro de los propios edificios. A partir de estos dispositivos de transformacin comienza la distribucin de energa mediante las lneas conocidas como en Baja Tensin (que examinaremos en el apartado siguiente) las cuales terminan en los puntos de consumo y viviendas de los abonados realizndose este suministro en dos grandes grupos: redes urbanas y redes rurales tanto para el servicio de alumbrado pblico como para el resto de los servicios elctricos propiamente dicho. La problemtica de los C. de T. est tambin cambiando desde el

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aspecto tcnico, hoy en da resuelto con creces, hacia los criterios de seguridad, acceso de vehculos pesados y, particularmente, la problemtica medioambiental los cuales estn adquiriendo progresivamente un mayor protagonismo. Es digno de destacar que, a diferencia de las Subestaciones Transformadoras correspondientes al escaln anterior las cuales disponen de una aparamenta normalmente instalada en locales bien protegidos y al abrigo de inclemencias atmosfricas, el material dispuesto en los centros de transformacin no goza de una proteccin tan adecuada por lo que es frecuente que se encuentre afectado por solicitaciones de todo tipo, pero particularmente climatolgicas, bastante ms agresivas que en el caso anterior. Bajo este punto de vista por tanto, es preciso que el planificador sea consciente de la importancia que para el suministro tiene la exposicin directa a la intemperie, en stanos hmedos y que locales construidos sin las debidas condiciones iniciales para acoger los Centros de Transformacin, juegan un papel determinante en el envejecimiento prematuro del material que los constituyen. Es por ello importante recordar que la previsin superficial de espacios y parcelas amplios con este objeto resulta determinante. Un dato de gran importancia en la tcnica de la transformacin de energa elctrica reside en la adecuacin a la demanda de las potencias normalizadas de los transformadores as como su eventual duplicacin dentro de una misma caseta o local. Dentro de que este es un dato variable en funcin de las diversas compaas suministradoras las potencias unitarias ms habituales son las de 250 kVA, 400 kVA, 630 kVA, 800 kVA y 1260 kVA. En cuanto a su ubicacin los centros de transformacin pueden ser en caseta (C.T.C) o intemperie (C.T.I) existiendo tambin los denominados interiores (por su ubicacin en el interior de los edificios) as como los denominados compactos o prefabricados los cuales constan de mdulos intercambiables presentando unas excelentes condiciones de versatilidad y seguridad. Una clasificacin sistemtica de los mismos permite su agrupacin en el listado siguiente:LEYENDA

1.- Transformador de potencia. 2.- Cuadro baja tensin. 3.- Lnea alta tensin. 4.- Interruptor con fusibles. 5.- Recogida de aceite. 6.- Ventilacin con rejillas.

1.- Centro en Caseta o Interiores (Figura 5): pueden ser en lonja, en stano, subterrneo y prefabricado. 2.- Centro de Intemperie (Figura 6): sobre uno o dos postes y en el suelo. En general se puede establecer que, entre los de intemperie, los que se disponen sobre postes en sus distintas versiones son los adecuados para las zonas rurales mientras que los interiores tienen su aplicacin en los permetros urbanos, ncleos donde el establecimiento de redes areas no se considera adecuada ni conveniente bajo ningn concepto. En los polgonos industriales se suelen disponer los centros de transformacin en meseta los cuales se montan sobre losas de hormign y debi-

Figura 5.Centro de transformacin de lonja.

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damente protegidos por unas mallas metlicas perimetralmente a las mismas con una capacidad de hasta 1.000 kV respondiendo a una funcin puramente utilitaria encontrndose fuera del objeto de esta publicacin por lo que no haremos referencia alguna al respecto. Los centros de transformacin sobre un poste resultan adecuados para instalaciones de MT/BT de una potencia de hasta 50 kVA sean monofsicos (25 kVA) o trifsicos (50 kVA) mientras que los instalados sobre dos postes admiten potencias de hasta 250 kVA en MT/BT segn una escala de 50, 100 y 250 kVA siempre en trifsico. En estos casos el transformador es normalmente nico y en casos excepcionales pueden montarse de 400 kVA e incluso de 1000 kVA cuando la alimentacin es a 30 kV. En cuanto a los de caseta o interiores las potencias correspondientes a instalar normalmente exceden de 250 kVA siendo su alimentacin subterrnea. Las potencias unitarias son de 250 kVA, 400 kVA y 630 kVA aunque de forma excepcional existen los de 800 kVA, 1000 kVA y 1260 kVA. En estos centros de transformacin de tipo interior el nmero de transformadores es de dos como mximo aunque, excepcionalmente, pueden darse casos de 3 elementos por lo que la gama de potencias ms habitual es la de 1 x 250Figura 6.Centro de transformacin intemperie sobre dos postes, apoyado. (Transformador 250 kVA).

kVA como mnimo y 2 x 630 kVA como mximo (Figura 7). Recientemente se aprecia en ese sector una gran evolucin tcnica ya que aunque siguen siendo mayoritarias las realizaciones mediante materiales convencionales abiertos, es decir los centros de transformacin montados en celdas de obra civil, el incremento de sistemas de aparamenta prefabricada bajo envolvente metlica resulta notable. En la actualidad existen dos tipos de soluciones con la aplicacin de esta tecnologa: las celdas modulares que por su flexibilidad y yuxtaposicin de funciones son capaces de adaptarse a cualquier tipo de demanda ya sea de distribucin pblica o industrial o bien las celdas compactas en las que se agrupan varias funciones en el interior de una envolvente metlica nica llena de gas SF6 (exafluoruro de azufre) a presin, sistema menos flexible que el primero, pero con el que se logra disponer de un aislamiento integral.

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Figura 7.Centro de transformacin interiores

Tambin diremos que se considera fundamentalmente en esta exposicin como centro usual de transformacin los tradicionales en celdas de obra civil, es decir aquellos con tres celdas de dimensiones respectivas 1,6 m (entrada y proteccin) 1,5 m (medida) y 2 m (transformacin) por ser el ms extendido, pero tambin se har referencia a las modernas tcnicas de transformacin que estn produciendo importantes mejoras en la tipologa y ocupacin de estos elementos. Generalmente la instalacin de tierra se saca por la celda de entrada en su parte de separacin con la segunda celda emplendose conductor de cobre desnudo dependiendo las tensiones de alimentacin y salida de su localizacin y uso. Como meras indicaciones podemos resumir algunos datos indicando que las estaciones de transformacin situadas en el extrarradio de las ciudades reciben normalmente tensiones de alimentacin del orden de 220, 132, 110 y 66 kV con tensiones de salida de 45, 30 y 15 kV, mientras que las utilizadas en los propios centros de consumo se alimentan con 45,30, y 15 kV proporcionando tensiones de salida de 440, 380 y 220 V si se destinan a usos domsticos y de 6.000, 3.000 y 440 V si se destinan a usos industriales. En cuanto a los centros de transformacin de intemperie son los que, debido a su gran sencillez y elemental configuracin, resultan ms adecuados no solamente para la alimentacin de las zonas rurales sino tambin para aquellas zonas no urbanizadas e incluso industriales que exijan escasas potencias unitarias. Su alimentacin es habitualmente area y sus salidas en Baja Tensin pueden ser areas, subterrneas y mixtas oscilando su potencia entre los valores de 25 y 250 kVA. Como ubicacin preferente es deseable hacerlo en espacios libres y abiertos, habitualmente en el exterior de las zonas a suministrar aunque lo adecuado es que se dispongan en un lugar lo ms centrado y prximo posible con respecto al baricentro de las cargas solicitadas. En cuanto a su disposicin en el terreno la misma puede ser en superficie, semienterrada o subterrnea. En general puede

5.22 DISTRIBUCIN DE ENERGA ELCTRICA PBLICA

decirse que, razones de impacto visual aparte, el nmero de averas registradas en las instalaciones enterradas, especialmente en regiones lluviosas, es superior a las instalaciones superficiales por lo cual estas ltimas son las ms habituales especialmente debido a criterios utilitarios.

1.4.3.-

Red de transporte y suministro en baja tensin. El Reglamento de Baja Tensin actualmente vigente establece como lmite para la distribucin en Baja Tensin la cifra de 1.000 V de forma que para los valores inferiores a esa cifra todos los sistemas elctricos se consideran de B.T. En la prctica, y aunque continan existiendo extensas zonas en las cuales sigue implantado el denominado sistema B1 con tensiones entre fases de 220 V y entre fase y neutro de 127 V, hoy en da todas las instalaciones nuevas se ejecutan con el sistema B2 y tensiones entre fases 380 V y entre fase y neutro 220 V bien segn las denominadas redes cnicas, bien segn las denominadas redes cilndricas. Estas ltimas son aquellas en las cuales los cables son de la misma seccin en toda su longitud mientras que las cnicas responden a una disposicin de conductores en los cuales los mismos son de secciones decrecientes en el sentido descendente del transporte de la energa y a medida que nos alejamos del

Figura 8.Esquema de red de distribucin lineal de energa elctrica (baja tensin) con secciones decrecientes.EDIFICIOS

Centro de Transformacin. Como norma general en zonas urbanas de escasa densidad como son las urbanizaciones de viviendas unifamiliares o bloques de viviendas de pequea altura las redes de baja tensin se ejecutan siempre en forma radial y con secciones de conductores decrecientes (Figura 8). Por el contrario en zonas de habitacin ms densas y, por supuesto en los cascos urbanos, se proyectan con lneas principales de seccin constante con objeto de permitir la instalacin de nuevos puntos de alimentacin sin modificaciones importantes de la red. Estas lneas principales se instalan a ambos lados de las calles de forma que las arquetas de acometida a los edificios se puedan instalar mediante conexin directa a ellas simplificndose en gran manera la ejecucin de las mismas (Figura 9).Figura 9.Esquema de red de distribucin mallada de energa elctrica en baja tensin.

5.23 DISTRIBUCIN DE ENERGA ELCTRICA PBLICA

Evidentemente la solucin radial se ajusta perfectamente al criterio generalizado de que la solucin de tendido ms universal, en esta como en otras infraestructuras, responde a la bsqueda del trazado ms corto como solucin al problema de la cada de tensin. Sin embargo, el aumento paulatino de las mismas (actualmente se estn realizando en Espaa distribuciones a 440 V de tensin entre fases) y las mejoras en la seguridad de suministro que las soluciones malladas aportan nos hacen recomendar estas ltimas frente a las primeras. Esta distribucin resulta particularmente vlida cuando la organizacin urbana de los edificios es en forma de retcula ya que en estos casos la inclusin de las redes elctricas se realiza sin dificultad alguna. Adems y en funcin de la potencia demandada se puede hacer otra clasificacin pudiendo ser las lneas unipolares o tripolares, es decir, constituidos por uno o tres conductores adems del neutro. En cuanto al valor de la frecuencia, esta es de 50 Hz (c / s) denominndose de cuatro hilos a los compuestos por tres fases y neutro; de tres hilos a los compuestos por dos fases y neutro; y de dos hilos a aquellos constituidos por fase ms neutro. En cuanto a la naturaleza de los conductores pueden ser de aluminio o cobre en funcin del dimetro y, ocasionalmente, del ambiente atmosfrico donde tiene lugar el tendido de la red aunque es norma general el uso del primer material. La prescripcin de efectuar las conexiones a tierra del neutro son exigidas reglamentariamente solamente para las redes areas, pero es conveniente realizarlo para ambos tipos de redes. Una norma prudencial es la de hacer la conexin del neutro en las redes cada 500 m como mximo y en los ltimos 200 m de cada derivacin. En todos los casos un dato de diseo general de estas redes que reviste el mayor inters es el de disponer aquellas cajas de seccionamiento y armarios de alimentacin que permitan interconectar alimentadores procedentes de redes distintas o de centros de transformacin colindantes. Aunque de esta forma se pueden lograr ms de una trayectoria o camino en cuanto al flujo elctrico se refiere con la consiguiente mejora de seguridad en el servicio, existen compaas suministradoras que, por razones econmicas, continan exigiendo la distribucin radial en las redes de Baja Tensin no permitiendo la posibilidad de conexiones fijas y permanentes entre lneas de alimentacin procedentes de dos centros de transformacin diferentes. En cuanto a los armarios de corte y seccionamiento los mismos se colocan en las cabeceras de las acometidas y derivaciones segn distancias mximas que pueden oscilar de 125 a 200 m. Asimismo, en los cambios de direccin, cruces de calles o carreteras son necesarias las arquetas de registro segn el detalle constructivo que posteriormente especificaremos. Dichas arquetas debieran llevar sistemticamente un sumidero o, en todo caso, dejando un fondo con relleno de arena de ro que permita el desage del agua que pueda entrar en ellas. Incidentalmente comentaremos que, pese a representar un detalle constructivo referente a una arqueta del tipo tradicional (es decir, realizada in situ) cada da se acude ms a la disposicin de arquetas prefabricadas por las ventajas de todo tipo que su utilizacin comporta. La adecuacin de los tendidos a la distribucin area o enterrada es una de las primeras cuestiones a plantear y, en todo caso, una de las ms importantes siendo vlidos los comentarios antes indicados para las redes de Alta y Media tensin. Aunque este tema se desarrollar en el artculo siguiente adelantamos que en la ausencia de edificios y, ms particularmente cuando se atraviesan terrenos cultivables o con aprovechamiento vegetal intensivo la justificacin de tendidos superficiales y areos es evidente ya que permite un mejor aprovechamiento del uso agrcola de los mismos. Pero su impacto visual puede

5.24 DISTRIBUCIN DE ENERGA ELCTRICA PBLICA

hacerlos incompatibles en aquellos lugares, tan frecuentes en Espaa, en los cuales la belleza natural, paisajstica o arquitectura histrica de los mismos debiera hacer obligado el tendido enterrado de las lneas elctricas. En efecto, es frecuente que en las redes de baja tensin continen realizndose instalaciones mediante cables trenzados y posados sobre apoyos o sobre las fachadas de los edificios sin estar por ello sometidos a esfuerzos mecnicos sino simplemente a su propio peso. Este sistema de tendido de redes, si bien presenta problemas que se comentarn seguidamente, es notablemente seguro y mucho ms barato que los restantes sistemas lo cual econmicamente y por razones de sencillez de ejecucin justifica el que esta tipologa, esttica y tcnicamente poco aceptable, contine usndose con profusin. Aunque existen criterios tcnico-econmicos basados en la necesidad de acudir a la canalizacin nica en calles estrechas y doble en aquellas vas de mayor dimensin y, concretamente en los casos en que exista doble circulacin de vehculos y doble encintado de aceras, lo cierto es que siempre es recomendable que toda alineacin de edificios se encuentre rodeado perimetralmente por las lneas de suministro elctrico debido a la, proporcionalmente reducida superficie de ocupacin de las mismas y ventajas de acometida que esta disposicin conlleva. Pinsese que la nica justificacin que puede presentar la adopcin de un trenzado de lneas en fachada lo constituye la indudable mejora de suministro que la misma conlleva con respecto al edificio al que sirve.

1.4.4.-

Relacin con otras redes de servicios. Terminaremos estas referencias a las lneas subterrneas en Media Tensin indicando que no existe una reglamentacin especfica en lo referente a sus exigencias tcnicas y constructivas por lo cual hay que respetar los puntos que sean de aplicacin en los reglamentos que al respecto hacen referencia. En todo caso de una forma general los puntos bsicos a recordar en el trazado de las redes son los siguientes:- La canalizacin discurrir en terrenos urbanizados y, preferiblemente, en las proximidades de las carreteras y caminos pblicos. - Aunque los cables pueden ir directamente enterrados, lo deseable es que se ejecuten entubados y, en todo caso, los cruces de calzada siempre irn siempre entubados y hormigonados. - La instalacin de los cables se realizar a una profundidad mnima de 80 cm. - El cruce con lneas frreas se ejecutar siempre bajo tubo el cual se instalar siempre a una profundidad mnima de 1,50 m bajo las traviesas. - En el caso de cruzamiento o paralelismo con otros cables cuando vayan directamente enterrados se respetar una seccin mnima de 0,25 m. - En el caso de cruzamiento o paralelismo con cables telefnicos o telegrficos, cuando vayan directamente enterrados, se respetar una distancia mnima de 0,50 m. - En el caso de cruzamiento con tuberas de agua o gas se respetar una distancia mnima de 0,20 m cuando el cable se encuentre directamente enterrado. Siempre es preferible que la disposicin de los cables se realice en tubos perfectamente alineados y, a ser posible, estancos. Aunque la congestin existente bajo las aceras y calzadas, hace frecuentemente impracticable la posibilidad de mantener las distancias reglamentarias, recordemos que en el

5.25 DISTRIBUCIN DE ENERGA ELCTRICA PBLICA

vigente Reglamento de Baja Tensin se recoge para los distintos tipos de conducciones de infraestructura las condiciones de separacin de los conductores de energa elctrica en dos casos principales: los cruzamientos en primer lugar y, a continuacin, las proximidades y paralelismos con respecto a las infraestructuras ms comunes. De forma resumida y como mero recordatorio indicaremos los datos ms significativos al respecto. En cuanto a los cruzamientos tendremos que se cumplir: - Con otros conductores de energa elctrica en Alta Tensin: la distancia entre ellos deber ser como mnimo de 0,25 m aunque puede disminuirse esta cifra si los conductores de Alta y Baja se encuentran dispuestos en tubos y conductos constituidos por materiales incombustibles como, por ejemplo, el hormign. - Con cables de telecomunicacin: los conductores de Baja Tensin se dispondrn en tubos o conductos de adecuada resistencia a una distancia mnima de 0,20 m. - Con calles y carreteras: los conductores se colocarn en conductos que permitan deslizar fcilmente los mismos a una profundidad mnima de 0,80 m. - Bajo aguas permanentes: los conductores se dispondrn en el fondo del lecho. - Con ferrocarriles: los cruzamientos se efectuarn en conductos a una profundidad mnima de 1,30m con respecto a la cara inferior de la traviesa. - Con canalizaciones de gas y agua: los conductores se mantendrn a una distancia mnima de estas canalizaciones de 0,20 m. En cuanto respecta a las separaciones de los conductores subterrneos, cualquiera que sea su forma de instalacin, los valores correspondientes vienen definidos por el Reglamento Electrotcnico de Baja Tensin el cual indica en este punto concreto los valores siguientes: - Con otros conductores de energa elctrica: los conductores de Baja Tensin se pueden instalar paralelamente a otros de Alta Tensin manteniendo entre ellos una distancia no inferior a 0,25 m si bien esta distancia podr disminuirse cuando alguno de ellos se disponga por el interior de un tubo protector. La NTE-IER (Norma Tecnolgica de la Edificacin. Instalaciones de Electricidad: red exterior) propone en este ltimo caso el valor de 8 cm cifra ciertamente adecuada. - Con cables de telecomunicacin: los conductores de Baja Tensin se instalarn a una distancia de 0,20 m si bien esta distancia puede disminuirse cuando dichos conductores se establezcan por el interior de cables incombustibles como el hormign. - Con canalizaciones de gas y agua: las condiciones de separacin son las mismas que en el caso anterior pudiendo disminuirse debido a motivos especiales, y siempre que los conductores se establezcan en el interior de tubos. En el caso del gas deben tomarse adems las medidas de renovacin de aire y ventilacin de los conductos, galeras y registros correspondientes a los conductores con objeto de evitar la posible acumulacin de gases en los mismos. De lo anterior se deduce que, pese a no ser demandas excesivamente exigentes en cuanto a dimensiones se refiere, la ausencia prcticamente general en Espaa de una implantacin racionalizada de las sucesivas infraestructuras plantea como solucin deseable, la de instalar agrupadas en galeras subterrneas visitables las canalizaciones elctricas a media y baja tensin as como las telefnicas, de distribucin de agua y gas, adems de, eventualmente, las de transmisin de informacin.

5.26 DISTRIBUCIN DE ENERGA ELCTRICA PBLICA1.5. DIMENSIONAMIENTO

Una vez situados los Centros de Transformacin enfuncin de las potencias consideradas se procede a proyectar los circuitos en baja tensin que suministrarn, mediante los cables elctricos, los puntos de consumo segn las modalidades de circuitos areos o subterrneos. Actualmente el mercado ofrece una gran variedad de cables con cualidades especficas que difieren tanto en cuanto a las caractersticas de los materiales conductores como en los aislamientos y en la construccin y protecciones del cable propiamente dicho. As, al margen de las consideraciones de clculo que a continuacin se expondrn es siempre recomendable acudir a los Servicios Tcnicos de los diversos fabricantes para inquirir las ventajas y adecuacin de los distintos tipos para cada caso concreto pero, en todo caso, es obligado cumplir las exigencias que al respecto plantea el Reglamento de Baja Tensin con objeto de efectuar la seleccin tcnicamente correcta de cualquier cable. Para la determinacin de la seccin de los cables, sea en instalacin subterrnea o area, se tratar de, por razones de economa, determinar la seccin ms pequea de entre las normalizadas que satisfaga diversas condiciones: - Por una parte la red ha de ser capaz de soportar las intensidades requeridas y no sobrepasar unas densidades mximas de corriente fijadas por el Reglamento de Baja Tensin. Ello con objeto de que el calentamiento del cable por efecto Joule no eleve la temperatura del conductor por encima del valor mximo que puede soportar sin dao en el aislamiento del cable en servicio permanente durante el tiempo previsto de vida til del mismo. - Adems, la red ha de ser capaz de, para esas intensidades requeridas que se producen en el cable, no producir una cada de tensin superior al valor fijado por el Reglamento de Baja Tensin de acuerdo con el servicio que ha de prestar la instalacin. En el caso del suministro elctrico en general este valor es del 5 por 100 de la tensin nominal, siendo del 3 por 100 para los circuitos de alumbrado, valor este tambin fijado por el Reglamento de Baja Tensin. Hay calculistas que consideran el valor constante del 4 por 100 en ambos casos hasta el punto ms alejado de entrega de energa. - Por ltimo que la intensidad de cortocircuito y el tiempo de desconexin previstos no ocasionen una elevacin transitoria de la temperatura del conductor del cable superior a los lmites que puede soportar sin sufrir daos permanentes. Por supuesto, la mayor de las tres secciones anteriormente obtenidas ser la que puede cumplir todas las exigencias de la instalacin de que se trate. Como ya se ha indicado el mtodo de clculo es idntico tanto para las redes areas como para las subterrneas y la nica diferencia estriba en que los valores mximos de densidad de corriente permitidos por el R.E.B.T. para cada tipo y seccin del cable son distintos para las redes areas y subterrneas. En efecto, debido a las notables diferencias para la disipacin del calor que existen con respecto al cable segn el mismo se encuentre tendido al aire o enterrado, en este ltimo caso es imprescindible tomar en consideracin la naturaleza del terreno que rodea al cable. Por nuestra parte y en base a los razonamientos repetidamente expuestos con respecto a la escasa deseabilidad de las lneas areas nos referiremos al clculo de los circuitos sub-

5.27 DISTRIBUCIN DE ENERGA ELCTRICA PBLICA

terrneos que juzgamos imprescindibles para una actuacin a nivel de los tiempos, haciendo la salvedad de que cuando los circuitos son de cierta longitud, considerar que las caractersticas fsico-qumicas de los terrenos atravesados son constantes, es ilusorio. As, la determinacin de la seccin impuesta por la cada de tensin mxima prevista para la lnea cuando trabaja a plena carga se realizar mediante las expresiones siguientes: - En distribucin trifsica: - En distribucin monofsica: siendo: s = P = L = r = e = V =

s

PxL l x e xV 2 xPxL l x e xV

s

Seccin en mm2. Potencia a transportar en vatios. Longitud del tramo en m. Conductibilidad del conductor (56 para el cobre y 35,7 el aluminio). Cada de tensin admisible en el tramo, en voltios. Tensin nominal de suministro en voltios.

Dado que las secciones de los conductores se encuentran normalizadas con valores de 1,5; 2,5; 4,6; 10; 16; 35; 50; 70; 95; 120; 150; 185; 240 y 300 mm2, al obtener s segn las frmulas anteriores ser necesario adoptar la seccin normalizada de valor inmediatamente superior al obtenido (salvo en el caso improbable de que coincidan) en el clculo. Una vez definida la seccin, en funcin de la cada de tensin, se proceder a realizar una posterior comprobacin consistente en determinar si la intensidad de corriente que va a circular por el mismo es admisible con la seccin que se ha obtenido con el clculo. Para ello habr que determinar en primer lugar la intensidad de corriente en rgimen permanente normal lo que se lleva a cabo mediante la aplicacin de las siguientes frmulas: - En distribucin trifsica: I

P 3 x V x cos fi I P V x cos fi

- En distribucin monofsica:

siendo: I = Intensidad en amperios. P = Potencia a transportar en vatios consumida por el receptor previsto. V = Tensin nominal de suministro en voltios. cos fi = Factor de potencia (se tomar siempre 0,9). Conocida la intensidad se tratar de acudir a las tablas que, bajo normas UNE se han confeccionado, y en las que se establecen los valores mximos admisibles de las intensidades en funcin de la seccin de los conductores sus caractersticas de aislamiento y su agrupacin. Este paso se conoce como la determinacin de la seccin por calentamiento. El vigente Reglamento Electrotcnico de Baja Tensin, en la Instruccin Complementaria MIE BT 007 fija las intensidades mximas admisibles en rgimen permanente para los cables aislados instalados enterrados.

5.28 DISTRIBUCIN DE ENERGA ELCTRICA PBLICA

A continuacin se reproducen las tablas de intensidades mximas admisibles y los factores de correccin a considerar, tomados de la Instruccin MIE BT antes citada. Por razones prcticas incluimos la solucin ms usualmente empleada unificndola en cobre y aluminio, si bien en la MIE BT 007 se adoptan tablas diferentes para el cobre y el aluminio para los distintos tipos de aislamiento (policloruro de vinilo, goma butlica, etilenopropileno, etc.).TABLA 4.- INSTALACIN ENTERRADA (CABLE 0,6 / 1 KV): INTENSIDAD MXIMA ADMISIBLE EN SERVICIO PERMANENTE PARA UN CABLE AISLADO CON POLIETILENO RETICULADO (XLPE) Y CUBIERTO CON PVC.

Seccin nominal mm2 6 10 16 25 35 50 70 95 120 150 185 240 300 400

Intensidad en amperios Tres cables unipolares Un cable unipolar Cobre Aluminio Cobre Aluminio 72 66 96 75 88 69 125 97 115 90 160 125 150 115 190 150 180 140 230 180 215 165 280 220 260 205 335 260 310 240 380 295 355 275 425 330 400 310 480 375 450 350 550 430 520 405 620 485 590 460 705 500 665 520

Ahora bien, para una intensidad determinada, el calentamiento del cable depende tambin de sus posibilidades de refrigeracin por lo que el reglamento y las normas antes citadas incluyen unos factores de correccin de las intensidades mximas admisibles en servicio permanente que determinan la carga real que puede soportar el cable en las condiciones de instalacin y medio ambiente presentes. La aplicacin de estos coeficientes de correccin supone la aceptacin de unas condiciones que, evidentemente, son aleatorias y no constantes en el tiempo de utilizacin por lo cual algunos de ellos son discutibles pero el principio en que los mismos se basan es, sin embargo, fiable. No tener en cuenta esas consideraciones hara que el cable trabaje, al menos ocasionalmente, muy recalentado lo que reduce de forma manifiesta su vida til y produce averas aparentemente inexplicables pero que tienen muy frecuentemente su origen en un mal dimensionamiento. Es evidente, por ello, que un conocimiento objetivo y lo ms preciso posible de las condiciones ambientales y del terreno en que los circuitos se enclavan suponen, junto a la precisa distribucin de los cables y organizacin de las potencias previstas, unas premisas indispensables para la adecuacin entre los clculos tericos de las secciones y los resultados prcticos del tendido de las redes. No debe pensarse, sin embargo, que existe un sistema comn de clculo pues es norma habitual que cada compaa suministradora realice unas tablas para su manejo interno las cuales, si bien basadas en los textos normativos antes citados, presentan

5.29 DISTRIBUCIN DE ENERGA ELCTRICA PBLICA

pequeas diferencias referidas, fundamentalmente, en las diversas organizaciones constructivas de cables que consideran ms idneas. Estos cables, si bien su obtencin se basa en la normativa obligatoria, permiten simplificar y facilitar la uniformizacin tanto de las lneas como de las acometidas aunque ello en cierto detrimento del preciso ajuste a los valores especficos de las potencias. Segn el mismo criterio se recomienda que tanto la lnea como la acometida sean de la misma naturaleza, area o enterrada. En el caso de Iberdrola, por citar un ejemplo de compaa elctrica dotada de una conocida capacitacin tcnica, se considera que los cables a emplear tanto en lneas como en acometidas de Baja Tensin sern siempre unipolares y el conductor de aluminio dispondr de seccin circular compacta. En cuanto a los cables pueden llevar un aislamiento, siempre termoestable, tanto de polietileno reticulado (R) como de etilenopropileno (D) siendo la cubierta de policloruro de vinilo PCV (V) para el aislamiento R y de policloropeno (N) para el aislamiento D. Respecto a las secciones tipo adoptadas las mismas responden a los valores de 1x25 mm2, 1x50 mm2, 1x95 mm2, 1x150 mm2, y 1x240 mm2, todos ellos usando el aluminio como material conductor resultando las denominaciones y secciones siguientes: Cable Cable Cable Cable Cable RV RV RV RV RV de de de de de 1 1 1 1 1 x x x x x 25 mm2. 50 mm2. 95 mm2. 150 mm2. 240 mm2.

Las intensidades mximas admisibles de estos cables, en servicio permanente y corriente alterna, cuando su instalacin se ejecute enterrada, responden a la tabla siguiente:TABLA 5.- INTENSIDADES MXIMAS ADMISIBLES

Seccin nominal mm2 25 50 95 150 240

Intensidad A 120 175 255 325 420

Cuando los cables vayan entubados en recorridos superiores a 15 m, se aplicar un coeficiente de reduccin de 0,80 a la intensidad admisible debido a la mayor dificultad que en este caso se presenta para una adecuada disipacin del calor generado en los cables. Si se trata de conductos multitubulares, este factor de 0,80 deber aadirse a los coeficientes previstos para las agrupaciones de cables anteriormente citados. Adems y cuando por la misma zanja transcurra ms de una lnea trifsica o ternas separadas entre s por unos 7 cm, se aplicarn los siguientes coeficientes de reduccin (Tabla 6):TABLA 6.- FACTORES DE CORRECCIN SEGN EL NMERO DE CABLES O TERNOS DE CABLES UNIPOLARES DISPUESTOS ENTERRADOS EN LA MISMA ZANJA.

N de lneas en la zanja 2 3 4 5

Coeficiente de reduccin 0,85 0,75 0,70 0,60

5.30 DISTRIBUCIN DE ENERGA ELCTRICA PBLICA

En caso de instalarse cables o ternas en ms de un plano horizontal, se aplicar un coeficiente complementario sobre los valores anteriores por cada plano horizontal, suponiendo una separacin entre planos superior a los 10 cm. Cuando la temperatura del terreno sea distinta de 25 C se aplicarn los siguientes coeficientes de correccin (Tabla 7):TABLA 7. FACTORES DE CORRECCIN PARA UNA TEMPERATURA AMBIENTE DISTINTA A LOS 25 C. Temperatura del Terreno en C Coeficiente de correccin 10 1,11 15 1,07 20 1,04 25 1,00 30 0,96 35 0,92 40 0,88 45 0,83 50 0,78

Un ltimo factor, ms discutible debido a las variaciones que los terrenos presentan en su composicin cuando los tendidos son de cierta longitud consiste en la aplicacin de un coeficiente corrector de la resistividad trmica del terreno cuando esta es diferente a 100 (C cm/W) ya que es evidente la mayor o menor capacidad del terreno para evacuar el calor generado por las prdidas del cable. Los factores de correccin a aplicar por este concepto son los siguientes (Tabla 8):TABLA 8.- FACTORES DE CORRECCIN CON UNA RESISTIVIDAD TRMICA DEL TERRENO DISTINTA A 100 C CM/W Resistencia trmica Factor de correccin 85 1,06 10 1,00 120 0,95 140 0,90 165 0,85 200 0,80 230 0,75 280 0,70

Como orientacin la IEC 287 facilita los siguientes valores de la resistividad trmica del suelo en funcin de su estado y de las condiciones atmosfricas (Tabla 9):TABLA 9.- VALORES APROXIMADOS DE LA RESISTENCIA TRMICA DE LOS TERRENOS Resistencia trmica del terreno (C cm/W) Estado del suelo 70 100 200 300 Muy hmedo Hmedo Seco Muy seco Condiciones atmosfricas Muy lluvioso Lluvia frecuente Lluvia escasa Muy poca lluvia

Finalmente es recomendable realizar la comprobacin de determinar la seccin en funcin de la intensidad de cortocircuito y de su duracin a lo que dedicaremos unos comentarios ya que la aplicacin de esta posibilidad es sencilla y su inters grande. En esencia se trata de tener presente que las redes de transporte de energa deben contar con los elementos de proteccin que interrumpan el paso de la corriente cuando se presenta una sobrecarga, interrupcin que se produce con algunas dcimas de segundo de retraso sobre el instante en que aparece el defecto para evitar cortes indeseados motivados, generalmente, por sobrecargas transitorias provocadas por maniobras en la red. Por consiguiente, el cable ha de ser capaz de soportar una sobreintensidad, durante ese pequeo intervalo de tiempo que puede ser muy superior a la intensidad normal de servicio. Como hemos visto anteriormente, se define como intensidad admisible de un cable aquella que tiene un valor por debajo de la cual la corriente puede circular por dicho cable permanentemente. Tambin hemos visto como la intensidad admisible de un cable depende de la

5.31 DISTRIBUCIN DE ENERGA ELCTRICA PBLICA

seccin, la temperatura ambiente y el tiempo de circulacin. Cuando una intensidad superior a la admisible circula por un cable, pero lo hace durante un tiempo suficientemente pequeo como para no sobrepasar la temperatura admisible del cable, ste no se avera. Por ello, para evitar el calentamiento excesivo y, por tanto, el deterioro del aislamiento de los cables, estos se protegen mediante fusibles de alto poder de ruptura calibrados. La misin de estos fusibles es la de no fundir cuando la intensidad es inferior a la admisible del cable que protegen y, naturalmente, fundir cuando esta intensidad es sobrepasada. La Norma UNE 21145 Gua sobre la aplicacin de los lmites de temperatura de cortocircuito de los cables de tensin nominal no superior a 0,6 / 1 kV considera un cortocircuito como una sobrecarga de gran intensidad cuya duracin no excede los de los cinco segundos y, con esta limitacin, establece una temperatura mxima en el conductor, durante el cortocircuito que, para un cable aislado con XLPE, no debe exceder de los 250 C. Existen frmulas que permiten calcular la secciones de los cables capaces de soportar una determinada intensidad de cortocircuito (Icc) durante un tiempo (t) concreto en segundos pero lo ms prctico consiste en adoptar como proteccin de los cables los fusibles con arreglo a los valores obtenidos de la tabla simplificada que a continuacin se indica. Los fusibles recomendados son los siguientes:TABLA 10.FUSIBLES RECOMENDADOS EN FUNCIN DE LAS SECCIONES DE CLCULO

Seccin en mm2 25 50 95 150 240

Intensidad nominal del fusible en A. 80 125 200 250 315

El Reglamento Electrotcnico de Baja Tensin, obliga en el caso de las redes subterrneas a la proteccin no solamente en origen de la instalacin, sino tambin en el arranque de cada derivacin siempre que exista una reduccin de la intensidad admisible en la derivacin, bien debida a cambio de seccin o a condiciones de la instalacin. Esta prescripcin no se aplica a las redes areas, pero, lgicamente, es conveniente su aplicacin. Otro dato de inters es el de las secciones mnimas del neutro que se regirn por la tabla siguiente (en el caso de lneas trifsicas en baja tensin): - Secciones en aluminio hasta 16 mm2, misma seccin de fase obtenida segn clculo. - Secciones en cobre hasta 10 mm2, misma seccin de fase obtenida segn clculo. - Secciones en aluminio mayores a 16 mm2, mitad de la fase obtenida segn clculo. - Secciones en cobre mayores de 10 mm2, mitad de la fase obtenida segn clculo. Finalmente indicaremos mediante el cuadro elemental que se reproduce a continuacin la obtencin directa del dimetro del tubo de proteccin, cuando la disposicin de los circuitos responda a esta colocacin como sistemticamente recomendamos, en funcin de las secciones de fase y neutro para aquellas secciones ms usuales en las distribuciones en baja tensin.

5.32 DISTRIBUCIN DE ENERGA ELCTRICA PBLICA

TABLA 11.- SECCIN DEL NEUTRO Y OBTENCIN DE TUBOS DE PROTECCIN EN FUNCIN DE LA SECCIN DE LOS CONDUCTORES.

Seccin S de los conductores Seccin del neutro Dimetro del tubo de fase (en mm2) (en mm2) de proteccin (en mm) 50 25 120 95 50 120 150 70 120 240 120 150

1.6.1.6.1.-

MATERIALES Y ELEMENTOS SINGULARESCentros de Transformacin. Aunque los elementos de que consta una estacin transformadora no difieren esencialmente de un caso a otro en el caso ms general un centro de transformacin puede conllevar elementos que respondan a las siguientes funciones (Figura 10):- Uno o varios transformadores. - Las conexiones a la red de media tensin por un lado, y a la de baja tensin por otro. - Una parte de maniobra en media tensin (conexin y desconexin de la red, seccionamiento entre compaa y abonado, proteccin del transformador). - Una parte de maniobra en baja tensin (conexin, desconexin y proteccin de las salidas). - Red de tierra y pararrayos. - En su caso, un contador destinado a la medida de la energa. - El edificio o local que contiene las funciones anteriores.

Figura 10.Esquema simplificado y componentes de un centro de transformacin interior.

En todos los casos el elemento fundamental es, como es lgico, el transformador cuyo devanado primero se alimenta por las lneas de llegada a la estacin, mientras que el secundario alimenta a su vez las lneas de salida. As pues, en principio los nicos elementos imprescindibles en una estacin de este tipo son las lneas de llegada, los transformadores y las lneas de salida. El dato fundamental sin embargo de los centros de transformacin es que los mismos tienen, como funcin esencial, el de variar (o transformar), las caractersticas de la energa elctrica, en el sentido de modificar el valor de la tensin aumentndolo o disminuyndolo, e inversamente el de la intensidad de la corriente, manteniendo invariable el valor de la potencia que, salvo las prdidas que son siempre muy pequeas, se transfiere ntegramente del circuito primario (inductor) al circuito o circuitos secundarios (inducidos). En efecto, una de las propiedades ms tiles que poseen los circuitos de corriente alterna es la facilidad y elevado rendimiento con que, mediante esta operacin, se puede por medio de los transformadores modificar los valores de las tensiones e intensidades de las corrientes. Operacin,

5.33 DISTRIBUCIN DE ENERGA ELCTRICA PBLICA

por otra parte, de un gran rendimiento ya que, en funcin de la potencia, el valor logrado como se ha comentado en diversas ocasiones, alcanza unos valores desde un 90 hasta ms del 99 por 100 en las grandes unidades. La inclusin de estos elementos, resulta por tanto un factor de optimizacin indispensable en las lneas de transmisin de energa elctrica por cable, ya que es en estos segundos componentes donde las prdidas son importantes. Aunque existen una larga serie de elementos que resultan imprescindibles para el funcionamiento de un transformador (interruptores, rels y aparatos de medida, seccionadores, transformadores de intensidad, sistemas de telefona y telemando, etc.), esos mecanismos escapan a los objetivos de esta publicacin por lo cual, en las lneas que siguen, nos limitaremos a referirnos a aquellos factores que por sus caractersticas pueden suponer una cierta incidencia en los factores planificatorios y de ubicacin. Sin embargo