INSTALACIONES DE ENLACE Y CENTROS DE TRANSFORMACIN

Redes de distribucin elctrica

Hoy en da las necesidades de consumo de energa, hacen que haya una elevada produccin de energa. Del mismo modo para llegar a los consumidores la energa se requiere una red de transporte y distribucin de energa que interconecte los centros de produccin con los centros de consumo.Normalmente, los centros de produccin, (Centrales elctricas) est situadas lejos de las ciudades, por lo que necesitamos un red de conductores apropiados para trasportar esa energa. Del mismo modo requerimos centros de distribucin y reparto que adecuen la energa que sale de las centrales a las demandas del consumo urbano.

Sistema elctricoEl sistema elctrico est compuesto por los siguientes elementos, ordenados desde el punto de produccin al de consumo:

Centrales generadoras de energa.Estaciones transformadoras elevadoras.Lneas de transporte.Subestaciones de distribucin.Subestaciones de transformacin reductoras.Red de distribucin primaria.Centros de transformacin.Red de distribucin secundaria.

Las Centrales Generadoras de energa, sean del tipo que sean (hidrulicas, trmicas, nucleares, elicas, solares, etc.) suministran la energa a una tensin comprendida entre los 6.000 y 18.000 voltios. Esta tensin no es la ms apropiada para el transporte a largas distancias a causa de las prdidas que se produciran en los conductores, por lo que se precisa instalar transformadores elevadores Estaciones transformadoras elevadoras para subir el valor de la tensin y que las prdidas por efecto Joule sean mnimas.

Las tensiones de las Lneas de transporte de energa, son las siguientes:Primera Categora: 132 kV 220 kV 380 kV

Para las Redes de distribucin primaria, aquellas que comprendidas entre las Subestaciones de distribucin y los Subestaciones de transformacin reductoras, las tensiones normalmente utilizadas son:Segunda Categora: 30 kV 45 kV 66 kV

Por ltimo, la tensin correspondiente a las Redes de distribucin secundaria, entre las Subestaciones de transformacin reductoras y los Centros de Transformacin son:Tercera Categora: 3 kV 6 kV 10 kV 15 kV 20 kV

Se subdivide el sistema elctrico en tres subsistemas fundamentales.Subsistemas de produccin. Formado por las centrales elctricas y cuya misin es la de generar la energa elctrica que necesita el pas.Subsistema de transporte. Formado por las lneas de alta tensin que unen los centros de generacin de energa y las subestaciones de distribucin y subestaciones reductoras.Subsistema de distribucin. Formado por los centros de transformacin y las redes de distribucin primaria y secundaria.

Caractersticas del sistema elctricoEn todo sistema elctrico existen unas caractersticas que lo definen y que es necesario conocer para instalar o reparar. Estas caractersticas son:Nmero de Fases: Normalmente son sistemas trifsicos, puesto que los monofsicos se emplean en instalaciones interiores de baja tensin.Tensin de servicio: Normalizadas segn la categora (Cuadros de tensiones)Valor de la frecuencia: Sistemas de 60 Hercios.

Lneas de Alta TensinSe define como lnea de alta tensin:Toda lnea de corriente alterna trifsica a 60 Hercios de frecuencia cuya tensin nominal eficaz entre fases es igual o superior a 1 kV.Como se ha enunciado en el punto anterior, para el transporte y la distribucin de energa se utilizan tensiones ms elevadas que la de uso domstico. Esto es as debido fundamentalmente a la gran ventaja que conlleva, al disminuir las prdidas de potencia en las lneas por calentamiento (Prdidas Joule) y a la reduccin de la seccin de los conductores utilizados.Al elevarse la tensin para el transporte, a igual potencia entregada, la corriente ser menor de forma inversamente proporcional a la tensin, es decir, al aumentar el valor de la tensin, disminuye el de la corriente. Del mismo modo, la seccin depende directamente de la corriente, por consiguiente, al disminuir la corriente, la seccin que hay que utilizar para transportar una determinada potencia es menor.

Redes de distribucin, generalidadesSe denomina Red de Distribucin al conjunto de lneas de Alta y Baja Tensin, as como los equipos, que alimentan a las instalaciones receptoras o puntos de consumo.Esta a su vez se puede dividir en dos grupos bien diferenciados:Red de reparto (red primaria) formada por las lneas areas o subterrneas de 45, 66 o 132 KV y las subestaciones de transformacin.Red pblica de distribucin (red secundaria), la formada por las lneas de MT que llegan a los centros de transformacin y la red de baja tensin que llega a los usuarios.

Tipos de conexin con la red existenteInformacin previa para diseo de una redTopografa y geotcnica.Urbanstica.Infraestructura.Legal.La conexin con la red elctrica de la compaa suministradora se designan con las letras A, B, C o D como queda representado en lo siguiente:A) Una lnea de reparto de tensin superior a la lnea de distribucin en A.T. prevista a instalar, con lo que ser necesario instalar una subestacin.B) Conexin a travs de Subestacin o Centro de reparto.C) Lnea existente de tensin igual a la que se prev va a instalar en A.T.D) Un Centro de transformacin con potencia suficiente para realizar el nuevo suministro en baja tensin.

Definiciones, elementos de una red de distribucinSubestacin: Centro transformador para la reduccin de la tensin de alimentacin con salida en alta tensin y conexin con otro elemento, normalmente con otra subestacin, centro de reflexin o centro de transformacin.Centro de reparto: Centro fuertemente alimentado en el que una o ms lneas de A.T. se derivan de otras de la misma tensin.Centro de reflexin: Centro que garantiza la alimentacin de las lneas de A.T. que a l llegan, procedentes de una Subestacin o de un Centro de Reparto situados en la misma zona, mediante un circuito que, en condiciones normales, no posee carga y al que se denomina Circuito Cero o Cable de Socorro, alimentado desde la misma subestacin o Centro de Reparto.Lnea de distribucin. Lnea en Alta Tensin de 15, 20 o 30 kV que partiendo desde una Subestacin, de un Centro de Reparto o de una derivacin de A.T., alimenta a los centros de Transformacin.Centros de Transformacin. Centro alimentado por una lnea de distribucin de Alta Tensin, que reduce sta a 220/380 V o 230/400 V y de la cual parten las lneas de distribucin de Baja Tensin

Tipos de lneas de distribucinLas lneas se pueden clasificar, segn su ejecucin en tres tipos:Lneas Areas.Lneas subterrneas.Lneas mixtas (algunos tramos areos y otros subterrneos).

Lneas Areas:Aquellas en donde los conductores van instalados por encima del nivel del suelo. Para mantener los conductores a la distancia mnima especificada en el reglamento, se utilizan apoyos, pudiendo ser estos de acero, hormign o madera. Sobre estos apoyos se colocarn otros soportes denominados crucetas, en posicin horizontal, donde se montarn los diferentes herrajes y piezas que han de sostener y aislar al cable.Los conductores de las redes areas pueden ser de dos tipos, desnudos o aislados, desnudos cuando el conductor es metlico en su parte exterior y no lleva ningn material aislante, y aislado aquel que posee una cubierta exterior que protege de posibles descargas por contacto. La eleccin del tipo de conductor vendr condicionada por el tipo de instalacin.A su vez los conductores pueden disponerse en red tensada o en red posada.Las lnea areas poseen la ventaja de que el importe inicial por montaje y los gastos de mantenimiento son muy inferiores a los de las lneas subterrneas, pero poseen como inconveniente el riesgo de electrocucin de personas y animales al tratarse de conductores sin aislamiento y del impacto ambiental y visual que produce al discurrir tanto por medios urbanos como por zonas forestales o agrcolas.

Lneas subterrneas:

Son aquellas en las que el conductor va situado por debajo del nivel del suelo. Sus costes de instalacin y mantenimiento son superiores a los de las lneas areas, dado que es necesario ejecutar la construccin de zanjas, sealizacin, conductores especiales..., sin embargo presentan la ventaja de que es menos peligroso y no rompe la armona del espacio donde discurre la lnea. Dadas estas caractersticas la instalacin de lneas subterrneas se reserva para instalaciones en ciudades o centros industriales, mientras que las lneas areas son ms utilizadas en zonas abiertas fuera de los ncleos urbanos o rodeando a stos.Las lneas subterrneas, as mismo, pueden instalarse en tres modos diferentes:Directamente enterrados.Bajo tubo o conducto.En galeras de servicio.

Estructura de las redes de distribucin-tipos

El tipo de red de distribucin vendr determinado por las siguientes condiciones:Forma de conexin con la red general existente (A, B, C o D)Potencia mxima demandada.Superficie de la zona.Tipo de edificacin.

Con respecto al tipo de edificacin se establece la siguiente clasificacin:

Edificacin Extensiva: de 3 a 15 viviendas.Edificacin Semi-intensiva: de 16 a 30 viviendas.Edificacin Intensiva: 31 a 71 viviendas.

En funcin de estas caractersticas las estructuras de redes, segn su complejidad, se pueden clasificar en:

Red en baja tensin:Una o varias lneas de distribucin en B.T., que parten de un Centro de Transformacin ya existente en la zona. Conexin con red existente del tipo D.Potencia mxima igual a la que puede disponer el C.T. existente.

Red linealConstituida por una lnea de distribucin en A.T., 10 Centros de transformacin como mximo y las lneas de B.T. Conexin con red existente del tipo B o C, con alimentacin doble. Potencia mxima demandada 8.000 kW.

Red en anilloFormada por una lnea de distribucin de A.T. cerrada formando un anillo, con un nmero mximo de C.T. de 10 y las lneas de B.T. correspondientes. Conexin con red existente del tipo B o C, con alimentacin nica. Potencia mxima demandada 8.000 kW.

Red en anillos mltiplesVarias redes en anillo conectadas a una misma Subestacin o Centro de Reparto, con 10 centros de transformacin por anillo como mximo y las lneas de B.T. correspondientes. Conexin con red existente del tipo A o B, con alimentacin nica.Nmero mximo de anillos 5 con Subestacin y 3 con Centro de Reparto.Potencia mxima demandada 40.000 kW., con Subestacin y 24.000 kW., con Centro de Reparto.

Red en huso normalConstituida por un mximo de 6 lneas de distribucin en A.T., conectadas a una Subestacin o Centro de Reparto por uno de los extremos y a un Centro de Reflexin en el otro extremo, con uno o dos circuitos cero y un mximo de 10 C.T. por cada lnea de Alta. Conexin con red existente del tipo A o B, con alimentacin nica.Potencia mxima demandada 48.000 kW.

Red en huso mltipleConstituida por dos o ms husos normales conectados a una Subestacin o Centro de Reparto. Conexin con red existente del tipo A o B, con alimentacin nica.Potencia mxima demandada 48.000 kW.

Red en huso apoyadoConstituida por un mximo de 6 lneas de distribucin en A.T., conectadas a dos Subestacin o Centro de Reparto enlazados con un circuito cero y un mximo de 10 C.T. por cada lnea de Alta. Conexin con red existente del tipo A o B, con alimentacin nica.Potencia mxima demandada 48.000 kW.

Redes de distribucin areas

Existen dos formas de diseo en las lneas de distribucin. A travs de lneas areas o de lneas subterrneas. Se estudiar las primeras, concretamente las partes y elementos que forman estas lneas.

ApoyosSe define como apoyo a la estructura encargada de soportar a los elementos que componen una lnea elctrica area, y de mantener al conductor alejado del terreno. En el reglamento de lneas elctricas de alta tensin se determina que los apoyos pueden estar constituidos por diferentes materiales.

Clasificacin de los apoyosPor tanto en funcin de su material constructivo los podemos clasificar en:Apoyos o postes de madera.Apoyos de hormign.Hormign armado. El hormign se fragua con la estructura metlica.Hormign vibrado. Antes de fraguar se procede a vibrar el molde para desprender las burbujas de aire que puedan existir.Hormign pretensado. Se somete a la armadura a traccin y cuando el hormign fragua se sueltan los hierros confiriendo al poste gran consistencia.Hormign centrifugado. Se hace girar al poste dentro de un molde donde se contiene el hormign.La fuerza centrfuga del giro compacta el hormign mejorando sus caractersticas.Los postes de hormign posen como ventaja que son ms resistentes a las inclemencias del tiempo que los de madera, siempre y cuando no queden al descubierto las varillas de hierro, puesto que esto ocasionara su oxidacin y el deterioro de la estructura del apoyo. Apoyos metlicos.Los apoyos metlicos estn realizados en acero galvanizado, pudiendo utilizarse distintos tipos de perfiles para su fabricacin, siendo los ms utilizados el perfil en L y el perfil el T. El espesor del acero no debe ser inferior a 4 mm y su construccin puede ser remachada o atornillada con remaches o tornillos superiores a 12 mm de dimetro.Podemos clasificar a su vez los apoyos metlicos en dos tipos: Postes de Presilla y Postes de Celosa.A diferencia de los postes de presilla, los de celosa forman los montantes de cada tramo con perfiles colocados en ngulo.

Caractersticas mecnicas de los apoyos

Otra clasificacin que se realiza de los apoyos atiende a sus caractersticas mecnicas, es decir, al tipo de esfuerzo que va a soportar en funcin de la misin que el apoyo realice en la lnea elctrica. Se distinguen:Apoyos de alineacin.Apoyos de ngulo.Apoyo de anclaje.Apoyos de fin de lnea.Apoyos especiales.

Crucetas y armadosSe denomina cruceta a la estructura que se coloca en la parte superior del apoyo y que est destinada a sustentar los conductores y aisladores de la lnea, separndolos entre s para evitar contactos elctricos y fallos de las lneas. A la disposicin de varias crucetas formando una figura en el apoyo se le denomina armados. As pues podemos encontrar en las lneas de distribucin areas los siguientes tipos de armados: Horizontal, Rectngulo, Tringulo, Bveda, Tresbolillo, Hexgono, Bveda horizontal.

AisladoresLos aisladores son los elementos encargados en las lneas de distribucin areas de evitar el paso de la corriente elctrica del conductor al apoyo, evitando de esa forma posibles accidentes.Normalmente se fabrican en vidrio, cermica o resina, dado que estos materiales son altamente resistentes al paso de la corriente.Las causas por las que puede producirse un salto de corriente desde el conductor al apoyo son:Por conductividad del cuerpo del aislador.Por conductividad superficial, debido a humedad o suciedad sobre el aislador.Por perforacin del aislador por fallo en su construccin.Por descarga disruptiva a travs del aire hmedo.

Una vez conocidos los posibles fallos que pueden aparecer en un aislador, se clasifican los tipos de aisladores atendiendo a distintas caractersticas.Por su constitucin.Aislador simple, formado por una sola pieza de material aislante.Aislador compuesto, constituido por uno o ms aisladores simples.Por su aplicacin.Aislador de soporte, el conductor sostiene el cable, pudiendo ser por su parte superior, por la inferior o por los laterales.Aislador pasante, el conductor recorre por el interior del aislador, evitando el contacto con paredes o muros, tambin se le denomina pasamuros o pasatapas en funcin de donde su utilice.Por su instalacin.Existen dos tipos:Aislador de interior, para ambientes donde no exista humedad.Aislador exterior, soportan humedad y lluvia y son los utilizados en lneas de intemperie.Atendiendo a estas caractersticas se escoger el tipo de aislador y el material que lo constituye.Por su forma.Aislador acoplable, aquel que permite la unin de varios cuerpos a travs de herrajes metlicos para formar cadenas.Aislador no acoplable, no permiten acoplar nuevos elementos y no suelen poseer herrajes que permitan la unin a otros.

Por ltimo vamos a destacar los dos tipos de aisladores ms utilizados en las lneas de distribucin de energa elctrica: Los aisladores de apoyo y los aisladores de suspensin o cadena.

Aisladores de apoyoSe trata de un tipo de aislador simple o compuesto, normalmente de soporte y que puede instalarse tanto interior como exterior, modificando su forma constructiva. Forma un solo cuerpo, por lo que no es acoplable a otros aisladores. Se instalan para tensiones comprendidas entre los 380 V a 66 kV. de tensin compuesta.La sujecin del conductor se realiza en la cabeza o el cuello del aislador y la fijacin o retencin se realiza mediante alambres del mismo material que el conductor.

Aisladores de suspensin o cadenaEste tipo de aisladores normalmente son compuestos, de soporte, de exterior y acoplables. Se fijan al cable y a la cruceta del apoyo mediante herrajes y forma un conjunto aislador que se denomina cadena de suspensin. Estas cadenas se montan para diferentes tensiones de servicio. Para proteger las cadenas se montan los denominados descargadores, que tienen por misin distanciar el posible arco que se produzca entre dos aisladores.

HerrajesSe define como herraje a los elementos encargados de realizar la fijacin del aislador al poste y al conductor, as como a las fijaciones necesarias para amarrar los cables de tierra, los antivibradores, los separadores, etc.Tambin se puede encontrar los distintos tipos de herrajes como pueden ser: La horquilla de bola, la grapa de sujecin, las rtulas, etc.

PararrayosSon los elementos de proteccin contra sobretensiones, emplendose fundamentalmente en lneas elctricas areas y cabinas de centros de transformacin.El cuerpo principal del pararrayos lo componen discos de xido de zinc, con un soporte epoxdico reforzado con fibra de vidrio y sellado en todo su entorno con una pieza moldeada termorretractil. Todo el pararrayos constituye una pieza compacta sin aire en su interior.Gracias a su constitucin el pararrayos es capaz de absorber altas energas durante las sobretensiones y al mismo tiempo limitar las corrientes de fuga a valores muy pequeos de funcionamiento normal.

Conductores

Los cables que se utilizan fundamentalmente para la distribucin de energa son los Cables Desnudos de Aluminio-Acero, quedando relegados para aplicaciones especiales los cables de cobre, debido a que es ms caro que el aluminio.El cable de aluminio es un buen conductor elctrico, ligero y disipa el calor rpidamente, lo que le confieren unas caractersticas idneas, pero tiene el inconveniente de que su resistencia mecnica es baja (esto implica que el cable tendido entre dos apoyos separados a no mucha distancia se rompera por su propio peso).Para optimizar la distribucin de energa y que no resultase demasiado caro el tendido de una lnea, colocando gran cantidad de apoyos muy juntos, para evitar la rotura del cable, se reforz el conductor de aluminio por un hilo o un cable de acero en su interior, de forma que el conductor aumentaba su resistencia mecnica y no perda caractersticas elctricas, debido al efecto pelicular o efecto Kelvin.Se clasifican los cables de aluminio-acero en funcin de sus caractersticas constructivas en los siguientes tipos:

Cable de aluminio reforzado con alma de acero galvanizado.Consiste en un cable formado por un alma o ncleo de acero de un hilo o cable de 7 hilos de acero. Alrededor de este ncleo se trenzan varias capas de hilos de aluminio.

Cables de aluminio compactado y reforzado con alma de acero.Formado por un solo hilo de acero en el ncleo del cable y por siete hilos de aluminio en forma de sector circular, lo que elimina los huecos existentes entre los hilos.Sus ventajas de utilizacin principales son la disminucin del dimetro para una misma seccin del cable por no existir huecos entre los conductores y en el conexionado, debido que aumenta la fuerza de contacto entre el cable y el amarre, a ejercer la fuerza sobre una superficie mayor.

Cables de acero galvanizado para lneas de tierraSe denomina cables de lnea de tierra a los cables que unen las puntas de las torres y apoyos de la red de distribucin.Estos cables estn formados solo y exclusivamente por cables de acero galvanizado enrollados de forma helicoidal.Esta lnea de tierra forma parte de la proteccin general de la lnea, debiendo estar todos los apoyos conectados entre s y a su vez a tierra a travs de las picas de proteccin de cada uno de los apoyos.

Cables de aluminio reforzado con acero recubierto de aluminio (LARL)El acero recubierto de aluminio es un producto bimetlico con un revestimiento de aluminio puro sobre el alma de acero de alta resistencia. En este hilo nico, el acero y el aluminio estn unidos metalrgicamente de forma continua, de tal manera que previene el agrietamiento o la separacin de los materiales que lo forman.El hilo combina la resistencia mecnica del acero y la conductividad del aluminio estando este tipo de cables especialmente indicado para ambientes industriales y zonas costeras ya que evita la corrosin o el deterioro dentro del conductor.

Empalmes y derivaciones en lneas areas

En la realizacin de empalmes en lneas areas se debe no solo asegurar la conexin elctrica, sino que es necesario que el conductor pueda soportar la tensin mecnica entre sus extremos, siendo sumamente importante que la resistencia elctrica del conductor no aumente.El empalme deber soportar el 90% de la carga de rotura normal del cable, quedando terminantemente prohibido la instalacin de ms de un empalme por vano y conductor, estando indicada la instalacin de empalmes en tramos en reparacin, nunca en nueva instalacin de lnea.Cuando se unan conductores de distinta seccin o naturaleza, el empalme se deber realizar en el puente de conexin en las cadenas horizontales de amarre.Queda prohibida la realizacin de empalmes soldados a tope. Igualmente las piezas de empalme deben soportar los efectos electrolticos y las superficies en contacto deben quedar protegidas de los efectos de la oxidacin.Los empalmes utilizados principalmente son del tipo Cobre-Cobre, Aluminio-Aluminio, o los bimetlicos (Cobre-Aluminio, Aluminio-Acero...)

Existen dos tipos fundamentales de empalmes:Por compresin.En Tensin.Siendo el de compresin el ms utilizado por su facilidad de realizacin y por su resistencia mecnica.

CENTROS DE TRANSFORMACIN

Los centros de transformacin son los encargados de reducir la tensin de las redes de distribucin en A.T. a valores de consumo de baja. Como se indic en el tema anterior, los centros tienen entrada en alta, fundamentalmente lneas de 3 categora (6, 10, 15, 20 Kv...) y salida en baja tensin (380/220 V).

Definimos Centro de transformacin como:La instalacin provista de uno o varios transformadores reductores de alta a baja tensin con la aparamenta y la obra complementaria precisa.La funcin que realiza el centro de transformacin es reducir la tensin que llega a los a valores de usuario y distribuir la energa a los abonados de baja tensin.

Clasificacin de los centros de transformacin

En funcin de las caractersticas que presenta el centro, la zona y la propiedad se pueden clasificar los centros de transformacin en: Alimentacin: CT alimentado en punta. CT alimentado de paso. Propiedad: CT de empresa. CT de abonado. Emplazamiento: CT de intemperie o areo. CT de interior. Acometida: CT con acometida area. CT con acometida subterrnea. Obra civil: CT convencional. CT prefabricado. CT compacto. CT de maniobra.

Centro de transformacin en funcin de la alimentacinSe encuentra dos tipos de alimentacin principalmente en los centros de transformacin:En Punta: El centro de transformacin tiene una sola lnea de alimentacin, con lo que la red de alta tensin termina en el centro de transformacin.De paso: Tambin conocido como el bucle o anillo. Dispone de una lnea de entrada y una de salida hacia otro centro de transformacin o hacia un centro de reflexin.

Centros de transformacin en funcin de la propiedadExisten dos tipos bien diferenciados:De empresa: Cuando el propietario del centro es la compaa suministradora de energa. Normalmente poseen varias celdas de lnea y una celda de proteccin para el transformador.De abonado: Propiedad del cliente, siendo la red de entrada a la subestacin de la compaa suministradora, lo que supedita el montaje de la red a lo que establezca la compaa en su lnea de alta. Existen dos variantes:Con equipo de medida en B.T., para pequeas potencias.Con equipos de medida en A.T. para mayores potencias, en la que parte del centro es propiedad de la empresa suministradora, siendo el resto propiedad del abonado.

Centros de transformacin en funcin de su emplazamientoDe intemperie o areo: Transformadores montados sobre postes o estructuras metlicas, con potencias inferiores a 160 kVA, con protecciones mediante fusibles y seccionadores.De interior: Ubicados en recintos cerrados a tal efecto. Pudindose habilitar en la zona construida o mediante edificio prefabricado. Se pueden clasificar a su vez en centros de superficie y centros subterrneos.

Centro de transformacin en funcin de su acometidaDe acometida area: La alimentacin llega a travs de una lnea elctrica de alta tensin de tipo area, (Cables desnudos que entran en el centro de transformacin a travs de aisladores pasamuros)De acometida subterrnea: A travs de una lnea de alta tensin de tipo subterrnea, con cables aislados y entrada de alta tensin en el centro de transformacin por la parte inferior de ste.

Centro de transformacin en funcin de la obra civil.Se clasifican estos centros en cuatro tipos fundamentalmente, que son los siguientes: C.T. convencional. Construidos especialmente para la instalacin de los transformadores y los elementos de proteccin y distribucin de la energa. Suelen ser de ladrillo piedra u hormign, segn un proyecto de obra civil.C.T. prefabricado. Este sistema de construccin de centros de transformacin es el ms utilizado en la actualidad, desplazando a los centros de tipo convencional.Aparecen por la necesidad de ahorrar espacio en las zonas edificadas, as como por la facilidad de instalacin que presenta este tipo de edificacin respecto a las ya existentes.CT prefabricados subterrneos. Dentro de los centros de transformacin prefabricados existe tambin la modalidad de centros diseados para ser instalados en el subsuelo de las cercanas a las zonas a instalar. Son usados fundamentalmente en zonas urbanas en donde el impacto visual cobra especial importancia, por lo que es necesario instalar centros que no rompa el entorno paisajstico. Centro de transformacin compacto. Los centros de transformacin compactos son una variante de los centros prefabricados. Son al igual que los anteriores, de estructura monobloque de hormign.Dentro de los centros compactos podemos realizar la siguiente clasificacin:

CT compacto de superficieCT compacto semienterradoCT compacto de maniobra

Partes de un centro de trasformacinDe forma general, en un centro de transformacin se hace una clasificacin de las partes que lo componen en orden a la misin que realizan y a sus caractersticas elctricas de funcionamiento. Atendiendo a la funcionalidad podemos encontrar dentro del centro:

Celda de entrada de lneaEncargada de recibir el conductor de alimentacin en el centro de transformacin, estando equipada con un interruptor de corte en carga y un seccionador de puesta a tierra.

Celda de salida de lneaSu misin es la de cortar el suministro de energa en AT a otro centro de transformacin, en el caso de que no se encuentre en punta. Al igual que el centro de entrada, est equipada con un interruptor de corte en carga y un seccionador de puesta a tierra.

Celda de seccionamientoCelda encargada de dejar sin suministro elctrico a la parte del abonado, es decir, encargada de cortar el suministro en alta al transformador. Si la potencia del centro es inferior a 1.000 kVA, se instalar un seccionador, en caso de ser superior, ser necesaria la instalacin de un interruptor automtico.

Celda de seccionamiento y proteccin generalSe sita en aquellos CT en donde existe ms de un transformador y se encarga de proteger al conjunto. Posee un interruptor automtico general que protege de posibles fallos aguas arriba de la proteccin individual de los transformadores. Se montarn los interruptores automticos de corte en SF6 o aceite y en los casos en que la potencia supere los 1.000 kVA, se instalar un rel homopolar contra derivaciones a tierra con un transformador toroidal, con disparo programable.

Celda de medidaCompuesta por tres transformadores de intensidad y uno de tensin conectados a los contadores, placas de comprobacin y reloj de discriminacin. Estos equipos se encuentran en el exterior del CT pasa su fcil lectura y para evitar cualquier riesgo.Tambin indicar que la celda se encuentra precintada por la compaa suministradora.

Celda de proteccin del trasformadorProteccin individual de cada transformador, compuesta por interruptor y fusibles asociados o combinados, o bien por interruptor automtico gobernados por rels directos o indirectos. En centros de transformacin de ms de 1.000 kVA se instalar proteccin contra defectos a tierra, como en el caso de las celdas de seccionamiento y proteccin general.

Celda de transformacinZona destinada a situar el transformador de potencia. Estar separado del resto para evitar la proyeccin de aceite y material en caso de avera. Tambin debe situarse una cuba de recogida de aceite bajo el transformador que garantice que no se derrame y afecte al resto de aparamenta.

Cuadro de baja tensin.Se instala en centros de transformacin de empresa. De la salida de cada transformador se deriva a este cuadro desde donde parte, protegidas por cortacircuitos fusibles, las lneas de baja tensin que alimentan a las distintas cajas generales de proteccin.

Elementos de un centro de transformacin

Dentro de cada centro de transformacin se encuentra una aparamenta especfica tanto en alta como en baja tensin. No en todos los centros de transformacin se encontrar todos los elementos aqu expuestos, pero s que muchos de ellos formarn parte de su configuracin. Se detalla los ms comunes.

Aparamenta de un C.T.Seccionador:Segn el reglamento de lneas elctricas de alta tensin, es un aparato mecnico de conexin manual, que en posicin abierta debe satisfacer una distancia de seguridad acorde con la tensin que soporta. Estn diseados para apertura y cierra de circuitos sin carga o con cargas muy pequeas. Es capaz de soportar por diseo la corriente nominal y la corriente de cortocircuito, pudindose ser de tipo unipolar o tripolar.

Interruptor:Aparato dotado con poder de corte, que puede realizar la apertura y cierre de circuitos en carga, en dos posiciones bien diferenciadas.Este aparto puede soportar corrientes de cortocircuito, pero no interrumpirlas en caso de avera.La extincin del arco elctrico en la apertura del interruptor se puede realizar de las siguientes formas:- Areos con apaga chispas o cuernos.- De soplado magntico.- De soplado por aire auto neumtico.- En bao de aceite, gas (SF6), pequeo volumen de aceite.Aparte de sus caractersticas elctricas de tensin e intensidad, es fundamental conocer su:Poder de corte: Valor de la intensidad que el aparato puede cortar bajo una tensin de restablecimiento determinada y en las condiciones de funcionamiento.Poder de cierre: Valor de intensidad que el aparato es capaz de restablecer en condiciones de funcionamiento nominal.

Interruptor-Seccionador:Interruptor que en posicin de abierto satisface las especificaciones de aislamiento de un seccionador, fundamentalmente las distancia entre los contactos en posicin abierta.

Interruptor automtico:Interruptor capaz de abrir o cerrar un circuito en condiciones normales adems de cortar de forma automtica cualquier sobreintensidad, causada por una avera, hasta el punto de soportar la corriente de cortocircuito en el punto de conexin.Su uso en fundamental en para la proteccin de instalaciones y de los transformadores del centro.Su accionamiento puede ser manual o automtico, siendo ste ltimo comandado por rels de sobreintensidad (directos o indirectos), rels de corriente homopolar o bobinas de disparo, rels de mnima tensin...

Seccionador de puesta a tierra:Aparato destinado a poner a tierra determinadas parte del circuito o instalacin.Normalmente el seccionador acta cuando la carga del circuito se ha desconectado, pero puede soportar la intensidad nominal durante un corte espacio de tiempo.Su funcionamiento suele estar condicionado al de un interruptor, interruptor automtico o seccionador, de forma que solo se puede accionar si estos estn desconectados, mediante un enclavamiento mecnico. Tambin existen modelos de interruptor que incluyen el seccionador de puesta tierra, encontrando en estos casos tres posiciones de funcionamiento; cerrado, abierto y puesto a tierra.

Auto vlvulas:Pararrayos de resistencia variable que pueden proteger al transformador y a la lnea de sobretensiones superiores al nivel de aislamiento seleccionado en la auto vlvula.Sus caractersticas y su modo de funcionamiento coinciden con los pararrayos.

Rels directos:Estos rels tienen como funcin desconectar el interruptor asociado a stos en el caso de que la corriente que circula a travs de ellos supere el valor en el que se ha parado. Su denominacin directo atiende a la caracterstica de que la corriente que circula por l es la propia que alimenta al transformador o a la lnea.

Rels indirectos:En este caso la excitacin que produce el disparo de los rels est reducida, siendo esta imagen de la corriente primaria que circula por el transformador. Para obtener esta intensidad reducida se recurre a transformadores de intensidad.La saturacin magntica de los transformadores impiden las puntas de intensidad que pueden daar a los equipos, siendo lo suficientemente precisos para las necesidades industriales.

Termmetros:Los termmetros se suelen utilizar para el control de la temperatura del aceite de los transformadores. Si la potencia es pequea, se suelen utilizar termmetros de columna de mercurio o alcohol coloreado, sobre la tapa del transformador. El mercurio o el alcohol se alojan en una ampolla de vidrio donde se marca la escala graduada de temperatura.Para potencias mayores se utiliza un termmetro de esfera. Este termmetro presenta la ventaja de que es posible conectar unos contactos elctricos que pueden accionar:- Alarma de a un determinado valor de temperatura.- Desconexin del transformado en caso de sobrepasar una temperatura.

Rel Buchholz:Dispositivo de proteccin, situado en el conducto de unin entre la cuba y el depsito de expansin, destinado a proteger al transformador de posibles defectos por aumento de temperatura y descomposicin del aceite.El transformador, cuando sufre algn defecto elctrico, genera pequeos arcos elctricos en los bobinados, que a su vez descomponen el aceite, liberando gases. Estos gases son indicadores de posible fallo en la mquina y pueden servir como sistemas de deteccin de averas.El rel buchholz es una cmara, que en condiciones normales est llena de aceite. Dentro de esta cmara se sitan dos flotadores que actan sobre dos contactos de tipo ampolla de mercurio.La primera funcin que tiene el rel es la de recoger las posible burbujas de aire que se puedan desprender en la puesta en servicio del transformador. Cuando se produce una pequea avera, los gases desprendidos se acumulan en la parte superior del rel, desplazando el aceite hacia el depsito de expansin. Cuando se acumula una determinada cantidad, el flotador, al descender el nivel de aceite, se desplaza el flotador cerrando el contacto que activa una alarma.Cuando la avera es de cierta importancia, el desprendimiento de gases por descomposicin del aceite es ms violento. En este caso, es la presin que ejerce el propio gas el que desplaza el segundo flotador cerrando un contacto que desconecta la alimentacin y la salida del transformador.

El transformador de distribucinMquina esttica de induccin electromagntica, encarga de reducir la tensin de distribucin primara, fundamentalmente lneas de alta tensin de tercera categora, a tensin de distribucin de baja, es decir, a 400/230 V.Podemos clasificar los transformadores de distribucin en funcin de su aislamiento existiendo los siguientes tipos:Transformador con aislamiento de aceite:Es el tipo ms comn de transformador. El aislamiento de las bobinas y la refrigeracin se realiza mediante un aceite especial aislante. Dentro de este tipo a su vez se puede distinguir entre transformadores con depsito de expansin y transformadores de tipo llenado integralTransformador encapsulado en resina:En este caso las bobinas del transformador se encuentran aisladas mediante una resina especial, que impide el acceso al interior del transformador.

Constitucin externa del transformadorLas partes fundamentales que forman un transformador de potencia de tipo aislado en aceite son:- Pasatapas de media tensin.- Pasatapas de baja tensin.- Mando conmutador de bobinados de AT.- Radiadores de refrigeracin.- Cuba.- Depsito de expansin.- Indicador de nivel de aceite.- Tapn de llenado.- Placa de caractersticas.- Ruedas de transporte.

Placa de caractersticas de un transformador.Se trata de una placa metlica, situada en el lateral del transformador, en la que estn indicadas las caractersticas elctricas ms importantes del transformador. Se pueden observar:Designacin.Tensin nominal primaria y secundaria.Potencia nominal.Intensidad nominal primaria y secundaria.Tensin de cortocircuito.Grupo de conexin e ndice horario.Niveles de aislamiento.Peso (total y del aceite).Calentamientos (del cobre, del aceite, temperatura ambiente).

Constitucin interna del transformador.

Bsicamente los transformadores en general estn constituidos en su interior por dos partes bien diferenciadas, el ncleo magntico y los arrollamientos o bobinados.

Ncleo magntico.Forma el camino que toman las lneas de campo magntico para inducir la tensin del primario al secundario del transformador. Est compuesto por chapas de tipo ferro magntico de acero aleado de unos 0,35 mm de espesor, con una base de silicio del 3 al 5% y aisladas elctricamente entre s con una capa de barniz.Se pueden distinguir dos tipos de chapa magntica.- Chapa normal, laminada en caliente.- Chapa de grano orientado, laminada en fro.El ncleo est formado por las columnas, culatas y yugos.

Arrollamientos.Los arroyamientos son bobinas de hilo de cobre o aluminio de seccin rectangular o circular.Los arroyamientos de alta y baja tensin pueden ser realizados de dos modos diferentes, de forma alternada o concntrica.El arroyamiento alternado consiste en disponer un determinado nmero de vueltas de baja tensin, para posteriormente colocar una capa de alta y as sucesivamente desde abajo hasta arriba de la columna de chapas metlicas hasta cubrir su totalidad.Por su parte, en el bobinado de tipo concntrico se realiza primero el de baja tensin, ocupando la totalidad de la columna, y una vez que se ha terminado de bobinar, se comienza el de alta sobre el bobinado de baja ya realizado.

Red de puesta a tierraLos centros de transformacin debern estar provistos de una instalacin de puesta a tierra, con objeto de limitar las posibles tensiones de defecto a tierra que pueden aparecer en caso de avera. Este sistema de tierra debe ser complementado con dispositivos de interrupcin de corriente, deber asegurar la descarga a tierra de la intensidad de defecto, contribuyendo a la eliminacin del riesgo elctrico.La misma instruccin dispone que se conectaran a tierra de servicio los elementos de la instalacin que lo necesiten, entre los que se puede destacar:Los neutros de los transformadores.Los circuitos de BT de los transformadores de medida.Los elementos de derivacin a tierra de los seccionadores.Las autovlvulas, limitadores, descargadores, etc.El sistema de puesta a tierra puede ser de dos tipos:- Instalacin de tierra general.- Instalacin de tierras separadas.Se monta la instalacin de tierra general cuando la tensin de defecto a tierra es inferior a 1.000 V, estando unidas las tierras de proteccin y de servicio.En caso contrario, cuando la tensin de defecto a tierra es superior a 1.000 V, se montan las tierras de proteccin y servicio por separado, instalacin de tierras separadas, conectando a la tierra de servicio los neutros de los transformadores de potencia y medida.

Elementos de la puesta a tierraDentro de la instalacin de puesta a tierra podemos distinguir dos elementos fundamentales:Lnea de tierra.Electrodo de puesta a tierra.

La lnea de tierra estar constituida por conductor de cobre o de otro material de seccin equivalente, capaz de soportar la corriente de defecto a tierra en unas condiciones de temperatura establecidas.Por su parte, el electrodo de puesta a tierra puede estar constituido de los siguientes elementos:Picas.Conductores enterrados horizontalmente.En el caso de montaje de picas, estas se clavarn quedando la parte superior a una profundidad no inferir a 0,5 metros, aconsejndose en terrenos donde se prevean heladas una profundidad de 0,8 m.En el caso de instalar electrodos horizontales, la profundidad ser igual a la parte superior de las picas, es decir, 0,5 metros.La superficie total de electrodos se obtendr en funcin de la intensidad de defecto, la resistividad del terreno y el tiempo de duracin del defecto medido en segundos.

INSTALACIONES ELECTRICAS DE ENLACE

En los temas precedentes se ha estudiado la produccin, transporte y fundamentalmente la distribucin de la energa elctrica en alta tensin. Hemos visto tambin los medios utilizados para el tendido de lneas de alta tensin y el montaje de centros de transformacin.A partir de este punto, nos centraremos en el estudio de la salida de los centros de transformacin y la alimentacin a las viviendas, locales comerciales e industriales.

Instalacin de enlaceSe define como red de enlace a aquella instalacin destinada a alimentar viviendas, oficinas o naves industriales y que parte desde la red de distribucin de baja tensin, propiedad de la compaa suministradora, hasta el inicio de las instalaciones interiores. Podemos distinguir varias partes bien diferenciadas dentro de la red o instalacin de enlace, que a continuacin se exponen:Acometida.Caja general de proteccin CGP.Lnea repartidora.Centralizacin de contadores.Derivacin individual.Caja de interruptor de control de potencia ICP.

A partir del ltimo punto en adelante nos encontraremos con la instalacin interior del local o vivienda. Tras el interruptor de control de potencia aparecer el cuadro general de mando y proteccin y los distintos circuitos que configuran una instalacin.

AcometidasLa lnea de acometida es la red o redes encargadas de alimentar la o las cajas generales de proteccin de partiendo desde la red de distribucin de la compaa suministradora. La acometida es propiedad de la compaa y pueden existir una o varias en funcin de la demanda de energa del edificio.La lnea de acometida puede ser area o subterrnea, en funcin del tipo de red de distribucin de baja tensin exista. Se suelen realizar con cables de aluminio de tres fases ms neutro, aunque en determinadas instalaciones se pueden realizar acometidas monofsicas. Las secciones de conductores ms frecuentes para este tipo de instalacin son 50, 95, 150 o 240 mm2.Los cables, tanto en acometida area como en subterrnea, llegarn aislados a la caja general de proteccin.Hay dos tipos de acometida que se encuentra las instalaciones: areas y subterrneas.

Acometidas areasSe caracterizan este tipo de acometidas por sus cables resistentes a la intemperie u por su aislamiento, que deben soportar al menos una tensin de 1.000 voltios.En este caso, la caja general de proteccin se encuentra fijada a la fachada del edificio, a una altura de 3 metros como mnimo, estando la acometida realizada desde abajo y provista con un codo vierte aguas que evite la posible entrada de humedad.Tambin puede ir alojada en un hueco practicado en la pared, en cuyo caso deber colocar un tubo desde el hueco hasta los 3 metro de altura, con un dimetro de 100 mm.En las actuales distribuciones, aunque la acometida sea area, se llevar hasta el terreno como en las acometidas subterrneas, debidamente entubadas, a fin de facilitar en el futuro la modificacin de la instalacin para realizar una acometida subterrnea.En estos casos se instalarn tubos de acero galvanizado, debidamente conectados a tierra, para proteger al conductor y evitar posibles accidentes.

Acometida subterrnea

Utiliza cables preferentemente de aluminio, con tensin de aislamiento superior a 1.000 V, resistentes a la corrosin del terreno, irn bajo el rasante del terreno, debidamente entubada, a una profundidad mnima de 0,6 m y debidamente sealizados, preferentemente bajo el acerado.Los tubos de proteccin de los conductores entrarn dentro del hueco reservado para la CGP por la parte inferior. Se colocarn dos tubos, uno de entrada y otro de salida, para permitir el paso de acometida entre varias CGP. Estos tubos debern ser de material auto extinguible, de seccin mnima 160 mm de dimetro interior. En la red entubada, las derivaciones siempre se han de realizar bajo arquetas. Por regla general y obligatoriamente en los casos en que se instalen acometidas en grandes edificios con mucha demanda de carga, se instalar otro tubo para poder tender otro cable en caso de que sea necesario.

Caja general de proteccinEsta caja alberga los fusibles de proteccin de la lnea repartidora. Este elemento marca el lmite entre la propiedad o usuarios y la empresa suministradora elctrica.Su instalacin se realizar fundamentalmente en las fachadas de los edificios, lo ms cerca posible de la red de distribucin o del centro de transformacin. La eleccin del lugar donde se va a instalar la CGP se har de comn acuerdo entre la propiedad del edificio y la empresa elctrica.Siempre que sea posible se elegir un lugar de uso comn, de libre y fcil acceso, debiendo estar separado de las instalaciones de agua, gas y comunicaciones.

Debe cumplir estas caractersticas:De material aislante, de doble aislamiento y clase trmica A.Resistente al calor y al fuego.Auto extinguible.Grado de proteccin IK-09 contra impactos.Resistencia a las condiciones meteorolgicas IP 43 mnimo.No higroscpico.Resistente a los lcalis.Con ventilacin natural mediante orificios.De tensin nominal 440 VPrecintable.Con cerradura normalizada.

Clasificacin de las cajas de proteccin.Se clasifican segn:Capacidad que soportan medida en amperios.Esquema de conexin, monofsico o trifsico.

Bases Tripolares Verticales; BTV.Si las necesidades de potencia superan los 300 kW, se tendrn que instalar las denominadas BTV.Las BTV disponen de las bases portafusibles una encima de otra, sobre un zcalo o armazn aislante, por dentro de cual circulan los conductores de las tres fases.

Lnea Repartidora o General de alimentacin.

Se puede definir como el conductor que une la caja general de proteccin con la centralizacin de contadores, terminando en el interruptor de corte en carga que ha de situarse a la entrada de la centralizacin.Existir, como mnimo, una lnea repartidora por cada caja general de proteccin, es decir, debe salir de cada caja general de proteccin al menos una lnea, formada por las tres fases y el conductor neutro. Debe discurrir por lugares de uso comn y los conductores deben soportar una tensin de aislamiento no inferior a 1.000 voltios. El aislamiento debe ser de tipo seco, resistente al fuego, no propagador de llama y libre de halgenos.

Instalacin y dimensionadoLa lnea general de alimentacin se alojar en huecos y conducciones siguiendo las cajas de escalera, tanto en centralizacin de contadores como en los casos de instalacin de contadores por planta.Los huecos debern tener unas dimensiones mnimas de 30 x 30 cm, careciendo de cambios de direccin y con caja de registro Precintable por planta. Las lneas generales de alimentacin se podrn construir de la siguiente forma.Conductores aislados dentro de tubos empotrados.Conductores aislados en tubos de montaje superficialCanalizaciones prefabricadas.Conductores aislados con cubierta metlica en montaje superficial.Conductores aislados en el interior de tubos enterrados.

Centralizacin de contadoresSe define como, conjunto de equipos de medida situados en un mismo local o colocados en mdulos prefabricados y alimentados por una misma lnea general de alimentacin.A cada lnea general de alimentacin le corresponde una centralizacin, por lo que la mxima potencia que puede soportar la centralizacin es de 150 kW.

Cuarto de contadoresEn los edificios de nueva construccin se reserva un local para la centralizacin de contadores, con las siguientes caractersticas:Ser un local situado en la planta baja o stano, de uso exclusivo para contadores, no pudiendo tener otra utilidad. Este local puede alojar una o varias centralizaciones. Deber construirse de tal forma que tenga fcil acceso desde las zonas comunes del edificio y con una altura mnima de 2,30 m. La anchura mnima de pared a pared ser de 1,10 m.Deber estar prximo a los huecos para que discurra la lnea general de alimentacin.Se ha de tratar de un local no hmedo, por lo que deber estar por encima del nivel fretico de la zona, el lugares de nivel 0 slo se permitirn locales de planta baja o superiores. Deber contar con un sumidero si la cota es igual o inferior a la de los pasillos o locales colindantes.La ventilacin de este local debe ser natural y deber contar con una puerta de acceso de 2 x 0,7 m como mnimo, debiendo esta abrir hacia fuera. En su interior se instalarn un punto de luz como mnimo y obligatoriamente deber contar con alumbrado de emergencia.

Este local debe estar lejos de otros que produzcan gases corrosivos o que impliquen riesgo de explosin, y a su vez no debe ser atravesado por otras conducciones distintas a las elctricas.En edificios de gran volumen, es decir aquellos de ms de 12 plantas o con ms de 16 viviendas por planta, se podrn instalar cuartos de contadores en plantas intermedias.

Derivaciones individualesSe definen como las lneas que unen la centralizacin de contadores, concretamente cada contador o equipo de medida, con los dispositivos de mando y proteccin de cada una de las viviendas.Las derivaciones individuales se componen de los conductores de fase y el hilo neutro, el conductor de proteccin y un hilo rojo de mando en los casos de locales o viviendas con tarifacin nocturna. Este hilo de mando antes indicado, ser de 1,5 mm2 de seccin, conectado al contactor de la centralizacin.El resto de conductores sern de los colores comnmente utilizados para identificar fase, neutro y proteccin, es decir, negro, gris y marrn para fase, azul para neutro y amarillo-verde para tierra. LFRL.