Sistemas y Redes de Distribución Eléctrica

1. Etapas de un Sistema Eléctrico

• Generación: 3-36 kV (central generadora).
• Estación elevadora: 110-380 kV (reducción de pérdidas).
• Red de transporte: 110-380 kV (líneas de alta tensión).
• Subestación de transformación: 25-132 kV (ajuste para la red de reparto).
• Red de reparto: 25-132 kV (distribución a áreas cercanas).
• Estación transformadora de distribución: 3-30 kV (prepara para usuarios).
• Cliente industrial: 30-30 kV o centro de transformación a 220V.
• Consumo final: Uso en hogares e industrias.

3. Redes de Distribución

• Red primaria: Formada por las redes de distribución y líneas de AT que alimentan las estaciones transformadoras y transformadoras reductoras y subestaciones de transformación. (30, 45, 66, 110 kV)
• Red secundaria: Líneas que, partiendo de las subestaciones transformadoras reductoras, alimentan los centros de transformación incluyendo ramales de baja tensión subterráneos o aéreos que, partiendo de centros de transformación, alimentan a los abonados (centros de transformación, ramales subterráneos, líneas aéreas BT, líneas de media tensión aéreas y subterráneas (3-25 kV).

5. Red de Distribución: Componentes

• Subestación: Centro para reducir tensión, con alimentación y salida en alta tensión.
• Centro de reparto: Centro fuertemente alimentado en el que una o más líneas de alta tensión se derivan de otras de la misma tensión (en el interior se protegen las líneas).
• Centro de reflexión: Permite alimentar líneas de alta tensión en caso de fallo.
• Centro de transformación: Reduce media a baja tensión para consumo final.

6. Tipos de Conexión de Red de Distribución

Conexión tipo A, B, C, D

7. Esquemas Básicos de Redes de Distribución

En BT (tipo A), línea (tipo B), en anillo (tipo C), en anillos múltiples (tipo D), Huso Normal (tipo E)

8. Red Mallada

Los puntos de suministro están interconectados por múltiples rutas, lo que permite la circulación por diferentes caminos (para ciudades e industrias donde la continuidad es crucial).

10. ¿Por qué se eleva la tensión para transportar la energía eléctrica?

Se eleva la tensión porque:

• Reduce las pérdidas por efecto Joule (calor) en los cables durante el transporte.
• Permite usar cables más delgados, reduciendo costos de infraestructura.
• Facilita el transporte a largas distancias sin perder eficiencia.
• Mejora la estabilidad del sistema eléctrico al minimizar caídas de tensión.

Por estas razones, la electricidad se transporta a alta tensión (110-380 kV) y luego se reduce para el consumo.

13. ¿Qué es una Smart Grid? ¿En qué consiste el telemando y la telemedida?

Una Smart Grid es una red eléctrica inteligente que utiliza tecnología informática para optimizar la producción y distribución de la electricidad.

• Telemando: Es la capacidad de operar y controlar dispositivos y equipos de la red eléctrica de forma remota.
• Telemedida: Consiste en la recopilación y transmisión remota de datos de consumo energético desde los contadores inteligentes ubicados en las instalaciones de los usuarios hasta los centros de control de las compañías eléctricas.

14. Formas de Ejecución de las Redes de Distribución

Las redes de distribución eléctrica pueden ejecutarse de las siguientes formas:

• Red radial: Cada punto de consumo se conecta a una única fuente de suministro a través de una línea específica. Es sencilla y económica, pero una falla en cualquier tramo puede interrumpir el servicio a todos los usuarios conectados en esa línea.
• Red en anillo: Los puntos de consumo están interconectados formando un circuito cerrado. Esto permite que, en caso de una falla, el suministro pueda mantenerse desde otro punto del anillo, mejorando la fiabilidad respecto a la red radial.
• Red mallada: Presenta múltiples interconexiones entre los puntos de suministro y consumo, formando una malla. Ofrece alta fiabilidad y flexibilidad, ya que permite múltiples rutas alternativas para el flujo de energía, aunque su complejidad y costo de implementación son mayores.

15. Estructuras Radial y Mallada: Diferencias y Usos

• Red radial: Caracterizada por una estructura en la que cada consumidor está conectado a una única fuente de energía a través de una línea específica. Es común en áreas rurales o de baja densidad de población debido a su simplicidad y menor costo de instalación. Sin embargo, una falla en cualquier punto de la línea puede dejar sin servicio a todos los usuarios aguas abajo de la falla.
• Red mallada: Se compone de múltiples interconexiones entre generadores y consumidores, formando una malla que permite diversas rutas para el flujo de energía. Esta estructura es típica en zonas urbanas e industriales con alta demanda energética, ya que proporciona mayor fiabilidad y flexibilidad.

17. ¿Qué es una GIS? ¿Y una HIS?

• GIS (Gas Insulated Substation): Es una subestación eléctrica en la que los componentes activos, como interruptores y barras colectoras, están encapsulados en un contenedor sellado y aislados con gas.
• HIS (Hybrid Insulated Substation): Es una subestación que combina elementos de aislamiento en gas (como en las GIS) y en aire (como en las AIS – Air Insulated Substation). Esta configuración híbrida busca optimizar el espacio y los costos, integrando lo mejor de ambos tipos de aislamiento.

18. Aparamenta Utilizada en Redes

Interruptores automáticos, Seccionadores, Transformadores de tensión, Pararrayos, Autoválvulas.

21. Diferencia entre Red de Media Tensión en Anillo y en Huso Normal

Una red de media tensión en anillo está constituida por una línea de distribución cerrada en anillo, con un número máximo de 10 centros de transformación y las líneas de distribución en baja tensión. En cambio, una de huso normal está constituida por un número máximo de 6 líneas de distribución en alta tensión, conectadas por un extremo a una subestación o a un centro de reparto, y por el otro extremo a un centro de reflexión al cual llegan uno o dos circuitos cero. Cada línea de distribución de alta tensión alimentará hasta un máximo de 10 centros de transformación, de los que parten las líneas de distribución de baja tensión.