Electricidad Media Baja Tension 21703 Completo

Electricidad en media y bajatensiónAutor: Marcos Tosatado

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Presentación del curso

Redes de distribución de energía eléctrica en media y baja tensión e instalaciones deenlace es el tema de nuestro curso, en el cual podrás conocer mucha informaciónsobre las formas de conexión de energía eléctrica en media y baja tensión y a cercade la red de distribución de energía eléctrica en dichos rangos de tensión eléctrica.

Veremos los diversos tipos de redes de conexión de energía: red en baja tensión,red lineal, red en anillo y red en uso normal. Conoce sobre las acometidas en lasredes de distribución y los sistemas de conexión del neutro a tierra. Obténinformación sobre las instalaciones de enlace: los tipos de instalaciones de enlace,la caja general de protección, la línea general de alimentación de energía, lacentralización de contadores, las derivaciones individuales y el interruptor de controlde potencia (ICP). En fin, veremos todo el proceso de distribución en la red deenergía eléctrica de acuerdo a los rangos de electricidad de media y baja tensión, ylos datos técnicos sobre los aparatos que constituyen la estructura física para ladistribución de energía.

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1. Red. Distribución eléctrica en media y baja tensión

INTRODUCCIÓN

A medida que nos aproximamos a núcleos urbanos o zonas industriales, se hacenecesaria la adecuación de la red de distribución de energía en media tensión, paraadaptar sus características a las necesidades energéticas del usuario final. Esto seconsigue mediante una serie de elementos como son los centros de transformaciónCT. Este tipo de instalaciones vienen adecuadas para recibir redes de carácter aéreoo subterráneo, y modificarlas para conseguir unos valores de tensión dentro de labaja tensión, normalmente estos valores son de 400V trifásicos.

* Las instalaciones de enlace realizan una función de interconexión.

Una vez reducida esta tensión, debemos disponer de una infraestructura adecuadapara acometer las instalaciones de usuario, esta infraestructura la componenelementos de protección, control, mando... y a todo el conjunto se le conoce comoinstalación de enlace. Dicho nombre le viene dado por la función de interconexiónque realiza entre las instalaciones interiores del propio usuario, y las de la red dedistribución.

Centro de transformación

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2. Red. Centro de transformación

DESCRIPCIÓN BÁSICA DEL CENTRO DE TRANSFORMACIÓN

Recibe el nombre de centro de transformación, la instalación cuya principal misiónes reducir la media tensión en baja. Dicha definición engloba todos los elementosque posibilitan esta transformación, incluidas protecciones, elementos de medida yseccionamiento y el propio transformador. Todos los elementos que se englobandentro del centro de transformación, se montan en el interior de unos armarios quereciben el nombre de celdas modulares. Dichas celdas se comercializan según lafunción que realizan dentro del propio centro, esto es por ejemplo celda deprotección, celda de seccionamiento, celda de medida...Estas celdas vienenperfectamente preparadas para disponer su interconexión de forma rápida y sencilla

El centro de transformación realiza la reducción de media a baja tensión.

Existen varios tipos de centros de transformación según su lugar de instalación:

- En superficie: son los más comunes, se instalan a nivel del suelo dentro decasetas prefabricadas normalmente de hormigón.- Subterráneos: normalmente se utilizan cuando las condiciones del terreno nopermiten la construcción de un centro de transformación de superficie. Necesitan laapertura de unas rejas de ventilación en el nivel del suelo, lo que los hace fácilmentelocalizables.- Englobados en el interior de edificios: en ocasiones, bien por cuestionesnormativas o por cuestiones técnicas, se hace necesario acondicionar dentro de lospropios edificios, un local adecuado para albergar el transformador y toda laaparamenta necesaria para realizar la transformación. Esta instalación también esdenominada centro de transformación, ya que realiza la misma función quecualquiera de los anteriores.

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- Centro de transformación montado sobre apoyo: en algunas ocasiones, sobretodo en zonas rurales, la normativa permite instalar un centro de transformación ala intemperie, sobre un apoyo de la línea de media tensión. Cuando esto es posible,supone un gran ahorro constructivo y económico, ya que solo es necesario montarun transformador en una de las caras del propio apoyo y derivar en baja tensióndesde allí.

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3. Red. Formas de conectarse a red de media tensión

FORMAS DE CONECTARSE A UNA RED DE MEDIA TENSIÓN

Dependiendo de las distintas situaciones que nos podamos encontrar, existen variasposibilidades a la hora de tener que conectar un centro de transformación a la redde media tensión:

- Próxima a nuestra instalación existe una red de alta tensión: en este caso se hacenecesaria la construcción de una subestación que reduzca la tensión de la red hastavalores de media tensión. Posteriormente se conectará el centro de transformacióndirectamente a la subestación.

- Ya existe una subestación o un centro de reparto en las proximidades: en esecaso se hace necesario conocer las condiciones de trabajo en las que se encuentra lasubestación o centro de reparto en cuestión, ya que es posible que no admita máscarga. En caso favorable la instalación se realizará igual que la anterior obviando laconstrucción de los elementos ya existentes.

- Ya existe un centro de transformación con potencia suficiente como para darnosservicio: esta es la situación ideal, ya que no requeriremos de la construcción deningún tipo de infraestructura para conectar nuestra instalación a la red de mediatensión.

- Existe una línea de media tensión en las proximidades: en este caso seránecesaria la construcción de un centro de reparto, que derive dicha línea hacia elcentro de transformación.

Centro de reparto: tiene la misión de conectar varias líneas de distribución,normalmente esta instalación va englobada dentro de la propia SET, rara vezaparecen por separado.

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4. Red. Redes de distribución (primera parte)

TIPOS DE REDES DE DISTRIBUCIÓN

* Las redes en anillo son las más usadas, pero eso no implica que sean las máseficaces.

Dependiendo de la forma de interconectarse con la red de media tensión, lascondiciones del terreno o la demanda de potencia; dispondremos de varias manerasde distribuir le energía eléctrica hasta los centros de transformación. Las máscomunes son las redes en anillo, pero eso no implica que sean las más eficaces. Estoes por cuestiones económicas y constructivas, ya que la utilización de este tipo deredes, no supone el montaje de ningún centro auxiliar como los de reflexión. Estosson los tipos de redes existentes para distribuir energía eléctrica en baja tensión.

- Red en baja tensión: formada por las distintas líneas de distribución en bajatensión que parten de un centro de transformación existente. La demandaenergética que se puede cubrir con estas redes viene condicionada por la potencianominal del propio centro de transformación, no pudiendo ser mayor que ésta enningún momento.

- Red lineal: se trata de una línea de media tensión, donde se interconectan uno acontinuación de otro, una serie de centros de transformación.

- Red en anillo: es una línea de media tensión con los centros de transformaciónconectados de manera idéntica a la red lineal, con la peculiaridad de que en estecaso la línea de media tensión se cierra sobre sí misma. Este tipo de redes en anillotienen el inconveniente de que, la aparición de una avería en un centro detransformación, provoca el corte de suministro en toda la red.

- Red en huso normal: formadas por varias líneas de media tensión, dispuestasigual que una red lineal, y conectadas todas ellas a una subestación por uno de loslados, y a un centro de reflexión por el otro.

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5. Red. Redes de distribución (segunda parte)

Ahora continuamos con los tipos de redes de distribución que venimos tratantodesde el capítulo anterior

- Red en anillos múltiples: formada por varias redes en anillo, conectadas todas auna misma subestación o centro de reparto.

- Red en huso normal múltiple: es una variante del vaso anterior, está formadapor varios husos normales conectados a una misma subestación pero a varioscentros de reflexión.

- Red en huso apoyado: es el caso más complejo, es una variante del huso normal,solo que no existe centro de reflexión, ya que las líneas de media tensión vanconectadas por ambos extremos a sendas subestaciones o centros de reparto, que asu vez se encuentran conectadas entre sí por una línea cero, que asegura elfuncionamiento de la red en caso de que en una subestación apareciera una avería.

Centro de reflexión: es un elemento de las líneas de media tensión, que asegura elfuncionamiento de toda la red de distribución en baja tensión, mediante una líneadenominada circuito cero, que lo alimenta directamente desde la subestación ocentro de reparto.

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6. Red de distribución. Acometidas

ACOMETIDAS

Las acometidas no forman parte de las instalaciones de enlace.

Se denomina acometida, a la parte de la red de distribución que alimenta las cajasgenerales de protección de las instalaciones de abonado. Estas podrán ser aéreas osubterráneas dependiendo de las condiciones del terreno, se podrán emplear tantocobre como aluminio en sus elementos conductores y su tensión de aislamientonunca podrá ser inferior a los 0,6/1kV.

* Acometidas aéreas: entran dentro de esta denominación todas aquellas líneas quediscurran siempre por encima del nivel del suelo. Dentro de las acometidas aéreasse podrán disponer de las siguientes maneras:

- Posadas sobre fachadas: discurren por la fachada de los propios edificios, sin lanecesidad de emplear postes para su trazado.

- Tensadas sobre postes: al contrario que las anteriores, requieren el empleo depostes para su tensado y trazado.

* Acometidas subterráneas: son aquellas cuya trazado discurre por debajo delnivel del suelo en zanjas. Actualmente se están empezando a utilizar más que lasaéreas, debido esto al menor impacto visual que suponen.

* Acometidas aéreo-subterráneas: son aquellas durante cuyo trazado, tienentramos aéreos y tramos subterráneos. Se utilizan cuando no es viable realizar untrazado homogéneo.

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Acometidas aéreas

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7. Red. Sistemas de conexión del neutro a tierra(primera parte)

SISTEMAS DE CONEXIÓN DEL NEUTRO A TIERRA

Con el fin de minimizar las consecuencias de un accidente producido por un choqueeléctrico, el neutro es conectado a tierra en todo momento durante la distribución.La Reglamentación establece unos esquemas tipo a la hora de conectar el neutro atierra. Estas son las posibilidades que establece la Reglamentación al respecto:

- Esquemas TN: en este tipo de distribución, el neutro va conectado directamente atierra, y las distintas masas de la instalación se unen a dicha tierra mediante losdenominados conductores de protección. Este tipo de distribución es el más usadoen los núcleos urbanos. Dentro de esta denominación se incluyen varias opciones:

- Esquema TN-S: el conductor neutro y de protección son distintos a lo largo detodo el trazado.

- Esquema TN-C: las funciones del conductor de neutro y conductor de protecciónvan englobadas en el mismo conductor.

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NOTA: En el siguiente capítulo continuaremos con los restantes esquemas tipo enlos sistemas de conexión del neutro a tierra.

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8. Red. Sistemas de conexión del neutro a tierra(segunda parte)

Continuamos ahora con los esquemas tipo en los sistemas de conexión delneutro a tierra:

- Esquema TN-C-S: las funciones de neutro y protección se combinan en un soloconductor solo en alguna etapa del sistema.

- Esquema TT: en este tipo de instalación, aunque el neutro esté conectado atierra, las masas lo hacen mediante una toma de tierra independiente.

- Esquema IT: en este tipo de distribución, no existe la referencia del neutroconectado a tierra, por lo que las masas se conectan a tierra de maneraindependiente.

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9. Red. Instalaciones de enlace: tipos (primera parte)

TIPOS DE INSTALACIONES DE ENLACE

Dependiendo de la colocación de algunos elementos y del número de usuarios a losque se quiera dar servicio, existen varias posibilidades de tender una instalación deenlace.

- Para un solo usuario: en este caso no existirá línea general de alimentación, al irenglobadas las funciones de caja general de protección y equipo de medida en unmismo elemento, llamado caja de protección y medida (CPM). Este caso se suele daren viviendas unifamiliares, naves industriales o fincas rústicas.

- Para varios usuarios alimentados por una acometida: el esquema es, porduplicado, idéntico al anterior, con la excepción de solo disponer de una acometidapara dar servicio a todos usuarios, opción muy utilizada por ejemplo en dosviviendas unifamiliares muy próximas entre sí.

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10. Red. Instalaciones de enlace: tipos (segundaparte)

Ahora continuamos con los tipos de instalaciones de enlace:

º Disposición de los contadores totalmente concentrados:

Se podría decir que es una variante del caso anterior. Este caso se suele dar enconcentraciones de muchos usuarios como puede ser un edificio de viviendas o deoficinas, en cuyo caso se suelen disponer los equipos de medida de los diferentesabonados en un mismo lugar. Este lugar puede ser un armario o un local destinadoexclusivamente a tal uso y va conectado a la caja general de protección mediante lalínea general de alimentación. En este caso es necesario disponer justo antes de losequipos de medida, un interruptor de corte en carga de calibre suficiente, que seacapaz de dejar fuera de servicio todas las instalaciones de abonado si esto fueraoportuno.

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NOTA: En el siguiente capítulo veremos un caso más de instalaciones de enlace.

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11. Red. Instalaciones de enlace: tipos (tercera parte)

Ahora te presentamos la última parte de nuestros tipos de instalaciones de enlace:

º Disposición de los equipos de medida en concentraciones parciales:

En este caso no existe una única centralización de contadores, ya que estos seencuentran situados en varias centralizaciones repartidas por todo el edificio. Estaes una variante que solo se usa en casos en los que los abonados se encuentran alargas distancias entre sí, con el fin de evitar grandes caídas de tensión en lasderivaciones individuales. cuando esto ocurre lo normal es ubicar una centralizaciónpor planta, que controle los suministros de ese piso.

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12. Red. Instalaciones de enlace: caja general deprotección

INSTALACIONES DE ENLACE: CAJA GENERAL DE PROTECCIÓN

* La caja general de protección, es un elemento que protege la línea general dealimentación.

Se denomina caja general de protección, al elemento que aloja los dispositivos deprotección de la línea general de alimentación. Estos dispositivos suelen ser tresfusibles del tipo cuchilla (NH), que protegen individualmente las tres fases de lalínea general de alimentación, y que deberán dimensionarse de acuerdo con la cargatotal del edificio; en caso de que esta línea fuera de carácter monofásico solo sedispondrá de un fusible ya que el neutro no necesita ser protegido.

Las cajas generales de protección suelen situarse a la entrada del edifico oestablecimiento en la fachada, aunque hay variantes que permiten ser inclusoinstaladas de manera subterránea. Lo que se persigue con la elección delemplazamiento es dificultar la manipulación de cualquier persona ajena.

En el caso de que las líneas generales de alimentación partan directamente desde uncentro de transformación, este elemento podrá suprimirse y su función pasará a serrealizada por el cuadro de protección en baja tensión habido en el propiotransformador.

En el interior de la caja se pueden distinguir además unos elementos llamadosbases portafusibles. Debe haber tantos de estos elementos como fusibles haya, sufunción es la de dar apoyo físico a los fusibles de cuchilla y deben estardimensionados por lo tanto para un calibre igual o superior al del propio fusible.

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Cajas de protección y medida (CPM): se usan en suministros a un único usuario,son elementos que normalmente se instalan en machones o empotrados en fachada,y cuya misión es combinar las funciones de caja general de protección ycentralización de contadores. En los casos en los que se utiliza este elemento noexiste línea general de alimentación.

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13. Red. Instalaciones de enlace: línea general dealimentación

INSTALACIONES DE ENLACE: LÍNEA GENERAL DE ALIMENTACIÓN

* La línea general de alimentación es una parte de las instalaciones de enlaceque no siempre tiene por que existir.

Se denomina línea general de alimentación, a la encargada de conectar la cajageneral de protección y la centralización o centralizaciones de contadores. Estaráformada por los cables de fase y el hilo neutro. Como ya se ha dicho antes, en casosen los que haya que dar suministro a un único usuario está línea no existirá.

Dicha línea deberá discurrir por zonas de uso común como portales o huecos deescalera. Deberá ir correctamente instalada bajo tubos aislantes, bandejas, canales ocualquier sistema equivalente que permita la Reglamentación. Podrán ser de cobre oaluminio siendo sus secciones mínimas de 10 mm2 en cobre y 16 mm2 en aluminio.Su tensión de aislamiento mínima será de 0,6/1kV, limitando el uso de materiales apolietileno reticulado (XLPE) y etileno propileno (EPR).

Una línea general de alimentación podrá soportar un máximo de 160 kW, en caso deque se supere esa carga habría que disponer de tantas líneas generales como fuerannecesarias. En la Reglamentación se establecen unos valores máximos de caída detensión permitidos, los cuales han de ser tenidos en cuenta a la hora del diseño dela línea. Dichos valores vienen dados dependiendo del tipo de instalación de losequipos de medida y en porcentaje respecto a la tensión de servicio:

- Para instalaciones donde los contadores se dispongan de manera totalmenteconcentrada: 0,5%.

- Para instalaciones donde se dispongan los contadores en concentración parcial:1%.

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Nota: en caso de existir más de una centralización, siempre que éstas esténalimentadas por distintas líneas generales, se considerarán de maneraindependiente a la hora del cálculo. Esto quiere decir, que si existen doscentralizaciones alimentadas con dos líneas generales, y estas se encuentrancentralizadas en sendos locales o armarios, NUNCA se considerarán comocentralizaciones parciales y sí como dos centralizaciones totales independientes.

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14. Red. Instalaciones de enlace: centralización decontadores (primera parte)

INSTALACIONES DE ENLACE: CENTRALIZACIÓN DE CONTADORES

Recibe el nombre de centralización de contadores, el lugar destinado a albergar losequipos de medida de la instalación eléctrica. Podrá ser un armario, un local o unaCPM. Las cinco grandes partes en las que se divide una centralización de contadoresson las siguientes:

- Interruptor general de maniobra: se trata de un interruptor de corte en cargasituado aguas arriba de los equipos de medida. Su misión es la de dejar sin serviciotoda la instalación si esto fuera necesario. Dicho elemento debe cortar la totalidadde las fases y el neutro para evitar posibles desequilibrios de tensiones.

- Embarrado de entrada: a el llega la línea general de alimentación, y desde ahíparten las distintas derivaciones individuales. Fusibles de seguridad: se trata de unelemento de protección de las derivaciones individuales y de los equipos de medida.Serán del tipo D0 cilíndricos y se montarán sobre el embarrado de entrada.

- Equipos de medida: en esta clasificación se incluyen contadores, relojes de dobletarifa y demás equipos que de alguna manera sirvan o ayuden en la labor de lamedida del consumo eléctrico.

- Bornes de salida: desde aquí parten las distintas derivaciones individuales hastalos interruptores de control de potencia ICP. Además se ha de disponer de unapletina de cobre destinada a tierra, aquí se unirán todas las tierras de las distintasderivaciones individuales y supondrá su punto de unión con la tierra general deledifico.

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15. Red. Instalaciones de enlace: centralización decontadores (segunda parte)

*Siguiendo con el capítulo anterior, continuamos con la centralización decontadores:

Actualmente las centralizaciones de contadores se montan en columnasmodulares, en cuyas partes superior e inferior se sitúan los embarrados de salida yentrada respectivamente y en las partes intermedias vienen habilitados unos huecospara el montaje de los equipos de medida, así como relojes tarificadores y demásequipos que forman o pueden formar parte de la etapa de medida de energíaeléctrica.

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16. Red. Instalaciones de enlace: derivacionesindividuales

INSTALACIONES DE ENLACE: DERIVACIONES INDIVIDUALES

Las derivaciones individuales, son la parte de las instalaciones de enlace cuyamisión es enlazar la centralización de contadores con la instalación de usuario.Estarán formadas por los hilos de fase, el neutro, el conductor de protección y, ensu caso, por el hilo de mando que controlará las tarifas horarias. Deberá disponerseuna derivación individual por abonado. En un edificio de viviendas y localescomerciales, se suelen disponer las siguientes:

- 1 por vivienda.- 1 para servicios comunes del edificio (alumbrado de zonas comunes, ascensor...)- Tantas canalizaciones vacías como lo cales comerciales existan. Esto sucedecuando los locales no tienen un uso definido, en cuyo caso se deberá preveer unconsumo eléctrico de 100 w/m2 según el Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión.

En la Reglamentación se establecen unos valores máximos de caída de tensiónpermitidos, los cuales han de ser tenidos en cuenta a la hora del diseño de la línea.Dichos valores vienen dados dependiendo del tipo de instalación de los equipos demedida y en porcentaje respecto a la tensión de servicio:

- Para instalaciones donde los contadores se dispongan de manera totalmenteconcentrada: 1%.- Para instalaciones donde se dispongan los contadores en concentración parcial:0,5%.- Suministros de un único usuario: 1,5%.

Las derivaciones individuales discurrirán normalmente a través de unacanaladura, dispuesta normalmente por el hueco de la escalera. Esta canaladuradeberá registrarse cada planta. Cada planta deberá disponerse también un elemento

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cortafuegos.

Las derivaciones individuales deberán discurrir bajo tubo aislante, canal, bandejao cualquier otro elemento recogido por la Reglamentación y su tensión deaislamiento no deberá ser inferior a los 450/750 V, pudiendo usarse tanto etilenopropileno (EPR), polietileno reticulado (XLPE) y policloruro de vinilo (PVC) en elasilamiento de los cables.

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17. Red. Instalaciones de enlace: interruptor decontrol de potencia (ICP)

INSTALACIONES DE ENLACE: INTERRUPTOR DE POTENCIA (ICP)

* El ICP no es un elemento de protección eléctrica.

El ICP no es más que un interruptor automático que instala la CompañíaSuministradora, y cuyo fin es limitar la potencia consumida por el usuario,ajustándola a la contratada. Dicho elemento se coloca en el propio cuadro de mandoy protección, aguas arriba de los elementos individuales de mando y protección, yen el interior de una caja precintable por la propia Compañía.

Debe estar calibrado de acuerdo a la potencia contratada por el usuario y alcontrario que el resto de magnetotérmicos que se encuentran en el cuadro deprotección, será unipolar, no existiendo la necesidad de que tenga que seccionar elhilo de neutro.

Este elemento no es un dispositivo de protección propiamente dicho, si no más bienun elemento de medida, ya que no protege frente a cortocircuitos nisobreintensidades, si no que limita el consumo de energía eléctrica.

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NOTA: Con este capítulo hemos llegado al final de nuestro curso.

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