9. Sistemas de Distribución de Electricidad

Instalaciones Eléctricas Cajamarca, octubre del 2015

Facultad de Ingeniería

SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN DE ELECTRICIDAD

Distribución de energía eléctrica

Es recibir la energía eléctrica de los generadores o transmisores en los

puntos de entrega, en bloque y entregarla a los usuarios finales.

Concesionario

Persona natural o jurídica encargada de la prestación del servicio público

de distribución de energía eléctrica.

Zona de concesión

Área en la cual el concesionario presta el servicio público de distribución

de electricidad.



Sistema de distribución

Conjunto de instalaciones para la entrega de energía eléctrica a los

diferentes usuarios, comprende:

• Subsistema de distribución primaria

• Subsistema de distribución secundaria

• Instalaciones de alumbrado público

• Conexiones

• Punto de entrega.



� Subsistema de distribución primaria

Es aquel destinado a transportar la energía eléctrica producida por un

sistema de generación, utilizando eventualmente un sistema de

transmisión, y/o un subsistema de sub transmisión, a un subsistema de

distribución secundaria, a las instalaciones de alumbrado público y/o a las

conexiones para los usuarios, comprendiendo tanto las redes como las

subestaciones intermediarias y/o finales de transformación.





Red de distribución primaria

Conjunto de cables o conductores, sus elementos de instalación y sus

accesorios, proyectado para operar a tensiones normalizadas de

distribución primaria, que partiendo de un sistema de generación o de un

sistema de transmisión, está destinado a alimentar/interconectar una o

más subestaciones de distribución; abarca los terminales de salida desde

el sistema alimentador hasta los de entrada a la subestación alimentada.







Subestación de distribución

Conjunto de instalaciones para transformación y/o seccionamiento de la

energía eléctrica que la recibe de una red de distribución primaria y la

entrega a un subsistema de distribución secundaria, a las instalaciones de

alumbrado público, a otra red de distribución primaria o a usuarios.

Comprende generalmente el transformador de potencia y los equipos de

maniobra, protección y control, tanto en el lado primario como en el

secundario, y eventualmente edificaciones para albergarlos



Transformador



� Subsistema de distribución secundaria

Es aquel destinado a transportar la energía eléctrica suministrada

normalmente a bajas tensiones, desde un sistema de generación,

eventualmente a través de un sistema de transmisión y/o

subsistema de distribución primaria, a las conexiones.



Transformador



� Instalaciones de alumbrado público

Conjunto de dispositivos necesarios para dotar de iluminación a vías y

lugares públicos (avenidas, jirones, calles, pasajes, plazas, parques,

paseos, puentes, caminos, carreteras, autopistas, pasos a nivel o

desnivel, etc.), abarcando las redes y las unidades de alumbrado público.



� Acometida

Es la instalación que conecta las

redes de distribución del

concesionario (red secundaria :1)

con las instalaciones del usuario.

La acometida comprende entre

otros elementos, los cables de

conexión (2), el equipo de

medición y/o registro y el equipo

de protección (3).







� Sistema de utilización

Es aquel constituido por el conjunto de instalaciones destinado a

llevar energía eléctrica suministrada a cada usuario desde el punto

de entrega hasta los diversos artefactos eléctricos en los que se

produzcan su transformación en otras formas de energía.





CORRIENTE ELÉCTRICA



La corriente eléctrica se producirá y pasará a través del dispositivo, y ahí de

acuerdo a la función del dispositivo se producirá la transformación de

energía eléctrica en otro tipo de energía.

Si el dispositivo es una lámpara,

la energía eléctrica se

transformará en energía lumínica

(la lámpara emite luz) y también

en térmica (la lámpara se

calienta); o si es un radio, se

transforma en energía sonora.



La corriente eléctrica

Es el flujo de electrones que fluyen a través de un conductor en circuito

cerrado de átomo en átomo impulsados por la fuerza que origina el

desprendimiento de sus órbitas originales, por lo tanto corriente eléctrica

es el desplazamiento de electrones.

Se denomina corriente eléctrica al flujo de carga eléctrica a través de un

material sometido a una diferencia de potencial.



Requisitos para que circule la corriente eléctrica

Para que una corriente eléctrica circule por un circuito es necesario que

se disponga de tres factores fundamentales: 1 fuente de fuerza

electromotriz, 2 conductor, 3 carga o resistencia conectada al circuito, 4

sentido de circulación de la corriente eléctrica.



1. Una fuente de fuerza electromotriz, por ejemplo, una batería, un

generador o cualquier otro dispositivo capaz de bombear o poner en

movimiento las cargas eléctricas negativas cuando se cierre el

circuito eléctrico.

2. Un camino que permita a los electrones fluir, ininterrumpidamente,

desde el polo negativo de la fuente de suministro de energía eléctrica

hasta el polo positivo de la propia fuente. En la práctica ese camino lo

constituye el conductor o cable metálico, generalmente de cobre.



3. Una carga conectada al circuito que ofrezca resistencia al paso de la

corriente eléctrica. Se entiende como carga cualquier dispositivo que

para funcionar consuma energía eléctrica, por ejemplo, una lámpara

para alumbrado, el motor de cualquier equipo, una resistencia que

produzca calor (calefacción, cocina, secador de cabello, etc.), un

televisor o cualquier otro equipo electrodoméstico o industrial que

funcione con corriente eléctrica.



Cuando las cargas eléctricas circulan normalmente por un circuito, sin

encontrar en su camino nada que interrumpa el libre flujo de los

electrones, decimos que estamos ante un “circuito eléctrico cerrado”.

Si, por el contrario, la circulación de la corriente de electrones se

interrumpe por cualquier motivo y la carga conectada deja de recibir

corriente, estaremos ante un “circuito eléctrico abierto”. Por norma

general todos los circuitos eléctricos se pueden abrir o cerrar a voluntad

utilizando un interruptor que se instala en el camino de la corriente

eléctrica en el propio circuito con la finalidad de impedir su paso cuando

se acciona.



Tipos de corriente eléctrica

� Corriente continua (C.C.)

Es el flujo continuo de electricidad a través de un conductor entre dos

puntos de distinto potencial. En este caso, las cargas eléctricas circulan

siempre en la misma dirección del punto de mayor potencial al de menor

potencial, es decir no cambia de sentido con el tiempo

Se obtiene aplicando una tensión de

sentido constante con una batería

de acumulación, luego esta

corriente fluye siempre en un mismo

sentido. Ejemplo en un, en un

reflector.



� Corriente alterna (CA )

Es la corriente eléctrica en la que la magnitud y dirección varía cíclicamente,

cambia constantemente de polaridad es decir, es la corriente que alcanza

un valor pico en su polaridad positiva, después desciende a cero y, por

último, alcanza otro valor pico en su polaridad negativa o, viceversa. La

forma de onda de la corriente alterna es la de una onda senoidal, con lo que

se consigue una transmisión más eficiente de la energía.

Se obtiene aplicando una tensión de

sentido alterno con un alternador,

luego la corriente fluye variando de

sentido. Este sistema se utiliza en los

servicios públicos.



� Corriente alterna (CA )

Es la corriente eléctrica en la que la magnitud y dirección varía cíclicamente,

cambia constantemente de polaridad es decir, es la corriente que alcanza

un valor pico en su polaridad positiva, después desciende a cero y, por

último, alcanza otro valor pico en su polaridad negativa o, viceversa. La

forma de onda de la corriente alterna es la de una onda senoidal, con lo que

se consigue una transmisión más eficiente de la energía.

Se obtiene aplicando una tensión de sentido alterno con un alternador,

luego la corriente fluye variando de sentido. Este sistema se utiliza en los

servicios públicos.



La razón del amplio uso de la corriente alterna, que minimiza los

problemas de trasmisión de potencia, viene determinada por su

facilidad de transformación, cualidad de la que carece la corriente

continua. La energía eléctrica trasmitida viene dada por el producto de

la tensión, la intensidad y el tiempo. Dado que la sección de los

conductores de las líneas de transporte de energía eléctrica depende

de la intensidad, se puede, mediante un transformador, modificar el

voltaje hasta altos valores (alta tensión), disminuyendo en igual

proporción la intensidad de corriente. Esto permite que los conductores

sean de menor sección y, por tanto, de menor costo; el voltaje puede

ser de nuevo reducido para permitir su uso industrial o doméstico de

forma cómoda y segura.



Corriente monofásica y trifásica

El voltaje y la intensidad en la corriente alterna puede ser

monofásica y trifásica dependiendo de la construcción y colocación

del generador usado para su producción.



� Corriente monofásica

Se obtiene de tomar una fase de la corriente trifásica y un cable neutro.

Desde el centro de transformación más cercano hasta las viviendas se

disponen cuatro hilos: un neutro

(N) y tres fases (R, S y T), en el

sistema monofásico en cada

vivienda entra el neutro y una de

las fases, conectándose varias

viviendas a cada una de las fases

y al neutro; esto se llama

corriente monofásica.



� Corriente trifásica

Se denomina corriente trifásica al conjunto de tres corrientes alternas

de igual frecuencia, amplitud y valor eficaz que presentan una

diferencia de fase entre ellas de 120°, y están dadas en un orden

determinado. Cada una de las corrientes que forman el sistema se

designa con el nombre de fase.

Si en una vivienda hay instalados aparatos de potencia eléctrica alta

(aire acondicionado, motores, etc., o si es un taller o una empresa

industrial) habitualmente se les suministra directamente corriente

trifásica que ofrece una tensión de 380 voltios.





La generación trifásica de energía eléctrica es más común que la

monofásica y proporciona un uso más eficiente de los conductores.

La utilización de electricidad en forma trifásica es mayoritaria para

transportar y distribuir energía eléctrica y para su utilización

industrial, incluyendo el accionamiento de motores. Las corrientes

trifásicas se generan mediante alternadores dotados de tres bobinas

o grupos de bobinas, arrolladas en un sistema de tres electroimanes

equidistantes angularmente entre sí.



El sistema trifásico presenta una serie de ventajas, tales como la

economía de sus líneas de transporte de energía (hilos más finos que

en una línea monofásica equivalente) y de los transformadores

utilizados, así como su elevado rendimiento de los receptores,

especialmente motores, a los que la línea trifásica alimenta con

potencia constante y no pulsada, como en el caso de la línea

monofásica.



Sistemas trifásicos

En un sistema trifásico tenemos dos tipos de tensiones diferentes, las

tensiones de fases y las tensiones de líneas.

• Las tensiones de fases

son las tensiones que existen entre cada fase y el neutro y, se denominan

U10, U20 y U30



• Las tensiones de línea

son aquellas tensiones que existen entre diferentes fases. Estas

tensiones se denominan U12, U23 y U31

Al disponer de dos tensiones diferentes podemos utilizar la más elevada

para la industria y la más baja para zonas residenciales o viviendas.

Además, tenemos que en la industria se utilizan máquinas eléctricas

como son los transformadores, los motores trifásicos, etc



Tensión o voltaje de línea

Tensión que hay entre dos fases.

Tensión o voltaje de fase

Tensión que hay entre una fase y el neutro.

Voltaje trifásico

Se refiere a la tensión de línea.



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