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Desarrollo de Redes y Centros de Transformación Redes de distribución

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Desarrollo de Redes y Centros de Transformación

PRODUCCIÓN TRANSPORTE DISTRIBUCIÓN

REGLAMENTO DE LÍNEAS DE ALTA

TENSIÓN:

BOE: RD 223/2008 15 DE FEBRERO

PUBLICACIÓN DEL BOE: Nº 68 EL

19-03-2008


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CLASIFICACIÓN DE LAS LÍNEAS ELÉCTRICAS:

CLASIFICACIÓN DE LAS LÍNEAS ELÉCTRICAS, SEGÚN LA CATEGORÍA DE LA LÍNEA: De acuerdo según la (ITC – LAT 07 PUNTO 1.2):

A) CATEGORÍA ESPECIAL: Un ≥ 220Kv (Redes de transporte (220-400Kv)

B) PRIMERA CATEGORÍA: 66 < Un < 220 Kw // 110,132,150Kv

C) SEGUNDA CATEGORÍA: 30 < Un ≤ 66 Kv // 45 Y 66 Kv

D) TERCERA CATEGORÍA: 1 Kv < Un ≤ 30 Kv // Red de distribución de A.T.

CLASIFICACIÓN DE LAS LÍNEAS ELÉCTRICAS, EN CUANTO A LA TENSIÓN:

• MUY ALTA TENSIÓN: Líneas de 220 Kv y 400 Kv

• ALTA TENSIÓN: Líneas de 45 Kv, 6 Kv y 132 Kv

• MEDIA TENSIÓN: Líneas de 3 a 30 Kv

• BAJA TENSIÓN: U < 1Kv

CLASIFICACIÓN DE LAS LÍNEAS ELÉCTRICAS SEGÚN LA LONGITUD DE LA LÍNEA:

• LINEAS CORTAS: Líneas de hasta 50 Km y 66 Km

• LÍNEAS MEDIAS: Líneas de > 50 Km y 200 Km y Un 132 Kv

• LÍNEAS LARGAS: Líneas > 200Km y U ≥ 220 Kv

CLASIFICACIÓN DE LAS LÍNEAS ELÉCTRICAS, SEGÚN SU FORMA CONSTRUCTIVA:

• AÉREAS

• SUBTERRÁNEAS

• MIXTAS

RED ELÉCTRICA: Es el conjunto de elementos y conductores que tienen como fin la unión y conexión de los

generadores de energía eléctrica con los abonados a través de estaciones transfomadoras y de

distribución necesarios:

TIPOLOGÍA:

• RED ELÉCTRICA DE TRANSPORTE

• RED ELÉCTRICA DE DISTRIBUCIÓN

o DE REPARTO

� EN A.T.

� EN M.T. y B.T.

CONSTITUCIÓN DE UNA RED DE DISTRIBUCIÓN: Es el conjunto de líneas de alta y baja tensión así como los equipos que alimentan las

instalaciones receptoras o puntos de consumo:


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Red secundaria constituida por: � Subestaciones, centros de reparto y o centros de reflexión.

� Líneas de distribución en Alta Tensión y en Baja Tensión.

� Centros de transformación de (M.T. a B.T.)

� Redes de distribución en Baja Tensión.

Categoría de la línea: Tensión: Usos:

Especial 400-220Kv Transporte

1ª categoría 132 Kv Transporte

2ª categoría 66 – 45 Kv Distribución en A.T.

3ª categoría 30,20,15,10,6 y 3 Kv Distribución en M.T.

Baja Tensión 400 y 230 V Distribución en B.T.

Categoría de las Redes de Distribución en M.T y B.T: � Corriente alterna trifásica

� Tensiones nominales:

o M.T. 15,20,30 Kv

o B.T. 230 y 400V

� La frecuencia de la red es de 50Hz

� El factor de potencia medio es de 0,9 a 1

El tipo de red viene condicionado por 4 factores:

1. Forma de conexión a la red existente (A, B, C o D)

2. Potencia máxima demandada

3. Superficie de la zona por dónde discurre la red

4. Tipo de edificación existente en la zona

Simbología empleada:

Conexión a la red existente Subestación

Derivación en Alta Tensión Centro de Reparto

Centro de Reflexión Subestación + Centro de Reparto

Línea de distribución en A.T. Línea de distribución en B.T.

Centro de Transformación.

� Subestación: es un centro de transformación en el cual se reduce la tensión de

alimentación en Alta tensión a otra de Alta Tensión.

� Centro de Reparto: es un centro fuertemente alimentado en el que una o mas líneas

de alta tensión se derivan

� Centro de reflexión: son centros que garantizan la alimentación de las líneas de alta

tensión, que en el concurren, procedentes de una subestación o de un centro de

reparto situados en la zona mediante una línea sin carga, d

� Centro de transformación:

por una línea en A.T y salidas en B.T a 230V

Factores de las Redes Eléctrica:

� Conexión a la red general existente

Se consideran 4

TIPO A: conexión a una línea de tensión superior a las de las líneas de distribución de

alta tensión de la red de distribución prevista.

TIPO B: conexión a una subestación o centro de reparto.

TIPO D:

Desarrollo de Redes y Centros de TrRedes de distribución

es un centro de transformación en el cual se reduce la tensión de

alimentación en Alta tensión a otra de Alta Tensión.

es un centro fuertemente alimentado en el que una o mas líneas

de alta tensión se derivan de otras de la misma tensión.

son centros que garantizan la alimentación de las líneas de alta


reparto situados en la zona mediante una línea sin carga, denominado circuito cero.

Centro de transformación: transforma A.T. o M.T. en Baja Tensión, está alimentado

por una línea en A.T y salidas en B.T a 230V-400V trifásica.

Factores de las Redes Eléctrica:

Conexión a la red general existente:

Se consideran 4 tipos de conexiones:

conexión a una línea de tensión superior a las de las líneas de distribución de

alta tensión de la red de distribución prevista.

conexión a una subestación o centro de reparto. TIPO C: Red de misma tensión

TIPO D: conexión a un C.T. con potencia suficiente


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es un centro de transformación en el cual se reduce la tensión de

es un centro fuertemente alimentado en el que una o mas líneas

son centros que garantizan la alimentación de las líneas de alta


enominado circuito cero.

transforma A.T. o M.T. en Baja Tensión, está alimentado

conexión a una línea de tensión superior a las de las líneas de distribución de

Red de misma tensión


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� Superficie de la Zona: Tipo de edificación:

� Extensiva; 3 a 15 viviendas por hectárea.

� Semi intensiva: 16 a 30 viviendas por hectárea.

� Intensiva: 31 a 75 viviendas por hectárea.

� Esquemas básicos de las Redes de Distribución:

� Red de distribución en Baja Tensión exclusivamente

� Red Lineal

� Red en Anillo

� Red en anillo múltiples

� Red en huso normal

� Red en huso normal múltiple

� Red en huso apoyado

Simbología de Alta Tensión:


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Estudio de las Redes Aéreas de Alta tensión:

� Elementos que las constituyen:

o Conductores

o Aisladores

o Apoyos, postes y crucetas

o Herrajes

Conductores: (ITC-LAT 07 punto 2.1)

Características exigibles a los conductores en su elección:

� Baja resistividad

� Elevada carga de rotura

� Gran resistencia frente a los agentes atmosféricos

� Ser económicos

Los conductores se pueden presentar de dos formas distintas:

� Hilos (varillas continuas)

� Cables (conductores formados por varios hilos)

La carga de rotura mínima para conductores de líneas aéreas:

�� ≥ 350� ≈ 360 �

1 � = 9,81�

Conductores de Acero (AC) La resistividad de los conductores de acero es muy elevada según la norma UNE –EN- 5018 9

Ρ Fe = 1/52 Ωmm2/m y la γ Fe = 5,2 m/Ω.mm2

No aguanta bien las acciones de los agentes atmosféricos, ya que se oxida y se corrompe. La

carga de rotura es muy elevada del orden de 125 Kg / mm2, así pues solo se emplean de cable

guarda o de tierra.

� En líneas de categoría especial y I, sección mínima de ≥50mm2

� Líneas de categoría II y III, sección mínima de ≥22mm2

Alma

Capa


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Conductores de Aluminio – Acero (LA): Se combina la baja resistividad del aluminio con la elevada carga de rotura del acero. El acero

constituye el alma del cable, tiene que estar galvanizado , el aluminio constituye el conductor

Composición:

Aluminio 6 Acero 1 LA 30 LA 56 LA 78

Aluminio 30 Acero 7 LA 110 LA 145 LA 180

Aluminio 26 Acero 7 LA 280 Hawk

Aluminio 54 Acero 7 LA 380 Gull

LA 445 LA 545 Landeral

Aluminio 54 Aluminio 19 LA 635 Finch

Conductores de Almelec y Aldrey Almelec, cable Francés y Aldrey cable Suizo

��98,7%+�� !��0,5%+ "��0,5%+ #� ��0,3%

Con la elección del magnesio, silicio y hierro, se mejora la carga de rotura del aluminio

(cdr ≥ 30Kg/mm2)

Es más caro que el aluminio acero pero muy similar al aluminio acero se les asigna las letras

“OC” o “AL3”

Carga de rotura es aproximadamente el doble que la del aluminio (L). La baja conductividad

aproximadamente de un 15% respecto a la del aluminio magnesio. El peso del conductor es el

mismo.

� Conductor de aleación de acero (DA) su carga de rotura es superior a la del aluminio

acero y su conductividad es inferior al del aluminio acero (LA)

� Conductores Copperweld (CWD)

� Conductores Alumoweeld (AWG) aguanta muy bien la humedad

� Conductores de Aluminio Alumoweld (LARL)

Número de Conductores que forman un cable: � Los de alma unipolar � = 3$ + 1% + 1 Siendo “n” el número de capas sobre el

� Los de alma tripolar � = 3$ + 2% + 3 alma


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Número de hilos de un cable de tres capas:

Alma Unipolar: N= 3n(n+1)+1 =3.3(3+1)+1 = 37 hilos

ALMA 1ª CAPA 2ª CAPA 3ª CAPA

1 6 12 18

Alma tripolar: N= 3n (n+2) + 3 = 3.3 (3+2) + 3 = 48 hilos

ALMA 1ª CAPA 2ª CAPA 3ª CAPA

3 9 15 21

Módulo de elasticidad del cable:

LEY DE HOOKE: “todos los materiales sometidos a esfuerzos constantes de tracción, tienen un

periodo inicial elástico en el que los alargamientos unitarios producidos (Δl/l) son

proporcionales a las tensiones que los asigna”

'(

)=

*

+.-

Siendo:

� T “tensión mecánica en Kg”

� S “Sección del cable en mm2”

� E “módulo de elasticidad”

� Δl “variación de longitud”

� L “longitud del cable”

Módulo de Young .

/∆1

1

Flecha

Catenaria

En resumen:

Principalmente se emplean como conductores de líneas de transporte de tensión el Cobre,

Aluminio, Acero + Aluminio, Almelec, Aldrey....


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COBRE: Reúne casi todos las características de un buen conductor para el transporte de la energía eléctrica:

Variedad de cobre en el mercado: Principales características:

Cobre blando � Tienen una baja resistividad Cobre semiduro � Tienen una buena carga de rotura Cobre recocido � Aguanta bien los agentes atmosféricos

� Es un material muy caro

Sección mínima de 10mm2 en líneas de Alta Tensión.

Aluminio: es un buen conductor y soporta muy bien los agentes atmosféricos:

El aluminio frente al Cobre Ventajas Desventajas

� Pesa menos aprox ½ del peso del cobre

� Mayor resistividad y peor conductividad Cobre 1/56

Aluminio 1/36 � Más económico precio cobre aprox

7€/Kg el aluminio a 1€/Kg � Carga de Rotura es menor ½ cdr del

cobre

Comparativa de una línea de cobre con la misma línea pero de aluminio:

En conclusión:

- Sección del cobre es 0,625 veces la sección del aluminio

- Sección del aluminio es 1,6 veces la sección del cobre

- Peso del cobre es aprox 2,06 veces el peso del aluminio

Aisladores: Son unos elementos que sirven para aislar eléctricamente el conductor de las líneas eléctricas

con el apoyo u otros soportes de los conductores:

Materiales

Los aisladores pueden estar construidos de:

Aisladores de porcelana:

Plásticos: arcillas y caolín (aguanta agentes atmosféricos, gran durabilidad)

No plásticos: feldespato y cuarzo (proporcionan resistencia mecánica)

Una vez realizada la mezcla se vierten en moldes y se deja secar en un horno a 1400 ºC

Aisladores de vidrio:

Mezcla de silicatos y arena pulverizada, se funden en un horno a 1300ºC.


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Aisladores sintéticos: están realizados a base de productos sintéticos, fibra de vídrio, silicona o

composite:

TIPOS DE AISLADORES:

Rígidos:

� Simples: (realizados de una sola pieza)

� Compuestos: (realizados en varias piezas)

Cadena:

� Caperuza vástago

� Motor

� Langstab

� Spirelec

Especiales:

� Antinieblas

� De costa

Características Mecánicas:

Carga crítica: Es la carga mecánica mínima que empieza a producir deterioros en los aisladores

Carga de rotura total: es la carga mecánica máxima que rompe el aislador

Carga de 24 horas: es una carga mecánica que se somete al aislador durante 24 horas

ITC LAT 07 punto 3.4.

2�! = 2�� 3��3�3�

2��á5�� ! �6��!≥ 3 ℎ��!� ≥ 2,5 �8� !

Aisladores rígidos: Son aquellos que no se pueden mover

Aisladores de Cadena: tienen elasticidad, pueden girar 360º, si se perfora una cadena sigue

funcionando la red, vienen desmontados y así se facilita su transporte, son económicos de

reparar, son modulares, se puede ampliar las cadenas al gusto por si se admiten cambios de

tensión.

Especiales: Rígidos, de cadena de suspensión.

“Poseen máxima tensión de fuga y se emplean en zonas de costa o de alta contaminación”


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ESFUERZOS A LOS QUE ESTAN SOMETIDOS LOS AISLADORES: ENSAYOS:

Son de tres tipos: (mecánicos, eléctricos y térmicos)

Clasificación de los ensayos: Ensayos del 1er grupo: están destinados a comprobar las características del aislador

que dependen de su diseño (geometría y dimensionado)

• Ensayo de contorneamiento con impulso de tensión:

o Son sometidos a una onda de choque de

1,2/50µs

• Ensayo de tensión en seco a frecuencia industrial:

o F= 50Hz durante 1 minuto

• Ensayo bajo lluvia:

o Someter al aislador bajo una caída de agua en

un ángulo de 45º sobre la vertical

Ensayos del 2º grupo: están destinados a comprobar la calidad

del los materiales:

o Comparación de las dimensiones

o Ensayo de la resistencia a las variaciones bruscas de temperatura

o Ensayo de 24 horas

o Ensayo de destrucción electromecánica de corta duración

o Ensayo de rotura por esfuerzo mecánico

o Ensayo de perforación a frecuencia industrial

o Ensayo de rutina


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Ensayos del 3º grupo: ensayos de rutina:

o Ensayo de aspecto externo

o Ensayo mecánico, (solo a los de cadenas)

o Ensayo a alta frecuencia (simulación de la caída de un rayo)

o Ensayo eléctrico a frecuencia industrial (se introducen 63KA a

frecuencia de red)

Fugas de los aisladores:

o Por conductividad superficial

o Por conducción del material

o Perforación de la masa del aislador

o Por descarga disruptiva a través del aire

Condiciones que deben cumplir los aisladores:

o Que posean buenas características dieléctricas

o Que las corrientes de fuga sean despreciables

o Que posean suficiente resistencia mecánica

o Con formas y dimensiones adecuadas

o Con materiales de bajo envejecimiento y degradación

Características de los aisladores:

o Un (tensión nominal)

o Uc ( tensión crítica) es la tensión que empieza a formar arcos o

contorneos alrededor del aislador en seco o el lluvia

o Up (tensión de perforación) es la tensión de valor eficaz que perfora la

masa del aislador

Apoyos: Los materiales empleados son: madera, hormigón, metálicos o de materiales sintéticos.

1. Apoyos de madera:

Se emplean de madera de pino, abeto, castaño, aunque los más empleados son el

pino. Su vida útil es de 5 años aproximadamente y se emplean en redes de baja

tensión y telefonía.

Se cortan y se dejan secar, se tornean y se les da un tratamiento sublimado corrosivo,

que es absorbida por la madera y sirve para proteger contra los insectos, aunque

también se emplea el creosotano, que es otro tratamiento de aceite derivado del

carbón, es un tratamiento realizado a 50ºC y 10ATM, se dejan secar al aire y se

instalan. Este proceso puede durar aproximadamente 9 meses.


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2. Postes de hormigón armado:

Hormigón de alta resistencia, soporta muy bien la compresión pero muy mal la

tracción, es su interior se alberga una estructura en forma de escalera a base de

varillas de hierro. La calidad del poste dependerá del método de fabricación, y de su

forma de secado.

Tipos de postes de hormigón:

Hormigón vibrado; se introduce el hormigón en un molde y se deja vibrar para

así conseguir que salgan todas las burbujas de aire, se hornea y se instala.

Hormigón pretensado: se estiran las varillas internas hasta que fragua el

hormigón, obteniéndose que sea flexible el poste y pueda aguantar los

esfuerzos y recuperar su aspecto original

Hormigón centrifugado: es un molde redondo, se introduce la estructura y se

hace girar el molde, y el hormigón se pega en las paredes dejando hueco el

interior, pudiéndose vibrar y pretensar dicho apoyo, es muy empleado en

Francia

Nota: en la parte superior del apoyo “cogoya” se identifican los esfuerzos del

apoyo siguiendo un código de colores:

Color Esfuerzo nominal en dan

Naranja 160 Negro 250 Azul 400 Rojo 630

Amarillo 800 Verde 1000

3. Apoyos metálicos:

Existen de tres tipos:

Tubulares: están hechos de chapas de hacer galvanizado, para reducir

los daños por las inclemencias del tiempo, se emplean en lugares de

difícil acceso de maquinaria, ya que se van montando por secciones.

Pueden ir empotrados en el terreno o atornillado a una placa base

Apoyo de presillas: son de tipo flexibles y de geometría

troncopiramidal de cabeza prismática de 9 a 20 metros

Nota: cuando se termina el montaje de este tipo de apoyos se da con un

granete en la cabeza del tornillo para así evitar que se aflojen por la vibración

del apoyo


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Cimentaciones: Consiste en un monobloque de hormigón ciclópeo de 250kg/cm3 de resistencia característica. El volumen empleado depende de las características del apoyo y del terreno.

Cada fabricante especifica las dimensiones de las cimentaciones según el tipo de apoyo y del terreno dónde irán instalados.

TIPO DE TERRENO SEGÚN SU RESISTENCIA CARACTERÍSTICA: o Terreno flojo: 8kg/cm3 o Terreno normal: 12kg/cm3 o Terreno rocoso: 16 kg/cm3

Según la ITC LAT 07 Apartado 2.4.8 y 3.6

Apoyos sin cimentación: (postes de madera y de hormigón)

Ht < 8m, la excavación tiene que tener una profundidad mínima de 1,3 m y se añade 0,1 por cada metro que se aumente la longitud total.

h≥ 1,3 + (ht-8) . 0,1 ≥1,3 m

SANCOB: Método de colocación de los apoyos de madera en terrenos húmedos, para que duren más.

El método de cálculo de las cimentaciones está basado en el método suizo SULZBERGER:

o F= esfuerzo útil en punta

o G1, G2, G3 esfuerzos que el macizo ejerce sobre el terreno y

reacciones del terreno frente al macizo.

o H= profundidad de la cimentación

o A= lado de la base de hormigón

o Hi = altura libre del apoyo

o P= peso del apoyo, macizo más equipo


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Designación comercial de los apoyos metálicos:

P 750 18

Tipo de apoyo Esfuerzo nominal en punta con un coeficiente de

seguridad de 0,5 a 1 dan

Longitud del apoyo en metros

Ejemplos:

P-750-18 , (PRESILLAS 750DAN Y 18METROS DE ALTURA)

C-4500-14, (CELOSÍA 4500DAN Y 14METROS DE ALTURA)

T-160-12E; (TUBULAR DE 160DAN Y 12 METROS ENTERRADO)

T-160-12P; (TUBULAR DE 160DAN Y 12 METROS DE ALTURA PLACA BASE)

CRUCETAS: Accesorios que llevan los conductores en la parte superior del apoyo, distinguimos varios tipos

seún su forma de sujetar los conductores.


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Clasificación de los apoyos según su función:

Según la ITC LAT 07 punto 2.4.1

Se tendrán en cuenta dos criterios atendiendo al tipo de cadena de aislamientos o su función

en la línea:

Apoyos de Suspensión: son apoyos con cadena de

suspensión como aislante:

Apoyos de Amarre: son apoyos con cadenas de aislamiento

de amarre

Apoyos de Anclaje: son apoyos destinados a proporcionar

un punto de amarre en las líneas.

Apoyos de Principio y Final de Línea.

Apoyos Especiales: son apoyos con características diferentes a las descritas

anteriormente.

Apoyos de Alineación: cualquier apoyo suspensión, amarre que se emplean en tramos

rectos de la red.

Apoyos en Ángulos: cualquier tipo de apoyo que se encuentre entre dos alineaciones

formando un ángulo.

Numeración y avisos de peligro: ITC LAT 07 punto 2.4.7 Todos los apoyos deben ir identificados, a demás se instalarán logotipos

de riesgo eléctrico en lugares visibles.

Antiescalos: ITC LAT 07 punto 2.4.2 Son protecciones que se instalan bajo los apoyos en lugares de pública

concurrencia, para evitar escaladas hacia lo alto del apoyo y así reducir problemas.

Herrajes, según la ITC LAT 07 punto 3.3: Son todos los elementos que se utilizan para la fijación de los aisladores, fijación a los apoyos,

fijación del conductor, separadores, contrapesos, antivibradores... Todos los herrajes deberán

tener un coeficiente de seguridad ≥3

Los herrajes pueden ser de dos tipos:

o Soporte recto

o Soporte curvo

Son de acero galvanizado por inmersión en caliente

por proceso electrolítico


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Amortiguadores de vibración o antivibradores:

Los trastornos en las líneas aéreas por la acción del viento en los conductores son parte de la

causa de las interrupciones del servicio de la misma.

Se han observado y registrado tres tipos de trastornos a causa del viento:

o Vibración resonante: producida por los vientos de baja velocidad

3kmh-24kmh suelen producir la rotura del

conductor en el punto de amarre por

fatiga.

• Formas de reducción:

o Varillas de armar

o Amortiguadores StockBridge

o Sacudida o salto, de baja frecuencia pero amplia amplitud, se instalan

contrapesos en las cadenas para amortiguar las altas vibraciones.

o Rotación ciclónica: efecto comba de los conductores, no se puede

remediar este daño.

Separadores: Para líneas con más de dos conductores por fase:

o Líneas dúples

o Líneas triples

o Líneas cuádruples

Establecen una separación constante entre los diversos

conductores. Son de aluminio y acero galvanizado, para

garantizar antimagnetismos y corrosión.

Empalmes y conexiones: Según la ITC LAT 07 punto 2.1.6. Un empalme es la unión de tal forma que queda asegurada la

continuidad del cable y su resistencia mecánica.

Y una conexión es la unión de los conductores de tal forma que queda asegura la continuidad

de los conductores eléctrica con una resistencia mecánica reducida

“Los empalmes se realizan dónde no hay tensión mecánica”

“Los empalmes en líneas eléctricas esta prohibido realizarse con soldadura aluminotérmica”


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SiSis


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Elementos de señalización de las redes aéreas:

Se emplean diversos métodos:

o Apoyos pintados de color llamativos

o Esferas de balizamiento diurno para cables de guarda, son de colores rojo, y naranjas

o Radio balizas: emiten señales receptadas por los aviones, helicópteros etc

o Baliza aérea para conductores o balizas luminosas

Protección Avifauna: Medida de protección para las aves:

En tendidos eléctricos se proveerán de salvapájaros o señalizadores visuales, dependerá de la

Comunidad Autónoma

Se colocarán en el cable de tierra, si no lleva la línea se instalaran en los conductores de fase,

cuando el diámetros sea inferior a 20mm2

Los diferentes accidentes con las aves son la electrocución y la colisión, para evitar dichos

daños se instalan:

o Piezas premoldeadas

o Varillas de acero

o Con tejadillo

o Veletas

o Balizas salva pájaros

o Cubre cables

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