G - Distribucion

Area Electrotecnia y Mquinas Elctricas Fundamentos de Electrotecnia Ing. Osvaldo Luis Mosconi

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Sistemas de energa elctrica. Los sistemas de energa elctrica pueden ser tan simples como una fuente monofsica y una o varias cargas en paralelo.

U

Una mejora a esto es el uso de un sistema trifsico, pero contina teniendo limitaciones de alcance por el problema de la cada de tensin en los conductores.

A continuacin se muestra el esquema unifilar del mismo sistema trifsico.

Otro sistema es generar en baja tensin, elevar a media tensin, efectuar una distribucin primaria en media tensin, en distintos centros de carga se colocarn transformadores que reducen a baja tensin y all se efectuar una distribucin en baja tensin. (Caso Ro Mayo).

0,4 KV 13,2 KV

0,4 KV 0,4 KV

Z

Generacin y consumo en baja tensin. Este sistema descripto tiene alcances muy limitados por los problemas de cada de tensin


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Otra posibilidad es generar directamente en media tensin y distribuir en media tensin hasta los centros de carga donde estn los transformadores.

13,2 KV

0,4 KV 0,4 KV

Todo esto es vlido siempre que la fuente de generacin y el consumo estn circunscriptos a una zona no muy amplia. Puede ocurrir que la fuente energtica primaria est muy lejos del consumo lo que obliga al uso de alta tensin. Entonces se genera en media tensin. Se eleva a alta tensin se trasmite en alta tensin, se reduce a media tensin, se distribuye en media tensin, se reduce a baja tensin y se distribuye en baja tensin. Los sistemas ms extensos por lo general tienen varias centrales y grandes centros de consumo ubicados a grandes distancias entre s y requieren distintos sistemas de transmisin que enlacen las distintas centrales y los distintos centros de consumo. En los grandes sistemas de energa elctrica se pueden distinguir tres etapas: generacin, transmisin y distribucin.

13,2 KV

0,4 KV

330 KV

13,2 KV

0,4 KV

Generacin Transmisin Distribucin

Se comenzar con la distribucin porque es el punto ms cercano al consumo. Distribucin.- La distribucin puede efectuarse en media y en baja tensin. Y puede tener tres concepciones geomtricas distintas: - Distribucin radial. - Distribucin en anillo. - Distribucin enmallada.


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Distribucin Radial.- La distribucin radial es la ms econmica. En ella partiendo de una fuente o nudo central la red se va ramificando en forma de racimo o radial . esta forma de distribucin es la ms econmica por lo tanto la ms usada. La economa de este tipo de distribucin radica en el hecho de que cuando se produce una ramificacin, la seccin de los conductores va disminuyendo. Este sistema de distribucin es muy usado tambin porque en l es relativamente fcil efectuar la coordinacin de protecciones. El nico inconveniente que posee este sistema es que si hay una falla (cortocircuito) en uno de los alimentadores, se queda sin energa elctrica todo lo que est conectado aguas abajo.

0,4 KV

330 KV

13,2 KV

Distribucin

radial

0,4 KV

0,4 KV

0,4 KV

13,2 KV

13,2 KV

13,2 KV

13,2 KV

Fuente

Distribucin en anillo.- La distribucin en anillo es la que brinda una mayor continuidad en el servicio. En ella se parte de una fuente o nudo central se recorre todo el sistema a alimentar y se vuelve al mismo nudo formando as un anillo.


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La mayor continuidad en el servicio radica en el hecho de que si se produce una falla en un alimentador. Las subestaciones se pueden seguir alimentando por el otro lado. Esto exige que la seccin de los conductores del alimentador est dimensionada para soportar toda la carga del sistema, lo cual implica un mayor costo. Otra inconvenientes de este sistema es la dificultad para la coordinacin de protecciones (es muy difcil escalonarlas). Es recomendado el uso de este sistema de distribucin en los sistemas en los que ante una falla es necesario reponer de inmediato el servicio, por ejemplo las industrias de proceso continuo en donde la interrupcin de cualquier etapa del proceso implican la paralizacin total de la fbrica. Tambin se emplea este sistema en los grandes centros urbanos en las lneas de alta tensin. Por ejemplo el anillo de alta tensin de la ciudad de Buenos Aires. Distribucin mallada.- En la distribucin urbana en baja tensin se emplea el sistema mallado, especialmente en sistemas muy densos.

En estos casos la distribucin en media tensin es radial pero la distribucin en baja tensin es una serie de anillos que siguen los recorridos de las calles. Estos anillos incluso pueden en caso de ser necesario interconectarse entre s, asegurando de esta forma la restitucin rpida del servicio en caso de falla de algn transformador.


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Sistemas mixtos.- En las empresas de cierta magnitud que poseen algunos sectores crticos se suelen emplear sistemas mixtos. Estos sistemas consisten bsicamente en un sistema primario de distribucin radial y a los puntos crticos se les brinda una doble alimentacin con posibilidad de conexin rpida. En algunos casos si se trata de un punto muy crtico puede llegar a tener generacin propia. Esto se suele emplear tambin en los establecimientos hospitalarios para sala de ciruga y de terapia intensiva pero con algunas consideraciones especiales.

0,4 KV

13,2 KV

0,4 KV

0,4 KV

0,4 KV

Fuente

13,2 KV

Fuente

Zona

crtica

0,4 KV

En base a estas 4 configuraciones tpicas de distribucin se pueden hacer una gran cantidad de combinaciones. Instalaciones Elctricas de Usuarios. Los usuarios pueden ser de dos tipos: consumo domiciliario, y consumo industrial o comercial. Los sistemas elctricos dependern del tipo y de la potencia. Consumo domiciliario.- Lgicamente el consumo domiciliario es la instalacin ms sencilla y de pende del grado de electrificacin.


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Grado de electrificacin

Demanda de potencia mx.

simultnea

Lmite de aplicacin (superficie cubierta)

Circuitos de

alumbrado

Circuitos de

tomacorr.

Circuitos para usos especiales

Mnima hasta 3.000 VA hasta 60 m2 1 1 - Media hasta 6.000 VA hasta 150 m2 1 1 1 Elevada ms de 6.000 VA >150 m2 2 2 2 El circuito elctrico bsico es el siguiente:

Kwh

lnea

fusible

medidorde energa

interruptortermomag.

Interruptor diferencial

iluminacin

tomacorr.

Para los distintos grados de electrificacin va aumentando el nmero de salidas en la electrificacin de grado tres se puede llegar a emplear el criterio de tablero general y tableros seccionales.

fusible

tablerogeneral

Kwh

Para determinacin de la demanda en instalaciones domiciliarias se utiliza el siguiente criterio:


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Iluminacin.- Se toma como potencia demandada el 66% de lo que resulte de considerar todas las bocas a razn de 125 VA c/u. Este criterio es vlido para grados de electrificacin mnima, media y elevada.

Tomacorrientes.- Para la lnea de tomacorrientes se consideran 2200 VA en uno de los tomacorrientes. Este criterio es vlido para grados de electrificacin mnima y media. Para cada circuito de tomacorrientes se consideran 2200 VA en uno de los tomacorrientes. (grado de electrificacin elevada).

Usos especiales.- Para el circuito de usos especiales se consideran 2750 VA en uno de los tomacorrientes.( grado de electrificacin media) y 2750 VA en uno de los tomacorrientes de cada circuito.(grado de electrificacin elevada).

Edificios de departamentos .- En los edificios de departamentos el proveedor de energa provee una nica alimentacin que puede provenir de lnea de baja tensin de la vereda o de una subestacin construida exclusivamente para el edificio en cuestin. El esquema unifilar de la instalacin elctrica en forma general ser como el que sigue:

Kwh

desde lnea osubestacin

fusible

medidorde energa

tablero generalde servicioscomunes del edificio

Kwh Kwh Kwh Kwh

a tableros individuales de cada departamento

La carga total resulta de la suma de la carga correspondiente al conjunto de unidades de vivienda, la de los servicios generales del edificio y la de los locales comerciales. La carga del conjunto de viviendas se obtiene multiplicando el nmero de ellas por la demanda mxima prevista segn el grado de electrificacin. Este valor se afectar por el coeficiente de simultaneidad de la siguiente tabla.


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Cantidad de viviendas

Coeficiente de simultaneidad Electrifiacin

Mnima y media Electrifiacin

elevada 2 a 4 1 0,8 5 a 15 0,8 0,7 15 a 25 0,6 0,5

> 25 0,5 0,4 La carga de los servicios generales del edificio es la suma de la potencia instalada en ascensores, bombas de agua, alumbrado de espacios comunes y todos los servicios elctricos generales del edificio. La carga correspondiente a locales comerciales y oficinas, se calcula en base a 125 VA por m2, con un mnimo de 3750 VA por local.

Edificios comerciales de gran magnitud y establecimientos industriales.- La cantidad de variantes que pueden presentarse en este tipo de instalaciones depende fundamentalmente de la potencia instalada. Por ejemplo, en el orden local (S.C.P.L.) hasta 250 KVA se suministra en baja tensin y para potencias mayores el suministro es en media tensin. Hasta 50 KVA se efecta medicin de energa activa y de energa reactiva. A partir de los 50 KVA se agrega el control de demanda mxima. Los esquemas unifilares genrico para alimentacin en baja tensin y para a limentacin en media tensin son los siguientes:

lnea

fusible

tablerogeneral

Kwhmedidorde energa

Tableros seccionales

lnea

tablerogeneral

Kwh medidoresde energa

Tableros seccionales

K hVAR

Estos esquemas pueden tener distintas configuraciones segn el sistema de distribucin que se adopte.


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Potencia de una instalacin.-

Cualquiera sea el destino de una instalacin elctrica lo primero que debe plantearse es la determinacin de la potencia requerida. Se podra pensar que la potencia total es la sumatoria de las potencias individuales instaladas. (P = Pi ) En la prctica no ocurre as ya que no todos 1os equipos elctricos insta1ados estn conectados simultneamente

La forma correcta de determinar la potencia demandada es:

P = fS Pi Donde fS es el factor de simultaneidad el cual es un valor estadstico que se puede obtener en algunas tablas. A continuacin se dan algunos va1ores defS

Factor de simultaneidad Fbrica de productos lcteos 0,6 Fbrica de dulces 0,5 Fbricas textiles 0,6 Fbricas de bizcochos 0,6 Clubes 0,8 Comercios minoristas 0,6 Talleres de galvanoplastia 0,7 Imprentas 0,6. Fbricas de muebles 0,6 Talleres metalrgicos 0,6 Elevadores de granos- 0,7 Hoteles 0,6 Heladeras 0,8 Talleres mecnicos 0,6 Oficinas pblicas 0,4 Industrias qumicas 0,6 Molinos harineros 0,6 Restaurantes 0,6 Aserraderos 0,6 Talleres textiles 0,7 Hay situaciones en que hay que apartarse un poco de estos factores de simultaneidad, y es el caso en que existen cargas nicas muy grandes. (hornos ) a 1as cua1es no se 1es puede afectar del factor de simu1taneidad. P = Phorn + fS Pi Tambin es aconsejable considerar 1a potencia de iluminacin como un sumando aparte, ya que por 1o general 1a i1uminacin de una instalacin industrial o comercia1 se enciende en forma simu1tnea. P = Pilum + Phorn + fS Pi

Ubicacin de subestaciones y tableros.- La ubicacin de subestaciones y tableros debe hacerse en funcin de la economa de conductor y respetando las imposiciones fsicas del espacio o los edificios. En el caso particular de una alimentacin en baja tensin el tablero general debe estar lo ms cerca posible del punto de suministro ya que debe ahorrarse el conductor de mayor seccin.


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tablerogeneralpunto de

suministro

En el caso particular de una alimentacin en media tensin la subestacin y el tablero general debe estar lo ms cerca posible del centro de carga para ahorrar conductor de baja tensin.

tablerogenerallnea de

media tensin

Los tableros seccionales se ubicarn en cada sector tratando de hacerlo en lugares seguros. El criterio de distribucin depender de las caractersticas de cada sector pero bsicamente hay que prever una o ms lneas de fuerza motriz de conexin permanente, una o ms lneas de tomacorrientes, y una o ms lneas para iluminacin.


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tablero general

Iluminacin subestacin

tomacorrientes subestacin

tablero seccionalsector 1



ilum

inac

.

fuer

zam

otriz

1

fuer

zam

otriz

2

tom

as 1

tom

as 2

ilum

inac

.

fuer

zam

otriz

1

fuer

zam

otriz

2

tom

as 1

tom

as 2

ilum

inac

.

fuer

zam

otriz

1

fuer

zam

otriz

2

tom

as 1

tom

as 2

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