Fundamentos y Componentes Clave del Sistema Eléctrico de Potencia

El Sistema Eléctrico: Generación, Transporte y Distribución

En las centrales eléctricas están instalados los generadores que producen energía eléctrica a partir de la energía primaria disponible. Por lo general, se trata de varios alternadores trifásicos que suministran una salida no superior a 30 kV a una frecuencia de 50 Hz en Europa, lo que permite la interconexión de todas las centrales entre sí a través de la red, ya sea a escala nacional o internacional.

Transporte de Energía

Para poder transportar la energía de forma económica, al pie de las centrales eléctricas se disponen subestaciones elevadoras, constituidas por grandes transformadores trifásicos que elevan la tensión de salida del alternador hasta valores de muy alta tensión (133, 220 o 400 kV). De las subestaciones elevadoras parten las líneas de la red de muy alta tensión que acercan la energía eléctrica a las grandes zonas de consumo, cubriendo largas distancias.

Distribución de Energía

En los nudos de la red de muy alta tensión están situadas las subestaciones primarias de distribución. En ellas se reduce la tensión hasta valores de 30, 45, 66 kV y se alimenta la red primaria de distribución, constituida por líneas aéreas de menores dimensiones, en cuyos nudos se encuentran las subestaciones secundarias de distribución. De aquí parte la red secundaria de distribución de 15 o 30 kV. En los nudos de la red secundaria de distribución se encuentran los centros de transformación, encargados de suministrar baja tensión utilizable por el usuario (400, 230 V).

Diferencia entre Subestaciones y Centros de Transformación

• Subestaciones (Subest): Se reduce o se eleva la corriente para el consumo.
• Centros de Transformación (Centro Trans): Solo se realiza el paso de alta a baja tensión.

Roles Clave en el Sistema Eléctrico

Operador del Mercado (OMEL)

La entidad que desempeña esta actividad en España es OMEL (Compañía Operadora del Mercado Español de Electricidad). Se encarga de la gestión económica del mercado eléctrico. Su función principal es la fijación de precios en el mercado de la electricidad.

Operador del Sistema (REE)

Red Eléctrica Española (REE) es la propietaria de casi la totalidad de la red de transporte en España y adquirió, a partir de la Ley del Sector Eléctrico de 1997, la función de Operador del Sistema. Su función principal consiste en coordinar adecuadamente la producción de energía con su transporte, garantizando la calidad y continuidad del suministro. Además, se encarga de organizar el intercambio internacional de electricidad.

Comparativa de Tecnologías de Corte en Alta Tensión (AT)

Corte al Aire

Ventajas:

• Corte visible.
• Seguridad frente a contactos accidentales.

Inconvenientes:

• Requiere mucho mantenimiento.
• Tamaño grande.

Hexafluoruro de Azufre (SF6)

Ventajas:

• Reducción de tamaño.
• Rigidez dieléctrica del gas es el triple que la del aire.

Inconvenientes:

• Gas nocivo.
• Produce asfixia.
• Efecto invernadero.

Diferencias entre Interruptores y Seccionadores

Interruptor

Debe interrumpir la intensidad nominal y soportar durante un período de tiempo intensidades anormales. Es capaz de establecer las corrientes de cortocircuito, pero no de interrumpirlas.

Interruptor Automático (Disyuntor)

Es capaz de realizar la apertura o cierre de un circuito en condiciones anormales de sobrecarga o cortocircuito.

Interruptor-Seccionador

Interruptor que cumple con las condiciones de apertura de los seccionadores, ya que la apertura se observa físicamente.

Seccionador

Aísla tramos de circuito visiblemente. La maniobra siempre se producirá en vacío. Se coloca allí donde se quiera tener seguridad de que no pasa la corriente.

Servicio y Funcionalidad del Disyuntor

El disyuntor tiene la capacidad de establecer, soportar e interrumpir la corriente en condiciones normales del circuito y en sobrecarga. Puede soportar por un tiempo determinado los cortocircuitos. El accionamiento puede ser manual o mediante relés de maniobra o protección.

Clasificación de Subestaciones Eléctricas

1. Basada en el Nivel de Tensión

   • Extra Alta Tensión: 765 kV o más.
   • Alta Tensión: 400/230 kV.
   • Media Tensión: 115/34.5/69/13.8/23 kV.
   • Baja Tensión: 2.4/0.480/0.440/0.220 kV.

2. Basada en el Tipo Constructivo

   • Exterior.
   • Interior.

3. Basada en su Configuración de Aislamiento

   • Aisladas en aire.
   • Aisladas en Hexafluoruro de Azufre (SF6).
   • Híbridas.

Objetivos Fundamentales del Sistema Eléctrico

• Proporcionar la potencia eléctrica requerida por los consumidores continuamente.
• Cubrir geográficamente la máxima demanda requerida por el suministro de la red.
• Garantizar la máxima seguridad en el suministro.
• Disminuir al máximo la duración de las fallas.
• Contribuir a la máxima eficiencia de las plantas y de la red.
• Suministrar la potencia eléctrica dentro de los límites especificados de voltaje.