Sistemas Eléctricos de Producción, Transporte, Distribución y Tipos de Apoyos

Punto 1.1: Estructura del Sistema Eléctrico

Subsistemas Principales

• Subsistema de producción: Conjunto de todas las centrales generadoras de energía eléctrica.
• Subsistema de transporte: Arranca de las estaciones transformadoras elevadoras de las centrales generadoras y opera a través de las líneas de alta tensión y muy alta tensión.
• Subsistema de distribución: Es el último eslabón del sistema eléctrico y está formado por las redes primarias de distribución, las estaciones transformadoras de distribución y las redes secundarias de distribución.

Características de un Sistema Eléctrico

• Número de fases
• Tensión de servicio
• Frecuencia de red

Tensión Nominal

Valor convencional de la tensión eficaz entre fases con que se designa la línea y a la cual se refieren determinadas características de funcionamiento. Se designa por la letra U y se expresa en kV.

Clasificación de las Líneas Eléctricas

Existen tres categorías según su tensión nominal:

1. Líneas de tensión nominal superior a 66 kV.
2. Líneas cuya tensión nominal esté comprendida entre 66 y 30 kV, ambas inclusive.
3. Líneas de tensión nominal inferior a 30 kV e igual o superior a 1 kV.

Las de mayor uso son: 20-66-132-220-380 kV.

Redes de Reparto, Media y Baja Tensión

• Red de reparto: Está formada por 2 tipos:
  • Líneas aéreas o subterráneas de 45 kV, 66 kV o 132 kV.
  • La red de media y baja tensión está formada por:
    • Líneas aéreas o subterráneas de 15-20 kV.
    • Centros de transformación de MT/BT.
    • Líneas aéreas trenzadas y subterráneas de baja tensión.

Estructura de la Red Eléctrica de Distribución

1. Red en BT: Formada por una o varias líneas de baja tensión que parten de un centro de transformación existente en la zona.
2. Red lineal: Línea de distribución en alta tensión con 10 centros de transformación como máximo y las líneas de distribución en baja tensión que precise.
3. Red en anillo: Formada por una línea de distribución que se cierra sobre sí misma, 9 centros de transformación y las líneas de baja tensión que necesite.
4. Red en anillos múltiples: Formada por varias redes en anillo, todas conectadas a una subestación; cada anillo a su vez dispone de 10 centros de transformación como máximo con sus líneas de distribución en baja tensión.
5. Red de uso normal múltiple: Formada por uno o más usos normales conectados por un extremo a una subestación y por otro u otros a centros de reparto.
6. Red de uso apoyado: Formada como máximo por 6 líneas de distribución en alta tensión conectadas a 2 subestaciones unidas entre sí por un circuito de oro, 10 centros de transformación por la línea de distribución y las correspondientes líneas de distribución en baja tensión.

Punto 1.2: Líneas Eléctricas Aéreas y Apoyos

Conceptos Básicos

• Línea eléctrica aérea: Es el conjunto de conductores que, montados a cierta altura del terreno, transportan energía eléctrica.
• Vano: Es la distancia entre dos apoyos consecutivos de una línea.
• Flecha: Distancia máxima entre la línea recta que une dos apoyos consecutivos y el punto más bajo del conductor.

Tipos de Apoyos

1. Apoyo de alineación: Sostienen conductores y cables de tierra; soportan esfuerzos verticales y transversales.
2. Apoyo de ángulo: Sostienen los conductores y cables de tierra en los vértices de los ángulos que forman dos alineaciones, sometidos a esfuerzos verticales y transversales.
3. Apoyo de anclaje: Su función es dotar de puntos firmes a la línea, de tal forma que limiten la propagación de esfuerzos longitudinales; se suelen poner cada 3 km.
4. Apoyo de fin de línea: Deben resistir en el sentido longitudinal de la línea todos los esfuerzos de los conductores y cables de tierra.
5. Apoyos especiales: Sus funciones son diferentes, entre los que se encuentran: cruces de líneas, paso de vías urbanas, líneas de telecomunicación, etc.

Esfuerzos a los que Están Sometidos los Apoyos

• a) Esfuerzos verticales: Debido principalmente al peso de los conductores.
• b) Esfuerzos transversales: Se originan por la acción del viento sobre el apoyo y por los conductores cuando están formando ángulo.
• c) Esfuerzos longitudinales: Se originan por la tracción longitudinal de los conductores.

Postes Metálicos

Hay 2 tipos de postes y ambos se fabrican de perfiles laminados abiertos, de espesores no inferiores a 4 mm en acero y sus límites elásticos oscilan entre 275-355 daN:

1. Postes de Presillas

Formados por 2 tramos, ensamblados por tornillos y cada tramo formado por 4 montantes de angulares de alas iguales unidos entre sí por presillas soldadas. El tramo superior es de 6 m, y el inferior puede ser de 4 o 6 m, con lo que habría que ponerle apoyos de 10 y de 12 m de altura total. Tipos de esfuerzos nominales: P400, P750, P1250.

• a) Alturas: P400...
• b) Armados: Combinando crucetas y cabezal se cubren los distintos tipos y se designa su letra propia por su perfil "r" o "s" (rígido o suspendido).
• c) Crucetas: Plana, bóveda y cabezal.
• d) Cimentaciones: Se realizan en hormigón armado, se verifican al vuelco con un grado con coeficiente de seguridad 1.5.

2. Postes de Celosía

Se dividen en 2 apartados:

1. Con esfuerzos útiles en punta hasta 4500 daN.
2. Con esfuerzo útil resistente en punta de 7000 y 9000 daN.

Estos postes están constituidos por cabeza (C), tramos intermedios (E) y tramos de anclaje (A).

• a) Características: Los postes se han calculado considerando todos sus elementos sometidos a esfuerzos de tracción o compresión.
• b) Alturas: Se han imprevisto alargaderas que empalman en el extremo inferior.
• c) Armados: Combinando adecuadamente los brazos y el cabezal, se cubren la totalidad de los distintos tipos de armados: horizontal, triángulo, tresbolillo, hexágono, rectángulo, bóveda, bóveda horizontal.
• d) Crucetas: Tipos: planas, abarquilladas, bóveda, cabezal.

Tipos de Crucetas para Postes de Hormigón

• Cruceta para aisladores rígidos
• Cruceta para aisladores suspendidos

Elementos de Seguridad y Señalización

• Antiescalos: Se cosen en la parte inferior de los postes para evitar el ascenso a los mismos, y llevan troquelado un aviso de riesgo eléctrico.
• Señalización de riesgo eléctrico: Rectángulos en chapa de acero galvanizado, aluminio, acero inoxidable, etc., de 1 mm de espesor con el anagrama y texto de riesgo eléctrico perforado, con unas dimensiones de 250x220 mm.

Postes de Hormigón

La característica más importante de los postes de hormigón es su resistencia a la compresión, que oscila entre 230 y 430 kg/cm², dependiendo del contenido en agua que posea. (Pueden ser de hormigón armado, vibrado, centrifugado, pretensado). En la parte superior (cogoya), los postes tienen una serie de taladros donde se fijan los herrajes.

Cimentaciones

Se realizan mediante monobloques de hormigón cuya resistencia no será inferior a la del apoyo que soporta, verificándose su coeficiente de seguridad al vuelco.