Blog : Electricidad

Generalidades

La electricidad se genera por diferentes fuentes de energía donde se usa la fuerza mecánica. La electricidad es originada por las cargas eléctricas, en reposo o en movimiento, y las interacciones entre ellas.

Los átomos que conforman la materia contienen partículas subatómicas positivas (protones), negativas (electrones) y neutras (neutrones).

Requisitos para solicitar el servicio eléctrico

Subestación

Una subestación es un punto que permite cambiar las características de energía eléctrica (tensión, corriente, frecuencia, etcétera) ya sea corriente alterna o corriente directa, con la capacidad de reconfigurar las conexiones de las líneas de transmisión o distribución.

Existen varias formas de clasificar una subestación, las clasificaremos en 4 tipos, que son:

1) Subestación de maniobra en una estación de generación: Tiene como objetivo facilitar la conexión de la planta generadora hacia la red eléctrica, transformando la energía eléctrica para su transmisión.

2) Subestaciones de enlace: Se encuentra dentro de la red de transmisión de la energía eléctrica, tiene la función de facilitar el enlace y/o direccionamiento de la misma, normalmente con estas subestaciones finaliza la línea de transmisión desde la subestación de maniobra

3) Subestaciones de distribución: Son las más comunes dentro del sistema eléctrico, los cuales se encuentran cerca de los centros de carga, en su caso, una ciudad.

4) Subestaciones industriales: Funciona a partir de una línea principal del sistema eléctrico o acometida que nos entrega CFE, tiene la característica de cumplir con los requerimientos técnicos del cliente

La energía eléctrica es transmitida de algún punto del sistema eléctrico, al llegar a la zona industrial requiere transformar esta acorde a sus necesidades, esto lo realiza mediante una subestación que se ajustará a la carga necesaria y futuras expansiones de la planta industrial.

La construcción de una subestación tiene que cumplir con distintos lineamientos y entre los más importantes se encuentra su bajo costo económico, simplificación y estandarización.

La electricidad se manifiesta mediante varios fenómenos y variedades físicas

ü Carga eléctrica: es la materia eléctricamente cargada que produce y es influida en campos magnéticos.

ü Corriente eléctrica: es un flujo de partículas cargadas eléctricamente.

ü Campo eléctrico: es un tipo de campo electromagnético producido por una carga eléctrica, incluso en reposo

ü Potencial eléctrico: es la capacidad que tiene un campo eléctrico de realizar un trabajo.

ü Magnetismo: mediante la corriente eléctrica podemos generar un campo magnético, los campos magnéticos variables en el tiempo generan corriente eléctrica.

Ley de Ohm

Es la intensidad que recorre un circuito que es directamente proporcional a la tensión de la fuente de alimentación e inversamente proporcional a la resistencia en dicho circuito.

1_ Se puede variar la tensión de un circuito, por ejemplo, cambiando la alimentación.

2_ Se puede variar la resistencia del circuito, por ejemplo, cambiando una bombilla.

3_ No se puede variar la intensidad de un circuito, sino que para hacerlo tenemos que recurrir a variar la tensión o la resistencia obligatoriamente.

La ley de ohm relaciona las magnitudes de voltaje, resistencia e intensidad. La intensidad de la corriente que atraviesa un circuito es directamente proporcional al voltaje o tensión del mismo e inversamente proporcional a la resistencia que presenta. En forma de fracción se presenta de la siguiente manera:

I=V x R

Donde I es la intensidad que se mide en amperios.

El voltaje V se mide en voltios.

La resistencia R es la que se mide en ohmios.

Formula general de Ohm: corresponde a la diferencia de potencial, a la resistencia y la intensidad de la corriente, se usa tres magnitudes en el sistema internacional de unidades los voltios (V), ohmios (Ω) y amperes (A).

Sistema de distribución

Un sistema de distribución eléctrico o planta de distribución como comúnmente es llamado, es toda la parte del sistema eléctrico de potencia comprendida entre la planta eléctrica y los apagadores del consumidor.

Esquema de distribución eléctrica.

Tipos de sistemas de distribución

Existen tres tipos de sistemas básicos de distribución, los cuales son:

- Sistema radial

- Sistema anillo

- Sistema en malla o mallado

Sistema radial

Es aquel que cuenta con una trayectoria entre la fuente y la carga, proporcionando el servicio de energía eléctrica.

Un sistema radial es aquel que tiene un simple camino sin regreso sobre el cual pasa la corriente, parte desde una subestación y se distribuye por forma de “rama”, como se ve en la siguiente figura.

Este tipo de sistema, es el más simple y el más económico debido a que es el arreglo que utiliza menor cantidad de equipo, sin embargo, tiene varias desventajas por su forma de operar:

- El mantenimiento de los interruptores se complica debido a que hay que dejar fuera parte de la red.

- Son los menos confiables ya que una falla sobre el alimentador primario principal afecta a la carga.

Este tipo de sistemas es instalado de manera aérea y/o subterránea.

Sistemas radiales aéreos

Los sistemas de distribución radiales aéreos se usan generalmente en las zonas urbanas, suburbanas y en las zonas rurales.

Los alimentadores primarios que parten de la subestación de distribución están constituidos por líneas aéreas sobre postes y alimentan los transformadores de distribución, que están también montados sobre postes. En regiones rurales, donde la densidad de carga es baja, se utiliza el sistema radial puro. En regiones urbanas, con mayor densidad de carga se utiliza también el sistema radial, sin embargo, presenta puntos de interconexión los cuales están abiertos, en caso de emergencia, se cierra para permitir pasar parte de la carga de un alimentador a otro, para que en caso de falla se pueda seccionar esta y mantener su operación al resto mientras se efectúa la reparación.

La principal razón de ser de los sistemas radiales aéreos radica en su diseño de pocos componentes, y por ende su bajo costo de instalación, aunque puede llegar a tener problemas de continuidad de servicio.

Sistemas radiales subterráneos

La necesidad de líneas subterráneas en un área en particular es dictaminada por las condiciones locales. La elección del tipo de sistema depende sobre todo de la clase de servicio que se ofrecerá a los consumidores en relación al costo.

Los sistemas de distribución radiales subterráneos se usan en zonas urbanas de densidad de carga media y alta donde circulen líneas eléctricas con un importante número de circuitos dando así una mayor confiabilidad que si se cablearan de manera abierta.

Los sistemas de distribución subterráneos están menos expuestos a fallas que los aéreos, pero cuando se produce una falla es más difícil localizarla y su reparación lleva más tiempo. Por esta razón, para evitar interrupciones prolongadas y proporcionar flexibilidad a la operación, en el caso de los sistemas radiales subterráneos se colocan seccionadores para permitir pasar la carga de un alimentador primario a otro. También se instalan seccionadores para poder conectar los circuitos secundarios, para que en caso de falla o de desconexión de un transformador, se puedan conectar sus circuitos secundarios a un transformador contiguo.

Sistema Anillo

Es aquel que cuenta con más de una trayectoria entre la fuente o fuentes y la carga para proporcionar el servicio de energía eléctrica.

Este sistema comienza en la estación central o subestación y hace un “ciclo” completo por el área a abastecer y regresa al punto de donde partió. Lo cual provoca que el área sea abastecida de ambos extremos, permitiendo aislar ciertas secciones en caso de alguna falla.

Este sistema es más utilizado para abastecer grandes masas de carga, desde pequeñas plantas industriales, medianas o grandes construcciones comerciales donde es de gran importancia la continuidad en el servicio.

Ventajas de operar de este sistema:

-Son los más confiables ya que cada carga en teoría se puede alimentar por dos trayectorias.

- Permiten la continuidad de servicio, aunque no exista el servicio en algún transformador de línea.

- Al salir de servicio cualquier circuito por motivo de una falla, se abren los dos interruptores adyacentes, se cierran los interruptores de enlace y queda restablecido el servicio instantáneamente. Si falla un transformador o una línea la carga se pasa al otro transformador o línea o se reparte entre los dos adyacentes.

- Si el mantenimiento se efectúa en uno de los interruptores normalmente cerrados, al dejarlo des energizado, el alimentador respectivo se transfiere al circuito vecino, previo cierre automático del interruptor de amarre.

Sistema red o malla

Una forma de subtransmisión en red o en malla provee una mayor confiabilidad en el servicio que las formas de distribución radial o en anillo ya que se le da alimentación al sistema desde dos plantas y le permite a la potencia alimentar de cualquier planta de poder a cualquier subestación de distribución.

Este sistema es utilizado donde la energía eléctrica tiene que estar presente sin interrupciones, debido a que una falta de continuidad en un periodo de tiempo prolongado tendría grandes consecuencias, por ejemplo: en una fundidora

Seguridad y protección eléctrica

A la hora de efectuar una instalación eléctrica debemos tener en cuenta distintos factores; uno es saber la carga que se va a alimentar, la instalación eléctrica debe estar preparada para todos los electrodomésticos que se utilizarán en la vivienda.

Para los circuitos eléctricos hay diferentes tipos de protecciones:

-Puesta a tierra: Por puesta a tierra generalmente entendemos una conexión eléctrica a la masa general de la tierra, siendo esta última un volumen de suelo, cuyas dimensiones son muy grandes en comparación al tamaño del sistema eléctrico que está siendo considerado.

Una conexión conductora, ya sea intencional o accidental, por medio de la cual un

circuito eléctrico o equipo se conecta a la tierra o a algún cuerpo conductor de dimensión relativamente grande que cumple la función de la tierra

-Fusibles: dispositivo que abre el circuito en el que está instalado, cuando la corriente que circula por él provoca un calentamiento, la fusión de uno o varios de sus elementos previstos para este fin. Están Compuestos de contactos, envolvente aislante, elemento fusible, material extintor, percutor, indicador de fusión

-Interruptor termomagnético: protege en caso de cortocircuito y en caso de sobrecarga. El accionamiento magnético básicamente es un electroimán que con las corrientes elevadas del cortocircuito activa el dispositivo de disparo.

Cuando se produce la sobrecarga empieza a circular mayor corriente de la que la termomagnética esta calibra para soportar, esta corriente elevada empieza a producir el calentamiento de los conductores, por ende, se calienta también el bimetálico, el cual activa el accionamiento de disparo

-Disyuntor: es un aparato capaz de interrumpir o abrir un circuito eléctrico cuando la intensidad de la corriente eléctrica que por él circula excede de un determinado valor, o en el que se ha producido un cortocircuito, con el objetivo de evitar daños a los equipos eléctricos. A diferencia de los fusibles, que deben ser reemplazados tras un único uso, el disyuntor puede ser rearmado una vez localizado y reparado el problema que haya causado su disparo o desactivación automática.