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ÍNDICE
1.
Generador o alternador
eléctrico.
2.
Subestación de intemperie y blindadas.
3.
Líneas de distribución.
4.
Sistemas de respaldo.
Figura 1. Esquema de
producción y distribución de la
energía
eléctrica.
1.
Generador o
alternador eléctrico.
Figura 2. Alternador
trifásico.
Un generador
eléctrico es todo
dispositivo capaz de mantener una diferencia de potencial
eléctrico entre dos
de sus puntos, llamados polos, terminales o bornes. Los generadores
eléctricos
son máquinas destinadas a transformar la energía
mecánica en eléctrica. Esta
transformación se consigue por la acción de
un campo magnético sobre los conductores
eléctricos dispuestos sobre
una armadura (denominada también estator). Si
mecánicamente se produce un
movimiento relativo entre los conductores y el campo, se generara una
fuerza
electromotriz (F.E.M.).
Para
poder mover el generador usamos la energía generada en la
combustión, que a
través de la turbina convertimos en un movimiento rotativo,
el cual es
transmitido por la turbina al generador a través del rotor.
El
generador también puede ser usado en el arranque de la
central como motor para
mover la turbina y el compresor hasta que se alcance la velocidad
necesaria
para poder empezar a introducir combustible en la cámara de
combustión y que
sea la turbina la que arrastre al generador y al compresor, empezando
entonces
nuestra central a producir energía eléctrica.
El
generador suele ser trifásico, esto quiere decir que produce
un conjunto de
tres corrientes alternas monofásicas de igual frecuencia y
amplitud y por
consiguiente, valor eficaz, que presentan diferencia de fase entre
ellas de
120°, y están dadas en un orden determinado.
2.
Subestación de intemperie y blindadas.
Figura 3.
Subestación.
Una
subestación
eléctrica
es usada para la transformación de la tensión de
red o de nuestro
generador a una tensión adecuada a nuestras necesidades. En
el caso de las
centrales productoras lo que hacemos
normalmente es elevar la
tensión que nos esta dando nuestro generador
hasta la tensión de la red de distribución a la
que estemos conectados, puede
luego haber otras subestaciones encargadas de elevar a un
más la tensión para
las líneas de distribución de larga distancia o
disminuirla para el consumo. Lo
que conseguimos al elevar las tensiones es disminuir la intensidad que
circula
por nuestras líneas obteniendo con ello una de
reducción de perdidas y que la
sección de los conductores sea menor con el consiguiente
ahorro económico.
2.1 Subestación de intemperie.
Las
subestaciones de intemperie son las encargadas de regular y gestionar
el
transporte de la energía eléctrica, su aislante
es el aire o espacio que hay
entre los elementos, para el control de la subestación se
emplea la siguiente
aparamenta:
- Seccionadores, se encargan de cortar las líneas cuando no
circula corriente a través de ellas.
- Interruptores, encargados de cortar las líneas cuando
circula corriente.
- Transformadores de intensidad y tensión, encargados de
realizar las medidas de los parámetros de funcionamiento de
nuestra línea.
- Descargadores, son los elementos encargados de enviar a tierra las
sobretensiones provocadas o bien por la caída de un rayo o
por
una sobretensión del generador.
2.2
Subestaciones
Blindadas
La
Subestación
eléctrica blindada más usual es la GIS,
Gas Insulated Switchgear. En ellas el fluido que trabaja como aislante
es el
gas SF6, hexafluoruro de azufre. Éste gas es usado en la
mayoría de
interruptores de subestaciones eléctricas convencionales por
sus adecuadas
características para la eliminación del arco
eléctrico.
En este tipo
de instalaciones los interruptores,
seccionadores, transformadores
de medida
y el embarrado que los conecta están encapsulados con el
hexafluoruro de
azufre. Toda esta instalación puede ir instalada dentro de
naves o a la
intemperie.
Son numerosos
los países que en la actualidad están
instalando éste tipo de subestación
eléctrica, porque admite un alto grado de
tensión de trabajo en un reducido espacio, tienen un
mantenimiento muy
reducido, y son muy aptas para lugares con ambientes
pulvíjenos, la desventaja
es que el hexafluoruro de azufre es un gas con un gran poder de efecto
invernadero, por lo que se debe tener mucho cuidado con sus escapes.
2.3
Transformador.
Figura 4.
Transformador.
El
transformador de tensión es el principal elemento de la
subestación, es el
encargado de convertir el valor de la tensión del generador
en el valor de
la tensión
de la red donde volcamos la
energía producida, por lo que es un punto crítico
al ser por donde sale toda
la energía eléctrica.
Figura 5.
Interior de un
transformador.
Los
transformadores son
dispositivos basados en el fenómeno de la
inducción electromagnética y están
constituidos, en su forma más simple, por dos bobinas
devanadas sobre un núcleo
cerrado de hierro dulce o hierro silicio. Las bobinas o devanados se
denominan primario y
secundario según
correspondan a la entrada o salida del sistema en cuestión,
respectivamente.
Figura 6.
Esquema de un
transformador.
Los
transformadores suelen ir encapsulados y
bañados en aceites minerales para su
refrigeración y aislamiento, ya que suelen
calentarse por las corrientes eléctricas que circulan a
través de ellos. Se
debe tener especial cuidado con los aumentos de temperatura, para no
sobrepasar
ciertos limites ya que se podrían provocar altas presiones
dentro de la carcasa
del transformador e incluso explosiones que podrían acarrear
serios problemas
al estar el aceite
implicado. Los
grandes transformadores de las centrales tienen sus propios sistemas de refrigeración para
evitar estos posibles
problemas.
3.
Líneas de distribución.
Para la
distribución de la energía eléctrica
se
suelen usar dos tipos de líneas eléctricas,
según se requiera por condiciones económicas,
de seguridad o estéticas:
- Líneas
Aéreas, son las típicas
líneas en las que los cables van colgados de
postes ya sean de madera o de metal, se suelen usar para reducir
costes, ya que
nos ahorramos el coste del aislante al ir los cables desnudos, siendo
el
aislante el propio aire que separa las fases, y los costes que
supondría tener
que hacer las canalizaciones en el suelo, otra ventaja es que es
más fácil ver
donde se ha roto la línea. Los problemas que pueden
presentar son el peligro de
choque contra ellas por parte de aeronaves y aves, por lo que estas
líneas
deben tener boyas para que se vean. Se suelen usar en las redes de
distribución
de larga distancia y en zonas no habitadas.
Figura 7.
Línea
Aérea.
- Líneas
Enterradas, en este caso los cables están recubiertos
por sus
correspondientes
aislantes, y van a través de canalizaciones que pueden ser
tubos de plástico o
metálicos, canales de cemento, zanjas excavadas en la
tierra, colgados de
paredes en túneles. Las desventajas son que se disipa peor
el calor por lo que
hay que utilizar secciones mayores de cable, puede ser
difícil encontrar un
avería, hay que hacer una obra civil mayor por lo que
aumentan los costes y
pueden ser seccionados al realizar obras con excavadoras sino se sabe
bien su
localización o no han sido marcados adecuadamente. Se suelen
usar en zonas
habitadas para evitar riesgos y por cuestiones estéticas.
Figura 8.
Canalización enterrada.
3.1
Alta tensión.
Se
considera alta tensión a todo aquel valor superior a los
1500 voltios en corriente alterna. La alta tensión se
utiliza en las redes de transporte eléctrico a grandes
distancias para reducir las perdidas y la sección de los
conductores, ya que al aumentar la tensión de nuestra red
reducimos la intensidad para transportar la misma potencia.
3.2
Media tensión.
La
media tensión es la que esta considerada entre los 3 kV y
los 40 kV, que suele ser el rango en el que produce el generador, en
este rango de tensiones también suelen estar las redes de
distribución a los núcleos urbanos e industrias.
3.3 Baja
tensión. La
baja tensión es la utilizada para el consumo de los hogares
y maquinaría pequeña, esta comprendida
entre los 220-400 V.
3.3 Baja tensión.
La baja tensión es la utilizada para el consumo en las casas
y
en máquinas de pequeña potencia, sus valores
están
entre 240 - 400 V.
4. Sistemas
de respaldo.
Los
sistemas de respaldo son normalmente generadores diesel empleados en
casos de averías o accidentes que nos dejen nuestra
instalación sin suministro de electricidad de la red, con
ellos conseguimos operar bajo mínimos nuestra
instalación de forma segura, hasta que se subsane el
problema. Se suelen usar generadores con motores diesel ya que tienen
un tiempo de reacción muy corto y los hay en un
amplio rango de potencias, para casos puntuales y consumos
pequeños se pueden utilizar baterías ya que no
tienen tiempo de espera entre que se corta la electricidad y entran las
baterías.
Figura 9. Grupo
electrógeno.
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