Red de distribución de energía eléctrica

El problema de transmitir electricidad a distancias más largas se convirtió en un obstáculo de ingeniería reconocido para la distribución de energía eléctrica, con muchas soluciones poco satisfactorias probadas por empresas de iluminación. Pero a mediados de la década de 1880 se produjo un gran avance con el desarrollo de transformadores funcionales que permitieron "aumentar" la alimentación de CA a un voltaje mucho más alto para la transmisión, y luego reducir a un voltaje más bajo cerca del usuario final. En comparación con la corriente continua, la CA tenía costos de transmisión mucho más baratos y mayores economías de escala, con grandes plantas generadoras de CA capaces de abastecer a ciudades y regiones enteras, lo que llevó a que el uso de la CA se extendiera rápidamente.

En los EE. UU., la competencia entre la corriente continua y la corriente alterna tomó un giro personal a fines de la década de 1880 en forma de una "guerra de corrientes" cuando Thomas Edison comenzó a atacar a George Westinghouse y su desarrollo de los primeros sistemas de transformadores de CA de EE. UU., destacando las muertes causadas por los sistemas de CA de alto voltaje a lo largo de los años y afirmando que cualquier sistema de CA era inherentemente peligroso.[3] La campaña de propaganda de Edison duró poco y su empresa cambió a CA en 1892.

La CA se convirtió en la forma dominante de transmisión de energía con innovaciones en Europa y EE. UU. en diseños de motores eléctricos y el desarrollo de "sistemas universales" diseñados que permitieron conectar una gran cantidad de sistemas heredados a grandes redes de CA.[4][5]

En la primera mitad del siglo XX, en muchos lugares la industria de la energía eléctrica estaba integrada verticalmente, lo que significa que una empresa generaba, transmitía, distribuía, medía y facturaba. A partir de las décadas de 1970 y 1980, las naciones comenzaron el proceso de desregulación y privatización, que condujo al mercado de electricidad. El sistema de distribución permanecería regulado, pero los sistemas de generación, venta al por menor y, a veces, transmisión se transformaron en mercados competitivos.

Se caracteriza por la alimentación de uno solo de sus extremos transmitiendo la energía en forma radial a los receptores y el emisor. Además presenta un cableado en las partes.

Resaltan su simplicidad y la facilidad que presentan para ser equipadas de protecciones selectivas.

Su falta de garantía de servicio .

Estas desventajas pueden ser compensadas en la actualidad con los dispositivos modernos de desconexión automática de la zona en falla llamados "Órganos de Corte de Red" o la utilización de los dispositivos llamados "Reconectadores" que desconectan y cierran la zona en falla, procurando de esa manera despejar la zona en falla y volver el servicio sobre la línea completa.

Esto significa que cualquier punto de consumo, en esta estructura, puede ser alimentado por dos posibles caminos eléctricos, dado que uno solo de estos dos caminos es efectivo, la emergencia se realiza mediante esta posibilidad de bucle.

Todas las ventajas de la distribución en redes radiales y además la posibilidad de alimentar alternativamente de una fuente u otra, con lo que ante situaciones de falta y utilizando los OCR y Reconectadores, quedaría siempre fuera de servicio la zona en falta más pequeña posible y el resto de la línea en servicio.

Si la estructura está alejada del pararrayos la electricidad sería dirigida a la puntas de la tierra lo cual afectaría a las estructuras más cercanas.

Se colocan los interruptores en una red. Cuando se produce el cortocircuito se abren los dos interruptores adyacentes dejando que el suministro llegue al resto de los puntos.[9]

Como ventaja fundamental podemos citar su seguridad de servicio y facilidad de mantenimiento.

La regulación se relaciona con la caída de tensión en los conductores de una red determinada, en generadores y transformadores eléctricos. No resulta conveniente que haya una caída de tensión excesiva en el conductor porque el usuario final o transformador de MT a BT tensión estaría alimentado por un valor reducido de tensión muy distinto al valor asignado.

Existen básicamente dos definiciones de regulación, dependiendo del país donde se haga la instalación:

• Normativa estadounidense: la regulación se define como sigue:

${\displaystyle \Delta V\%={\frac {V_{1n}-V_{2n}}{V_{1n}}}}$

${\displaystyle V_{2n}}$ es la tensión en bornes de la carga o transformador

• Normativa europea (IEC): la regulación se define como:

${\displaystyle \Delta V\%={\frac {V_{1n}-V_{2n}}{V_{2n}}}}$

donde:

${\displaystyle V_{1n}}$ es la tensión aguas arriba (parte más cercana a la central de producción) de la carga o transformador, es decir en el alimentador

La regulación dada por IEC es mayor que la normativa americana.

Las corrientes de cortocircuito para fallas fase a fase estarán limitadas únicamente por las impedancias de la fuente, de la línea, y de la propia falla, así que en la medida que la fuente disponga de más potencia de cortocircuito circulará por la línea mayor corriente.

Las corrientes de cortocircuito fase a tierra, están limitadas por todas las razones anteriores pero además por el sistema de puesta a tierra del neutro de la Red. Existen varias formas de hacerlo. Aislado. Que producen las mínimas corrientes y máximas sobretensiones, quizá recomendable para distribuciones no muy extensas y que la necesidad de continuar con la línea en falta en servicio sea imperiosa. La detección de la falta de una forma selectiva tiene cierta complicación. No obstante, se recomienda que se haga la transferencia a una línea sana en el menor tiempo posible. Puesto directamente a tierra. Que producen las máximas corrientes y mínimas sobretensiones, quizá recomendable para distribuciones extensas y que puedan ser seccionadas mediante dispositivos semiautomáticos o automáticos. La detección selectiva de la falta resulta fácil, con lo que unido al uso de dispositivos automáticos "Reconectadores", se dejaría fuera de servicio la zona en falta.

Otras formas intermedias de tratamiento del neutro, "PaT resistivo", "PaT inductivo", "Corriente muy limitada a unos pocos amperios" "Corriente menos limitada a unos cientos de amperios", "Corriente muy limitada a unos pocos amperios y conectándola casi directamente a tierra durante pequeño espacio de tiempo",etc. todos ellos se pueden acercar más al sistema aislado o al sistema puesto a tierra y cada diseñador de la Red debe sopesar detenidamente las desventajas y ventajas de cada sistema en su caso particular.

Hay que tener en cuenta que la correcta elección es muy importante ya que pasados unos años seá muy difícil reestructurar la Red para cambiar el sistema de puesta a tierra.

En Colombia los sistemas de distribución, como todo lo relacionado con los sistemas de potencia, está regulado por la Comisión de Regulación de Energía y Gas (CREG). En resolución 70 del 28 de mayo de 1998 se establecen los siguientes niveles de tensión, en los cuales se realizan las instalaciones de distribución y transmisión:

• Nivel de tensión I: tensiones inferiores a 1 kV
• Nivel de tensión II: tensiones comprendidas entre 1 a 30 kV
• Nivel de tensión III: tensiones comprendidas entre 30 kV y 62 kV
• Nivel de tensión IV: tensiones de valor mayor a 62 kV

Según la resolución CREG 097 de 2008, se redefinen los siguientes niveles de tensión, modificando los anteriores así:

• Nivel de tensión I: tensiones inferiores a 1 kV
• Nivel de tensión II: tensiones comprendidas entre 1 a 30 kV
• Nivel de tensión III: tensiones comprendidas entre 30 kV y 57.5 kV
• Nivel de tensión IV: tensiones de valor mayor a 57.5 kV