• TIPOS DE CONTACTOS ELÉCTRICOS

    Existen dos tipos principales de contactos eléctricos: los contactos directos y los contactos indirectos.

    Cuando hablamos de contacto eléctrico directo, nos referimos al contacto que sufre una parte del cuerpo con un elemento activo de una instalación eléctrica, denominándose elemento activo a aquel que en condiciones normales se encuentra en tensión; ejemplos de elementos activos de una instalación eléctrica pueden ser los cables de fase o los contactos de un interruptor.

    Este tipo de contacto es poco común y suele producirse cuando se está manipulando internamente la instalación.

    Su prevención resulta sencilla y normalmente consiste en alejar las partes activas de las zonas comunes de contacto (botoneras, puertas abatibles…) o de aislar adecuadamente las mismas.

    Los contactos indirectos son más comunes y difíciles de detectar a simple vista.

    Se dice que se ha producido un contacto eléctrico indirecto, cuando una parte de un aparato o instalación que se encuentra bajo tensión debido a algún fallo de aislamiento o de otra índole, dicho de otra manera, que en condiciones normales de funcionamiento no debería estar en tensión.

    Como se ha dicho al principio este tipo de contactos son más comunes que los directos y seguro que a todos nos ha pasado alguna vez que la carcasa metálica de algún electrodoméstico nos ha dado calambre, esto es un ejemplo un contacto indirecto.

    Los contactos eléctricos indirectos no son tan fáciles de prevenir como los directos, el medio más eficaz para prevenirlos es una buena toma de tierra asociada a una adecuada protección diferencial. Cuando se produce un contacto indirecto, la protección diferencial debe actuar dejando fuera de servicio parte o la totalidad de la instalación.

    PROTECCIÓN DE LAS INSTALACIONES, SISTEMAS DE SEGURIDAD CONTRA CONTACTOS DIRECTOS

    Como se ha visto anteriormente, existen dos maneras de entrar en contacto con la corriente eléctrica: los contactos directos e indirectos.

    Hoy en día, los sistemas empleados en las instalaciones eléctricas para la protección de las personas, son numerosos y con características muy diferentes.

    Nos centraremos en este primer estudio en los sistemas empleados en la prevención de contactos directos, pudiendo distinguirse tres grandes sistemas de protección:

    – Alejamiento de las partes activas.

    – Aislamiento de las partes activas.

    – Interposición de obstáculos.

    Se entiende por partes activas de una instalación o aparato eléctrico, aquellas que en circunstancias normales de trabajo se encuentran bajo tensión, tales como cables no aislados, circuitos impresos, bornas no aisladas…

    El alejamiento de las partes activas de la instalación consiste en alejar de cualquier zona susceptible de tránsito público o zona de trabajo cualquier elemento en tensión, de manera que resulte imposible un contacto fortuito con los mismos. En el Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión, se recogen una serie de distancias mínimas que se deben respetar si se quiere disponer de una protección eficaz.

    Otro sistema muy empleado y de una eficaz bastante reconocida es el aislamiento de las partes activas.

    Es un sistema bastante simple, básicamente consiste en aislar cualquier elemento activo, de manera que en ningún momento se pueda entrar en contacto con él.

    Su uso está quizás más extendido que en el caso anterior, ya que la distancias reglamentadas para poner en práctica el anterior sistema, lo hacen inviable en espacios reducidos o en ciertos aparatos eléctricos como mecanismos o electrodomésticos donde el empleo del aislamiento está muy generalizado.

    Por último tenemos el sistema de protección mediante la interposición de obstáculos.

    Este es un sistema muy parecido al anterior ya que se basan en el mismo principio, el de evitar el contacto aislando los elementos en tensión, en este caso, interponiendo entre la persona y el elemento activo una barrera física adecuada a la situación.

    La diferencia más llamativa de este sistema respecto al anterior quizá sea su campo de aplicación, que se ve más sectorizado hacia instalaciones en las que se prevé una manipulación limitada o en zonas de trabajo en las que no es posible respetar las distancias reglamentadas.

    La interposición de obstáculos es un sistema muy empleado cuando se trabaja con las instalaciones de enlace o en las proximidades de redes de distribución eléctrica. Un ejemplo de utilización de este sistema, es acoplar a un andamio un tabique separador aislante, que separe la zona de trabajo de una línea de media tensión que pudiera haber en las proximidades.

     

    SISTEMAS DE SEGURIDAD CONTRA CONTACTOS INDIRECTOS

    Las protecciones contra contactos indirectos, protegen a las personas actuando de diferentes maneras:

    Buscando impedir que una corriente determinada atraviese el cuerpo humano. Limitando los valores de corriente que pueden atravesar el cuerpo humano, hasta cifras no peligrosas para el mismo. Desconectando automáticamente la instalación cuando aparece una intensidad de defecto peligrosa.

    El Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión organiza los sistemas de protección contra contactos indirectos en dos grandes grupos:

     

    Los sistemas de protección de clase A buscan suprimir el riesgo de contacto indirecto o, en su defecto, minimizar sus consecuencias. Los de clase B son los sistemas de puesta a tierra.

    El empleo de pequeñas tensiones consiste en la utilización de las tensiones de seguridad normalizadas que son:

    – 50V en locales secos.
    – 24V en locales húmedos.
    – 12V en locales mojados.

    Este sistema se emplea mucho en instalaciones cercanas o en el interior de recipientes húmedos, tales como jacuzzi o saunas.

    El sistema de separación de circuitos consiste en separar los circuitos de utilización de la fuente de energía mediante transformadores y convertidores, manteniendo todos los conductores del circuito de utilización aislados de tierra. De esta manera se consigue que, aunque una persona entre en contacto con un elemento en tensión, no sea atravesada por corriente alguna ya que no se puede cerrar el circuito por tierra.

    El último sistema de clase A (aislamiento de protección) consiste en establecer un segundo aislamiento aparte del funcional. Es un sistema muy empleado en electrodomésticos, herramientas eléctricas de mano…


    Los sistemas de clase B consisten en unir mediante un conductor (denominado conductor de protección y fácilmente diferenciable por su color amarillo y verde), todas las masas de la instalación, entendiéndose por masa como todo elemento metálico susceptible de entrar en tensión. De esta manera se consigue un punto equipotencial al que se encuentran conectadas todas las masas de la instalación. Ese punto equipotencial, debe ser «puesto a tierra» mediante el empleo de un electrodo (pica, placa…).

    De esta manera se consigue que, cualquier intensidad de defecto que pudiera surgir en la instalación, sea derivada de inmediato a tierra, de esta manera se consigue crear una diferencia de carga de retorno que es detectada por el interruptor diferencial y lo hace actuar en consecuencia, dejando fuera de servicio esa parte en concreto de la instalación o la totalidad de la misma.

    Una variante muy utilizada en las redes de distribución es la de unir el conductor neutro a tierra, de esta manera se consigue eliminar cualquier tipo de corriente de defecto que circulara por él y que pudiera originar desequilibrios de tensión.

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  • INSTALACIONES ELÉCTRICAS.  INTRODUCCIÓN

    La energía eléctrica es quizá la energía más utilizada hoy en día tanto a nivel doméstico como industrial. Su uso está tan extendido que hoy en día, gran cantidad de tareas cotidianas no podrían realizarse sin su existencia.

    Sin embargo, el uso de la energía eléctrica supone un elevado riesgo que es necesario conocer.

    El conocimiento de los riesgos que conlleva el uso de energía eléctrica, supondrá una mejor utilización de la misma, más segura y eficiente.

    Por ello y por que gran parte de los accidentes derivados del uso de energía eléctrica se producen por el desconocimiento de la misma, he creído oportuno redactar este curso.

     

    SEGURIDAD EN LAS INSTALACIONES ELÉCTRICAS

    Antes de entrar más en profundidad en el tema de la seguridad en el sector eléctrico, conviene conocer una serie de términos relacionados con el mismo. Las siguientes definiciones están recogidas en el Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión (RD 842/2002 del 8 de Agosto).

     

    Aislamiento de un cable: conjunto de materiales aislantes que forman parte de un cable y cuya función específica es soportar la tensión.

    Aislamiento principal: aislamiento de las partes activas, cuyo deterioro podría provocar riesgo de choque eléctrico.

    Aislamiento funcional: aislamiento necesario para garantizar el funcionamiento normal y la protección fundamentas contra los choques eléctricos.

    Alta sensibilidad: se consideran los interruptores diferenciales como de alta sensibilidad cuando el valor de esta es igual o inferior a 30 mA.

    Conductor equipotencial: conductor de protección que asegura una conexión equipotencial.

    Conductor de protección CP o PE: conductor requerido en ciertas medidas de protección contra choques eléctricos y que conecta alguna de las siguientes partes:

    Masas Elementos conductores Borne principal de tierra Toma de tierra Punto de la fuente de alimentación unida a tierra o a un neutro artificial.

    Conductor CPN o PEN: conductor puesto a tierra que asegura, al mismo tiempo, las funciones de conductor de protección y de conductor neutro.

    Conexión equipotencial: conexión eléctrica que pone al mismo potencial, o a potenciales prácticamente iguales, a las partes conductoras accesibles y elementos conductores.

    Contacto directo: contacto de personas o animales con partes activas de los materiales y equipos.

    Contacto indirecto: contacto de personas o animales domésticos con partes que se han puesto bajo tensión como resultado de un fallo de aislamiento.

    Cortacircuito fusible: aparato cuyo cometido es el de interrumpir el circuito en que está intercalado, por fusión de uno de sus elementos, cuando la intensidad que recorre el elemento sobrepasa, durante un tiempo determinado, un cierto valor.

    Choque eléctrico: efecto fisiopatológico resultante del paso de corriente eléctrica a través del cuerpo humano o de un animal.

     

    Interruptor automático: interruptor capaz de establecer, mantener e interrumpir las intensidades de corriente de servicio, o de establecer e interrumpir automáticamente, en condiciones predeterminadas, intensidades de corriente anormalmente elevadas, tales como las corrientes de cortocircuito.

    Interruptor diferencial: aparato electromecánico o asociación de aparatos destinados a provocar la apertura de los contactos cuando la corriente diferencial alcanza un valor dado.

    Nivel de aislamiento: para un aparato determinado, característica definida por una o más tensiones especificadas de su aislamiento.

    Partes accesibles simultáneamente: conductores o partes conductoras que pueden ser tocadas simultáneamente por una persona o, en su caso, por animales domésticos o ganado.

    Nota: Las partes simultáneamente accesibles pueden ser: partes activas, masas, elementos conductores, conductores de protección, tomas de tierra).

    Protección contra choques eléctricos en servicio normal: prevención de contactos peligrosos, de personas o animales, con las partes activas.

    Protección contra choques eléctricos en caso de defecto: prevención de contactos peligros de personas o de animales con:

    Masas Elementos conductores susceptibles de ser puestos bajo tensión en caso de defecto.

    Punto a potencial cero: punto del terreno a una distancia tal de la instalación de toma de tierra, que el gradiente de tensión resulta despreciable, cuando pasa por dicha instalación una corriente de defecto.

    Tensión de contacto: tensión que aparece entre partes accesibles simultáneamente, al ocurrir un fallo de aislamiento.

    Notas: Por convenio este término solo se utiliza en relación con la protección contar contactos indirectos. En ciertos casos el valor de la tensión de contacto puede resultar influido notablemente por la impedancia que presenta la persona en contacto con esas partes.

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  • VISTA GLOBAL DE LAS ESTACIONES Y SUBESTACIONES

    Vista global de las subestaciones y estaciones transformadoras

    Muy básicamente se podría decir que las subestaciones y estaciones transformadoras se componen de cinco partes que serían: mando, regulación, corte, protección, transformación y medida. En realidad las labores de mando, corte y protección pueden aparecer combinadas, ya que la aparamenta utilizada en este tipo de instalaciones lo permite.

     

    La aparamenta que compone cada uno de estos grandes bloques es:

    – Entrada-salida: barras de reparto de intensidad (embarrados).
    – Protección: relés de protección, pararrayos y autoválvulas.
    – Corte: seccionadores, interruptores y disyuntores.
    – Medida: transformadores y equipos de medida.
    – Regulación: reguladores de tensión.
    – Mando: cuadros de mando directo y telemando.

     

     

    APARATOS DE MANIOBRA Y CORTE

    Su función es la de permitir un servicio continuo y aislar eléctricamente partes del sistema que, por diferentes motivos, deban quedar libres de tensión. En las estaciones y subestaciones transformadoras nos encontraremos con los siguientes aparatos que realizan funciones de corte y maniobra.

    – Seccionadores: se usan para cortar tramos del circuito de forma visible. Para poder realizar la maniobra necesitan estar libres de carga, es decir, en el momento de la apertura no debe circular corriente alguna a través de él.

    – Interruptores: estos dispositivos son capaces de soportar grandes corrientes de cortocircuito durante un periodo determinado de tiempo, esto les permite realizar la maniobra con carga. Deben accionarse de forma manual y su apertura no es visible.

    – Interruptor-seccionador: realizan la misma función del interruptor con la peculiaridad de que su apertura se aprecia visualmente.

    – Interruptores automáticos o disyuntores: al igual que los interruptores, realizan la labor de maniobra en condiciones de carga. En realidad estos son los usados habitualmente y no los interruptores manuales, ya que estos actúan automáticamente en caso de anomalía eléctrica. Para este accionamiento automático se ayudan de unos aparatos llamados relés de protección. Deben incorporar un sistema de extinción del arco eléctrico para su correcto funcionamiento

     

     

    ESTACIONES. TIPOS DE SECCIONADORES

    Tipos de seccionadores

    Atendiendo a su forma constructiva y a la forma de realizar la maniobra de apertura, se distinguen cinco tipos de seccionadores empleados en alta y muy alta tensión.

    – Seccionador de cuchillas giratorias: como su propio nombre indica, la forma constructiva de estos seccionadores permite realizar la apertura mediante un movimiento giratorio de sus partes móviles. Su constitución permite el uso de este elemento tanto en interior como en intemperie.

     

    – Seccionador de cuchillas deslizantes: el movimiento de sus cuchillas se produce en dirección longitudinal (de abajo a arriba). Son los más utilizados debido a que requieren un menor espacio físico que los anteriores, por el contrario, presentan una capacidad de corte menor que los seccionadores de cuchillas giratorias.

     

    – Seccionadores de columnas giratorias: su funcionamiento es parecido al de los seccionadores de cuchillas giratorias, la diferencia entre ambos radica en si la pieza aislante realiza el movimiento de manera solidaria a la cuchilla o no. En los seccionadores de columnas giratorias, la columna aislante que soporta la cuchilla realiza el mismo movimiento que ésta. Están pensados para funcionar en intemperie a tensiones superiores a 30 kV.

     

    – Seccionadores de pantógrafo: estos seccionadores realizan una doble función, la primera la propia de maniobra y corte y la segunda la de interconectar dos líneas que se encuentran a diferente altura. En este tipo de seccionadores se debe prestar especial atención a la puesta a tierra de sus extremos.

     

    ¿Por qué no se usan seccionadores unipolares en alta tensión?: por el desequilibrio entre fases que podría generar, la conexión o desconexión parcial de la totalidad de las líneas. Este hecho es más grave cuanto más alto es el valor nominal de la tensión.

     

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  • ENERGÍA. ESTACIÓN TRANSFORMADORA Y SUBESTACIÓN

    INTRODUCCIÓN

    ¿Qué es una subestación?: es aquella instalación compuesta por los adecuados elementos de mando, corte, medida, regulación, transformación y protección; y cuya misión es la de reducir los valores de muy alta tensión a valores aptos para la distribución eléctrica.

    ¿Qué es una estación transformadora?: al igual que la subestación, la estación transformadora es una instalación formada por elementos de mando, corte, medida, regulación, transformación y protección; y cuya misión es la de reducir los valores de alta tensión procedentes de las subestaciones transformadoras en valores de media tensión.

     

    ¿Cuáles son los valores de alta y media tensión?: en la siguiente tabla se resume esta cuestión.

     

     

    TIPOS DE SUBESTACIONES TRANSFORMADORAS SEGÚN SU FUNCIÓN

    Atendiendo a la función que desempeñan dentro de la red de transporte de energía eléctrica se distinguen los siguientes tipos de subestaciones transformadoras:

    – De interconexión: en este caso no existe transformación de la energía eléctrica, ya que su única labor es la de disponer de la aparamenta necesaria para realizar la interconexión de varias líneas correctamente. Esto ocurre cuando el trazado de varias líneas confluyen en un mismo lugar, disponiendo de este tipo de subestaciones evitaremos que puedan existir problemas en dichas líneas debidos a la proximidad de ambas entre sí.

    – De transformación pura: básicamente su labor es la descirta anteriormente: «es aquella instalación compuesta por los adecuados elementos de mando, corte, medida, regulación, transformación y protección; y cuya misión es la de reducir los valores de muy alta tensión a valores aptos para la distribución eléctrica». Su disposición más normal es la de recibir dos líneas en muy alta tensión y derivar en una en alta tensión.

    – Interconexión con transformación: misma función que las de interconexión simple, con la función añadida de la transformación de la corriente eléctrica. Su uso es muy extendido.

    – De central: este tipo de subestaciones se disponen a pie de las centrales generadoras de energía eléctrica. Su uso viene dado por la imposibilidad de construir estaciones elevadoras en la proximidad de algunas centrales. De esta manera realizamos la elevación de la tensión en la misma central sin la necesidad de disponer de una segunda estación elevadora, se podría decir que las subestaciones transformadoras de central son en realidad estaciones elevadoras con distinto nombre ya que realizan la misma función.

     

     

    ENERGÍA. SUBESTACIONES TRANSFORMADORAS SEGÚN SU EMPLAZAMIENTO

    Tipos de subestaciones transformadoras según su emplazamiento.

    El emplazamiento de una subestación transformadora depende de varios factores: de la situación del terreno, de las propias inclemencias meteorológicas, del grado de seguridad y vida útil que se le quiera dar a la instalación o más básicamente del aspecto económico de la construcción. Dependiendo de donde se sitúe la instalación se distinguen varios tipos de subestaciones transformadoras:

    – De intemperie: se construyen en el exterior, son las más usuales y no requieren edificación envolvente complementaria. Tienen por inconveniente el tener que estar perfectamente protegidas contra las inclemencias del ambiente, contaminación, humedad, ambiente salino… no siendo aptas para lugares en que estos factores llegan a niveles altos de agresión.

    – De interior: presentan una principal ventaja frente a las de intemperie y es la de obtener una mayor protección frente a los factores antes mencionados (humedad, contaminación, inclemencias atmosféricas, ambiente salino…). Evidentemente necesitan la construcción de un edificio suficiente para albergar la totalidad de elementos que la componen. A pesar de ser interiores, los transformadores se siguen situando a la intemperie.

     

    – Blindadas: son aquellas que usan el hexafloruro de azufre SF6, como elemento aislante en todos sus elementos (interruptores, trasnformadores…). Este aislante consigue reducir la distancia necesaria entre elementos, logrando así disponer de la instalación en un menor espacio. Por el contrario son evidentemente más caras, debido a que los elementos que usan el hexafloruro de azufre son más costosos que los que usan por ejemplo el aceite.

    – Rurales: prácticamente en desuso. Se sitúan dentro de edificaiones pequeñas (300 m2 como mucho), y se usan cuando es necesaria su utilización en las proximidades de pequeños núcleos urbanos siempre que, por diversas circunstancias, no sea posible situarla en intemperie.

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  • MOTORES ELÉCTRICOS

     

    Un motor eléctrico es una máquina eléctrica que transforma energía eléctrica en energía mecánica por medio de interacciones electromagnéticas. Algunos de los motores eléctricos son reversibles, pueden transformar energía mecánica en energía eléctrica funcionando como generadores. Los motores eléctricos de tracción usados en locomotoras realizan a menudo ambas tareas, si se los equipa con frenos regenerativos.

    Son ampliamente utilizados en instalaciones industriales, comerciales y particulares. Pueden funcionar conectados a una red de suministro eléctrico o a baterías. Así, en automóviles se están empezando a utilizar en vehículos híbridos para aprovechar las ventajas de ambos.

    Los motores, son las máquinas auxiliares de una máquina principal. La máquina principal produce un trabajo con el auxilio de uno o varios motores. Los motores eléctricos, se paran o se ponen en funcionamiento, obedeciendo a un mando manual o un programa preestablecido. Se detienen cuando se alcanza un nivel, o se ponen en marcha en el momento que un mecanismo está en una determinada posición. La puesta en marcha, o parada, de estos motores auxiliares, está controlados por los sensores o elementos de detección.

    Principio de funcionamiento

    El principio de la inducción de Faraday, científico británico, establece que el movimiento de un conductor integrante de un circuito cerrado en un campo magnético produce corriente en dicho circuito, y en ello se basa el funcionamiento del generador eléctrico. Pero, recíprocamente, una corriente eléctrica que pasa por un conductor situado en un campo magnético crea una fuerza que tiende a desplazar al conductor con respecto al campo, y esta es la base del motor eléctrico. De modo que, en esencia, una misma máquina puede emplearse como generador o como motor; si se le aplica energía mecánica, generará electricidad, y si se le aplica electricidad, producirá energía mecánica.

    Los motores de corriente alterna y los motores de corriente continua se basan en el mismo principio de funcionamiento, el cual establece que si un conductor por el que circula una corriente eléctrica se encuentra dentro de la acción de un campo magnético, éste tiende a desplazarse perpendicularmente a las líneas de acción del campo magnético.

    El conductor tiende a funcionar como un electroimán debido a la corriente eléctrica que circula por el mismo adquiriendo de esta manera propiedades magnéticas, que provocan, debido a la interacción con los polos ubicados en el estator, el movimiento circular que se observa en el rotor del motor.

    Partiendo del hecho de que cuando pasa corriente por un conductor produce un campo magnético, además si lo ponemos dentro de la acción de un campo magnético potente, el producto de la interacción de ambos campos magnéticos hace que el conductor tienda a desplazarse produciendo así la energía mecánica. Dicha energía es comunicada al exterior mediante un dispositivo llamado flecha.

    En un motor eléctrico:

    – La potencia nominal es la potencia de salida, esto es, la potencia mecánica en el eje del motor; la potencia nominal PN es expresado generalmente en Kw, cv o eventualmente en H.P. La potencia (eléctrica) de entrada dada generalmente en Kw, es igual a la potencia nominal (en Kw) dividida por el rendimiento del motor (h).

    – La corriente nominal de los motores de corriente alterna está dada por las siguientes relaciones:

    *Monofásicos:

    *Trifásicos:

    Siendo:

    VN = Tensión nominal de línea del motor en (V),

    cosφN = Factor de potencia nominal.

    – La corriente nominal de los motores de corriente continua está dada por la siguiente relación

    La corriente consumida por un motor varía bastante con las circunstancias. En la mayoría de los motores, la corriente en el instante de la partida, corriente de arranque, Ia es muy elevada (se puede tener Ia/IN con valores superiores a 8), cayendo gradualmente (en algunos segundos) con el aumento de la velocidad hasta los valores nominales.

    Ventajas

    En diversas circunstancias presenta muchas ventajas respecto a los motores de combustión:

    • A igual potencia, su tamaño y peso son más reducidos.

    • Se pueden construir de cualquier tamaño.

    • Tiene un par de giro elevado y, según el tipo de motor, prácticamente constante.

    • Su rendimiento es muy elevado (típicamente en torno al 75%, aumentando el mismo a medida que se incrementa la potencia de la máquina).

    • Este tipo de motores no emite contaminantes, aunque en la generación de energía eléctrica de la mayoría de las redes de suministro se emiten contaminantes.

    Dependiendo del tipo de corriente a utilizar y de las características de construcción los motores se clasifican como se resume en la tabla siguiente:

    CLASIFICACION DE LOS MOTORES

    -CORRRIENTE ALTERNA

     

    -CORRIENTE CONTINUA

     

    -UNIVERSALES

     

    -ESPECIALES

     
    • CORRIENTE ALTERNA
    • CORRIENTE CONTINUA
    • UNIVERSALES
    • ESPECIALES

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    Los tipos más usuales de motores eléctricos son:

    a) Motores de corriente continua.- Son motores de costo elevado y necesitan una fuente de corriente continua y rectificada; pueden funcionar con velocidades ajustables entre limites amplios y se prestan a controles de gran flexibilidad y precisión; su uso está restringido a aplicaciones en que esas propiedades son exigidas como es el caso de tracción eléctrica, procesos automáticos de producción, etc.

    b) Motores de corriente alterna.– Son los más usados, toda vez que la distribución de energía eléctrica es normalmente hecha en corriente alterna, los motores pueden ser:

    Síncronos: Funcionan con velocidad fija, utilizados para grandes potencias (debido a su alto costo en tamaños menores) o cuando se necesita de velocidad constante; gracias a su factor de potencia elevada y variable es también usado en la corrección de factor de potencia, necesita de una fuente de corriente continua o rectificada para su excitación además de exigir un equipamiento de control complejo.

    De inducción: Que funcionan con velocidad prácticamente constante, variado ligeramente con la carga mecánica aplicada a su eje debido a su gran simplicidad robusta y bajo costo, es el motor utilizado (principalmente la jaula de ardilla), siendo adecuada para casi todos los tipos de maquinas.

    c) Motores universales.- También llamamos diasíncronos, funcionan con corriente continua o alterna y tienen su aplicación típica en los aparatos electrodomésticos.

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  • RED. FASE DE DISTRIBUCIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA EN ALTA TENSIÓN

    Descripción general de la fase de distribución en alta tensión

    En esta fase tiene lugar la reducción de la muy alta tensión a alta y media tensión. En este nivel de tensión tiene lugar la distribución de la energía eléctrica entre todos los centros de transformación, que sirven de enlace con los usuarios finales.

    Elementos que constituyen la fase de distribución en alta tensión.

    – Estaciones de distribución: realizan una primera reducción de la tensión hasta aproximadamente los 15kV. Constructivamente son parecidas a los centros de transformación y se suelen situar a las afueras de los núcleos urbanos.

    – Líneas de reparto: transportan la energía eléctrica desde las SET hasta las estaciones de distribución. Trabajan siempre en alta tensión.

    – Líneas de distribución en media tensión: transportan la energía desde las estaciones de distribución hasta los centros de transformación. Pueden ser aéreas o subterráneas.

    – Centros de transformación: se encargan de reducir la media tensión en baja tensión, para que puedan ser usadas por los usuarios finales.
     

     

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  • RED. FASE DE TRANSPORTE DE ENERGÍA ELÉCTRICA

    Descripción general de la fase de transporte

    Una vez producida la energía eléctrica, se hace necesario adecuarla para el transporte a largas distancias, esto se hace en las estaciones elevadoras, donde se aumenta la tensión procedente de las centrales generadoras (15-30kV), hasta valores de muy alta tensión (más de 132kV). Una vez completado este proceso, la energía es transportada a través de una red de transporte formada por líneas aéreas, hasta llegar a las SET, que no son más que estaciones elevadoras al revés, es decir que hacen el proceso inverso reduciendo la muy alta tensión en media o alta tensión, dependiendo de las circunstancias que den lugar al suministro a partir de ese punto.

    Divisiones de la fase de transporte:

    * Elevación a muy alta tensión: esto se produce en las llamadas estaciones elevadoras, que son instalaciones que albergan la aparamenta y elementos necesarios, para producir la transformación de media en muy alta tensión.

    * Transporte de energía eléctrica: una vez alcanzados valores aptos para el transporte a largas distancias, es necesario tender una red adecuada para ello. Normalmente de una misma central salen muchas líneas que, por razones económicas y constructivas, discurren por idénticos caminos, siendo comunes a todos los elementos de apoyo, corte y protección. Las líneas se dividen en tres categorías dependiendo de la tensión a la que trabajen:

    categoría: líneas de muy alta tensión.
    categoría: líneas de alta tensión.
    categoría: líneas de media tensión.

    Este proceso acaba cuando se llega a las subestaciones transformadoras (SET).

    * Subestaciones transformadoras: son idénticas constructivamente hablando a las estaciones elevadoras, pero hacen el proceso inverso, esto es posible a que su principal elemento, el transformador, tiene la característica de ser un aparato reversible, es decir, que sirve a la vez para aumentar tensión y para reducirla.

    Centro de reparto: tiene la misión de conectar varias líneas de distribución, normalmente esta instalación va englobada dentro de la propia SET, rara vez aparecen por separado.

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  • RED. CENTRALES DE ELECTRICIDAD RENOVABLES (1)

    Centrales generadores de energías renovables

    Se dice que una energía es renovable, cuando el elemento que usa para la producción de energía eléctrica se encuentra ilimitado en la naturaleza. Este tipo de energías son más limpias pero menos eficientes. Estas son las principales centrales generadoras de energías renovables:

    – Huerto solar:

    Se denomina así al conjunto de paneles o colectores solares, que tienen como fin el generar energía para suministro a red. Estos colectores generan energía eléctrica a partir de los fotones del Sol, estos chocan con los paneles que, gracias a su constitución, les impide volver hacia atrás, canalizando esa energía para poder ser almacenada en forma de tensión eléctrica. Se trata de un tipo de energía completamente limpia e inagotable. El inconveniente de estas centrales es su mala relación eficiencia- precio, producen poca energía en relación a térmicas o nucleares y requieren una serie de costosos elementos para su construcción, ya que la electricidad que generan (en corriente continua y a muy baja tensión), debe pasar por una serie de procesos que la adecuen a las características de la Red pública.

    Parque eólico:

    Se denomina así al conjunto de aerogeneradores, que al igual que en el huerto solar tienen el fin de suministrar energía eléctrica a la Red pública. Estos elementos generan electricidad a través de la fuerza del viento, que es capaz de mover las aspas de los molinos y en consecuencia una turbina a la que van acopladas. Tienen el mismo inconveniente que los huertos solares, su mala relación eficiencia- precio, por que al igual que estos, necesitan de una serie de equipos para su correcto funcionamiento. Al igual que la energía solar, este tipo de energía es completamente limpia y renovable.

     

    RED. CENTRALES DE ELECTRICIDAD RENOVABLES (2)

    Ahora continuamos con las centrales generadoras de energía renovable

    – Centrales de energía geotérmica:

    Estas centrales aprovechan el calor interno del Planeta como fuente de energía. Lo pueden aprovechar de dos maneras: obteniendo vapor directamente de las grietas existentes en algunas zonas del Planeta para mover las turbinas, u obteniendo agua interna a altas temperaturas, generalmente a más de 200ºC. De esta manera surgen tres tipos de centrales: las de vapor seco, las flash (de agua caliente), y las binarias, que son una variación de las flash ya que usan el agua caliente para calentar un segundo fluido con un punto de evaporación menor, consiguiendo aumentar el rendimiento del proceso. Al final siempre se busca conseguir gran cantidad de vapor a altas temperaturas, la diferencia radica en si lo obtienen directamente del subsuelo o lo hacen a través del agua que ahí se halla, aprovechando que ésta se encuentra a unas temperaturas muy superiores a las que se dan en superficie. Este tipo de centrales son muy utilizadas en países como Islandia o Estados Unidos, en general países situados en zonas donde la actividad interna de la Tierra es muy alta.

     

    – Centrales de biomasa:

    La energía de biomasa es aquella que surge del aprovechamiento de elementos naturales renovables. Existen varias vías para conseguirla de una manera racional, como los cultivos energéticos, los desechos de bosques y campos, y residuos agrícolas y deyecciones y camas del ganado. No se puede englobar aquí el uso de materiales como la leña o los excrementos, debido a la alta contaminación que produce su aprovechamiento. La energía de biomasa persigue un fin ecológico, que es el de aprovechar recursos de la naturaleza en principio inservibles, se pueden aprovechar de varias maneras como usando el CO2 que son capaces de retener algunos vegetales, o mediante elementos cuya combustión no suponga una agresión al medioambiente. Actualmente es un tipo de energía poco usada, pero que podría acabar abriéndose paso debido a la sencillez del proceso de producción y el bajo coste que ello supone frente a otras instalaciones.

    – Centrales mareomotrices:

    Estas centrales son las que aprovechan la acción gravitatoria entra la Luna, la Tierra y el Sol y que es la razón por la cual surgen las mareas en mares, algunos ríos de gran caudal (los únicos que pueden llegar a tener mareas) y océanos. También las hay preparadas para usar la fuerza del oleaje en beneficio de la producción de electricidad. Su funcionamiento es parecido al de una central hidroeléctrica, con la excepción de que las mareomotrices no suponen un impacto medioambiental tan alto al no requerir la construcción de una presa o dique. La energía mareomotriz es una energía 100% limpia y renovable. El único inconveniente de este tipo de energía, es la construcción de centrales que puedan aprovechar el vaivén de las mareas, ya que para ello necesitan estar situadas mar adentro o en el propio cauce de un gran río para funcionar, con la dificultad que supone la construcción de una instalación de estas características en esas situaciones y el posterior transporte de energía a tierra firme. Esto limita bastante su uso, debido a que su construcción supone en la mayoría de las ocasiones un gran desembolso económico, y un gran despliegue técnico. No obstante se espera poder contar con este tipo de energía en el futuro para cubrir ciertas demandas energéticas.

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  • RED. CENTRALES DE ELECTRICIDAD NO RENOVABLES (1)

    Centrales generadoras de energía eléctrica

    Definición: son las encargadas de producir energía eléctrica, normalmente lo hacen en media tensión, a un valer de 15 o 20kV. El proceso es en casi todas igual, el fin que persiguen es hacer girar un turbina con un alternador eléctrico acoplado, el principal factor que las caracteriza es el elemento empleado para inducir el giro de esa turbina, el cual define todo el sistema de producción interno de la central. Las centrales eléctricas se pueden clasificar en dos grandes grupos: de energías no renovables y de energías renovables.

    CENTRALES GENERADORAS DE ENERGÍAS NO RENOVABLES:

    Centrales termoeléctricas:

    El elemento utilizado en las centrales térmicas es el gas natural, el petróleo o el carbón. Estas centrales usan la combustión de estos elementos para producir el movimiento de una turbina acoplada a un alternador y en consecuencia producir energía eléctrica.

    Este tipo de centrales son las que consiguen una mayor relación precio-megavatio producido, pero su impacto medioambiental es mayor al resto. Una variante, o mejor dicho una evolución de las anteriores, que se ha utilizado en los últimos años son las llamadas centrales térmicas de ciclo combinado, éstas centrales aprovechan el vapor producido en la combustión para mover una segunda turbina o turbinas que también es capaz de producir energía eléctrica.

    Este tipo de centrales aprovechan mucho mejor los recursos y han acabado eliminando las térmicas convencionales, o en su caso, se han modificado para poder funcionar como centrales de ciclo combinado.

     

     

    RED. CENTRALES DE ELECTRICIDAD NO RENOVABLES (2)

    – Centrales hidroeléctricas:

    Estas centrales usan el agua como elemento productor. Aprovechan el caudal de ríos y arroyos para inducir el giro de una turbina acoplada a un alternador eléctrico. Este tipo de energía está considerada como «renovable», aunque este no es un adjetivo del todo cierto, ya que el agua no es un elemento que se encuentre ilimitado en la naturaleza, si es sin embargo una energía bastante limpia, siempre que la infraestructura que supone la construcción de una central de estas características, no afecte de manera perjudicial el paisaje natural. Normalmente la construcción de estas centrales trae consigo la necesidad de construir un dique o presa, que altera el paisaje de manera radical, no obstante, esto se considera un perjuicio medioambiental moderado, pudiendo englobarse este tipo de energía dentro de las llamadas «energías limpias». Actualmente, este tipo de centrales cubren la demanda energética en horas punta, cuando las nucleares o térmicas no son capaces de cubrir estos picos de consumo.

    Central hidroeléctrica reversible: Este tipo de centrales tienen la capacidad de, además de producir electricidad aprovechando la fuerza del agua, consumir energía en beneficio de un mayor rendimiento de la propia central. Esto se consigue por ejemplo usando motores para bombear agua a lo alto de una presa, de esta manera se acumula la fuerza del agua para su posterior aprovechamiento, comportándose así como una especie de gran batería. Este tipo de centrales son rentables gracias a que este proceso solo se lleva a cabo en horas valle de consumo.

    – Centrales nucleares:

    Este tipo de centrales utiliza elementos fisionables como el uranio o el plutonio, para generar calor mediante una serie de reacciones nucleares. Estas centrales constan de varios reactores llamados vasijas, en los que se albergan varillas de estos elementos y donde se producen las reacciones que hacen posible el movimiento de una turbina. No generan contaminantes atmosféricos, pero tienen en su contra el ser altamente peligrosas si no se controla el proceso, ya que una elevada temperatura puede producir escapes radiactivos que son fatales para la vida. Además generan una serie de residuos contaminantes que han de ser almacenados y controlados durante un largo periodo de tiempo en grandes piscinas. Actualmente son estas centrales las que aseguran el abastecimiento eléctrico a cualquier hora del día. Tienen un ciclo de vida determinado, después del cual quedan inservibles.

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  • RED. ALTA TENSIÓN

    Qué es la alta tensión?

    Se entiende por alta tensión toda aquella que supera los 1.000 voltios de valor nominal. Se suele hacer una subdivisión dentro de ella, separando media tensión, alta tensión y muy alta tensión. Estas categorías se delimitan en los valores propios usados dependiendo del punto de la propia red de distribución, explicado de otra manera, de una central eléctrica se sale en media tensión a unos 20kV, ésta es elevada a alta tensión, unos 60kV y más adelante se eleva a valores que llegan a los 400kV, lo que conocemos por muy alta tensión. A medida que nos aproximamos a los núcleos urbanos ésta se va reduciendo progresivamente, siguiendo el proceso inverso al anteriormente descrito, hasta a llegar a los valores de baja tensión utilizados por los abonados. Estos valores de tensión vienen especificados por las propias necesidades de abastecimiento surgidas en cada ocasión.

    * A continuación te presentamos el cuadro detalle de las medidas de tensión y sus valores en voltaje:

    ¿Qué diferencia hay entre media y alta tensión?

    Básicamente el valor de la tensión. En la Reglamentación la única diferenciación recogida es la de baja y alta tensión, viniendo delimitada éstas en el valor de los 1.000 voltios como antes se ha dicho.

    ¿Por qué se usa la alta tensión?
    Su uso viene justificado por la necesidad de reducir el valor de la intensidad, y en consecuencia la sección del conductor. Como dice la Ley de , si a un mismo valor de potencia le aumentamos el valor de la tensión, reduciremos en consecuencia el valor de la intensidad transportada.

    Ejemplo: 

    Elevar la tensión a estos valores es posible gracias a elementos como centros de transformación y subestaciones transformadoras. La implantación de estos elementos en las redes supone un menor impacto tanto económico como de espacio, que el que supondría el uso de cables de sección suficiente para el transporte de tan altos valores de potencia a una menor tensión.

    De esta manera se consigue suministrar grandes valores de potencia, a muy bajos valores de intensidad, esto tiene grandes ventajas: la primera, se reducen las pérdidas de energía por calentamiento de los conductores (lo conocido como efecto Joule), y la segunda es que se reduce la sección del conductor, hasta medidas que hacen viable el transporte a largas distancias de grandes niveles de potencia, disminuyendo así las necesidades económicas y de infraestructura de la propia línea de distribución.

    SISTEMA ELÉCTRICO
     
    Definición de Sistema eléctrico: se entiende por sistema eléctrico, a los elementos, líneas e instalaciones, que en conjunto, forman el sistema de transporte de energía, comprendido el cual desde las centrales productoras hasta los propios abonados. Sus misiones principales son la de unir eléctricamente las centrales generadoras con las instalaciones de abonado, generar la corriente eléctrica y transformar los valores de tensión con el fin de conseguir la mayor eficiencia posible de los equipos.

    Características del sistema eléctrico actual:

    – La corriente transportada es del tipo alterna senoidal, que es el tipo de corriente eléctrica que se usa principalmente en las instalaciones de abonado. La principal razón de su uso es que puede transformarse, al contrario que la corriente continua.
    – La red de transporte es de carácter trifásico, así se consigue una mayor eficiencia económica, reduciendo los valores de intensidad y calentamiento.
    – Frecuencia de servicio, indica la cantidad de ciclos de onda senoidal completa que se realizan en un segundo. En Europa son 50 hertzios (hz), en Estados Unidos este valor es de 60 hz.

     

    Fases que componen el transporte de energía eléctrica:

    – Fase de generación: la forman las centrales generadoras, en esta fase se produce la generación de la corriente eléctrica. En esta fase se transforma la corriente a un valor de media tensión, preparándola para el transporte.
    – Fase de transporte de energía: la forman las centrales elevadoras (EE), subestaciones transformadoras de distribución (SET) y líneas de transporte. Su misión es transformar la corriente ha valores de muy alta tensión, y transportarla a grandes distancias hasta las SET.
    – Fase de distribución en alta tensión: la forman las estaciones de distribución y las líneas de distribución las cuales pueden ser aéreas o subterráneas. Su misión es aproximarse a las zonas de usuario, adecuando progresivamente la tensión a valores aptos para el consumo.

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