10 Tipos De Redes De Distribución Eléctrica, Que Son Y Cómo Funcionan

La función principal de los tipos de redes de distribución eléctrica en un edificio o instalación es recibir energía en uno o más puntos de suministro y entregarla a iluminación, ascensores, enfriadores, motores y todas las demás cargas eléctricas. El mejor sistema de distribución es aquel que, de manera rentable y segura, suministre un servicio eléctrico adecuado a las cargas probables presentes y futuras.

La selección de una disposición de los distintos tipos de redes de distribución eléctrica tiene un profundo impacto en la confiabilidad y mantenibilidad del sistema eléctrico. Se utilizan cuatro disposiciones básicas de circuito para la distribución de energía eléctrica. Son las disposiciones de circuito de red radial, selectiva primaria y selectiva secundaria.

Varios tipos de redes de distribución eléctrica de uso común se analizan a continuación. Por lo general, es necesario combinar dos o más de estos arreglos para aumentar la confiabilidad del sistema.

1. Tipos de redes de distribución eléctrica radial

Los tipos de redes de distribución eléctrica son los arreglos de distribución eléctrica más simples y el menos costosas en términos de costo inicial del equipo. También es la disposición menos confiable ya que solo usa una única fuente de utilidad.

Con los tipos de redes de distribución eléctrica radial simple, la pérdida de la fuente de servicios públicos, el transformador o el equipo de servicio o distribución resultará en una pérdida de servicio. Estos tipos de redes de distribución eléctrica radial simple convencionales reciben energía en el voltaje de suministro de la red pública en una sola subestación y reduce el voltaje al nivel de utilización. La pérdida de la fuente de servicios públicos, el transformador o el equipo de servicio o distribución resultará en una pérdida de servicio.

Además, las cargas deben apagarse para realizar el mantenimiento del sistema. Esta disposición se usa más comúnmente cuando la necesidad de un bajo costo inicial, simplicidad y economía de espacio superan la necesidad de una mayor confiabilidad. El equipo típico para esta disposición del sistema es una subestación de una sola unidad que consiste en un interruptor primario con fusible, un transformador de tamaño suficiente para alimentar las cargas y una centralita de baja tensión.

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2. Tipos de redes de distribución eléctrica radial expandida

Una de las principales ventajas de los tipos de redes de distribución eléctrica radial simple es que puede ampliarse fácilmente mediante la inclusión de transformadores adicionales. La confiabilidad aumenta con un mayor número de subestaciones ya que la pérdida de un transformador no resultará en una pérdida de servicio para todas las cargas.

Para minimizar la caída de voltaje, los transformadores adicionales se pueden ubicar cerca del centro de cada grupo de cargas. Si la pérdida de un transformador o alimentador no puede resultar en la pérdida de servicio a una parte de la instalación, se requiere una disposición del sistema más confiable.

3. Tipos de redes de distribución eléctrica radial con selectividad primaria

Cuando hay dos fuentes de servicios disponibles, los tipos de redes de distribución eléctrica radiales con selectividad primaria brindan casi las mismas ventajas económicas que el sistema radial simple con mayor confiabilidad ya que la falla de una fuente de servicios no dará como resultado una pérdida total del servicio.

Sistema de distribución de energía eléctrica radial con selectividad primaria.

Se producirá una breve interrupción entre la pérdida de la fuente principal de servicios públicos y el cambio a la fuente alternativa, a menos que las fuentes de servicios públicos estén en paralelo. La pérdida del transformador o del equipo de distribución aún resultaría en una pérdida de servicio.

Se puede usar un esquema de transferencia automática entre las dos fuentes primarias para cambiar automáticamente de una fuente de utilidad fallida a una fuente disponible. El mantenimiento del sistema primario requiere que todas las cargas se apaguen.

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4. Tipos de redes de distribución eléctrica radial simple primario y secundario

Una forma mejorada del sistema radial simple convencional distribuye energía a un voltaje primario. El voltaje se reduce al nivel de utilización en varias áreas de carga, típicamente a través de transformadores de subestación de unidades secundarias.

Sistema de distribución eléctrica radial primaria y secundaria simple

Cada subestación de unidad secundaria es una unidad ensamblada que consiste en un transformador, un interruptor con fusible primario conectado integralmente y un tablero o cuadro de distribución de bajo voltaje. Circuitos alimentados a cada carga desde disyuntores o interruptores con fusibles.

Una falla en un circuito alimentador primario o en un transformador causará una interrupción solo en las cargas secundarias que recibe servicio ese alimentador o transformador. En el caso de una falla primaria del bus principal o una interrupción del servicio público, el servicio se interrumpe a todas las cargas hasta que se elimine el problema.

Debido a que la energía se distribuye a las áreas de carga a un voltaje primario, se reducen las pérdidas, se mejora la regulación de voltaje y, en muchos casos, se reduce el trabajo de interrupción impuesto a los interruptores de circuito de carga.

5. Tipos de redes de distribución eléctrica de bucles primarios

Esta disposición de distribución consiste en uno o más "Bucles primarios" con dos o más transformadores conectados en el bucle. Esto tipos de redes de distribución eléctrica suelen ser más efectivo cuando hay dos servicios disponibles desde la utilidad.

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Sistema de distribución eléctrica de circuito primario.

La principal ventaja del sistema de bucle sobre las disposiciones radiales es que una falla de un transformador o cable de alimentación no hará que una parte de la instalación experimente una pérdida de servicio y que un cable de alimentación pueda mantenerse sin causar una pérdida de servicio.

Cada bucle primario se opera de tal manera que uno de los interruptores de seccionamiento del bucle se mantiene abierto para evitar el funcionamiento en paralelo de las fuentes. Se producirá una interrupción en una parte del sistema después de la falla de un cable de alimentación hasta que se cambie el bucle para acomodar la pérdida del cable.

Al operar los interruptores de seccionamiento apropiados, es posible desconectar cualquier sección de los conductores de bucle del resto del sistema. Normalmente se usa un esquema de enclavamiento clave para evitar el cierre de todos los dispositivos de sección en el bucle.

6. Tipos de redes de distribución eléctrica selectivos secundarios

Otro método para permitir que un sistema de distribución permanezca en servicio después de la falla de un componente es el sistema selectivo secundario. En este sistema, cada transformador secundario está conectado en una disposición típica de subestación unitaria de doble extremo.

Sistema de distribución eléctrica selectiva primaria secundaria de dos fuentes

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Los dos disyuntores principales secundarios y el disyuntor secundario de cada subestación están enclavados mecánica o eléctricamente para evitar la operación en paralelo. En el caso de que el voltaje de la fuente secundaria se pierda en un lado, se puede utilizar la transferencia manual o automática para transferir las cargas al otro lado, restaurando así la energía a todas las cargas secundarias.

7. Tipos de redes de distribución eléctrica selectivos primarios

Si se usa una sola fuente primaria en el sistema selectivo secundario, la pérdida de voltaje en esa fuente daría como resultado una pérdida completa del sistema. Para mayor confiabilidad, se recomiendan fuentes duplicadas desde el punto de suministro de energía usando dos interruptores principales principales y un interruptor principal primario.

Sistema primario de distribución selectiva de energía eléctrica.

En un sistema selectivo primario, dos disyuntores principales primarios y un disyuntor primario están nuevamente enclavados mecánica o eléctricamente para evitar la operación en paralelo. Ante la pérdida de una fuente de voltaje primario en un lado, la transferencia manual o automática puede usarse para restaurar la energía a todas las cargas primarias.

La aparamenta con revestimiento de metal se usa más comúnmente con este tipo de disposición, debido a las limitaciones de los interruptores interruptores de carga con envoltura metálica. Los sistemas secundarios radiales o selectivos se pueden combinar con la disposición selectiva primaria para crear un sistema compuesto.

8. Tipos de redes de distribución eléctrica transformador ahorrador

Una versión a mayor escala de los tipos de redes de distribución eléctrica selectiva secundaria es el esquema de sustitución del transformador. Básicamente, reemplaza las subestaciones de doble extremo con subestaciones de un solo extremo y una o más subestaciones de transformador "ahorradoras", todas las cuales están interconectadas en un bus secundario común.

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Sistema de distribución de energía eléctrica por transformador ahorrador.

Estos tipos de redes de distribución eléctrica permiten una buena flexibilidad en la conmutación. El transformador ahorrador suministra un bus de carga si un transformador de subestación falla o se desconecta para mantenimiento.

Todos los interruptores principales, incluido el interruptor principal de repuesto, normalmente están cerrados; Los desempates normalmente están abiertos. Un transformador se desconecta del circuito abriendo su interruptor principal secundario y cerrando el interruptor de conexión para permitir que el transformador ahorrador alimente sus cargas.

Se debe tener cuidado al permitir que varios transformadores estén en paralelo, ya que la corriente de falla aumenta con cada transformador que está en paralelo, y se requiere una retransmisión direccional en los disyuntores principales secundarios para aislar selectivamente un transformador con falla.

Se requiere un esquema de enclavamiento eléctrico o de llave para imponer los modos de funcionamiento adecuados de este tipo de sistema, especialmente teniendo en cuenta que la conmutación se lleva a cabo en varios equipos que pueden estar en diferentes ubicaciones entre sí. Se puede utilizar un esquema de transferencia automática para cambiar entre un transformador fallado y un transformador disponible.

9. Tipos de redes de distribución eléctrica secundaria

En áreas de alta densidad donde se deben atender grandes cargas y se requiere un alto grado de confiabilidad, a menudo se utilizan sistemas de red secundarios. En este acuerdo, varios servicios públicos están en paralelo en el nivel de bajo voltaje, creando un sistema altamente confiable.

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Sistema de distribución de energía eléctrica de red secundaria

La principal ventaja del sistema de red secundario es la continuidad del servicio. Ningún fallo en cualquier parte del sistema primario interrumpirá el servicio a ninguna de las cargas del sistema.

Los protectores de red son disyuntores especialmente diseñados que se utilizan en el secundario del transformador para aislar las fallas del transformador que se retroalimentan a través del sistema de bajo voltaje. La mayoría de las fallas se borrarán sin interrumpir el servicio a ninguna carga.

El bus secundario común a menudo se denomina "bus colector". Los sistemas de redes de puntos secundarios se usan comúnmente en hospitales, edificios de oficinas de gran altura y edificios institucionales donde se requiere un alto grado de confiabilidad de servicio de las fuentes de servicios públicos.

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10. Tipos de redes de distribución eléctrica compuestos

Los arreglos del sistema discutidos anteriormente son los componentes básicos de las topologías del sistema de distribución de energía, pero rara vez se usan solos para un sistema dado. Para aumentar la confiabilidad del sistema, generalmente es necesario combinar dos o más arreglos.

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A medida que aumenta la fiabilidad, también lo hacen la complejidad y el costo. Las consideraciones económicas generalmente dictarán qué tan complejo de un sistema puede usarse, lo que tendrá un gran impacto en la confiabilidad del sistema.