manoel da costa
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manoel da costa
MANOEL DA COSTA Desde que algunos fabricantes de aparamenta eléctrica han puesto en el mercado programas informáticos de elaboración de proyectos de centros de transformación, se ha extendido entre los profesionales del sector la peligrosa sensación de que la realización de tales proyectos está al alcance de cualquiera, por muy limitados que sean sus conocimientos sobre el tema. Este libro pretende demostrar justo lo contrario. Comenzamos el planteamiento con un breve acercamiento histórico al Sistema Eléctrico de Potencia, continuamos por la guerra de las corrientes, con sus pinceladas de historia, biografía y hasta un poquito de morbo, para ocuparnos a continuación de la problemática de la distribución de la energía eléctrica y dentro de ella la necesidad, conveniencia y densidad óptima de los CT. Los esquemas y las instalaciones de puesta a tierra ocupan los siguientes capítulos, para terminar con el vocabulario electrotécnico. Cuatro capítulos componen el nudo, la parte en la que se procede a la disección y análisis pormenorizado de los elementos del CT: uno dedicado al transformador de potencia y sus protecciones específicas, uno a la aparamenta eléctrica, uno a los elementos necesarios para la medida de la energía, y el último a los componentes de la construcción y los enlaces del CT con las redes de distribución de media y baja tensión. Finalmente en el desenlace se detallan los pasos a seguir en el proceso de realización del proyecto de un Centro de Transformación, en cuanto a la documentación y normativa, determinación de la potencia necesaria, diseño y esquema eléctrico, y finalmente los cálculos de todos los elementos componentes con una especial atención al dimensionado de las instalaciones auxiliares. Esta estructura en tres partes diferenciadas no es del todo caprichosa sino que, en nuestra opinión, propicia, por lo menos, sendos niveles de lectura: uno para los proyectistas, uno para los expertos, y un tercero para aquellos que reciban el libro como un regalo envenenado y se sientan en la obligación de leerlo. ISBN 978-84-8408-759-5 www.andavira.com MANOEL DA COSTA En tal empeño nos ha parecido menos tóxico para el posible lector dotar a este libro de una estructura basada en las tres partes clásicas de la trama unificada: planteamiento, nudo y desenlace, completadas por un prólogo y un epílogo. Manoel da MANOEL DA Costa COSTA Manoel da Costa Santiago de Compostela, 2014 © Manoel da Costa © Andavira Editora, S.L. Diseño de cubierta: Dixital 21, S.L. Depósito legal: C 330-2014 ISBN: 978-84-8408-759-5 Cualquier forma de reproducción, distribución, comunicación pública o transformación de esta obra solo pueder ser realizada con la autorización de sus titulares, salvo excepción prevista por la ley. Diríjase a CEDRO (Centro Español de Derechos Reprográficos) si necesita fotocopiar o escanear algún fragmento de esta obra (www.conlicencia.com; 91 702 19 70 / 93 272 04 47). Andavira, en su deseo de mejorar sus publicaciones, agradecerá cualquier sugerencia que los lectores hagan al departamento editorial por correo electrónico: [email protected] Impreso en España/Printed in Spain Impresión: Tórculo Comunicación Gráfica, S.A. Andavira Editora, S. L. Vía de Édison, 33-35 (Polígono del Tambre) 15890 Santiago de Compostela (A Coruña) www.andavira.com Aos meus tres amores: Luci, Lili e Loli Introito: O de como las más de las veces lo aparentemente más sencillo es lo más complicado. Cavilaciones sobre la utilidad de los libros, y más concretamente de este que, amable lector, tienes en tus manos. Centros de Transformación: anatomía y fisiología …desocupado lector: I. EXCUSATIO NON PETITA... Comenzar un libro con una reflexión en torno a su utilidad no parece una buena forma de ganarse la amistad del editor. Incluso la de los amigos que ya lo han pagado y no tienen oportunidad o descaro suficiente para proponer al librero el abono de su importe. Descansen uno y otros pues no entra en los planes inmediatos del autor denostar estos pequeños grandes amigos que acompañaron su infancia, adolescencia, juventud, madurez, y, digamos, pre-jubilación. El autor ha conciliado siempre bien su afición por la tecnología, los iBook y eBook, con su adicción por el olor del papel impreso, el tacto de las cubiertas duras y el sabor de las tipografías. Porque libros hay muchos y de utilidades varias. Hay libros para calzar muebles auxiliares que se obstinan en cabecear, libros para lanzar a la cabeza de un alumno que se empeña en pasar la clase hablando con el compañero, libros de bellos lomos para decorar casas de analfabetos funcionales, libros para quemar, aunque como advierte Manolo Rivas ardan mal, libros para incluir en el Índice de libros prohibidos, e incluso, libros de consumo, para presumir con los amigos. También, iniciando una nueva clasificación, están los libros que se roban, los que se descuidan, los que les prestas a los amigos y los vuelves a ver años después en sus estantes, los que te regalan en el banco por un plan de pensiones, los que se olvidan y vuelves a comprar para seguir sin leerlos, y los libros de reclamaciones, que no entiendo por qué se le sigue llamando de esa forma si hace años que son solamente hojas. Al final, lector que me has acompañado hasta aquí, hay tantos libros como personas, tantas utilidades como el ingenio humano se atreva a imaginar, pero una buena definición de todo lo que antecede, redactado, creo, por la sabiduría popular, dice del libro: Si quieres saber, te enseño. Te alivio si sufres daño. Si estás solo te acompaño. Me callo si tienes sueño. Página I PRÓLOGO II. ACCUSATIO MANIFESTA. Este libro tiene un hermano menor pero de más edad. Si aquel tuvo un nacimiento azaroso este lo tuvo por lo menos curioso. El 31 de julio del año 2010 di por finalizado el período de formación de mi substituto en la empresa de distribución de material eléctrico en la que trabajé los últimos 40 años y me fui de vacaciones. Comenzaba un período de mi vida largo tiempo soñado: mi jubilación parcial. Mantener, eso sí, mi relación laboral con la Universidad, que tanto me satisface, y dedicar mi tiempo a las tres mujeres que más amo: mi compañera, mi hija y mi nieta. Ignoraba yo en ese momento que un demonio bajito y con poco pelo se iba a cruzar, para mi fortuna por otra parte, en esos bucólicos planes: Jorge Cerqueiro, profesor del Departamento de Diseño en la Ingeniería de la UVI y Secretario entonces y Decano en la actualidad del COITIVIGO. El caso es que Jorge y yo hemos tenido durante bastante tiempo nuestros despachos en la EUETI de Vigo prácticamente uno en frente del otro, y, supongo que no es por eso, me tiene en una alta e inmerecida estima. Esta alta opinión que tiene de mi persona le llevó a ofrecerme con empeño digno de mejores fines, la impartición de un curso de Centros de Transformación. Curso a cuya realización siempre opuse la única razón que en aquellos momentos me parecía consistente: “no tengo tiempo; ya sabes, la situación actual, la crisis, los ninjas...” Queda claro, ¿verdad?, que en cuanto se enteró de mi jubilación estaba esperándome con una sonrisa de oreja a oreja. Resumiendo, que diría mi hija Lidia: que del 8 al 18 de noviembre de 2010 me vi impartiendo el dichoso curso. Como cuatro horas de clase seguidas son muchas horas, para los alumnos, ¡claro!, hacíamos a la mitad de la jornada un pequeño descanso para que los adictos a diversos tipos de drogas blandas dieran cumplida satisfacción a sus necesidades, mientras otros, más proclives a la tertulia, quedábamos comentando de lo divino y de lo humano. En una de esas conversaciones un amigo, seguramente bienintencionado, dejó caer la información de la existencia de un libro de Centros de Transformación de mi autoría que podía servir para completar parte de la documentación del curso. Para mi suerte o desgracia, según se mire, el famoso libro de CT lleva años, agotado y la segunda edición en suspenso por desidia del autor y paso a mejor vida de la Editorial. Entra en escena en este momento uno de mis mejores amigos y con toda la objetividad posible unos de los mejores profesores del Departamento y mejores personas: Juan Suárez Creo. Creo, es su apellido por parte de madre, porque lo antedicho no es una opinión sino una afirmación. Sabedor de mi intención de reeditar el antes mencionado libro de Centros de Transformación me concertó una entrevista con Lucila Ventoso de Andavira Editora, y estos polvos trajeron estos lodos. ¡Madre mía, lo que acabo de escribir! Aclaremos enseguida que se trata de una expresión coloquial, que uno, y otra, somos personas muy serias, en estas cosas. Página II Centros de Transformación: anatomía y fisiología III. RAZONES PARA UNA ESTRUCTURA. Cuando, antes de que los nuevos planes de estudios acabaran con muchas cosas de las que se hacían bien, y los Proyectos de Fin de Carrera se presentaban ante un tribunal, siempre insistí a mis alumnos en la conveniencia de dotar a la presentación de este PFC de una trama. Y digo trama y no argumento, ya que esta busca establecer conexiones causales entre los distintos elementos de la narración, mientras que el argumento es una simple sucesión de acontecimientos. Aristóteles, que de estas cosas sabía bastante, decía que la trama era el principio fundamental de la tragedia. Hay que aclarar que con esto se refería a ritual y no al significado más cotidiano, lo que en este caso sería bastante desastroso. Haciendo caso de mi propio consejo he organizado este libro ajustándome las tres partes clásicas de la trama unificada: Planteamiento, Nudo y Desenlace, añadiendo un prólogo y un epílogo. Utilizo el Introito, no en el sentido que le daría un monaguillo sino en el del teatro antiguo, no tanto para explicar el argumento sino para pedir la indulgencia de los lectores. Me ocupo primero de pergeñar una loa a la necesidad y conveniencia del libro impreso a la que en un alarde culterano denomino Excusatio non petita. Continúo, venga o no a cuento, con un Accusatio, donde doy cuenta de los culpables del renacimiento de un proyecto olvidado, progreso adecuadamente con un Razones, cuya utilidad no he de justificar, para terminar con un Decíamos ayer y un Prólogo para un nonato que son ni más ni menos que la historia del hermano menor más viejo a la que hacíamos referencia al principio. Comenzamos el Planteamiento con un breve acercamiento histórico al Sistema Eléctrico de Potencia, continuamos por la guerra de las corrientes, con sus pinceladas de historia, biografía y hasta un poquito de morbo, para ocuparnos a continuación de la problemática de la distribución de la energía eléctrica y dentro de ella la necesidad, conveniencia y densidad óptima de los CT. Los esquemas y las instalaciones de puesta a tierra ocupan los siguientes capítulos, para terminar con el vocabulario electrotécnico. Cuatro capítulos componen el Nudo, la parte en la que se procede a la disección y análisis pormenorizado de los elementos del CT: uno dedicado al transformador de potencia y sus protecciones específicas, uno a la aparamenta eléctrica, uno a los elementos necesarios para la medida de la energía, y el último a los componentes de la construcción y los enlaces del CT con las redes de distribución de media y baja tensión. Finalmente en el Desenlace se detallan los pasos a seguir en el proceso de realización del proyecto de un Centro de Transformación, en cuanto a la documentación y normativa, determinación de la potencia necesaria, diseño y esquema eléctrico, y finalmente los cálculos de todos los elementos componentes con una especial atención al dimensionado de las instalaciones auxiliares. Esta estructura es tres partes diferenciadas no es del todo caprichosa sino que, en nuestra opinión, propicia, por lo menos, tres niveles de lectura: ; Un primer nivel de lectura, adecuado para los que han recibido este libro como un regalo envenenado y se sienten en la obligación de leerlo, que consiste en leer el prólogo (en caso contrario no se enterarían de estas Página III PRÓLOGO instrucciones), el planteamiento, que es donde están todas la anécdotas divertidas, y eventualmente el epílogo para comprobar si su nombre figura en los agradecimientos. ; Un segundo nivel, destinado a los proyectistas, y que consiste en irse directamente al desenlace y, en caso necesario, hacer breves incursiones al nudo en busca de la resolución de las dudas. ; El tercer nivel está destinado a los expertos en tema que lo van a utilizar para la consulta de un tema concreto: consiste en buscarlo en el nudo y si es necesario refrendarlo en la bibliografía. Si el experto en cuestión tiene un rato para dedicar a la las anécdotas curiosas me atrevo a recomendarle que lo ocupe en alguno de los capítulos del planteamiento. He dejado el posible cuarto nivel, que casi debería ser el nivel 33 si fuéramos masones, reservado a un selecto grupo de “friquis” de la electrotecnia, que me consta que se lo leerán todo, como dicen los marineros, de punta a chicote, inasequibles al desaliento. Se advierte a sus componentes que ni la editorial ni el autor tienen concertado un seguro que cubra los riesgos derivados de tal actuación. Para terminar, y ya metidos en gastos, que no va de dos o tres páginas más, incluimos a continuación no uno sino tres prólogos más: el prólogo que se incluyó en la primera, y única, edición de mi primer libro de Centros de Transformación; el prólogo que escribí para la segunda edición y que nunca vio la luz y, finalmente, algunas cosas que no dije en ninguno de los dos y que, en mi opinión, merecían ser relatadas. IV. DECÍAMOS AYER. CUANDO AYER ES SEPTIEMBRE DEL 98. Dicen, los que saben de estas cosas, que las circunstancias que rodean a un alumbramiento condicionan la evolución futura del neonato, sus habilidades y discapacidades. Sirva pues como justificación del libro que tienes entre tus manos, de sus limitaciones y cojeras, el hecho de que en su origen más reciente son solamente una torpe evolución de los apuntes del Tema 32 de la Asignatura de Transporte Subestaciones y Redes que imparto -y comparto- en la Escuela Universitaria de Ingeniería Técnica Industrial de Vigo. Las circunstancias de este nacimiento unidas a la torpeza del autor y las enormes lagunas en sus conocimientos, hacen que este libro no sea más que una pauta para la estructuración del conocimiento de los criterios de diseño a tener en cuenta en la siempre difícil labor de elaboración del proyecto de un Centro de Transformación. No es por tanto libro de texto Oficial de ninguna escuela, ni su compra requisito obligado para superar los exámenes de ninguna asignatura, aunque es seguro que tanto el Editor como el autor les quedaremos, por ello, muy agradecidos. Si la necesidad del predominio del criterio sobre la receta es clara en cualquier actividad de diseño y proyecto que se pretenda ejercer, se hace en este momento crítica, con la aparición de los Programas Informáticos de Cálculo, de los que, por cierto, en este tema de Centros de Transformación hay una buena colección. Todos ellos, del más sublime al más infame, necesitan imperativamente que en la introducción de los datos pertinentes esté un Técnico con el criterio bien formado, un técnico que conozca con detalle las consecuencias de cada una de las Página IV Centros de Transformación: anatomía y fisiología decisiones de diseño que toma, de las implicaciones de la exactitud de cada dato de los que introduce en su correspondiente casilla. Si este libro puede aportar su granito de arena a la formación de este criterio, o al desánimo del desinformado, me sentiré altamente satisfecho. La pretensión es, por tanto, que sirva al Técnico y al Profesional, como libro de consulta, que es para lo que me ha servido y me sirve a mí en mi trabajo cotidiano en la Delegación de Vigo de GUERIN, S.A., un conocido Almacén de Material Eléctrico. Tengo que decir con satisfacción que gracias a esta dedicación conservo el contacto con muchos que fueron en su día alumnos y hoy me honran con su amistad desinteresada. A todos ellos les debo, también, el impulso para convertir aquellos apuntes, de los que cada curso salía una nueva versión -lo que causaba no pocas chanzas- en esto que hoy tienes en tus manos. También tienen su parte de culpa un grupo -selecto- de clientes y sin embargo amigos, que semana tras semana me reprochan que pierda el tiempo tomando una cerveza con ellos en lugar de trabajar en el libro. A ellos también mi agradecimiento. En este memorial de agradecimientos no puedo -ni quiero- olvidar a tres personas que de forma muy especial dieron el impulso a este trabajo. Como coautores de tamaño desaguisado les he encargado que den su benévola opinión del libro y su autor, y cuyo resultado tenéis un poco más adelante. Por último, y aunque sea un lugar común, gracias a mi Compañera por su consejo siempre acertado y a mi hija Lidia por su ayuda, si bien no siempre del todo desinteresada, siempre bien intencionada. En el capítulo de las disculpas una por el protagonismo de un país concreto -Galicia- y sus modos de concebir la Distribución de la Energía Eléctrica. Dos por las múltiples incorrecciones que, pese al cuidado puesto, no han sido detectadas por el corrector ortográfico, debido al hecho de que, aunque a alguno pueda parecer cómico, el texto es una traducción apresurada del original en gallego. V. PRÓLOGO PARA UN NONATO. Aunque la mayoría de las cosas que decía en el pasado siglo pueden mantenerse sin demasiado esfuerzo el presente, no cabe duda que el tiempo transcurrido desde el ya lejano 1998 de la primera edición obliga a reconsiderar otras. La primera, y no por ello más importante, de ellas es la implantación en la Escuela Universitaria de Ingeniería Técnica Industrial de Vigo de un nuevo plan de estudios. En este plan se pretende, entre otras muchas otras cosas, estudiar de forma más completa el sistema eléctrico de potencia, recogiendo en asignaturas separadas la generación, el transporte y la distribución de esta energía. Para ello la asignatura de Transporte Subestaciones y Redes se ha dividido en dos pasando a denominarse Instalaciones Eléctricas la parte de distribución de energía que ya impartía en la antigua estructura del plan de estudios. De todas formas estos cambios no han afectado, ni a la torpeza del autor ni a las lagunas en sus conocimientos, que se realmente son cada día mayores, ni a la conveniencia de hacerse con este libro por medios legales, para asegurar el mantenimiento de la precaria salud económica del Editor. Página V PRÓLOGO Cabe decir que en estos años ha disminuido significativamente el arrobamiento de los diseñadores ante las capacidades de los Programas Informáticos de Cálculo, y aunque no creo que este libro haya tenido una influencia significativa en esta actitud, no dejo de congratularme por lo que de buena práctica pueda tener este alejamiento, reconociendo aquí y ahora públicamente, y para que no quede ninguna duda, la utilidad de estos programas para el usuario avezado. Finalmente no quiero olvidar citar en el capítulo de los agradecimientos a mi buen amigo y extraordinario profesor, Juan Suárez, cuya intervención ha sido indispensable en la búsqueda y captura del escurridizo gazapo. También a mi yerno Daniel Altés, por su punto de vista de la Compañía Eléctrica, siempre de agradecer. Vigo; agosto del 2004 VI. PRÓLOGO PARA UN NEONATO. En enero del 2011 me pongo, pues, a la faena y el mismo día que mis compañeros de Departamento me obsequian con una fiesta sorpresa de jubilación termino de redactar el último capítulo del libro. Quedan por delante meses de trabajo de corrección de pruebas, de búsqueda incansable de la errata, de la fórmula equivocada, de la tabla incorrectamente formateada. Quedan por detrás muchos meses de trabajo nunca solitario, siempre con el aliento constante de los amigos, con el apoyo incansable de la familia, pero en ocasiones con la sensación de estarse metiendo en todo cuanto jardín me sale al camino, con la angustia de verlo crecer en páginas y páginas y estar cada vez más lejos del final. Muchas, anécdotas han ocurrido a lo largo de estos largos meses, mucho y a muchos tengo que agradecer la ayuda, pero esto es un prólogo y los neonatos deben descansar antes de emprender el largo camino que tienen por delante. Tiempo habrá. Y algo habrá que dejar para el epílogo. Vigo; noviembre del 2013 Página VI Índice: Dícese del dedo de la mano que ejerce frecuentemente la función de acusador, salvo en Galicia que se llama furabolos y sirve para “furar a codia do pan e tiralle o miolo”. También la lista de libros que la Sagrada Congregación de la Inquisición de la Iglesia Católica Romana consideraba perniciosos. Finalmente también es la lista ordenada de las materias o de las partes de un libro o de una publicación que aparece al principio o al final de estos y que (espero) es el sentido que tiene aquí. Centros de Transformación: anatomía y fisiología INDICE DE MATERIAS PRÓLOGO I. II. III. IV. V. VI. Excusatio non petita... ......................................................................................... I Accusatio manifesta. .......................................................................................... II Razones para una estructura. ......................................................................... III Decíamos ayer. Cuando ayer es septiembre del 98. .........................................IV Prólogo para un nonato. .................................................................................... V Prólogo para un neonato ..................................................................................VI CAPÍTULO 1: BREVE ACERCAMIENTO 1.1. 1.2. 1.2.1. 1.2.2. 1.3. 1.4. 1.5. Buscando la luz. ................................................................................................ 2 Composición de un sistema eléctrico ................................................................ 4 Generalidades. ................................................................................................... 4 Las dos dislocaciones. ....................................................................................... 4 Buscando un símil del sistema eléctrico. .......................................................... 5 El más famoso de los sistemas eléctricos.......................................................... 7 Buscándose problemas. ..................................................................................... 8 CAPÍTULO 2: LA GUERRA DE LAS CORRIENTES. 2.1. 2.2. 2.3. 2.4. 2.5. 2.6. Primeros escarceos.......................................................................................... 11 Ejecutando animales diversos......................................................................... 12 Primer asalto: exposición de chicago. ............................................................ 14 Segundo asalto: Niágara. ............................................................................... 15 Edison el monstruo. ........................................................................................ 16 Epitafio para Tesla. ......................................................................................... 19 CAPÍTULO 3: LA DISTRIBUCIÓN DE LA ENERGÍA ELÉCTRICA. 3.1 3.2 3.2.1 3.2.2 3.2.3 3.2.4 3.2.5 3.2.5.1 3.2.5.2 3.2.5.3 3.3 3.4 3.5 3.6 Algunas obviedades y otras no tanto. ............................................................. 21 El regreso de la corriente continua. ............................................................... 23 HVDC: un acercamiento rápido ...................................................................... 23 ¿HVAC o HVDC?: criterios de elección ......................................................... 24 Principales aplicaciones de la HVDC ............................................................. 26 Configuración de un centro de conversión HVDC .......................................... 27 Tipos de conexiones en HVDC......................................................................... 27 Monopolar ....................................................................................................... 27 Monopolar con retorno metálico. .................................................................... 28 Bipolar ............................................................................................................. 28 Los cien mil hijos de tesla. .............................................................................. 29 Las lamparitas de Illich. ................................................................................. 31 Estandarización y convergencia. .................................................................... 33 Las redes eléctricas. ........................................................................................ 35 Página VII INDICE 3.7 3.7.1 3.7.1.1 3.7.1.2 3.7.1.3 3.7.1.4 3.7.1.5 Las redes de distribución de energía eléctrica. .............................................. 37 Constitución y estructura de una red de distribución. ..................................... 37 Introducción. .................................................................................................... 37 Subestaciones de distribución .......................................................................... 38 Líneas de distribución en MT........................................................................... 49 Centros de transformación MT/BT. ................................................................. 57 Líneas de distribución en BT. .......................................................................... 58 CAPÍTULO 4: CENTROS DE TRANSFORMACIÓN. 4.1 4.2 4.2.1 4.2.1.1 4.2.1.2 4.2.1.2.1 4.2.1.2.2 4.2.2 4.2.2.1 4.2.2.2 4.3 4.4 4.4.1 4.4.2 4.4.2.1 4.4.2.2 4.4.2.3 4.4.3 4.4.4 4.4.4.1 4.4.4.1.1 4.4.4.1.2 4.4.4.1.3 4.4.4.2 4.4.4.2.1 4.4.4.2.2 4.4.4.2.3 4.4.4.2.4 4.5 4.6 Introducción. ................................................................................................... 61 Misión de los CT. ............................................................................................ 62 Densidad óptima en la red pública .................................................................. 62 Densidad óptima en zona rural ........................................................................ 62 Densidad óptima en zona urbana. ................................................................... 63 Estudio en el plano estático. ............................................................................ 64 Estudio en el plano dinámico. .......................................................................... 64 Necesidad y conveniencia en los CT de abonado ............................................ 65 Necesidad de la implantación en los CT de abonado ...................................... 65 Conveniencia de la implantación en los CT de abonado ................................. 66 Criterios de diseño de un CT. ......................................................................... 67 Tipologías existentes de CT. ........................................................................... 68 Introducción. .................................................................................................... 68 Atendiendo a su situación en la red. ................................................................ 68 Conexión a una red aérea. ............................................................................... 69 Conexión a una red subterránea. ..................................................................... 69 Conexión en doble alimentación. ..................................................................... 70 Atendiendo a su utilidad. ................................................................................. 71 Atendiendo a su emplazamiento. ...................................................................... 72 Centros de transformación de intemperie. ....................................................... 76 Centros de transformación sobre apoyo. ......................................................... 77 Centros de transformación en parque vallado................................................. 79 Centros de transformación a pie de apoyo. ..................................................... 80 Centros de transformación de interior............................................................. 81 Centros de transformación en edificio de otros usos. ...................................... 86 CT en edificio prefabricado de maniobra interior. .......................................... 88 CT en edificio prefabricado de maniobra exterior. ......................................... 89 Centros de transformación móvil. .................................................................... 90 Criterios de diseño de los CT. ......................................................................... 92 Elección de la tipología del CT. ...................................................................... 96 CAPÍTULO 5: ESQUEMAS DE PUESTA A TIERRA. 5.1. 5.2. 5.2.1. 5.2.1.1. 5.2.1.2. Página VIII Introducción. ................................................................................................... 99 Los esquemas de conexión a tierra en BT. ................................................... 103 Evolución histórica. ....................................................................................... 103 El primer esquema: neutro aislado. ............................................................... 103 La primera evolución: neutro a tierra. .......................................................... 104 Centros de Transformación: anatomía y fisiología 5.2.2. 5.2.2.1. 5.2.2.1.1 5.2.2.1.2 5.2.2.2. 5.2.2.2.1 5.2.2.2.2 5.2.2.3. 5.2.2.4. 5.2.2.4.1 5.2.2.4.2 5.2.2.4.3 5.2.2.4.4 5.2.2.4.5 5.2.3 5.2.3.1 5.2.3.2 5.3. 5.3.1 5.3.2 Los ECT en la norma UNE HD 60364-1. ...................................................... 105 Esquemas TN. ................................................................................................ 107 Esquemas TN de fuente única. ....................................................................... 107 Esquemas TN de fuente múltiple. ................................................................... 107 Esquemas TT. ................................................................................................. 110 Esquemas TT de fuente única......................................................................... 110 Esquemas TT de fuentes múltiples. ................................................................ 111 Esquema IT. ................................................................................................... 112 Esquemas en corriente continua. ................................................................... 113 Esquema TN-S en corriente continua. ........................................................... 114 Esquema TN-C en corriente continua. ........................................................... 114 Esquema TN-C-S en corriente continua. ....................................................... 115 Esquema TT en corriente continua. ............................................................... 115 Esquema IT en corriente continua. ................................................................ 116 ¿Cuál es el mejor? Comparación de ECT en BT. .......................................... 117 Un poco de método ........................................................................................ 117 Una aclaración del REBT a tener en cuenta.................................................. 120 Los esquemas de conexión a tierra en MT. .................................................. 121 Introducción. .................................................................................................. 121 Comparación de ECT en MT. ........................................................................ 121 CAPÍTULO 6: INSTALACIONES DE PUESTA A TIERRA. 6.1 6.2 6.3 6.3.1 6.3.2 6.3.2.1 6.3.2.1.1 6.3.2.1.2 6.3.2.1.3 6.3.2.1.4 6.3.2.1.5 6.3.2.1.6 6.3.2.2 6.3.2.2.1 6.3.2.2.2 6.3.2.2.3 6.3.2.2.4 6.3.2.2.5 6.3.2.2.6 6.3.2.3 6.3.2.3.1 6.3.2.3.2 6.3.2.3.3 6.3.2.3.4 Abriendo el apetito. ...................................................................................... 123 Objetivos de una puesta a tierra. .................................................................. 127 Elementos del circuito de puesta a tierra. .................................................... 128 La fuente: orígenes habituales. ...................................................................... 128 El sumidero: la tierra..................................................................................... 129 Breve introducción a la formación del suelo. ................................................ 132 Introducción a la formación del suelo: la roca madre. ................................. 133 Introducción a la formación del suelo: los organismos. ................................ 134 Introducción a la formación del suelo: el clima. ........................................... 135 Introducción a la formación del suelo: el relieve. ......................................... 135 Introducción a la formación del suelo: el tiempo. ......................................... 136 Propiedades del suelo en función de la profundidad. .................................... 137 Elementos que influyen en la resistividad. ..................................................... 138 La naturaleza del terreno............................................................................... 139 Genética del terreno. ..................................................................................... 142 Textura del suelo. ........................................................................................... 145 Porosidad y permeabilidad. ........................................................................... 146 Estado higrométrico del terreno. ................................................................... 147 Contenido en sales solubles. .......................................................................... 148 Midiendo la resistividad. ............................................................................... 149 La conducción eléctrica en el terreno............................................................ 150 La propagación de la corriente por el terreno. ............................................. 151 La medida de la resistividad del terreno........................................................ 154 Los métodos de medida de la resistividad del terreno. .................................. 155 Página IX INDICE 6.3.2.3.5 6.3.2.3.6 6.3.2.3.7 6.3.2.3.8 6.3.2.4 6.3.2.5 6.3.2.6 6.3.2.7 6.3.2.7.1 6.3.2.7.2 6.3.2.7.3 6.3.2.7.4 6.3.2.8 6.3.2.9 6.3.3 6.3.3.1 6.3.3.2 6.3.3.3 6.3.3.4 6.3.3.5 6.3.3.5.1 6.3.3.5.2 6.4 6.4.1 6.4.1.1 6.4.1.2 6.4.1.3 6.4.1.3.1 6.4.1.3.2 6.4.2 6.4.2.1 6.4.2.2 6.4.2.2.1 6.4.2.2.2 6.4.2.3 6.5 6.5.1 6.5.2 6.5.3 6.5.4 6.5.5 6.5.6 6.6 6.6.1 6.6.2 6.6.3 Página X Práctica de la medida con el método Wenner. .............................................. 158 Interpretación de los resultados de la medida. .............................................. 160 Modelos de suelo en función de los resultados de la medida. ....................... 161 Modelos de suelo y elección del tipo de instalación. ..................................... 163 Resistencia de PAT en función de la resistividad. ......................................... 164 Ecuaciones de cálculo de la resistencia de PAT. ........................................... 165 De la resistencia de puesta a tierra del electrodo a la del sistema. ............... 168 Técnicas de medición de la resistencia de una tierra. ................................... 169 Método de la caída de potencial. ................................................................... 171 Método del 61,8%. ......................................................................................... 171 Método de las cuatro puntas. ......................................................................... 172 Método de los electrodos virtuales. ............................................................... 172 Medida de la independencia de dos instalaciones de puesta a tierra. ........... 173 Eligiendo un aparato de medida de la resistencia de puesta a tierra. ........... 174 Los elementos de unión de fuente y sumidero. ............................................... 177 Conductores de protección. ........................................................................... 178 Conductores de unión equipotencial.............................................................. 181 Borne principal de tierra. .............................................................................. 182 Línea de enlace con tierra. ............................................................................ 183 Electrodos de puesta a tierra. ........................................................................ 185 Misión y duración de los electrodos de PAT.................................................. 185 Tipos de electrodos de PAT. .......................................................................... 187 Los riesgos de la corriente eléctrica. ............................................................ 197 Consideraciones generales. ........................................................................... 197 Impedancia total del cuerpo humano. ............................................................ 198 Valores de la impedancia total del cuerpo humano. ...................................... 202 Efectos del paso de la corriente eléctrica. ..................................................... 205 Efectos cualitativos del paso de la corriente eléctrica................................... 206 Efectos cuantitativos del paso de la corriente eléctrica................................. 209 Los riesgos de choque eléctrico en un CT. .................................................... 211 Protección contra los contactos directos. ...................................................... 211 Protección contra los contactos indirectos.................................................... 212 Situación de paso. .......................................................................................... 212 Situación de contacto. .................................................................................... 214 Tensiones máximas admisibles. ..................................................................... 215 Intensidades de defecto a tierra. ................................................................... 220 Neutro conectado a tierra a través de una resistencia. ................................. 222 Neutro conectado a tierra a través de una bobina......................................... 223 Neutro conectado directamente a tierra. ....................................................... 224 Neutro aislado de tierra. ................................................................................ 224 Consideraciones sobre las intensidades de falta a tierra en los CT. ............. 226 Tiempos máximos de despeje de la falta a tierra. .......................................... 230 Condiciones a cumplir por el sistema de puesta a tierra. ............................ 232 Generalidades. ............................................................................................... 232 Condiciones que afectan a la seguridad de las personas. ............................. 232 Sobretensiones admisibles en BT. .................................................................. 233 Centros de Transformación: anatomía y fisiología 6.7 6.7.1 6.7.2 6.7.3 6.8 6.8.1 6.8.2 6.8.3 6.8.4 6.8.5 6.8.6 6.8.7 6.8.7.1 6.8.7.2 6.8.7.3 6.8.7.4 6.9 6.9.1 6.9.1.1 6.9.1.2 6.9.2 6.9.3 Puestas a tierra de protección y servicio. ..................................................... 234 Puestas a tierra de protección. ...................................................................... 234 Puestas a tierra de servicio............................................................................ 235 Interconexión de las instalaciones de tierra. ................................................. 235 Disposiciones particulares. ........................................................................... 237 Descargadores de sobretensiones. ................................................................. 237 Seccionadores de puesta a tierra. .................................................................. 238 Conjuntos protegidos por envolvente metálica. ............................................. 238 Elementos de la construcción. ....................................................................... 239 Elementos metálicos que salen fuera de la instalación.................................. 239 Vallas y cercas metálicas. .............................................................................. 240 Las PAT en los centros de transformación. ................................................... 240 Separación de la tierra de los neutros. .......................................................... 240 Aislamiento entre las instalaciones de tierra. ................................................ 241 Redes de baja tensión con neutro aislado. ..................................................... 242 CT conectados a redes de cables subterráneos. ............................................ 243 Medida y vigilancia de las instalaciones de PAT. ........................................ 244 Medida de las instalaciones de puesta a tierra. ............................................. 244 Realización de la medida de la tensión de paso............................................. 247 Realización de la medida de la tensión de contacto. ..................................... 248 Vigilancia de las instalaciones de puesta a tierra. ....................................... 249 Conclusión. .................................................................................................... 249 CAPÍTULO 7: VOCABULARIO ELECTROTÉCNICO. 7.1 7.2 7.2.1 7.2.2 7.2.3 7.2.4 7.2.4.1 7.2.4.2 7.2.4.3 7.3 7.4 7.4.1 7.4.2 7.4.3 7.4.3.1 7.4.3.2 7.4.3.3 7.4.4 7.4.5 7.4.6 7.4.6.1 7.4.6.2 Generalidades y otros grados militares ........................................................ 252 Terminología comparada. ............................................................................. 253 Tensiones del sistema. .................................................................................... 256 Tensiones del material. .................................................................................. 257 Intensidades de corriente. .............................................................................. 259 Sistema de puesta a tierra. ............................................................................. 261 Tensiones en caso de defecto a tierra. ........................................................... 262 Intensidades de defecto a tierra. .................................................................... 264 Puestas a tierra y conexiones equipotenciales. .............................................. 264 Normas y especificaciones técnicas. ............................................................. 268 De la homologación de materiales a la declaración de conformidad.......... 276 Generalidades sobre el “nuevo enfoque”. ..................................................... 277 Elementos comunes de las directivas de nuevo enfoque. ............................... 277 Ámbito de aplicación de las DNE. ................................................................. 278 Productos sujetos a las directivas. ................................................................. 278 Aplicación simultánea de directivas. ............................................................. 279 Directiva relativa a la seguridad de los productos. ....................................... 279 Responsabilidad............................................................................................. 279 Cumplimiento de los requisitos ...................................................................... 280 Procedimiento de evaluación de la conformidad. .......................................... 280 Módulos. ........................................................................................................ 280 Documentación técnica. ................................................................................. 281 Página XI INDICE 7.4.6.3 7.4.7 7.4.8 7.4.9 7.4.9.1 7.4.9.2 7.4.9.3 7.5 7.5.1 7.5.2 7.5.3 Declaración de conformidad CE. .................................................................. 282 Organismos notificados. ................................................................................ 282 Marcado CE. .................................................................................................. 282 Vigilancia del mercado. ................................................................................. 284 Principios de la vigilancia de mercado ......................................................... 284 Control de los productos comercializados ..................................................... 284 Importaciones procedentes de terceros países............................................... 284 La ITC-RAT 03 del proyecto de reglamento de AT ..................................... 285 Requisitos a cumplir. ..................................................................................... 285 Expediente técnico y declaración de conformidad. ....................................... 286 Criterios para la definición de familias de productos y ensayos a realizar... 287 CAPÍTULO 8: EL TRANSFORMADOR. 8.1 8.1.1 8.1.2 8.1.2.1 8.1.2.2 8.1.2.3 8.1.2.4 8.2 8.2.1 8.2.1.1 8.2.1.2 8.2.1.3 8.2.1.4 8.2.1.4.1 8.2.1.4.2 8.2.1.5 8.2.1.5.1 8.2.1.5.2 8.2.2 8.2.2.1 8.2.2.2 8.2.2.2.1 8.2.2.2.2 8.2.2.2.3 8.2.2.2.4 8.2.2.2.5 8.2.2.3 8.2.2.3.1 8.2.2.3.2 8.2.2.4 8.2.2.4.1 8.2.2.4.2 Página XII Introducción. ................................................................................................. 289 Definición de transformador.......................................................................... 290 Teoría básica del transformador ................................................................... 290 El transformador ideal. .................................................................................. 291 El transformador real .................................................................................... 291 Circuito equivalente del transformador real ................................................. 294 Impedancia de cortocircuito: primer acercamiento ...................................... 296 Constitución de los transformadores. ........................................................... 298 Circuito magnético. ....................................................................................... 298 Materiales para la fabricación del núcleo. .................................................... 298 Gama de aceros eléctricos. ............................................................................ 301 Aislamiento interlaminar. .............................................................................. 304 Designación simbólica de los aceros eléctricos. ........................................... 305 El concepto de polarización........................................................................... 307 El concepto de apilamiento. ........................................................................... 307 Formación del núcleo. ................................................................................... 308 Núcleos de grano orientado. .......................................................................... 311 Núcleos de acero amorfo. .............................................................................. 316 Circuito eléctrico. .......................................................................................... 319 Consideraciones generales. ........................................................................... 319 Materiales de los arrollamientos. .................................................................. 321 Arrollamientos: comportamiento mecánico de los materiales....................... 322 Arrollamientos: comportamiento eléctrico de los materiales. ....................... 323 Arrollamientos: comportamiento térmico de los materiales. ......................... 323 Arrollamientos: comportamiento dinámico de los materiales. ...................... 324 Arrollamientos: otros aspectos de los materiales. ......................................... 325 Conductores utilizados en los arrollamientos................................................ 326 Comportamiento ante las sobretensiones de un arrollamiento, según el tipo de conductor empleado. ...................................................................................... 327 Comportamiento mecánico según el tipo de conductor. ................................ 329 Disposición de los arrollamientos en el núcleo. ............................................ 335 Tipos de arrollamientos concéntricos. ........................................................... 335 Arrollamiento concéntrico en disco. .............................................................. 336 Centros de Transformación: anatomía y fisiología 8.2.2.4.3 8.2.2.4.4 8.2.2.4.5 8.2.2.5 8.2.2.6 8.2.3 8.2.3.1 8.2.3.2 8.2.3.3 8.2.3.3.1 8.2.3.3.2 8.2.3.3.3 8.2.3.3.4 8.2.3.3.5 8.2.3.3.6 8.2.3.3.7 8.2.3.3.8 8.2.3.3.9 8.2.3.3.10 8.2.3.3.11 8.2.4 8.2.4.1 8.2.4.2 8.2.4.2.1 8.2.4.2.2 8.2.4.2.3 8.2.4.2.4 8.2.4.2.5 8.2.4.2.6 8.2.4.2.7 8.2.4.2.8 8.2.4.2.9 8.2.4.3 8.2.4.4 8.2.4.4.1 8.2.4.4.2 8.2.4.4.3 8.2.4.4.4 8.2.4.5 8.2.4.5.1 8.2.4.5.2 8.2.4.5.3 8.2.4.5.4 8.2.4.5.5 8.2.4.5.6 8.2.4.6 Arrollamiento concéntrico en capas. ............................................................. 337 Arrollamiento concéntrico en hélice. ............................................................. 338 Tipos de arrollamientos alternados. .............................................................. 339 Formas de conexión de los arrollamientos. ................................................... 339 Impedancia de cortocircuito. ......................................................................... 343 Aislamientos. .................................................................................................. 346 Generalidades. ............................................................................................... 346 Clase térmica de un aislante. ......................................................................... 348 Sistema de aislamiento eléctrico, EIS. ........................................................... 350 Aislamiento sólido.......................................................................................... 350 Aislamiento sólido entre espiras. ................................................................... 351 Aislamiento sólido entre capas. ..................................................................... 353 Aislamiento sólido entre arrollamientos. ....................................................... 355 Aislamiento sólido entre arrollamiento y masa. ............................................ 356 Aislamiento líquido. ....................................................................................... 357 Aislamiento líquido: aceite mineral. .............................................................. 358 Aislamiento líquido: los PCB’s. ..................................................................... 360 Aislamiento líquido: los nuevos desarrollos. ................................................. 361 Aislamiento líquido: estado actual. ............................................................... 363 Aislamiento sólido en transformadores secos. ............................................... 366 Circuito de refrigeración. .............................................................................. 368 Los aislantes líquidos y el fuego. ................................................................... 370 Envolventes y elementos auxiliares................................................................ 373 Cuba: transformadores en refrigerante líquido. ............................................ 373 Transformadores con cámara de aire bajo tapa............................................ 375 Transformadores con depósito exterior y desecador. .................................... 375 Transformadores con llenado integral........................................................... 376 Caja: transformadores secos. ........................................................................ 377 Cambiador de tomas. ..................................................................................... 379 Conmutador de tensiones. .............................................................................. 381 Transformadores bitensión en BT. ................................................................. 381 Bornes de conexión: pasatapas...................................................................... 382 Marcado de las fases ..................................................................................... 385 Accesorios: dotación normativa. ................................................................... 386 Placa de características. ................................................................................ 386 Indicador de nivel. ......................................................................................... 388 Dispositivos de llenado, vaciado, y válvula de sobrepresión......................... 386 Desecador de silicagel. .................................................................................. 389 Elementos de control y protección. ................................................................ 390 Control de la temperatura del refrigerante. .................................................. 391 Relé de gas (Relé Buchholz)........................................................................... 392 Protección combinada. .................................................................................. 393 Control de la temperatura de los transformadores secos. ............................. 394 Control de la temperatura: termistancias. ..................................................... 394 Control de la temperatura: termo resistencias. ............................................. 395 Régimen asignado y potencia asignada. ........................................................ 396 Página XIII INDICE 8.2.4.7 8.3 8.3.1 8.3.2 8.3.3 8.3.4 8.3.5 8.3.6 8.3.6.1 8.3.6.2 8.3.6.3 8.3.6.4 8.3.6.5 8.3.7 8.3.7.1 8.3.7.2 8.3.7.3 8.3.7.3.1 8.3.7.3.2 8.3.7.3.3 8.3.7.3.4 8.3.8 8.3.8.1 8.3.8.2 8.3.8.3 8.3.9 8.3.9.1 8.3.9.1.1 8.3.9.1.2 8.3.9.1.3 8.3.9.1.4 8.3.9.2 8.3.9.3 8.3.9.4 8.3.10 8.3.11 8.4 Relación entre capacidad de carga y temperatura. ....................................... 396 Ensayos de los transformadores. .................................................................. 399 Introducción. .................................................................................................. 399 Ensayo de vacío. ............................................................................................ 400 Ensayo de cortocircuito. ................................................................................ 402 Medida de la resistencia de los arrollamientos. ............................................ 404 Rendimiento del transformador. .................................................................... 405 Ensayo de calentamiento. .............................................................................. 414 Realización del ensayo del transformador. .................................................... 416 Límites normales del calentamiento............................................................... 416 Medida de las temperaturas del aceite. ......................................................... 418 Medida de la temperatura media del arrollamiento. ..................................... 418 Límites de la temperatura ambiente............................................................... 419 Ensayo de aislamiento. .................................................................................. 419 Fase de medida: resistencia de aislamiento. ................................................. 420 Fase de medida: índice de polarización. ....................................................... 421 Fase de ensayo: generalidades. ..................................................................... 421 Ensayo de tensión soportada a frecuencia industrial .................................... 425 Ensayo de tensión inducida ........................................................................... 426 Ensayo de descargas parciales ...................................................................... 426 Ensayo de impulso tipo rayo .......................................................................... 428 Clases climáticas ambientales y de comportamiento al fuego en los transformadores secos. .................................................................................. 431 Clases climáticas. .......................................................................................... 431 Clases ambientales......................................................................................... 432 Clases de comportamiento frente al fuego. .................................................... 432 Medición del nivel de ruido. .......................................................................... 434 La audición y el ruido. ................................................................................... 435 Nivel de presión sonora NPS. ........................................................................ 436 Nivel de potencia sonora NWS....................................................................... 437 Intensidad sonora. ......................................................................................... 437 Utilidad de cada una de las magnitudes sonoras. ......................................... 438 Niveles de ruido en los transformadores. ...................................................... 440 Propagación del ruido en los CT. .................................................................. 441 Nivel de ruido en el exterior de los CT. ......................................................... 444 Radiación electromagnética de los transformadores..................................... 445 Inspección del aislante líquido. ..................................................................... 453 Clasificación de transformadores. ................................................................ 459 CAPÍTULO 9: APARAMENTA. 9.1 9.2 9.2.1 9.2.2 9.2.3 9.2.3.1 Página XIV Introducción. ................................................................................................. 465 Física del arco eléctrico. ............................................................................... 467 La conducción eléctrica en los sólidos. ......................................................... 467 La conducción eléctrica en los gases. ............................................................ 468 El arco eléctrico en los interruptores. ........................................................... 470 Modelo del arco eléctrico en los interruptores. ............................................. 472 Centros de Transformación: anatomía y fisiología 9.2.3.2 9.2.3.2.1 9.2.3.2.2 9.2.3.2.3 9.2.3.3 9.2.3.4 9.2.3.5 9.2.3.6 9.2.4 9.2.4.1 9.2.4.2 9.2.4.3 9.2.5 9.2.5.1 9.2.5.2 9.3 9.3.1 9.3.2 9.3.2.1 9.3.2.2 9.3.2.3 9.3.2.4 9.3.2.5 9.3.2.6 9.3.3 9.3.3.1 9.3.3.2 9.3.4 9.3.4.1 9.3.4.2 9.3.4.3 9.3.4.4 9.3.4.5 9.3.4.6 9.3.5 9.3.6 9.3.7 9.3.7.1 9.3.7.2 9.3.7.3 9.3.7.3.1 9.3.7.3.2 9.3.7.4 9.4 Estructura del arco eléctrico. ........................................................................ 473 Estructura del arco eléctrico: región catódica. ............................................. 473 Estructura del arco eléctrico: columna positiva. ........................................... 474 Estructura del arco eléctrico: región anódica. .............................................. 474 Reparto de temperaturas en el arco. .............................................................. 475 Reparto de las caídas de tensión en el arco. .................................................. 475 Potencia y energía en el arco. ....................................................................... 477 Características tensión-corriente del arco. ................................................... 478 Proceso de extinción del arco en c.c.............................................................. 479 Extinción del arco en cc en un circuito resistivo. .......................................... 480 Extinción del arco en cc en un circuito inductivo. ......................................... 481 Influencia de la capacidad en bornes del interruptor en la extinción del arco en cc en un circuito inductivo. ............................................................................ 481 Proceso de extinción del arco en c.a. ............................................................ 483 Tensión de restablecimiento vs característica de regeneración dieléctrica. . 484 Aproximándonos más a la realidad: conductividad post-arco, chopping y corte trifásico. ......................................................................................................... 487 Técnicas de corte. .......................................................................................... 490 Introducción. .................................................................................................. 490 Técnicas de ruptura en el aire. ...................................................................... 491 Ruptura en el aire: la ruptura brusca ............................................................ 492 Ruptura en el aire: soplado electromagnético. .............................................. 493 Ruptura en el aire: cámara de extinción........................................................ 493 Ruptura en el aire: soplado con formación de gases ..................................... 495 Ruptura en el aire: soplado auto-neumático ................................................. 496 Ruptura en el aire: aire comprimido ............................................................. 497 Técnicas de ruptura en el aceite. ................................................................... 498 De la ruptura libre a la ruptura controlada. ................................................. 500 El tamaño importa: del GVA al PVA. ............................................................ 501 Técnicas de ruptura en el SF6. ...................................................................... 503 Propiedades del SF6. ..................................................................................... 503 Tres técnicas de corte y un solo gas, SF6. ..................................................... 505 Corte por auto-compresión. ........................................................................... 506 Corte por arco giratorio. ............................................................................... 506 Corte por auto-expansión. ............................................................................. 507 SF6: los desarrollos actuales. ........................................................................ 509 Técnicas de ruptura en el vacío. .................................................................... 510 Técnicas de ruptura estática. ......................................................................... 513 Comparación, breve, de las técnicas de ruptura. .......................................... 514 Introducción. .................................................................................................. 514 SF6 y vacío: las últimas innovaciones. .......................................................... 514 SF6 versus vacío: diferencias conceptuales. ................................................. 515 SF6 versus vacío: sobretensiones de conmutación. ....................................... 515 SF6 versus vacío: impacto medioambiental. ................................................. 515 SF6 versus vacío: aplicaciones específicas. .................................................. 516 Las tres funciones. ........................................................................................ 518 Página XV INDICE 9.4.1 9.4.2 9.4.2.1 9.4.2.2 9.4.2.3 9.4.2.3.1 9.4.2.3.2 9.4.2.3.3 9.4.2.4 9.4.2.5 9.4.2.6 9.4.2.7 9.4.2.8 9.4.2.9 9.4.2.10 9.4.2.10.1 9.4.2.10.2 9.4.2.10.3 9.4.3 9.4.3.1 9.4.3.2 9.4.3.3 9.4.3.4 9.4.3.5 9.4.3.6 9.4.3.7 9.4.3.7.1 9.4.3.7.2 9.4.4 9.4.4.1 9.4.5 9.4.5.1 9.4.5.2 9.4.5.3 9.4.5.4 9.4.5.5 9.4.5.5.1 9.4.5.5.2 9.4.5.5.3 9.4.5.5.4 9.4.5.5.5 9.4.5.5.6 9.4.5.6 9.4.5.6.1 9.4.5.6.2 9.4.5.6.3 Página XVI Introducción. .................................................................................................. 518 La función seguridad: los seccionadores. ...................................................... 519 Introducción. .................................................................................................. 519 Definiciones. .................................................................................................. 520 Seccionadores MT: clasificación. .................................................................. 522 Clasificación según su nivel de tensión. ........................................................ 523 Clasificación según su emplazamiento. ......................................................... 523 Clasificación según el método de operación.................................................. 525 Seccionadores MT: características asignadas............................................... 527 Seccionadores de puesta a tierra. .................................................................. 529 Seccionadores MT bajo envolvente metálica. ................................................ 532 Seccionadores BT: clasificación. ................................................................... 533 Seccionadores BT: características asignadas. .............................................. 536 Seccionadores BT: tipos de servicios. ............................................................ 538 Proceso de selección de los seccionadores. ................................................... 539 Selección de la tensión asignada. .................................................................. 539 Selección del nivel de aislamiento asignado. ................................................. 540 Selección de las intensidades de los seccionadores. ...................................... 540 La función maniobra: los interruptores. ........................................................ 541 Introducción. .................................................................................................. 541 Definiciones. .................................................................................................. 541 Interruptores MT: clasificación y características.......................................... 543 Interruptores MT: características asignadas................................................. 544 Interruptores MT bajo envolvente metálica. .................................................. 545 Interruptores BT: clasificación y características........................................... 545 Guía para la selección de los interruptores................................................... 546 Selección de la tensión y el nivel de aislamiento. .......................................... 548 Selección de las intensidades de los interruptores......................................... 548 La función protección. ................................................................................... 549 Introducción. .................................................................................................. 549 Interruptores automáticos. ............................................................................. 551 Interruptores automáticos de MT: clasificación. ........................................... 553 Interruptores automáticos de MT: características......................................... 554 Interruptores automáticos de BT: clasificación. ............................................ 556 Automáticos de BT: características asignadas. ............................................. 559 Guía para la selección de los IA de MT. ........................................................ 560 Análisis de un ciclo CO sobre un cortocircuito. ............................................ 560 Poder de corte sobre corrientes de cortocircuito. ......................................... 567 Tensión transitoria de restablecimiento TTR. ................................................ 570 Poder de cierre asignado en cortocircuito. ................................................... 572 Secuencia de maniobras asignada. ................................................................ 573 Tiempo de cortocircuito asignado. ................................................................ 575 Guía para la selección de los interruptores automáticos de BT. ................... 575 Poderes de corte asignados. .......................................................................... 575 Selectividad en los interruptores automáticos IA. ......................................... 577 Protección de respaldo (back-up). ................................................................. 585 Centros de Transformación: anatomía y fisiología 9.4.5.6.4 9.4.6 9.4.6.1 9.4.6.2 9.4.6.3 9.4.6.4 9.4.6.4.1 9.4.6.4.2 9.4.6.4.3 9.4.6.5 9.4.6.6 9.4.6.6.1 9.4.6.6.2 9.4.6.6.3 9.4.6.7 9.4.6.8 9.4.6.8.1 9.4.6.8.2 9.4.6.8.3 9.4.6.9 9.4.6.9.1 9.4.6.9.2 9.4.6.10 9.4.6.11 9.5 9.5.1 9.5.2 9.5.3 9.5.3.1 9.5.3.2 9.5.3.3 9.5.3.4 9.5.4 9.5.4.1 9.5.4.2 9.5.4.3 9.5.4.4 9.5.5 9.5.5.1 9.5.5.2 9.5.5.3 9.5.5.4 9.5.5.5 9.5.6 9.5.6.1 9.5.6.2 Poder de corte de los interruptores automáticos en esquema IT. .................. 586 Cortacircuitos fusibles. .................................................................................. 587 Definiciones. .................................................................................................. 588 Regímenes de funcionamiento de los fusibles. ............................................... 591 Fusibles MT: valores y características asignadas. ........................................ 594 Guía de selección de los fusibles de MT. ....................................................... 600 Selección de la corriente asignada. ............................................................... 600 Selección de la clase. ..................................................................................... 601 Selección de la característica tiempo-corriente............................................. 601 Fusibles de MT: cortacircuitos de expulsión. ................................................ 601 Guía de selección de los fusibles de expulsión. ............................................. 606 Selección de la corriente asignada. ............................................................... 606 Selección de la clase. ..................................................................................... 607 Selección del nivel de aislamiento. ................................................................ 607 Fusibles de BT: clasificación y características.............................................. 607 Guía para la selección de los fusibles en BT. ................................................ 610 Selección de la tensión asignada. .................................................................. 612 Selección de la intensidad asignada. ............................................................. 612 Selección de la categoría de empleo (característica tiempo-corriente)......... 615 Combinado interruptor-fusibles: generalidades. ........................................... 616 Combinado interruptor-fusibles: corriente de transferencia. ........................ 618 Combinado interruptor-fusibles: corriente de intersección........................... 618 Combinado interruptor-fusibles: características. .......................................... 620 Combinado interruptor-fusibles de BT. ......................................................... 621 Protección de sobretensiones. ....................................................................... 622 Introducción. .................................................................................................. 622 Algunas definiciones. ..................................................................................... 623 Estudio de las sobretensiones. ....................................................................... 624 Origen de las sobretensiones. ........................................................................ 624 Medida de las sobretensiones. ....................................................................... 624 Clasificación de las sobretensiones. .............................................................. 625 Caracterización de las sobretensiones........................................................... 627 Los aislamientos frente a las sobretensiones. ................................................ 629 Clasificación de los aislamientos................................................................... 629 Influencia de las condiciones ambientales. .................................................... 630 Configuraciones del aislamiento. .................................................................. 631 Influencia de la forma de onda. ..................................................................... 632 Estudio de los dispositivos de protección. ..................................................... 633 Dispositivos de apantallamiento. ................................................................... 633 Dispositivo descargador. ............................................................................... 635 Pararrayos de explosores, PE. ...................................................................... 636 Pararrayos de óxidos metálicos, POM. ......................................................... 640 Pararrayos de óxidos metálicos con explosores. ........................................... 643 Características asignadas de los pararrayos. ............................................... 644 Tensiones asignadas normalizadas. ............................................................... 645 Corrientes de descarga asignadas normalizadas. ......................................... 646 Página XVII INDICE 9.5.6.3 9.5.7 9.5.7.1 9.5.7.2 9.5.8 9.5.8.1 9.5.8.1.1 9.5.8.1.2 9.5.8.2 9.5.8.2.1 9.5.8.2.2 9.5.8.2.3 9.5.8.3 9.5.8.4 9.5.8.5 9.5.8.6 9.5.8.7 9.5.8.7.1 9.5.8.7.2 9.6 9.6.1 9.6.2 9.6.3 9.6.4 9.6.5 9.6.5.1 9.6.5.2 9.6.5.3 9.6.5.3.1 9.6.5.3.2 9.6.5.3.3 9.6.5.3.4 9.6.5.3.5 9.6.5.3.6 9.6.5.3.7 9.6.6 9.6.6.1 9.6.6.2 9.6.6.3 9.6.7 9.6.7.1 9.6.7.2 9.7 9.7.1 9.7.2 9.7.3 Página XVIII Condiciones normalizadas de servicio........................................................... 647 Especificaciones y requisitos de los pararrayos. ........................................... 648 Especificaciones de los pararrayos PE.......................................................... 648 Requisitos de los pararrayos POM. ............................................................... 649 Guía de elección de los pararrayos. .............................................................. 654 Selección de los pararrayos con explosores, PE. .......................................... 655 Selección de la tensión asignada. .................................................................. 655 Selección de la corriente nominal de descarga. ............................................ 656 Selección de los pararrayos de óxidos metálicos........................................... 656 Selección de la tensión de funcionamiento continuo. .................................... 656 Selección de la tensión asignada. .................................................................. 657 Selección de la corriente nominal de descarga. ............................................ 660 Nivel de protección de los pararrayos. .......................................................... 660 Coordinación con el aislamiento de los equipos. .......................................... 662 Distancia de protección de los pararrayos. ................................................... 666 Ubicación y conexión de los pararrayos. ...................................................... 667 Ejemplos de elección de pararrayos. ............................................................. 670 Elección de pararrayos con explosores PE. .................................................. 670 Elección de pararrayos de óxidos metálicos POM. ....................................... 671 Aparamenta bajo envolvente metálica. ......................................................... 675 Introducción histórica.................................................................................... 675 Normativa. ..................................................................................................... 677 Tipos constructivos más habituales. .............................................................. 678 Características asignadas. ............................................................................. 682 Celdas modulares. ......................................................................................... 683 Generalidades. ............................................................................................... 683 Estructura interna. ......................................................................................... 683 Funciones disponibles. ................................................................................... 685 Funciones de llegada de línea. ...................................................................... 685 Funciones de circulación y reparto. .............................................................. 687 Funciones de seguridad y partición. .............................................................. 688 Funciones de protección. ............................................................................... 688 Funciones de control y protección. ................................................................ 692 Funciones de medida. .................................................................................... 692 Funciones de servicios auxiliares. ................................................................. 693 Conjuntos compactos. .................................................................................... 693 Generalidades. ............................................................................................... 693 Estructura interna. ......................................................................................... 694 Combinaciones más habituales. ..................................................................... 697 Enclavamientos entre funciones..................................................................... 698 Enclavamientos en las celdas modulares. ...................................................... 699 Enclavamientos en los conjuntos compactos. ................................................ 700 Aparamenta con algo más: CEADS. ............................................................ 701 Generalidades. ............................................................................................... 701 Introducción a la evolución de los CT. .......................................................... 702 Tipos de CEADS. ........................................................................................... 703 Centros de Transformación: anatomía y fisiología 9.7.4 9.7.4.1 9.7.4.2 9.7.4.3 9.7.5 Guía para la selección de un CEADS. ........................................................... 704 Selección de los valores asignados. ............................................................... 704 Clasificación de arco interno. ........................................................................ 705 Designación de la clasificación de arco interno. ........................................... 707 De un CEADS a un CT................................................................................... 708 CAPÍTULO 10: LA FUNCIÓN MEDIDA. 10.1. 10.1.1. 10.1.2. 10.1.2.1. 10.1.2.1.1 10.1.2.1.2 10.1.2.2. 10.1.2.2.1 10.1.2.2.2 10.1.2.2.3 10.1.2.2.4 10.1.3. 10.1.4. 10.1.4.1. 10.1.4.2. 10.1.4.3. 10.1.4.3.1 10.1.4.3.2 10.1.4.3.3 10.1.4.4. 10.1.4.5. 10.1.4.5.1 10.1.4.5.2 10.1.4.5.3 10.1.4.5.4 10.1.4.6. 10.1.5. 10.1.5.1. 10.1.5.2. 10.1.5.3. 10.1.5.3.1 10.1.5.3.2 10.1.5.4. 10.1.6. 10.1.6.1. 10.1.7. 10.1.7.1. 10.1.7.2. 10.2. La medida de la energía. ............................................................................... 713 Introducción histórica. ................................................................................... 713 Introducción teórica....................................................................................... 715 Teoría del contador de inducción. ................................................................. 720 Contador de energía activa: introducción teórica. ........................................ 723 Contador de energía reactiva: introducción teórica. .................................... 723 Teoría del contador estático. ......................................................................... 725 Teoría del contador MSA. .............................................................................. 726 Teoría del contador de transconductancia. ................................................... 727 Teoría del contador de efecto Hall. ............................................................... 728 Teoría del contador de microprocesador. ..................................................... 728 Medida, tarificación y registro de la energía. ............................................... 730 La tarificación de la energía. ......................................................................... 730 Introducción. .................................................................................................. 730 Las tarifas eléctricas antes de la ley 54/1997. ............................................... 731 La ley 54/1997 de reforma del mercado eléctrico. ........................................ 734 Las nuevas reglas del juego. .......................................................................... 736 Los órganos de gestión del Sistema Eléctrico................................................ 737 Los consumidores en el nuevo Sistema Eléctrico........................................... 739 Las tarifas de energía del mercado regulado. ............................................... 740 Situación actual del mercado eléctrico. ......................................................... 741 Estructura de la tarifa de acceso. .................................................................. 742 Períodos tarifarios. ........................................................................................ 744 Componentes de la facturación...................................................................... 747 Otros aspectos de la tarifa de acceso. ........................................................... 752 Medida en BT y facturación en AT. ............................................................... 753 Calidad del suministro eléctrico. ................................................................... 753 Medida de la continuidad de suministro. ....................................................... 754 Cumplimiento de la calidad de suministro..................................................... 756 Medida de la calidad del producto. ............................................................... 757 Calidad del producto: fenómenos continuos.................................................. 759 Calidad del producto: eventos de tensión. ..................................................... 764 Calidad de atención al consumidor. .............................................................. 765 La medida inteligente o SMART METERING. ............................................... 767 SMART METERING: ventajas para la compañía.......................................... 768 Eficiencia energética eléctrica, E3. ................................................................ 769 Definición de E3. ............................................................................................ 770 Aspectos de un sistema de gestión energética. ............................................... 772 Los aparatos de medida de la energía. ......................................................... 774 Página XIX INDICE 10.2.1. 10.2.1.1. 10.2.1.2. 10.2.1.2.1 10.2.1.2.2 10.2.1.2.3 10.2.1.2.4 10.2.2. 10.2.2.1. 10.2.2.2. 10.2.3. 10.2.3.1. 10.2.3.2. 10.2.3.3. 10.2.4. 10.2.4.1. 10.2.4.2. 10.2.5. 10.2.5.1. 10.2.5.2. 10.2.6. 10.2.6.1. 10.2.6.1.1 10.2.6.1.2 10.2.6.1.3 10.2.6.2. 10.2.6.2.1 10.2.6.2.2 10.2.6.2.3 10.2.6.2.4 10.2.6.3. 10.2.6.4. 10.2.6.5. 10.2.6.6. 10.3. 10.3.1. 10.3.2. 10.3.2.1. 10.3.2.2. 10.3.2.3. 10.3.2.3.1 10.3.2.3.2 10.3.3. 10.3.4. 10.3.4.1. 10.3.4.2. Página XX Los contadores de energía ............................................................................. 774 El contador de inducción: elementos constructivos ....................................... 774 Los contadores estáticos. ............................................................................... 779 El contador MSA. ........................................................................................... 779 El contador de transconductancia. ................................................................ 779 El contador de efecto Hall. ............................................................................ 780 El contador a microprocesador. .................................................................... 781 Interruptor horario de tarificación. ............................................................... 783 Breve historia del interruptor horario. .......................................................... 783 El interruptor horario en la actualidad. ........................................................ 785 Registradores de datos. .................................................................................. 785 Los registradores en el pasado. ..................................................................... 786 Los registradores en la actualidad. ............................................................... 787 El registrador en los contadores. ................................................................... 787 Totalizadores de energía................................................................................ 789 Los totalizadores en el pasado. ...................................................................... 790 Los totalizadores en la actualidad. ................................................................ 790 Controladores de demanda. ........................................................................... 792 Los controladores de demanda en el pasado. ................................................ 792 Los controladores de demanda en la actualidad. .......................................... 794 Transformadores de medida. ......................................................................... 796 Transformadores de intensidad. .................................................................... 797 Transformadores de intensidad: características básicas. .............................. 799 Transformadores de intensidad: características complementarias. .............. 801 TI de protección: características complementarias. ...................................... 805 Transformadores de tensión. ......................................................................... 807 Transformadores de tensión: valores normales. ............................................ 809 Transformadores de tensión para medida: precisión. ................................... 812 Transformadores de tensión para protección: precisión. .............................. 812 Arrollamiento de tensión residual.................................................................. 813 Transformadores combinados........................................................................ 814 Aparatos de medida de la calidad de red....................................................... 815 Regleta de verificación. ................................................................................. 818 Cableado de medida indirecta. ...................................................................... 819 Legislación en la medida de la energía. ....................................................... 820 Generalidades. ............................................................................................... 820 Normativa de los contadores de energía. ...................................................... 820 Requisitos eléctricos. ..................................................................................... 821 Requisitos mecánicos. .................................................................................... 824 Clase de precisión. ......................................................................................... 824 Requisitos de precisión de las Clases A, B y C. ............................................. 829 Requisitos de precisión de las Clases 0,2, 0,5, 1 y 2. ..................................... 832 Normativa del interruptor horario. ................................................................ 832 Normativa de transformadores de medida. .................................................... 833 Transformadores de intensidad. .................................................................... 834 Transformadores de tensión. ......................................................................... 834 Centros de Transformación: anatomía y fisiología 10.3.5. Reglamento de puntos de medida................................................................... 834 CAPÍTULO 11: ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS. 11.1. 11.2. 11.2.1. 11.2.2. 11.2.2.1. 11.2.2.2. 11.2.2.2.1 11.2.2.2.2 11.2.2.2.3 11.2.2.2.4 11.2.2.2.5 11.2.2.2.6 11.2.2.2.7 11.2.2.2.8 11.2.2.3. 11.2.2.3.1 11.2.2.3.2 11.2.2.3.3 11.2.2.3.4 11.2.2.3.5 11.2.2.3.6 11.2.3. 11.2.3.1. 11.2.3.2. 11.2.3.3. 11.2.3.4. 11.2.3.5. 11.2.3.6. 11.2.3.6.1 11.2.3.6.2 11.2.3.6.3 11.2.3.6.4 11.2.4. 11.2.4.1. 11.2.4.2 11.2.4.3 11.2.5. 11.2.6. 11.2.7. 11.2.8. 11.2.9. 11.3. 11.3.1. Arquitecturas básicas. ................................................................................... 837 Centros de transformación de interior. ........................................................ 840 Introducción. .................................................................................................. 840 Centro de transformación convencional. ....................................................... 840 Normativa. ..................................................................................................... 841 Criterios de diseño. ........................................................................................ 843 Criterios de diseño: muros exteriores. ........................................................... 845 Criterios de diseño: tabiques de separación. ................................................. 845 Criterios de diseño: suelos............................................................................. 846 Criterios de diseño: puertas y ventanas. ........................................................ 846 Criterios de diseño: control de refrigerantes líquidos. .................................. 846 Criterios de diseño: climatización y ventilación. ........................................... 847 Criterios de diseño: condiciones acústicas. ................................................... 848 Criterios de diseño: canalizaciones. .............................................................. 848 Criterios de dimensionamiento. ..................................................................... 848 Dimensionado de los accesos. ....................................................................... 846 Dimensionado de los espacios interiores. ...................................................... 849 Dimensionado del control de refrigerante. .................................................... 850 Dimensionado de la ventilación. .................................................................... 850 Dimensionado de las instalaciones contra incendios. ................................... 851 Dimensionado de las canalizaciones eléctricas. ............................................ 852 CT prefabricado, maniobra interior. ............................................................. 853 Generalidades. ............................................................................................... 853 Condiciones a satisfacer por la envolvente. .................................................. 855 Puertas, aberturas de ventilación y pasillos. ................................................. 856 Clase de envolvente asignada: ventilación. ................................................... 856 Clasificación de arco interno. ........................................................................ 857 Descripción de una envolvente prefabricada. ............................................... 858 Descripción de una envolvente modular. ....................................................... 859 Descripción de una envolvente monobloque de superficie. ........................... 860 Descripción de una envolvente monobloque soterrada. ................................ 862 Descripción de una envolvente monobloque semienterrada. ......................... 863 CT prefabricado, maniobra exterior. ............................................................. 863 Prefabricado, maniobra exterior, superficie. ................................................ 864 Prefabricado, maniobra exterior, subterráneo. ............................................. 865 Prefabricado, maniobra exterior, semienterrado. ......................................... 866 CT bajo poste. ................................................................................................ 866 Centro de seccionamiento. ............................................................................. 867 CT en edificio de otros usos. .......................................................................... 868 Los conjuntos compactos en los CT. .............................................................. 870 CT móvil o transportable. .............................................................................. 872 Centros de transformación de exterior ......................................................... 874 Introducción. .................................................................................................. 874 Página XXI INDICE 11.3.2. 11.3.2.1. 11.3.2.2. 11.3.2.3. 11.3.2.4. 11.3.2.5. 11.3.3. 11.3.3.1. 11.3.3.2. 11.3.3.3. 11.3.3.4. 11.3.3.5. 11.3.4. 11.3.5. 11.4. 11.4.1. 11.4.2. 11.4.3. 11.4.3.1. 11.4.3.2. 11.4.3.3. 11.4.3.4. 11.4.3.5. 11.4.3.6. 11.4.3.7. 11.4.3.8. 11.4.3.9. 11.4.3.9.1 11.4.3.9.2 11.4.3.9.3 11.4.3.9.4 11.4.3.10 11.4.3.11 11.4.4. 11.4.4.1. 11.4.4.2. 11.4.4.3. 11.4.4.3.1 11.4.4.3.2 11.4.4.3.3 11.4.4.3.4 11.4.4.3.5 11.4.4.4. 11.4.5. 11.4.5.1. 11.4.5.2. Página XXII CT en parque vallado..................................................................................... 875 Generalidades. ............................................................................................... 875 Diseño de un CT en parque vallado............................................................... 876 Distancias de seguridad. ................................................................................ 878 Disposición del transformador. ..................................................................... 880 Pasillos de servicio. ....................................................................................... 881 CT sobre apoyo. ............................................................................................. 882 Generalidades. ............................................................................................... 882 Apoyos............................................................................................................ 882 Ubicación accesos y distancias...................................................................... 884 Solicitaciones mecánicas. .............................................................................. 885 Cálculo de las cimentaciones. ........................................................................ 886 CT a pie de apoyo. ......................................................................................... 889 CT móvil de intemperie. ................................................................................. 890 Instalaciones auxiliares. ............................................................................... 891 Introducción. .................................................................................................. 891 Instalaciones de compensación de reactiva. .................................................. 891 Instalaciones de ventilación. .......................................................................... 897 Generalidades. ............................................................................................... 897 Calentamientos y temperaturas máximas. ..................................................... 898 Pérdidas máximas. ......................................................................................... 899 Cálculo del volumen de aire necesario.......................................................... 901 Del volumen al caudal. .................................................................................. 902 Del caudal a la sección. ................................................................................. 902 De la sección neta a la sección bruta. ........................................................... 903 Cuando la ventilación natural no es suficiente. ............................................. 905 Cálculo de conductos de ventilación.............................................................. 906 Generalidades. ............................................................................................... 906 Velocidades en los conductos. ....................................................................... 907 Influencia de la forma en la pérdida de carga. .............................................. 907 Cálculo de la pérdida de carga...................................................................... 908 Selección del tipo de ventilador. .................................................................... 911 Automatización de la ventilación. .................................................................. 912 Instalaciones de extinción de incendios. ........................................................ 912 Generalidades. ............................................................................................... 912 Normativa de protección contra incendios. ................................................... 914 Protección contra incendios en las instalaciones de interior. ...................... 915 Protección pasiva en las instalaciones de interior. ....................................... 915 Protección activa mediante sistemas de extinción móviles. ........................... 916 Sistemas de extinción portátiles y móviles. .................................................... 917 Protección activa mediante sistemas de extinción fijos. ................................ 920 Sistemas de extinción fijos. ............................................................................ 922 Protección contra incendios en las instalaciones de exterior. ....................... 929 Instalaciones de alumbrado. .......................................................................... 931 Alumbrado de servicio. .................................................................................. 932 Alumbrado de emergencia. ............................................................................ 933 Centros de Transformación: anatomía y fisiología 11.4.6. 11.4.6.1. 11.4.6.2. 11.4.6.2.1 11.4.6.2.2 11.4.6.3. 11.4.6.4. 11.4.6.4.1 11.4.6.4.2 11.5. 11.5.1. 11.5.2. 11.5.3. 11.5.3.1. 11.5.3.1.1 11.5.3.1.2 11.5.3.1.3 11.5.3.2. 11.5.3.2.1 11.5.3.2.2 Instalaciones de seguridad y señalización. .................................................... 936 Generalidades. ............................................................................................... 936 Seguridad eléctrica. ....................................................................................... 936 Trabajos sin tensión. ...................................................................................... 936 Trabajos en tensión. ....................................................................................... 939 Señalización. .................................................................................................. 941 Equipos de seguridad. .................................................................................... 942 Equipos de protección individual, EPI. ......................................................... 942 Equipos de protección colectiva, EPC. .......................................................... 945 Instalaciones de enlace en MT. .................................................................... 952 Introducción. .................................................................................................. 952 Normativa aplicable....................................................................................... 952 Algunas soluciones-tipo. ................................................................................ 953 Instalaciones de conexión en derivación. ...................................................... 953 Línea aérea derivada de otra línea aérea. ..................................................... 954 Línea subterránea derivada de una línea aérea. ........................................... 955 Línea subterránea derivada de un CT de compañía. ..................................... 956 Instalaciones de conexión en anillo. .............................................................. 957 Centro de seccionamiento independiente....................................................... 957 Celdas de maniobra en el CT del cliente. ...................................................... 958 CAPÍTULO 12: DOCUMENTACIÓN Y NORMATIVA. 12.1. 12.2. 12.2.1. 12.2.2. 12.2.2.1. 12.2.3. 12.2.4. 12.2.5. 12.2.6. 12.2.7. 12.2.8. 12.2.9. 12.3. 12.3.1. 12.3.2. 12.3.2.1. 12.3.2.2. 12.3.2.3. 12.3.2.4. 12.3.2.5. 12.3.2.6. 12.3.2.6.1 12.3.2.6.2 12.3.2.6.3 Definiendo un proyecto. ................................................................................ 959 Documentación de un proyecto. ................................................................... 960 Introducción. .................................................................................................. 960 El documento básico memoria. ...................................................................... 961 La descripción del CT en la memoria. ........................................................... 963 El documento básico anexos. ......................................................................... 965 El documento básico cálculos. ....................................................................... 965 El documento básico planos. ......................................................................... 966 El documento básico pliego de condiciones. ................................................. 967 El documento básico estado de mediciones. .................................................. 969 El documento básico presupuesto. ................................................................. 970 Estudios con entidad propia. ......................................................................... 970 Legislación y normativa. ............................................................................... 971 Introducción. .................................................................................................. 971 Normativa aplicable....................................................................................... 971 Reglamento de alta tensión. ........................................................................... 972 Reglamento de baja tensión. .......................................................................... 972 Reglamento de líneas de alta tensión. ............................................................ 973 Otra normativa. ............................................................................................. 973 Normativas de las instalaciones auxiliares.................................................... 974 Normativas de los estudios con entidad propia. ............................................ 974 Estudio de seguridad y salud. ........................................................................ 974 Estudio de campos electromagnéticos. .......................................................... 974 Estudio de impacto ambiental. ....................................................................... 976 Página XXIII INDICE CAPÍTULO 13: BALANCE ELÉCTRICO. 13.1. 13.1.1. 13.1.2. 13.1.2.1. 13.1.2.2. 13.1.2.3. 13.1.2.4. 13.1.2.5. 13.1.2.6. 13.1.2.7. 13.1.3. 13.1.3.1. 13.1.3.1.1 13.1.3.1.2 13.1.3.1.3 13.1.3.1.4 13.1.3.1.5 13.1.3.1.6 13.1.3.2. 13.1.3.3. 13.1.3.4. 13.1.3.5. 13.1.3.6. 13.1.3.7. 13.2. 13.2.1. 13.2.2. 13.2.3. 13.2.4. 13.3. 13.3.1. 13.3.2. 13.3.3. 13.4. 13.4.1. 13.4.2. 13.4.3. 13.4.4. 13.5. 13.5.1. 13.5.2. 13.5.3. 13.5.3.1. 13.5.3.2. Página XXIV Potencia a instalar en el CT.......................................................................... 980 Introducción. .................................................................................................. 980 Cálculo de la potencia activa demandada. .................................................... 980 El factor de carga. ......................................................................................... 981 El factor de utilización. .................................................................................. 984 La distorsión armónica. ................................................................................. 985 El factor de simultaneidad. ............................................................................ 989 Factor de crecimiento. ................................................................................... 990 Factor de potencia mínimo. ........................................................................... 990 Índice de carga y rendimiento. ...................................................................... 991 Algunos casos particulares. ........................................................................... 992 Edificio de viviendas. ..................................................................................... 992 Introducción. .................................................................................................. 992 Carga correspondiente al conjunto de viviendas. .......................................... 993 Carga correspondiente a los servicios generales. ......................................... 995 Carga correspondiente a los locales comerciales. ........................................ 996 Carga correspondiente a los garajes. ............................................................ 996 Conclusión. .................................................................................................... 996 Edificios comerciales, industriales o de oficinas. .......................................... 997 Zonas residenciales según la NTE. ................................................................ 997 Polígono industrial según el SEPES. ............................................................. 999 Cálculo de una instalación industrial. ......................................................... 1002 Edificio singular. ......................................................................................... 1006 Centro de transformación de compañía. ...................................................... 1007 Reparto de la potencia instalada................................................................. 1012 Introducción................................................................................................. 1012 Una, o más de una máquina. ....................................................................... 1012 Puesta en paralelo por BT. .......................................................................... 1015 Barra única o barras partidas. .................................................................... 1015 Estudio de la situación del CT. ................................................................... 1017 Introducción................................................................................................. 1017 Centro de gravedad de las cargas. .............................................................. 1017 Conclusión final. .......................................................................................... 1020 Régimen de neutro. ..................................................................................... 1021 Introducción................................................................................................. 1021 Régimen TN.................................................................................................. 1022 Régimen TT. ................................................................................................. 1023 Régimen IT. .................................................................................................. 1024 Los dispositivos diferenciales, DDR. .......................................................... 1026 Introducción................................................................................................. 1026 Principio de funcionamiento. ....................................................................... 1026 Partes de un DDR. ....................................................................................... 1027 Captador. ..................................................................................................... 1027 Relés de medida y disparo. .......................................................................... 1032 Centros de Transformación: anatomía y fisiología 13.5.3.3. 13.5.4. 13.5.4.1. 13.5.4.2. 13.5.4.3. 13.5.4.4. 13.5.4.5. 13.5.4.6. Bloque de corte. ........................................................................................... 1035 Evolución de la protección diferencial. ....................................................... 1037 Inmunidad frente a transitorios y filtrado de AF. ........................................ 1038 Medida en verdadero valor eficaz, TRMS.................................................... 1039 Minimización de la “zona de disparos permitidos”. ................................... 1039 Mejoras en la selectividad. .......................................................................... 1040 Monitorización. ............................................................................................ 1042 Automatización y telemando. ....................................................................... 1043 CAPÍTULO 14: EL ESQUEMA ELÉCTRICO. 14.1. 14.1.1. 14.1.2. 14.1.3. 14.1.4. 14.2. 14.2.1. 14.2.2. 14.2.2.1. 14.2.2.1.1 14.2.2.1.2 14.2.2.1.3 14.2.2.2. 14.2.2.3. 14.2.3. 14.2.3.1. 14.2.3.2. 14.2.3.3. 14.2.3.4. 14.2.3.5. 14.2.3.6. 14.2.3.7. 14.3. 14.3.1. 14.3.2. 14.3.3. La representación gráfica en la electricidad. ............................................. 1046 Introducción................................................................................................. 1046 Esquema explicativo funcional. ................................................................... 1046 Esquema explicativo de emplazamiento....................................................... 1047 Esquema explicativo de circuitos. ................................................................ 1047 Esquemas de centros de transformación. ................................................... 1050 Introducción................................................................................................. 1050 Esquemas eléctricos “de compañía”. .......................................................... 1050 Esquemas eléctricos CT sobre poste. ........................................................... 1051 Esquema A1. ................................................................................................ 1052 Esquema A2. ................................................................................................ 1052 Esquema A3. ................................................................................................ 1054 Esquemas eléctricos CT prefabricados. ....................................................... 1054 Esquemas eléctricos CT no prefabricados. .................................................. 1056 Esquemas eléctricos “de cliente”. ............................................................... 1056 Una posición en final de línea. .................................................................... 1057 Varias posiciones en final de línea. ............................................................. 1058 Una posición con entrada y salida de línea. ................................................ 1059 Varias posiciones con entrada y salida de línea. ......................................... 1060 Centro de medida y reparto. ........................................................................ 1060 Una parte olvidada: el esquema de control. ................................................ 1061 La protección de los transformadores de medida. ....................................... 1062 Interruptor con relé de imagen térmica ..................................................... 1064 Excusatio non petita… ................................................................................. 1064 Desarrollo teórico........................................................................................ 1065 Características generales. ........................................................................... 1066 CAPÍTULO 15: CÁLCULOS. 15.1. 15.1.1. 15.2. 15.2.1. 15.2.1.1. 15.2.1.2. 15.2.2. 15.2.2.1. El documento básico cálculos. .................................................................... 1071 Introducción................................................................................................. 1071 Cálculos de las corrientes. .......................................................................... 1072 Cálculos en régimen permanente. ................................................................ 1072 Corriente asignada en MT. .......................................................................... 1072 Corriente asignada en BT. ........................................................................... 1073 Cálculos en régimen transitorio. ................................................................. 1074 Corriente de inserción en vacío. .................................................................. 1074 Página XXV INDICE 15.2.2.2. 15.2.2.3. 15.2.2.3.1 15.2.2.3.2 15.2.2.3.3 15.2.2.4. 15.2.2.4.1 15.2.2.4.2 15.2.2.4.3 15.2.2.4.4 15.2.2.4.5 15.2.2.4.6 15.2.2.4.7 15.2.2.4.8 15.2.2.4.9 15.2.2.4.10 15.2.2.4.11 15.2.2.4.12 15.2.2.4.13 15.2.2.4.14 15.2.2.5. 15.2.2.5.1 15.2.2.5.2 15.3. 15.3.1. 15.3.2. 15.3.2.1. 15.3.2.1.1 15.3.2.1.2 15.3.2.1.3 15.3.2.1.4 15.3.2.1.5 15.3.2.2. 15.3.2.2.1 15.3.2.2.2 15.3.2.3. 15.3.2.4. 15.3.2.4.1 15.3.2.4.2 15.3.2.4.3 15.3.2.5. 15.3.2.5.1 15.3.2.5.2 15.3.2.5.3 15.3.2.5.4 Página XXVI Corriente de cortocircuito en MT. ............................................................... 1077 Corrientes de cortocircuito en BT. .............................................................. 1077 Cálculo con el método simplificado. ............................................................ 1079 Cálculo con el método de la composición.................................................... 1080 Cálculo con el método de las impedancias. ................................................. 1080 Cálculos de cortocircuito s/UNE-EN IEC 60909. ....................................... 1081 Generalidades. ............................................................................................. 1081 Hipótesis de cálculo aplicadas en la UNE-EN IEC 60909. ......................... 1082 Método de cálculo. ....................................................................................... 1083 Impedancias de cortocircuito de los equipos eléctricos. ............................. 1085 Cálculo de la impedancia de la red de alimentación en MT........................ 1085 Cálculo de la impedancia de la línea de enlace de MT. .............................. 1086 Cálculo de la impedancia del transformador. ............................................. 1087 Cálculo de la impedancia de la línea de BT. ............................................... 1087 Cálculo de la impedancia del resto de elementos. ....................................... 1089 Cálculo de las corrientes de cortocircuito. .................................................. 1089 Corriente de cortocircuito trifásico equilibrado. ......................................... 1089 Valor de cresta de la corriente de cortocircuito trifásico equilibrado. ....... 1090 Corriente de cortocircuito bifásico (sin conexión a tierra). ........................ 1090 Corriente de defecto fase-tierra................................................................... 1091 Aspectos direccionales del cortocircuito ..................................................... 1091 Contribución de los motores al cortocircuito .............................................. 1091 Caso de transformadores en paralelo .......................................................... 1092 Cálculo de las canalizaciones. .................................................................... 1094 Introducción................................................................................................. 1094 Cálculo de los embarrados. ......................................................................... 1094 Aspectos dieléctricos de un embarrado. ...................................................... 1096 Rigidez dieléctrica del entorno. ................................................................... 1096 Influencia de la forma de las piezas............................................................. 1097 Distancias entre partes a diferente potencial. ............................................. 1097 Determinación de las distancias en MT. ...................................................... 1097 Determinación de las distancias en BT........................................................ 1098 Aspectos electrotérmicos de un embarrado. ................................................ 1100 Sección necesaria por intensidad permanente. ............................................ 1101 Sección necesaria por intensidad de corta duración. .................................. 1104 Aspectos electrodinámicos de un embarrado............................................... 1105 Cálculo de los embarrados de MT. .............................................................. 1107 Comprobación por densidad de corriente. .................................................. 1108 Comprobación por corriente de corta duración admisible.......................... 1108 Comprobación por solicitación electrodinámica. ........................................ 1108 Cálculo de los embarrados de BT. ............................................................... 1109 Comprobación por intensidad permanente. ................................................. 1109 Comprobación por corriente de corta duración admisible.......................... 1109 Comprobación por solicitación electrodinámica. ........................................ 1110 Aplicación al cálculo de la solicitación electrodinámica en embarrados trifásicos. ..................................................................................................... 1110 Centros de Transformación: anatomía y fisiología 15.3.2.5.5 15.3.3. 15.3.3.1. 15.3.3.1.1 15.3.3.1.2 15.3.3.1.3 15.3.3.2. 15.3.3.2.1 15.3.3.2.2 15.3.3.2.3 15.3.3.2.4 15.3.3.2.5 15.3.4. 15.4. 15.4.1. 15.4.2. 15.4.2.1. 15.4.2.2. 15.4.3. 15.4.3.1. 15.4.3.2. 15.5. 15.5.1. 15.5.2. 15.5.2.1. 15.5.2.1.1 15.5.2.1.2 15.5.2.1.3 15.5.2.2. 15.5.2.2.1 15.5.2.2.2 15.5.2.3. 15.5.3. 15.5.3.1. 15.5.3.2. 15.5.3.2.1 15.5.4. 15.5.4.1. 15.5.4.2. 15.5.4.2.1 15.5.4.2.2 15.5.4.2.3 15.5.5. 15.6. 15.6.1. 15.6.2. Ejemplo de cálculo de los efectos electrodinámicos. ................................... 1109 Canalizaciones eléctricas convencionales. .................................................. 1121 Canalización eléctrica de MT. ..................................................................... 1122 Canalización de MT con conductores aislados............................................ 1122 Canalización de MT con conductores desnudos. ......................................... 1135 Canalización de MT con conductores forrados. .......................................... 1137 Canalización eléctrica de BT. ...................................................................... 1137 Redes aéreas de distribución: ITC-BT 06. ................................................... 1137 Redes subterráneas de distribución: ITC-BT 07. ......................................... 1139 Instalaciones interiores o receptoras: ITC-BT 19. ...................................... 1139 Dimensionado del neutro. ............................................................................ 1160 Dimensionado de los conductores de protección. ........................................ 1161 Canalizaciones eléctricas prefabricadas. .................................................... 1166 Cálculo de la aparamenta. .......................................................................... 1170 Introducción................................................................................................. 1170 Aparamenta de MT. ..................................................................................... 1170 Seccionador: características asignadas. ..................................................... 1170 Interruptor: características asignadas. ....................................................... 1171 Aparamenta de BT. ...................................................................................... 1172 Seccionador: características asignadas. ..................................................... 1173 Interruptor: características asignadas. ....................................................... 1173 Cálculo de las protecciones......................................................................... 1174 Introducción................................................................................................. 1174 Protección de sobreintensidades en MT. ..................................................... 1174 Protección por fusibles. ............................................................................... 1174 Fusibles de protección en el entronque. ...................................................... 1175 Fusibles de protección de los transformadores de potencia. ....................... 1178 Fusibles de protección de los transformadores de medida. ......................... 1184 Protección de transformador por interruptor automático, IA. .................... 1185 Elección de las características asignadas. .................................................. 1185 Características del relé de protección. ........................................................ 1186 Protección conjunta por interruptor automático. ........................................ 1189 Protección de sobreintensidades en BT. ...................................................... 1189 Protección por fusibles de BT. ..................................................................... 1190 Protección por interruptor automático de BT.............................................. 1191 Relés de protección de los automáticos de BT ............................................. 1192 Selectividad entre protecciones. .................................................................. 1193 Selectividad entre protecciones de MT. ....................................................... 1194 Selectividad entre protecciones de MT y BT. ............................................... 1194 Selectividad entre fusibles de MT y fusibles de BT. ..................................... 1195 Selectividad entre fusibles de MT y automático de BT. ............................... 1195 Selectividad entre automático de MT y automático de BT. .......................... 1196 Protección de sobretensiones en MT. .......................................................... 1196 Cálculo de las tierras................................................................................... 1197 Introducción................................................................................................. 1197 Calculo de las instalaciones de PAT............................................................ 1197 Página XXVII INDICE 15.6.2.1. 15.6.2.2. 15.6.2.3. 15.6.2.4. 15.6.2.5. 15.6.2.5.1 15.6.2.5.2 15.6.2.6. 15.6.2.7. 15.6.2.8. 15.6.2.8.1 15.6.2.8.2 15.6.2.9. 15.6.2.10. Investigación de las características del suelo .............................................. 1198 Determinación de las corrientes máximas de puesta a tierra y tiempo máximo correspondiente de eliminación de defecto.................................................. 1198 Diseño preliminar de la instalación de tierra. ............................................. 1201 Datos de partida necesarios para el cálculo. .............................................. 1201 Cálculo de la resistencia del sistema de tierra. ........................................... 1202 Resistencia del sistema de tierra de protección. .......................................... 1202 Resistencia del sistema de tierra de servicio. .............................................. 1206 Cálculo de las tensiones en el exterior de la instalación. ............................ 1207 Cálculo de las tensiones en el interior de la instalación. ............................ 1208 Cálculo de las tensiones máximas aplicadas ............................................... 1209 Cálculo de la tensión de contacto aplicada ................................................. 1210 Cálculo de la tensión de paso aplicada ....................................................... 1211 Investigación de tensiones transferibles al exterior. .................................... 1211 Del diseño inicial al definitivo. ................................................................... 1212 EPÍLOGO I. Algunas cosas que no deben faltar en un epílogo. ....................................... 1214 II. Ex libris est scientia mea... .......................................................................... 1215 III. Bibliografía básica ordenada por capítulos ................................................ 1216 Capítulo 1: breve acercamiento ...................................................................................... 1216 Capítulo 2: la guerra de las corrientes. .......................................................................... 1216 Capítulo 3: la distribución de la energía eléctrica. ......................................................... 1216 Capítulo 4: centros de transformación. ........................................................................... 1217 Capítulo 5: esquemas de puesta a tierra. ........................................................................ 1218 Capítulo 6: instalaciones de puesta a tierra.................................................................... 1218 Capítulo 7: vocabulario electrotécnico. .......................................................................... 1219 Capítulo 8: el transformador. .......................................................................................... 1220 Capítulo 9: aparamenta................................................................................................... 1222 Capítulo 10: la función medida. ...................................................................................... 1224 Capítulo 11: elementos constructivos. ............................................................................. 1226 Capítulo 12: documentación y normativa. ...................................................................... 1227 Capítulo 13: balance eléctrico. ....................................................................................... 1227 Capítulo 14: el esquema eléctrico. ...................... ……………………………………………1228 Capítulo 15: cálculos................... ………………………………………………………………1228 IV. Ex amicorum est scientia mea...………………………………………… .......... 1229 V. Intentando no olvidarse de nadie.………………… ........... ……………………1234 Página XXVIII Planteamiento: Donde se da a conocer el ambiente en el que la historia se va a desarrollar. Se detallan las características de los personajes principales, incluyendo en los más de los casos su pasado, presente y actitudes, las características del lugar, aunque no siempre se defina exactamente, o quizás no se mencione en absoluto, el tiempo y el comienzo de la historia. Centros de transformación: anatomía y fisiología 1. BREVE ACERCAMIENTO HISTÓRICO A LOS SISTEMAS ELÉCTRICOS. Aunque el Sistema Eléctrico se ha ido complicando con el paso del tiempo no podemos olvidar que, como cualquier otro sistema de energía, nace de la necesidad del ser humano de superar los límites que le impone su dotación genética. Ver por la noche, habitar zonas de climas imposibles, subir donde no puedan alcanzarnos, cazar, cortar, destripar, romper, doblar. Todo lo que se nos pueda ocurrir y no podemos Figura 1.1: Nuestros antepasados en una excursión a la hacer con nuestros ojos, Sierra de la Demanda. manos y piernas. Otros animales lo hacen. Unos ven perfectamente en la noche más obscura. Otros no pasan frío por inclemente que sea su hábitat, los más disponen de colmillos potentes y de garras afiladas para trocear sus presas. ¿Por qué no podemos ser como todos y cada uno de ellos? Pero, sí que podemos superar todas las limitaciones que nos impone nuestro diseño como especie. Porque si bien nuestra vista, nuestro oído, nuestra musculatura, no es la más eficaz para unas cosas, nuestro cerebro, más grande y complejo, nuestra postura bípeda que deja disponibles las manos con pulgares oponibles nos convierte en una rápida evolución, de homo hábilis primero, en homo sapiens después, finalmente en homo tecnologicus con el pulgar modificado para mandar SMS. Bueno: esto último es una chanza, y lo anterior una simplificación que me perdonarán mis amigos de la Fundación Atapuerca en el caso improbable que este libro llegara a sus manos. Página 1 PLANTEAMIENTO 1.1. BUSCANDO LA LUZ. Entre las diversas necesidades que antes citábamos no hay duda de que la posibilidad de ver en condiciones de ausencia de luz natural es una de las que nos hacen la vida más agradable. Desde el cavernícola que tenía que extraer una rama de la hoguera comunal para ahuyentar los terrores nocturnos, hasta la comodidad de que las luces se enciendan al detectar nuestra presencia hay un largo recorrido de lámparas de aceite y mecha, antorchas, velas de aceite de ballena y de parafina, lámparas de petróleo y de gas y, finalmente, lámparas eléctricas, de arco y de incandescencia, de fluorescencia, descarga en gas y los actuales diodos electro luminiscentes, o coloquialmente LED. Para el romano que volvía a su casa del comissatio del notable, algo inseguro de andares pese a que el vino se bebía rebajado, hubiera resultado una bendición de los dioses que los munícipes hubieran dotado a las calles de la ciudad de alumbrado público. De esta forma probablemente hubiera podido dejar en casa su lucernae con la que no se ven tres en un burro ni, mucho menos, las deposiciones del animal ni de los pasajeros del burro. Habrá que esperar hasta el medievo para encontrar los primeros ejemplos de alumbrado público en las antorchas, ancladas en soportes metálicos de las calles principales y plazas. El descubrimiento del petróleo en 1859 por Edwin L. Drake posibilitó el uso de una nueva fuente de gran eficiencia luminosa. Durante el resto del siglo XIX y principios del siglo XX, estas lámparas registraron numerosas mejorías, lo que posibilitó su uso en los ambientes domésticos, industriales y en el alumbrado público. En 1784, Jan Pieter Mincklers de la Universidad de Lovaina produjo luz por primera Figura 1.2: La casa de Willian Murdoch, en Cornualles. vez con gas mineral. La primera instalación de luminarias de gas, la usó el notable inventor escocés William Murdoch en 1784 para iluminar su casa en Redruth, en Cornualles. A pesar de los temores del público por la inseguridad de las instalaciones de gas, Frederick Albert Windsor, o Friedrich Albrecht Winzer para sus paisanos de Braunschweig, iluminó con las lámparas del ingeniero francés Philippe Lebón uno de los lados del Pall Mall londinense. Pese a las reticencias y a los indudables peligros este sistema de alumbrado fue adoptado en muchas ciudades de Europa y América, hasta los albores del siglo XX. Cuando en 1840 William Robert Grove, inventor de la pila de combustible, descubrió que al hacer pasar una corriente eléctrica por una tira de metal, al calentarse esta hasta la incandescencia emitía una luz brillante, estaba dando los primeros pasos en la tecnología de las lámparas de incandescencia. Aunque realmente tuviéramos que esperar hasta Thomas Alva Edison para que la lámpara incandescente alcanzara su éxito comercial. Página 2 Acercamiento histórico a los sistemas eléctricos Centros de transformación: anatomía y fisiología Porque Edison, contrariamente a la creencia popular, no inventó la lámpara de incandescencia sino la primera lámpara de incandescencia utilizable comercialmente. Muchos científicos e inventores trabajaron en diseños similares: Henry Woodward, Mathew Evans, Humphry Davy, James Bowman Lindsay, Moisés G. Farmer, William E. Sawyer y, para no aburrir, Joseph Swan1, al que los ingleses conceden la primacía de esta invención, pero, en general todas estas lámparas tenían importantes defectos: vida extremadamente corta, alto coste de producción, valores inadecuados de tensión o corriente, lo que dificultaba su Figura 1.3: Thomas A. Edison y su lámpara aplicación en gran escala en un proyecto industrial desarrollable comercialmente. de incandescencia. Edison y su compañía la Edison Illuminating Company, pronto General Electric, fueron capaces de vender el concepto de alumbrado eléctrico a las empresas y los hogares, resultando una alternativa viable a la iluminación por gas. Para ello tuvieron que desarrollar un sistema completo de Generación, Transporte y Distribución de energía eléctrica. O dicho en términos más actuales, un Sistema Eléctrico de Potencia. Nota 1.1: La controversia que sostuvo con Swan por la prioridad de la invención terminó cuando se asociaron comercialmente para fabricar luminarias. Página 3 MANOEL DA COSTA Desde que algunos fabricantes de aparamenta eléctrica han puesto en el mercado programas informáticos de elaboración de proyectos de centros de transformación, se ha extendido entre los profesionales del sector la peligrosa sensación de que la realización de tales proyectos está al alcance de cualquiera, por muy limitados que sean sus conocimientos sobre el tema. Este libro pretende demostrar justo lo contrario. Comenzamos el planteamiento con un breve acercamiento histórico al Sistema Eléctrico de Potencia, continuamos por la guerra de las corrientes, con sus pinceladas de historia, biografía y hasta un poquito de morbo, para ocuparnos a continuación de la problemática de la distribución de la energía eléctrica y dentro de ella la necesidad, conveniencia y densidad óptima de los CT. Los esquemas y las instalaciones de puesta a tierra ocupan los siguientes capítulos, para terminar con el vocabulario electrotécnico. Cuatro capítulos componen el nudo, la parte en la que se procede a la disección y análisis pormenorizado de los elementos del CT: uno dedicado al transformador de potencia y sus protecciones específicas, uno a la aparamenta eléctrica, uno a los elementos necesarios para la medida de la energía, y el último a los componentes de la construcción y los enlaces del CT con las redes de distribución de media y baja tensión. Finalmente en el desenlace se detallan los pasos a seguir en el proceso de realización del proyecto de un Centro de Transformación, en cuanto a la documentación y normativa, determinación de la potencia necesaria, diseño y esquema eléctrico, y finalmente los cálculos de todos los elementos componentes con una especial atención al dimensionado de las instalaciones auxiliares. Esta estructura en tres partes diferenciadas no es del todo caprichosa sino que, en nuestra opinión, propicia, por lo menos, sendos niveles de lectura: uno para los proyectistas, uno para los expertos, y un tercero para aquellos que reciban el libro como un regalo envenenado y se sientan en la obligación de leerlo. ISBN 978-84-8408-759-5 www.andavira.com MANOEL DA COSTA En tal empeño nos ha parecido menos tóxico para el posible lector dotar a este libro de una estructura basada en las tres partes clásicas de la trama unificada: planteamiento, nudo y desenlace, completadas por un prólogo y un epílogo.