Distribución De Energía Eléctrica

Nociones de distribución de energía eléctrica
6.Feb.99 - Inés Díaz, Elena Meurisse y Agustín Rela Cátedra de Física CBC-UBA

Corriente continua y alterna Las primitivas instalaciones de distribución de energía eléctrica eran de corriente continua. Una desventaja de esa modalidad de distribución era que los arcos eléctricos de los cortocircuitos accidentales se mantenían encendidos y causabanincendios; en cambio la alterna interrumpe el arco 100 ó 120 veces por segundo. Otra desventaja era la dificultad de transformar la tensión a otros valores, pues los transformadores sólo funcionan con c.a 1. Otro inconveniente era que los motores tenían que tener escobillas rozantes que se gastaban, como sucede con las de los motores de los limpiaparabrisas de los coches. (En cambio con c.a. sepueden hacer rotar los campos magnéticos.) Una curiosidad de la distribución de c.c. fue el sistema Dolivo-Dobrowolsky, que se usaba para ahorrar cobre. En vez de usar un generador de corriente continua, se ponían dos en serie. Las viviendas se conectaban entre a y b y entre b y c (entre a y c había 440 V). Si el consumo era parejo en ambas mitades, la corriente en el cable b era pequeña, y éstepodía ser, entonces, de menor sección. La justificación de por qué la corriente en el cable central es pequeña o nula es sencilla si en vez de aplicar las leyes de Kirchhoff se recurre al modelo hidráulico.
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La sección de los conductores, naturalmente, tiene que ser mayor cuanto mayor sea la corriente que conducen. El valor apropiado de la sección se determina experimentalmente, aunque es posiblehacer un cálculo a partir de la resistividad del material conductor, su disipación al ambiente a través de la vaina aislante; intervienen otras consideraciones relacionadas con los conductores vecinos, la ventilación de los conductos, etcétera. La temperatura del metal no debe exceder la que tolera el aislante que lo recubre. Esa forma de distribución podía ahorrar casi la mitad del cobre quesería necesario emplear si se utilizase un solo generador. (Uno de nosotros recuerda haber sido un usuario de ese sistema en 1950, con la Compañía Ítalo Argentina de Electricidad.)

Distribución monofásica y trifásica El conductor b del circuito DolivoDobrowolsky tiene alguna semejanza con el neutro del actual sistema de alimentación alterna 3x220/380V. En los sistemas trifásicos las tensiones R-N,SN y T-N, que tienen una variación senoidal con respecto al tiempo, están desfasadas entre sí

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c.a. : Corriente alterna, c.c : Corriente continua

tercios de período. Así, en cada instante las tres tensiones suman cero, lo mismo que las corrientes si están en fase y equilibradas, lo que ocurre aproximadamente en la práctica. Lo mismo ocurre con las tensiones R-S, S-T y T-R: suman cero.La tensión alterna entre cualquier par de las fases R, S o T es de 380 V, mientras que la tensión entre cualquiera de ellas y el neutro N es de 220 V. Las viviendas se conectan a R-N, S-N y T-N. Si los consumos son parejos, entonces la corriente del neutro es pequeña y se ahorra casi la mitad del cobre, en comparación con el que habría que emplear si se alimentaran las viviendas con un solocircuito de 220 V. Veamos esto con un ejemplo: Si 90 casas consumen 10 A cada una a 220 V, tenemos un consumo de 198.000 VA. Un solo circuito de 220 V debería portar 900 amperes en sus dos cables. En cambio, con 220/380, la misma potencia de 198.000 VA se divide entre las tres fases a razón de 66.000 VA por fase, que a 220 V significan 300 A en cada uno de los tres cables. (Si la carga está bienrepartida, se puede despreciar la corriente de neutro.) Para comparar las secciones de cobre tenemos, entonces, 2x900=1800 para el caso monofásico, y 3x300=900 para el trifásico; la distribución trifásica ahorra la mitad. En nuestro país, gracias a haber elegido una tensión de 220 V en vez de 110 como otros, la corriente es la mitad para la misma potencia, entonces tenemos por ello un ahorro...