Sistemas de distribución: comprar fiabilidad con cable
Cambia la red y observa la zona sin servicio
Con un mismo punto de falla (la marca roja) se cambia la red de distribución. En la radial, todo lo que está aguas abajo de la falla se apaga; en el anillo, se alimenta en sentido inverso desde el otro lado y solo cae el tramo con falla; en la red mallada, el desvío automático hace que nadie se quede sin servicio. Los puntos encendidos son los usuarios que reciben electricidad.
Radial · simple y barato
La electricidad se ramifica en un solo sentido desde la subestación hasta los usuarios. Usa el menor cableado, así que es barata y la coordinación de protecciones es sencilla, pero una falla en cualquier punto deja sin servicio a todos los usuarios conectados aguas abajo. Se usa mucho en zonas rurales con baja densidad de carga o donde la exigencia de fiabilidad es modesta.
Anillo · abrir un segundo camino
Al unir los dos extremos de una línea radial en un anillo, cada usuario tiene dos caminos, a izquierda y derecha. Normalmente un punto se mantiene abierto; cuando ocurre una falla, se aísla solo el tramo con falla desde ambos lados y se cierra el punto abierto para alimentar desde el otro sentido, así que el corte queda confinado al tramo con falla y los demás usuarios se restablecen enseguida. Requiere más conductores y aparamenta, pero eleva mucho la fiabilidad y es habitual en la distribución urbana.
Red · una malla, sin corte
Los usuarios se unen como una malla mediante varios caminos desde varias subestaciones. Aunque falle un camino, los restantes sostienen la carga de inmediato, así que casi no hay cortes, pero el cableado, la protección y la operación son los más complejos y caros, por lo que se usa en centros de grandes ciudades y en cargas críticas que difícilmente toleran cortes, como hospitales y centros de datos. Por otra parte, la acometida a los usuarios se divide en monofásica de 2 hilos (iluminación y enchufes domésticos), trifásica de 3 hilos (fuerza motriz) y trifásica de 4 hilos (edificios que usan monofásica y trifásica a la vez); la trifásica de 4 hilos de 380/220 V de Corea entrega a la vez 380 V trifásicos entre líneas y 220 V monofásicos entre una línea y el neutro.
De vuelta a la primera pantalla
La falla estaba en un mismo punto, pero en la radial se apagó la mitad de aguas abajo, en el anillo solo un tramo y en la red mallada nadie. Lo que cambió no fue la falla, sino si la electricidad tenía otro camino por donde ir. Cada camino extra reduce el daño de una sola falla pero sube el coste de conductores y aparamenta, así que el diseño de la distribución consiste, al final, en decidir cuánta fiabilidad necesita una zona y a qué coste comprarla.
Hasta aquí vimos la transmisión y la distribución, los caminos que envían y reparten la electricidad. La siguiente sección D trata cómo fluye realmente la potencia por esos caminos y cómo se protegen cuando algo falla. Su primera unidad (PW-D1) es el flujo de potencia: una vez fijados el módulo y la fase de la tensión de cada barra, quedan fijadas también la potencia activa y la reactiva que circulan por cada línea, y seguimos cómo ese flujo es empujado por las diferencias de fase.