Sistemas de distribución: comprar fiabilidad con cable
Cambia la red y observa encoger el corte
Para una misma falla (✕ roja), cambia la red. El radial oscurece todo aguas abajo de la falla, el anillo realimenta desde el otro lado y solo cae una sección, y la red reencamina y nadie pierde potencia. Los puntos encendidos son clientes con suministro.
Radial · simple y barato
La subestación se ramifica en un sentido para llegar a los clientes. Usa el menor cable, así que es barato, y su coordinación de protecciones es simple. Pero si un punto falla, todos los clientes colgados debajo pierden potencia. Se usa mucho en zonas rurales de baja densidad y donde la fiabilidad exigida es modesta.
Anillo · abrir un segundo camino
Ata los dos extremos de una línea radial en un anillo y cada cliente gana un camino por la izquierda y por la derecha. Normalmente un punto se mantiene abierto; ante una falla la sección con falla se corta por ambos lados y el punto abierto se cierra para alimentar desde el otro sentido. Así el corte queda atrapado en la sección con falla y la mayoría se restablece pronto. Cuesta más cable y aparamenta pero sube mucho la fiabilidad. Es el pilar de la distribución urbana.
Red · una malla, sin corte
Varias subestaciones atan a los clientes por varios caminos en una malla. Si un camino falla, el resto carga de inmediato, así que los cortes son casi nulos. Es lo más fiable pero su cableado, protección y operación son lo más complejo y caro, así que se usa en los núcleos de grandes ciudades y para cargas críticas como hospitales y centros de datos que apenas toleran un corte. En la acometida, en cambio, la potencia se reparte en monofásica de dos hilos (iluminación y tomas del hogar), trifásica de tres hilos (motores) y trifásica de cuatro hilos (mezcla mono y trifásica en edificios comerciales).
De vuelta a la primera pantalla
Era una falla en un mismo punto, pero con radial la mitad aguas abajo se apagó, con el anillo solo una sección, con la red nadie. Lo que cambió no fue la falla sino si la potencia tenía otro camino que tomar. Cada camino extra que abres encoge el daño de una sola falla pero sube el coste de cable y aparamenta. El diseño de distribución es, al final, decidir cuánta fiabilidad necesita un área y a qué coste comprarla.
Hemos visto transmisión y distribución — los caminos que envían y reparten potencia. La próxima sección D mira cómo fluye realmente la potencia por esos caminos, y cómo se protegen cuando algo va mal. La primera unidad (PW-D1) es el flujo de potencia: una vez fijados la magnitud y el ángulo de tensión de cada barra, la potencia activa y reactiva de cada línea queda determinada, y seguimos cómo ese flujo lo empuja la diferencia de ángulo de fase.