TOPOLOGIA_DE_REDES_de_distribucion

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TOPOLOGÍA	DE	REDES	
	
TOPOLOGÍA	
	
La	 topología	 de	 una	 red	 de	 distribución	 es	 referida	 al	 esquema	 o	 arreglo	 de	 la	
distribución,	 esto	 es	 la	 forma	 en	 que	 se	 distribuye	 la	 energía	 por	 medio	 de	 la	
disposición	de	 los	segmentos	de	 los	circuitos	de	distribución.	En	este	sentido	se	
enfoca	a	la	forma	como	se	distribuye	la	energía	a	partir	de	la	fuente	de	suministro.	
	
S ISTEMA	DE	CONEXIÓN		
La	denominación	"puesta	a	tierra"	como	la	conexión	eléctrica	directa	de	todas	las	
partes	 metálicas	 de	 una	 instalación,	 sin	 fusibles	 ni	 protecciones,	 de	 sección	
suficiente,	 entre	 determinados	 elementos	 o	 partes	 de	 una	 instalación	 y	 un	
electrodo,	o	grupo	de	electrodos,	enterrados	en	el	suelo,	con	objeto	de	conseguir	
que	en	el	conjunto	de	instalaciones,	edificios	y	superficie	próxima	del	terreno	no	
existan	diferencias	de	potencial	peligrosas	y	que,	al	mismo	tiempo,	permita	el	paso	
a	tierra	de	las	corrientes	de	falla	o	la	de	descarga	de	origen	atmosférico.	
	
Se	entiende	por	toma	de	tierra	la	parte	de	la	instalación	encargada	de	canalizar,	
absorber	 y	 disipar	 las	 corrientes	 de	 defecto	 o	 de	 origen	 atmosférico	 que	 son	
conducidas	a	través	de	las	líneas	principales	de	tierra.	
En	todos	los	países	industrializados,	las	redes	de	distribución	y	las	instalaciones	de	
los	 usuarios	 deben	 conectarse	 a	 tierra	 para	 evitar	 electrocuciones,	 incendios	 y	
explosiones.		.	Los	objetivos	de	seguridad	que	se	tiene	son:		
• Limitación	 de	 las	 tensiones	 causados	 por	 la	 rayería	 o	 por	 contacto	
accidental	de	conductores	de	 la	empresa	distribuidora	con	conductores	
de	alta/media/baja	tensión.	
• Estabilización	de	 la	 tensión	bajo	condiciones	normales	de	operación	 (lo	
cual	mantiene	la	tensión	a	un	nivel	relativo	a	tierra,	con	lo	cual	cualquier	
el	equipo	conectado	al	sistema	será	́sometido	solamente	a	una	diferencia	
de	potencial).	
• Facilitar	 la	 operación	 de	 un	 dispositivo	 de	 sobre	 corriente,	 tales	 como	
fusibles,	disyuntores	termomagnéticos	o	relés,	bajo	una	condición	de	falla	
a	tierra	(brindar	un	camino	de	baja	impedancia).	
• Eliminar	el	riesgo	de	muerte	por	contacto	indirecto.	
• Limitar	la	tensión	entre	masa	y	tierra	en	caso	de	una	falla	de	aislamiento.	
• Limitar	las	sobretensiones	por	fallas	en	el	circuito	de	media	tensión.		
• Mantener	 el	 mismo	 potencial	 respecto	 a	 tierra,	 de	 los	 conductores	
activos.		
Actualmente	a	las	redes	eléctricas	además	de	seguridad	se	les	exige	confiabilidad	
y	compatibilidad	electromagnética.	
Condiciones	establecidas	
• Mecanismos	para	tomar	posición	respecto	a	RCT	en	cada	país		
• Uso	de	transformadores	trifásicos	DY	para	distribución	
• Todo	 transformador	 	 de	 distribución	 debe	 conectar	 el	 punto	 neutro	 a	
tierra		
• Se	limita	la	sobretensión	en	baja	tensión,	por	fallas	de	media	tensión.	
• Todo	usuario	debe	 conectar	 a	 una	puesta	 a	 tierra,	 las	 partes	metálicas	
expuestas	a	un	contacto	directo	
• Se	definen	valores	de	resistencia	de	puesta	a	 tierra	máximos	para	cada	
aplicación.	
• No	se	hace	distribución	en	corriente	continua	
S ISTEMA	DE	CONEXIÓN	A	TIERRA	RCT	
Clasificación	 acordada	 internacionalmente	 para	 sistemas	 eléctricos	 de	 baja	
tensión,	 los	 cuales	 son	 equivalentes	 en	 cuatro	 a	 seguridad	 de	 las	 personas	 en	
cuanto	a	contactos	indirectos.		
Los	regímenes	de	conexión	a	tierra	tiene	una	clasificación	para	sistemas	eléctricos	
de	baja	tensión	estos	son:	TN,	IT	y	TT.		
Tenemos	 entonces	 que	 el	 punto	 de	 neutro	 del	 transformador	 de	 alimentación	
puede	 estar	 conectado	 a	 tierra	 (T)	 o	 estar	 aislado	 (I)	 y	 las	 carcasas	 o	 masas	
metálicas	expuestas	pueden	estar	conectadas	directamente	a	una	puesta	a	tierra	
propia	del	inmueble	o	a	neutro.	Son	tres	configuraciones:	
• TT:	punto	neutro	del	transformador	a	tierra	y	masas	a	otra	tierra.	
• TN:	neutro	del	transformador	a	tierra	y	conductor	neutro	masas	a	tierra.	
• IT:	neutro	del	transformador		aislado	de	tierra	y	masas	a	tierra.	
Para	indicar	la	disposición	del	conductor	de	protección	o	de	tierra	de	equipos,	con	
respecto	al	conductor	neutro	se	utiliza:	
• S:	si	las	funciones	de	neutro	y	de	protección,	se	hacen	con	conductores	
separados.	
• C:	Si	las	funciones	de	neutro	de	protección,	están	combinadas	en	un	solo	
conductor.	
S ISTEMA	TN	
Este	 sistema	es	 el	más	 simple,	 eficaz	 y	 económico.	 Tiene	 la	 fuente	 sólidamente	
conectada	a	tierra	y	las	partes	conductivas	expuestas	conectadas	a	neutro.	Es	decir	
que	existe	una	ruta	metálica	para	que	las	corrientes	de	falla	fluyan	hacia	el	punto	
neutro	de	a	fuente.	
De	este	hay	tres	variantes:	
S I STEMA	TN-C	
Las	funciones	de	conductor	neutro	y	conductor	de	protección	están	combinadas	en	
uno	solo	a	través	de	todo	el	sistema.	Este	sistema	fue	aceptado	temporalmente	
durante	 la	 II	 guerra	mundial	ya	que	había	escases	de	cobre,	pero	es	un	sistema	
peligroso,	aunque	aún	hay	quien	lo	utiliza.	
	
S I STEMA	TN-S	
Tiene	conductores	neutro	y	de	protección	separados	en	todo	el	sistema	
	
	
S I STEMA	TN-C-S	
En	el	cual	las	funciones	de	neutro	y	de	protección,	están	combinadas	en	un	solo	
conductor	pero	únicamente	en	una	parte	del	sistema	(acometida).	
	
Existen	dos	variantes	de	este	sistema:	
1. TN-C-S	(PME:	Protective	Multiple	Earthing)	
Es	el	más	común		y	es	conocido	como	múltiplemente	puesto	a	tierra.	
	
2. TN-C-S	(PNB:	Protective	neutral	bouding)	
Que	solo	constituye	una	puesta	a	tierra	para	la	fuente	y	a	instalación.	
	
S ISTEMA	TT	
Este	sistema	es	más	costoso	para	el	usuario.	Tiene	uno	o	más	puntos	de	la	fuente	
de	 energía	 	 conectados	 sólidamente	 a	 tierra	 y	 las	 partes	 conductivas	 de	 la	
instalación	 están	 conectadas	 localmente	 a	 un	 electrodo	 de	 puesta	 a	 tierra	
independiente.	Por	 lo	que	representa	un	gran	 inconveniente	porque	 la	puesta	a	
tierra	del	usuario	debe	estar	ubicada	a	una	distancia	superior	a	diez	veces	el	radio	
equivalente	de	la	puesta	a	tierra	de	la	fuente	o	transformador.	
Por	lo	que	el	circuito	de	falla	depende	en	gran	medida	de	los	valores	de	resistencia	
de	ambas	puestas	a	tierra,	con	lo	que	esto	implica	en	costos.	Además	requiere	en	
cada	 instalación	 interruptor	 tetrapolar	 (funcionamiento	 análogo)	 e	 interruptor	
diferencial	que	aumenta	los	costos.	
	
S ISTEMA	 IT	
Tiene	 una	 fuente	 sin	 puesta	 a	 tierra	 o	mediante	 una	 alta	 impedancia	 o	 un	DPS	
(dispositivos	 que	 limitan	 intencionalmente	 las	 sobretensiones	 transitorias	 y	
dispersan	 las	 sobrecorrientes	 desviándolas	 a	 tierra)	 y	 las	 partes	 conductivas	
expuestas	de	 la	 instalación	están	conectadas	a	un	electrodo	con	puesta	a	 tierra	
eléctricamente	independiente.	Aunque	un	sistema	no	se	conecte	deliberadamente	
a	tierra,	en	realidad	están	conectados	a	tierra	por	medio	de	capacitancias	que	se	
forman	entre	los	conductores	de	fase	y	la	tierra.	
Este	 esquema	 está	 reservado	 para	 redes	 de	 media	 tensión	 industriales	 con	
procesos	continuos	o	de	alto	riesgo	alto	como	quirófanos	y	minería.	Este	tipo	de	
conexión	 tiene	 ventaja	 de	 tipo	 operacional,	 pues	 un	 contacto	 fase-tierra	 en	 un	
sistema	de	este	 tipo	produce	mínimos	 flujos	de	corriente	a	 tierra,	por	 lo	que	el	
sistema	 puede	 seguir	 en	 funcionamiento	 aunque	 exista	 falla,	 mejorando	 la	
continuidad	del	servicio.	Pero	cuando	se	elige	un	sistema	no	conectado	a	tierra	se	
debe	 implementar	 un	 completo	 esquema	 de	 detección	 de	 fallas	 a	 tierra	 y	
monitoreo	de	aislamiento.	Este	esquema	en	unos	casos	requiere	un	transformador	
trifásico	 con	 el	 primario	 conectado	 en	 estrella	 Y	 con	 punto	 neutro	 conectado	 a	
tierra.	El	secundario	se	conecta	en	delta	abierta	y	en	la	esquina	abierta	se	conecta	
con	 relé	 como	 indicador	o	 circuito	de	alarma.	Se	vuelve	muy	costoso	al	hacerlo	
técnicamente	bien.	
Este	RTC,	lo	constituye	el	que	es	puesto	a	tierra	a	través	de	una	impedancia,	que	se	
pueden	subdividir	en	tres	categorías.• A	través	de	reactancia	
• A	través	de	resistencia	
• A	través	de	reactancia	resonante	
En	todos	los	casos,	la	impedancia	interna	del	transformador	o	del	generador	cuyo	
punto	neutro	esta	puesto	a	tierra,	queda	conectada	en	serie	con	el	circuito	externo,	
lo	 cual	 no	 asegura	 de	 manera	 eficaz	 que	 se	 produzca	 una	 corriente	 de	 falla	
suficiente	para	hacer	operar	 las	protecciones.	 El	método	utilizado	para	hacer	 la	
conexión	del	sistema	a	la	puesta	de	tierra	puede	causar	algunas	incompatibilidades	
en	 ciertos	 equipos.	 En	 los	 sistemas	 puestos	 a	 tierra	 a	 través	 de	 reactancia,	 la	
corriente	de	cortocircuito	monofásico	debe	limitarse	a	un	valor	de	25%	y	el	60%	de	
la	corriente	de	cortocircuito	trifásico	a	fin	de	evitar	sobretensiones	peligrosas.	
	
	COEXISTENCIA	DE	DIVERSOS	RCT	
El	uso	de	cualquier	RCT	debe	ser	evaluado	para	cada	aplicación	específica.	En	la	
práctica,	un	sistema	puede	ser	una	combinación	de	varias	clases.	Para	una	
instalación	que	forme	parte	de	un	sistema	TN,	en	el	cual	puede	ser	necesario	que	
uno	o	varios	circuitos	en	particular	estén	protegidos	por	una	protección	de	falla	a	
tierra.