Enrique Belenguer Balaguer - Proyectos de instalaciones eléctrica de baja tensión

Las instalaciones eléctricas en edificios de viviendas tienen algunos elementos específicos que las caracterizan respecto a otros tipos de instalaciones eléctricas como puedan ser la de una industria o de un edificio comercial. Sin embargo, comparten, como es obvio, muchos conceptos de diseño comunes con estas últimas como es, por ejemplo, el cálculo de la sección de las líneas o la selección de protecciones. Por este motivo, en el libro se tratan dichos aspectos de diseño de forma general, es decir, válida para cualquier instalación eléctrica de baja tensión y, posteriormente, se particularizan para las instalaciones específicas de los edificios de viviendas.

En este capítulo se realiza una descripción inicial y básica de todas las partes que componen una instalación eléctrica de un edificio de viviendas. Sin embargo, y como paso previo, se considera interesante conocer la estructura global del sistema eléctrico que alimenta a los edificios de viviendas y a cualquier otra instalación eléctrica. Debe tenerse en cuenta que para algunos aspectos de diseño, el proyectista debe disponer de cierta información que le permita modelar la red eléctrica que alimenta la instalación que está proyectando. En este sentido, la Figura 1.1representa la estructura de un sistema eléctrico de potencia cuya función es la de generar, transportar y distribuir la energía eléctrica desde las centrales de generación eléctrica hasta los diferentes puntos de consumo. Como se aprecia en la figura, la energía eléctrica se genera en centrales eléctricas de diverso tipo como centrales hidroeléctricas, nucleares, de ciclo combinado, etc. y que disponen de generadores eléctricos trifásicos que producen la energía a una tensión típica de 20.000 V. Puesto que este nivel de tensión es demasiado reducido para transportar la energía, ya que se necesitarían corrientes muy elevadas, es necesario elevar la tensión a la salida de las centrales a valores superiores. Con estas tensiones más elevadas, que en España tienen valores típicos de 220 y 400 kV, se transporta la energía eléctrica mediante líneas de transporte que son usualmente aéreas.

Una vez que la energía se aproxima a los centros o puntos de consumo, se hace necesario reducir la tensión para aproximarla a sus valores de utilización, proceso que se suele realizar en varios pasos. El elemento encargado tanto de elevar la tensión del sistema eléctrico como de reducirla es el transformador. Los parques de transformadores que se utilizan para elevar o reducir la tensión en los niveles de alta y media tensión se denominan subestaciones transformadoras (ST) e incluyen, además de los transformadores, toda la aparamenta de protección, medida y maniobra necesaria. Por otro lado, los centros que reducen la tensión desde el nivel de media (20.000 V usualmente) al nivel de baja (400 V) se denominan centros de transformación (CT). Las líneas eléctricas de 20.000 V constituyen la red de distribución de media tensión y pueden ser líneas tanto aéreas como subterráneas. En zonas urbanas se utilizan preferentemente líneas subterráneas mientras que en zonas rurales, debido a su menor coste, se prefiere la utilización de líneas aéreas. El último nivel de distribución lo constituyen las líneas de distribución de baja tensión que son las que alimentan a los consumos de baja como pueden ser los edificios de viviendas.

Figura 1.1.Esquema del sistema eléctrico

En la Figura 1.2se muestra el diagrama unifilar simplificado de un sistema eléctrico en el que las líneas trifásicas se representan mediante un único hilo. En la figura se aprecian los tres niveles típicos de un sistema eléctrico de potencia: generación, transporte y distribución de la energía eléctrica. Como se aprecia, los transformadores se encargan de interconectar los diferentes niveles de tensión del sistema.

Figura 1.2.Esquema unifilar simplificado del sistema eléctrico

Según el REBT la instalación eléctrica de un edificio de viviendas se compone de las siguientes instalaciones y elementos:

1. Acometida

2. Instalaciones de enlace

2.1 Caja general de protección

2.2 Línea general de alimentación

2.3 Centralización de contadores

2.4 Derivaciones individuales

2.5 Caja para interruptor de control de potencia

2.6 Dispositivos generales de mando y protección

3. Instalaciones interiores

4. Instalaciones de los servicios generales

5. Instalación de puesta a tierra

La Figura 1.3muestra, simplificado, un edificio de viviendas sobre el que se han representado algunos de los elementos principales de la instalación eléctrica. Siguiendo el flujo de energía, desde la red eléctrica hacia los consumos de las viviendas, el primer elemento que aparece es la acometida.

Figura 1.3.Instalaciones de enlace en un edificio de viviendas

Según la instrucción ITC-BT-11, la acometida es la parte de la red de distribución que alimenta a la Caja General de Protección. El propietario de la misma es, por tanto, la empresa eléctrica de distribución.

A continuación de la acometida se encuentran las instalaciones de enlace que unen (según la ITC-BT-12) la Caja General de Protección (CGP) con las instalaciones interiores de cada una de las viviendas del edificio.

La Caja General de Protección aloja los elementos de protección (fusibles) de la línea o líneas generales de alimentación (LGA), las cuales alimentan al cuadro de contadores o Centralización de Contadores (CC). Como se aprecia en la Figura 1.3, la CGP se instala usualmente en la fachada exterior del edificio con el objeto de facilitar el acceso. Cuando la acometida es aérea, la CGP se suele colocar a cierta altura (entre 3 y 4 metros) sobre el suelo mientras que si la acometida es subterránea, se instala dentro de un nicho fabricado en la fachada. La Figura 1.4muestra una CGP con acometida subterránea y su esquema eléctrico. Se aprecia en la figura la posición de los tres conductores de fase, protegidos mediante fusible, y la del conductor neutro situado a la izquierda de las fases y sin protección.

Figura 1.4.Fotografía y esquema de una CGP con acometida subterránea

De la CGP sale la Línea General de Alimentación (LGA) que alimenta al cuadro de contadores. A la entrada de este cuadro se sitúa un Interruptor General de Maniobra (IGM) que permite desconectar toda la instalación en caso necesario. La Figura 1.5muestra el cuadro para la centralización de contadores que se construye de forma modular adaptando su tamaño al número de viviendas y, por tanto, de contadores del edificio. Como se aprecia, el IGM se coloca sobre un módulo situado, en este caso, en la parte inferior izquierda del cuadro.

Figura 1.5.Módulo para centralización de contadores