Un Sistema Eléctrico está compuesto de varias "etapas" que cumplen diferentes funciones. Podemos distinguir tres etapas:
La energía eléctrica es generada en instalaciones llamadas "centrales", a partir de diferentes fuentes de energía. Esta diversidad permite clasificarlas en 3 grandes grupos: hidroeléctricas, termoeléctricas y nucleoeléctricas.
a) Centrales Hidroeléctricas
La energía se obtiene de un elemento simple y normalmente abundante en Chile como es el agua. En estas centrales se emplea la fuerza del caudal de un río o la presión por desnivel desde un embalse hasta la planta generadora, lo que acciona una turbina cuyos álabes (aspas) hacen girar al motor del generador (rotor), elemento que finalmente produce la electricidad.
Sin embargo, las fuentes hidroeléctricas en general se encuentran lejos de los centros de consumos y la instalación de una central hidroeléctrica requieren de fuertes niveles de inversión.
Las centrales hidroeléctricas de mayor tamaño en nuestro país son Colbún (400 MW), El Toro (400 MW), Rapel (350 MW), Antuco (300 MW), Pehuenche (500 MW), y Canutillar (144 MW). En la Quinta Región existen pequeñas centrales hidroeléctricas que proporcionan energía a la Empresa (Central Los Quilos y Central Sauce Andes).
b) Centrales Termoeléctricas
En contraste con las anteriores, estas centrales ocupan la energía contenida en los elementos combustibles, tales como el carbón, petróleo o gas, los cuales se queman en calderas, produciendo calor que transforma el agua en vapor.Estos elementos pueden, también, ser procesados directamente en motores de combustión interna o en turbinas a gas.
El vapor, bajo ciertas condiciones de presión y temperatura, impulsa los álabes de las turbinas, cuyo eje a su vez acciona el generador que produce la energía eléctrica.
Entre las centrales termoeléctricas existentes en Chile se destacan Bocamina (125 MW), Renca (100 MW), Huasco (80 MW), Ventanas I (128 MW) y Ventanas II (210 MW).
c) Centrales Nucleoeléctricas
Este tipo de central funciona de un modo similar a las termoeléctricas, pero en este caso la fuente energética proviene del proceso de fisión (división) nuclear de los átomos de uranio 235, al ser bombardeados con neutrones. Esto genera una importante cantidad de energía calórica, la que es utilizada para producir el vapor que posteriormente accionará la turbina y el generador. Este tipo de centrales se emplean en países industrializados y con escasos recursos hidráulicos; debido a los altos costos involucrados, Chile aún no recurre al uso de este tipo de energía.
Dado los recursos hídricos que posee Chile, las centrales hidroeléctricas constituyen, por lo general, el medio más conveniente para producir energía. Estas se encuentran en las zonas central y sur, concentrando el 66% de la capacidad total de generación del país. La capacidad restante reside en las centrales termoeléctricas.
Considerando que no es posible acumular la energía eléctrica en grandes cantidades, ésta se debe producir en el instante mismo que los usuarios la requieren. Por otra parte, el nivel de potencia demandado es variable durante las horas del día y en las diferentes épocas del año, lo cual obliga a construir instalaciones de generación suficientes para cubrir las necesidades de energía cuando ella sea requerida.
Los sistemas de transmisión existen para conectar el lugar físico en que están las centrales generadoras, con los lugares en que se consume la electricidad. Así, la electricidad se transporta al mercado consumidor por medio de líneas de alta tensión. Los principales componentes de una línea son las estructuras o torres, de las cuales penden aisladores que soportan a los conductores.
En el nivel de transmisión se acostumbra distinguir tres tipos distintos de redes:
Las redes de repartición o subtransmisión, que suministran la potencia requerida por la distribución de todo un pueblo o por algunos consumos industriales de gran envergadura. Las potencias que se transmiten son de algunas decenas de MW, lo que obliga a usar tensiones medias (44 KV, 66 KV ó 110 KV).
Las redes de transporte, que proporcionan la alimentación a territorios cada vez más grandes (provincias, regiones e incluso países), con potencias importantes (cientos, y a veces miles de MW) y distancias grandes. Usan por ello tensiones elevadas (154 KV, 220 KV y hasta 750 KV), debiendo poseer una estructura que asegure una gran continuidad de servicio por su importancia económica.
Las redes de interconexión, que son uniones entre sistemas de transmisión poderosos, sirven para el apoyo recíproco de éstos, transmitiendo en una u otra dirección, según sean las circunstancias. Emplea la misma gama de tensiones que las redes de transporte.
Un aspecto importante a considerar es que antes que la electricidad llegue a los consumidores se debe producir una nueva transformación, ya que no es económico distribuir la energía eléctrica a tan altas tensiones.
Para esto se emplean subestaciones, que constituyen nudos de la red eléctrica. En ellas se ubican transformadores, encargados de efectuar esta segunda modificación al reducir la alta tensión a media tensión (entre 23 KV y 12 KV.), además, estas subestaciones contienen los equipos que permiten conectar o desconectar elementos, así como los equipos de control, protección y medida.
En un sistema de transmisión, cada vez que se deba cambiar el voltaje, hay que usar dichos transformadores.
Desde las subestaciones y normalmente en niveles de tensión de 12 KV. parten líneas de media tensión, que pueden ser aéreas, subterráneas o una combinación de ambas, desde aquí se suministra a los clientes industriales.
Posteriormente, viene la última fase de transformación donde la media tensión se reduce a 380 y 220 volts. Este proceso se efectúa por medio de transformadores de distribución que se instalan sobre postes (aéreos), en cámaras subterráneas o en recintos cerrados.
Por lo tanto, en las redes de alimentación a los usuarios se pueden distinguir tres escalones:
Los sistemas de distribución en alta tensión, con transmisiones de algunos MW. Debido a que apoyan varias redes de distribución secundaria, operan por ello con tensiones de 23 KV en sistemas rurales extendidos, aunque lo normal es la operación con niveles de tensión de 12 KV.
Los sistemas de distribución en baja tensión, que operan a continuación de los anteriores y en la misma tensión de las redes de los clientes (380 y 220 volts), y que entregan la potencia y energía requeridas por varios usuarios distintos.
Las redes de usuarios, que se localizan normalmente dentro de las edificaciones de los clientes, y que alimentan directamente un número no muy grande de artefactos, cuyas potencias individuales varían entre algunas decenas de watts (ampolletas) y algunos KW (lavadoras, estufas, refrigeradores, etc.).Por ser accesibles a las personas que circulan dentro de los edificios, deben estar completamente aisladas, con una máxima seguridad.
Con el fin de limitar el costo de la aislación (huincha, papel o plástico), así como para limitar los efectos nocivos de un contacto directo, se emplean tensiones bajas (220 a 380 volts en Chile).
