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7/21/2019 Principios de Fiabilidad Aplicada a Sei
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Principios de
Fiabilidadaplicada a los
Sistemas
Elctricos
Industriales.
Dr. Sergio de la F Dotres.
Santiago de Cuba.
2002
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Fiabilidad Suministro Elctrico IndustrialI
S. P. de la F D. 2
FIABILIDAD DE LOS SISTEMAS DE SUMINISTROELCTRICO INDUSTRIAL
Introduccin.
El grado de fiabilidad necesario del Sistema de Suministro Elctrico, se determina
en dependencia de la potencia del consumidor, de su designacin, continuidad del
servicio requerida y perspectivas de desarrollo futuro de la fbrica. Deber cumplirse
la coordinacin del grado de fiabilidad de los distintos elementos del Suministro
Elctrico Industrial, de forma tal que el grado de fiabilidad, como regla, se incremente
con el traslado desde los consumidores hacia la fuente de energa; a medida que
se incrementa la potencia de los mismos.
La fiabilidad, en forma general, puede caracterizarse como la capacidad del
Suministro Elctrico Industrial y los elementos independientes del mismo, de cumplir
con la tarea de suministrar de forma ininterrumpida la energa a la planta dada o a
consumidores independientes de ella, no conducente al incumplimiento del plan de
produccin y al surgimiento de averas en el equipamiento elctrico y
tecnolgico.
Para garantizar el trabajo estable de los consumidores elctricos importantes, tanto a
rgimen normal como de avera, es necesario:
1.- Llevar al mnimo el nmero y la duracin de las interrupciones de la
alimentacin.
2.- Garantizar la correspondiente calidad de la energa elctrica tal que, durante
las violaciones del rgimen de suministro elctrico, garantice la consecucin de un
rgimen estable de trabajo de los equipos tecnolgicos mas importantes.
La fiabilidad del Suministro Elctrico Industrial est determinada por su esquema
elctrico y la calidad de la construccin del mismo, por un razonable volumen de
reserva del mismo, as como la fiabilidad de los principales elementos que lo
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constituyen, en primer lugar el equipamiento elctrico.
En algunas producciones (por ejemplo la industria qumica) la duracin permitida de
las interrupciones es de unos pocos segundos, luego de los cuales, por las
condiciones de la produccin, el parmetro tecnolgico A, cae fuera de los lmites
permisibles (fig. 1)
Figura 1. Variacin del parmetro tecnolgico A durante la desconexin de la
alimentacin.
Simbologa:
Anom- Valor nominal del parmetro tecnolgico para la produccin dada.
Acrit- Valor crtico del parmetro, cuya violacin conduce a la violacin tecnolgica.
Aper= Acrit+ A valor permisible del parmetro tecnolgico, para el cual an no ocurre
la violacin de la tecnologa.
A-cantidad que considera la reserva indispensable y el posible error de medicin.
A-desviacin del valor nominal del parmetro tecnolgico durante la falta de energa.
Aper = Anom - Aper -Desviacin lmite del parmetro tecnolgico de su valor
nominal.
tdesc. momento en que se produce la desconexin
trec. momento en que se produce la reconexin.
tse. Tiempo sin suministro de energa (duracin de la falla).
La interrupcin del suministro elctrico a la industria o a parte de ella conduce a la
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disminucin de la produccin, tanto en calidad como en cantidad, lo que se conoce
como dao econmico. La interrupcin puede ser debida a averas o fallas del
Suministro Electrico Industrial. Estas interrupciones pueden conducir al cese de la
alimentacin o a la disminucin de esta durante un perodo mas o menos
prolongado durante el rgimen de postavera. El Suministro Electrico Industrial deber
ser concebido de tal manera que en este perodo sea garantizada la energa a los
consumidores principales.
La interrupcin (total o parcial) puede ser tambin debida al dficit de potencia en el
sistema alimentador en determinado momento del da y con diferentes duraciones.
En la mayora de los casos este tipo de interrupcin puede ser prevista con tiempo, y
por ende tenida en cuenta en la planificacin de la produccin. Ninguna accin en el
Suministro Electrico Industrial de la empresa es necesario en este caso, excepto la
desconexin de los consumidores menos importantes durante el perodo de limitacinde la energa. Los daos por la interrupcin del suministro constituyen el criterio mas
objetivo para la determinacin del nivel o grado de fiabilidad exigido. El esquema
ptimo del Suministro Electrico Industrial debe determinarse teniendo en cuenta el
error probable del conjunto de violaciones del suministro elctrico en el perodo
considerado.
Para determinar el volumen ptimo de reserva, es indispensable comparar los
gastos necesarios para lograr un alto nivel de confiabilidad del Suministro Electrico
Industrial con el dao econmico probable debido a las interrupciones del suministro
elctrico. La esperanza matemtica de los daos econmicos por interrupciones del
Suministro Electrico Industrial constituyen la nica caracterstica numrica para, de
una forma mas o menos efectiva, valorar el grado necesario de fiabilidad del
Suministro Electrico Industrial y para la toma de medidas para lograr una adecuada
reserva de los correspondientes elementos de este sistema.
Una gran significacin tiene la fiabilidad del suministro para las producciones
continuas, en las cuales la interrupcin del suministro est ligada a un largo proceso
de restablecimiento del proceso tecnolgico y daos econmicos directos. Muy
detenidamente ha de analizarse la fiabilidad del suministro en grandes
consumidores electroenergticos como procesos electrolticos, hornos elctricos
de variados tipos, soldadura elctrica, etc., en los cuales; la energa elctrica
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constituye el factor tecnolgico fundamental.
El dao econmico tiene lugar no slo durante las interrupciones de la alimentacin,
sino tambin durante la variacin de los indicadores de la calidad de la energa con
respecto a los normados, como mas tarde veremos.
Categoras de la fiabil idad y reserva.
De acuerdo al nivel de fiabilidad exigido para los consumidores del Suministro
Electrico Industrial, estos se dividen en 3 categoras. A la primera pertenecen los
consumidores para los cuales una interrupcin del suministro elctrico puede ser
peligrosa para la vida de las personas, ocasionar grandes prdidas econmicas,
destruir costosos equipos, daar la produccin, desorganizar un proceso tecnolgico
complejo. El peso especfico de los consumidores de Ieracategora en la mayora
de las ramas no es muy grande, a excepcin de la industria qumica y metalrgica.Del conjunto de los consumidores de Iracategora se determina el grupo especial de
consumidores cuyo trabajo continuo es necesario para la detencin del proceso
tecnolgico sin riesgo para la vida de las personas, incendios o explosiones. Los
consumidores de este grupo especial debern ser determinados sobre la base de las
exigencias del proceso tecnolgico. Es indispensable evitar el crecimiento
desmedido de este grupo; por ello, durante su formacin es necesario aclarar
minuciosamente el papel de cada uno de los componentes de este grupo en el
proceso tecnolgico, determinar las consecuencias de su desconexin y el mximo
tiempo permitido para la misma. Al mismo tiempo se hace necesario buscar vas y
medios para que el tiempo sin servicio pueda incrementarse o crear las condiciones
tecnolgicas que permitan la exclusin de los consumidores mas crticos de este
grupo.
Las normas para las instalaciones elctricas permiten para los consumidores de IIda
categora:
Interrupciones del suministro elctrico debido a la falla de una de las fuentes de
alimentacin por el tiempo necesario para la reconexin por el personal de guardia.
Alimentacin por una lnea area, si se garantiza la reparacin de la misma en un
perodo no mayor de un da.
Alimentacin por una lnea de cables soterrados, constituida por no menos de 2
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unidades , conectados a un equipo de conmutacin nico.
Alimentacin desde un slo transformador, si existe una reserva centralizada de
estos, y con la posibilidad del cambio de la unidad daada en un perodo no mayor
de un da.
La alimentacin a los consumidores de IIIra categora puede efectuarse desde una
sola fuente, si la interrupcin del suministro elctrico, necesaria para la reparacin
o el cambio del elemento fallado, no es mayor de una jornada. `
Evaluacin de la fiabilidad de los Sistemas de Suministro Elctrico
Industrial.
Una de las exigencias importantes para el Suministro Electrico Industrial es garantizar
un suministro seguro.Por seguridad del sistema o del equipo se entiende la propiedad de cumplir las
funciones dadas, manteniendo sus indicadores de explotacin en los lmites
establecidos en un transcurso de tiempo dado.
En los sistemas de Suministro Electrico Industrial, hay que distinguir dos tipos
fundamentales de equipamiento:
Equipos y componentes que luego de una avera se reparan y se reincorporan de
nuevo al trabajo, lo que determina el carcter de restablecimiento
Equipos que una vez fallados, no son susceptible de reparacin, es decir, con el
fallo se destruyen.
La mayora de equipos y sistemas tcnicos pertenecen al primer grupo.
En los sistemas de Suministro Electrico Industrial se distinguen 3 tipos de fallas.
1. Fallas catastrficas, caracterizadas por la prdida total de la capacidad de trabajo
del sistema o componente.
2. Falla paramtrica, caracterizada por el trabajo del sistema componente, pero con
peores indicadores tcnicos.
3. Fallas alternativas.
En cuanto al momento de surgimiento de la falla se clasifican en inesperadas, que son
debidas a averas y estn condicionadas por defectos interiores; y graduales
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condicionales, debido al desgaste fsico de las instalaciones y los sistemas y que
se manifiestan en las detenciones del equipamiento para los correspondientes
trabajos de mantenimiento.
La evaluacin de la seguridad de los sistemas se realiza mediante los instrumentos
matemticos de la teora de las probabilidades y la estadstica matemtica.
Indicadores de fiabilidad.
Para evaluar la fiabilidad de los elementos simples y los sistemas complejos, se
aplican los siguientes indicadores cuantitativos de la fiabilidad.
Probabilidad de trabajo sin falla (Pt). Es la probabilidad de que en el intervalo de
tiempo programado y para las condiciones dadas de explotacin no tendr lugar
falla alguna. Esta magnitud puede ser determinada sobre la base de pruebasespeciales de fiabilidad o basndose en datos de explotacin prctica.
Tiempo medio de trabajo sin falla (Tp). Es la esperanza matemtica del tiempo
que el sistema o equipo trabaje sin fallas.
Tiempo entre fallas (Tpf). Es el tiempo medio entre fallas.
Frecuencia de las fallas (Lt). Es la densidad de la probabilidad de ocurrencia
de las fallas.
Tiempo promedio de restablecimiento (Tpr). Es el tiempo promedio que
transcurre desde el momento en que se produce la falla hasta que el sistema
recupera su estado original.
La probabilidad de fallas Q(t) y la probabilidad del trabajo sin falla P(t), constituyen un
conjunto completo de sucesos, por tal razn es vlida la expresin
Q(t) + P(t) = 1
(1-1)
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En los sistemas de Suministro Electrico Industrial hay gran nmero de elementos
diferentes que estn conectados entre s, con el objetivo de garantizar el suministro
elctrico. Es por tanto innegable que la fiabilidad del Suministro Electrico Industrial
depender de la fiabilidad de cada uno de ellos y su interrelacin con el trabajo de
los dems. Para determinar la fiabilidad del Suministro Electrico Industrial es
necesario tener en cuenta los esquemas de fiabilidad,en los cuales se muestra la
interconexin desde el punto de vista de la fiabilidad de los diferentes elementos. En
forma general, estos esquemas pueden catalogarse en 4 tipos.
Esquema serie. En este tipo de esquema el sistema falla cuando falla uno de los
elementos componentes. La fiabilidad para este esquema esta dada por la expresin
Pts= Pi(t) (1-2)o aplicando (1-1)
Pts = (1 - Qi(t)) (1-3)
Aqu Pi(t) y Qi(t) son las probabilidades de trabajo sin falla y con falla, respectivamente,
de los i-elemento en serie.
En la fig.2a se muestra un esquema con fiabilidad serie.
Un esquema de fiabilidad paralelo se caracteriza por el hecho de que el sistema falla
slo cuando fallan los n elementos conectados en paralelo. Para estos
esquemas el ndice de fiabilidad se calcula segn la expresin:
Ptp= 1- Qj(t) (1-4)
o, teniendo en cuenta (1-1)
Ptp= 1- (1 - Pj(t)) (1-5)
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Este mtodo es aplicado a sistemas serie y paralelo y sus combinaciones, y da la
posibilidad de predecir, tanto la frecuencia de ocurrencia como las duracin de las
fallas.
Este mtodo, en su acepcin ms general, permite la consideracin de los efectos
climticos sobre la fiabilidad del sistema.
Por medio de l se calculan tres indicadores fundamentales:
1. Nmero promedio de interrupciones por consumidor servido por ao.
2. Tiempo promedio de restauracin por consumidor
3. Promedio total del tiempo de interrupcin por consumidor servido en el ao.
Las vas de solucin del problema cuando se utiliza este mtodo son las cadenas de
Markov o el de aproximacin.
En este cursos e emplear el mtodo aproximado, ya que las diferencias de los
resultados con l obtenido y los obtenidos con el de las cadenas de Harkov, sediferencian en valores menores que la exactitud de los clculos para ingeniera, ya que
en sistemas series, la consideracin de independencia entre los eventos, al calcular la
tasa de salida del sistema proporciona una estimacin ligeramente mayor. Este error
bajo condiciones normales es usualmente muy pequeo ( de dos a tres ordenes menor)
que la propia tasa.
Para un sistema serie, si f,kes la salida por falla del consumidor k-simo, entonces,
para un sistema serie, la tasa de salida anual es la suma de todas las tasas de los
elementos componentes, es decir:
ao/fallas[m
k
k,fe,f =
=1
]
La duracin media esperada r,f,e por la salida de un elemento k con tiempo de
restauracin r,k[ao]estar dada por.
ao[
rr
r
e,f
m
k
kk,f
m
k
k,f
m
k
kk,f
e,f
=
=
=
=
= 1
1
1 ]
El tiempo de salida promedio total anual esta dado por:
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[ ]
[ ]ao/horasrU
;ao/aor
r
rU
e,fe,f
e,fe,f
e,f
e,f
e,f
+
=
8760
1
Para sistemas paralelos los componentes se tratan por pares, hasta reducirlos a un
componente equivalente, para esto las expresiones seran:
Tasa de sakida anual esperada:
[ ]ao/fallas)rr(e,f 2121 +=
Duracin esperada de la salida.
21
21
rr
rrrT
+
= [ao/ao] o [hora/ao]
Tiempo de salida total promedio anual.
21
21
rr
rrU e,f +
[ao/ao] o [hora/ao]
El incremento de la seguridad constituye un problema multilateral que se realiza tanto
en la esfera de la proyeccin como de la explotacin.
La necesidad de considerar las cuestiones relativas a la seguridad y el tomar la
decisin optima, surge en la etapa de la proyeccin de los sistemas tcnicos , en la
realizacin de los mismos y durante su explotacin.
El incremento de la seguridad del sistema exige, por una parte, el incremento de los
gastos en la construccin de este, y por otra parte, en relacin con esto:
Incremento de la seguridad de los elementos componentes.
Reserva y doblaje de los subsistemas y sus componentes.
Aumento de los gastos en las pruebas de seguridad.
Por otra parte, gracias al incremento de la seguridad , se disminuyen tanto las
inversiones capitales ( se disminuye el nmero de las reservas de elementos para la
sustitucin de los mismos en caso de su falla), as cmo los gastos de explotacin (
disminucin del dao en las fallas sbitas de los equipos o los sistemas, gastos en los
servicios, etc.).
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Considerando la seguridad del sistema, surgen las siguientes tareas:
1. Garantizar la seguridad programada con los mnimos gastos.
2. Garantizar la seguridad mxima con los gastos programados para el sistema.
3. Determinar la seguridad ptima.
Determinacin de la seguridad programada con los mnimos gastos.
Supngase que se disea un sistema compuesto de u subsistemas ( i = 1,2 3,.....u),
como el mostrado en la Fig. 2 (d). Para incrementar la seguridad de cada subsistema
se emplea el doblaje de elementos, o sea , en casa subsistema hay 1 + Xi =
elementos, donde Xi es el nmero de elementos del doblaje. Por los elementos de
cada tipo en cada uno de los subsistemas , son conocidos los gastos Zi y la
probabilidad de la falla p(i).
El nivel de seguridad del sistema est dado por la magnitud Pc(t) = 1 Qc(t)
La tarea consiste en determinar la cantidad de elementos de doblaje X1......,Xi,......Xu
que garantizan el mnimo de los gastos para el sistema.
Desde el punto de vista matemtico esto puede expresarse de la forma siguiente:
Z = iZiXimin ( 1- 7)
Sujeta a las restricciones:
)t(Pc)p1()t(P )X1(
ii == +
( 1- 8)
1X (1-9)Del desarrollo de la productoria en la expresin (1-8), se obtienen productos del tipo
)1i()i( x1
1i
x1
i pp ++
++
cuyo valor es semejante a cero, luego la expresin (1-8) puede ser escrita
en forma aproximada:
+ ix1
icip1)t(P (1-10)
Ahora bien, de (1-1) se obtiene que += ix1
icip)t(Q ; por lo que
0p)t(Qi
x1
ici =
+
Para dar solucin a la tarea planteada, se hace uso del mtodo de Lagrange,componiendo la funcin auxiliar:
min)t(QpXZi c
)X1(
ii iii = + (1-11)
Para determinar los extremos que hacen cero esta funcin, debe derivarse conrespecto al vector Xi e igualar a cero las derivadas y resolver el sistema de ecuacionescreado, resultando ecuaciones del tipo:
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0pplnZX
)X1(
iii
i
i == +
( 1-12)
por lo tanto:
i
i)X1(
ipln
Zp i
=+ (1-13)
como
+=i
x1
ic
ip)t(Q , se puede escribir:
== i ii
c
A
pln
Z1)t(Q ; de donde A =i
i
i
pln
Zy
)t(Q
A
c
= (1-14)
luego, sustituyendo el valor de en (1-13), se obtiene
1pln
plnA
)t(QZln
Xi
i
ci
i
= ( 1-15)
Expresin que permite encontrar el nmero de elementos de doblajes necesarios para
garantizar la seguridad programada con gastos mnimos.
Garantizar la seguridad mxima con los gastos econmicos programados.
Este problema es anlogo al primero y su formulacin sera la siguiente hallar el
nmero de elementos de doblaje o paralelos, que garantizan el mnimo de la
inseguridad del sistema.
minp)t(Q iX1ic = + ( 1-16)
con las restricciones
0X
0XZz
i
i iic
>
= (
1-17)
En este caso en las restricciones de los gastos ( 1-17) se pueden incluir limitaciones de
parmetros anlogos en el sistema, tales como peso de los elementos, dimensiones,
etc.
En este caso se aconseja utilizar mtodos de programacin matemtica avanzados,
como por ejemplo el mtodo de las condiciones dominantes, etc.
Determinar la seguridad ptima.
Este es el caso ms complicado, pues es necesario tener en cuenta no slo los gastos
= i iic 0XZz
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en los elementos y los indicadores de seguridad, sino que es necesario tener en cuenta
las consecuencias econmicas de las fallas de la seguridad. Para ello es necesario
definir los indicadores yi que muestran lasconsecuencias econmicas de las fallas de
la seguridad; y as la funcin total a minimizar sera:
Realizando las derivadas parciales en Xiigualndolas a cero y efectuando se obtiene.
1pln
)y
Aln(
Xi
i
i
i =
lo que permite determinar el nmero de elementos que cumplen con las condiciones de
la tarea impuesta.
Clculo del nmero de circuitos de reserva para una fiabilidad dada.
Supongamos que todos los elementos del circuito tienen la misma fiabilidad; y que se
tienen n elementos serie en cada circuito. En tal caso , para m+1circuitos paralelos la
fiabilidad estar dada por:
1mn
i )p1(1)t(p += (1-21)
si la confiabilidad requerida es ps, entonces
[ ] s1mn p1p1
+
por lo que, luego de sencillos pasos se llega a que:
1)p1ln(
)p1ln(m
n
s
Mtodo prctico de Yishkov para evaluar el nmero de elementos de reserva en un
Suministro Electrico Industrial.
Como es sabido, el nmero de elementos de un Suministro Electrico Industrial depende
de un gran nmero de factores, tales como: intensidad de fallas, lejana del punto de
ubicacin del elemento del de su utilizacin, calificacin del personal de mantenimiento,
etc. Esto exige un modelo muy completo del Suministro Electrico Industrial. El mtodo
de Yishkov se basa en un modelo estadstico que toma como elemento fundamental el
i
ii
pln
ZA =
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Interruptor
automtico
0,047
Transformadores 0,03
De la expresin (1-24) se determina el parmetro de intensidad de Poisson, y de la
tabla de distribucin de probabilidades del mismo autor, se determina el nmero de
elementos que garantizan un funcionamiento sin falla para una certeza dada. Por
ejemplo, para el funcionamiento sin fallo de 30 interruptores en aceite, con un
parmetro de intensidad de Poisson de ai = 0,042301= 0,126 y con un 95% de
certeza , como mnimo hay que tener 2 interruptores como reserva, anlogamente se
procede para los otros equipos.
Los resultados se muestran a continuacin:
Equipo Parmetro ai Equiposnecesarios
Interruptor en aceite 0,126 2
Interruptor
automtico
0,282 5
Transformadores 0,66
0,24
2 de 1600 KVA
1 de 1000 KVA
Ejemplo 2.
Se desea determinar la probabilidad de alimentacin para la barra B del sistema de
distribucin cuyo diagrama monolineal se muestra. Los valores de la probabilidad de falla de
los elementos se muestra en la tabla.
Elemento q(t)
Sistema S 0,001
Barra A 0,0005
Linea 1 0,02
Lnea 2 0,02
Barra B 0,0005
Transformador T 0,0008
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Como el sistema y la barra est en serie, la probabilidad conjunta de fallo para ambos ser:
qSA= qs +qA - qs x qa = 1x10-3+ 5x10-4 1x10-3x5x10-4 = 1,4995x10-3
luego pSA= 1- qSA= 0,9985
Las lneas L1 y L2 estn en paralelo y de su diagrama de fiabilidad se ve que
qL12= qL1xqL2 = 0,02x0,02 = 0,0004 ; por lo que pL12= 0,9996
Para la barra B y el transformador se cumple que:
qBT= qB + qT- qB x qT = 0,0005+0,0008-0,0005X0,0008 = 0,0013006, luego pBT= 0,9986994
Luego la probabilidad de trabajo del sistema de distribucin en B sera el producto de las
probabilidades de trabajo de los distintos elementos calculadas, es decir
pSD = pSB x pL12 x pBT = 0,9985x0,9996x0,9987 = 0,996804
Ejemplo 3.
Se desea alimentar las cargas de un consumidor de primera categora mediante uno
de los dos esquemas que se presentan, cualquiera de los cuales garantiza la potencia
nominal exigida. Se desea seleccionar el mas seguro de ambos, independientemente
de su costo.
En ambas variantes los tiempos sin servicios y las intensidades de fallo indicadas son
las mismas para cada tipo de equipo de esa variante.
Como primer paso se debe determinar la probabilidad de trabajo sin falla de los
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elementos a partir de la expresin:
8760
t1
8760
t8760
8760
T8760
8760
T)t(p sese.av.inttrabii
=
=
== ;
as. Para la variante 1, tenemos.
9998,0
8760
102,01p 1L ==
9999,08760
90012,01p 11T ==
9999,08760
2503,01p 1I ==
La probabilidad de trabajo sin fallo del esquema est condicionada a la forma de
conexin de sus elementos, que como se ve es un sistema mixto, con combinaciones
serie-paralelo, luego esta sera representada por la expresin:
[ ]221I1T
2
1I1Lc )pp1(1pp)t(p =
[ ] 9996,0)9999,09999,01(19999,09998,0)t(p 222c ==
pc (t) = 0,9996
Para el caso de la variante de doble lnea tendramos:
9990,08760
127,01p 2L ==
9999,08760
90012,0
1p 2T ==
9999,08760
2503,01p 2I ==
Sustituyendo se obtiene:
2
1I1Tc )pp1(1)t(p = = 1- (1-0,99900,999920,99992)2
999998,0)t(pc =
Luego la variante escogida es la 2.
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MEDIDAS PARA ELEVAR LA FIABILIDAD DE LOS SISTEMAS ELCTRICOS.
Para que un sistema sea confiable, debe cumplir su funcin principal, garantizar el
suministro elctrico de forma continua, en la cantidad demandada y con la calidad
requerida.
Estas premisas solo pueden lograrse con la capacidad instalada tanto en fuente de
generacin como en elementos del esquema de suministro, con un esquema de
alimentacin flexible y con una disciplina operativa rigurosa.
Se pueden encontrar dos momentos importantes para lograr elevada confiabilidad:
durante la proyeccin del sistema elctricoydurante la explotacin del mismo.
Elevacin de la confiabilidad durante la proyeccin.
En la proyeccin de las Centrales Elctricasse debe preveer en la evaluacin tcnico-
econmica en sus diferentes etapas, entre otros factores, los siguientes:
Capacidad instalada suficiente para cubrir las demandas pronosticadas en los aos
futuros considerados.
Flexibilidad en el esquema de distribucin en las subestaciones, tanto para el
consumo de planta, como para la salida de la energa elctrica de la central.
Reservas en el sistema de regulacin de la excitacin y de las turbinas.
Rapidez de accin en los dispositivos de conexin y gobierno.
Sistema de proteccin confiable y moderno.
Sistema de automtica confiable y moderno.
Mxima calidad en los materiales constructivos, tanto de los propios equipos como
de la central en su conjunto.
En la proyeccin de las Redes Elctricasse pueden encontrar factores contribuyentes a
elevar la confiabilidad del suministro elctrico en:
1. Subestaciones Elctricas de Subida y de Bajada.
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2. Lneas Areas de Transmisin.
3. Lneas Areas de Distribucin.
4. Lneas Soterradas de Distribucin.
Dos factores son fundamentales y comunes a estos componentes:
- Capacidad necesaria y suficiente en todo momento del suministro elctrico.
- Alta confiabilidad de operacin de ellos.
La adecuada capacidad del transporte, adems de garantizar el suministro elctrico en
la cantidad demandada, tambin condiciona la aceptabilidad de otros indicadores de
Calidad de la Energa Elctrica (CEE).
La confiabilidad en el trabajo de los componentes de las redes elctricas est muy
relacionada con la flexibilidad operativa prevista desde la proyeccin del esquema de
suministro.
De aqu que, en las Subestaciones se prevean:
- transformadores duplicados con sus respectivos dispositivos de conexin y
proteccin,
- sistemas de barras seccionadas con interruptores de interconexin,
- lneas de enlace para la alimentacin de emergencia,
- dobles sistemas de barras (principal y auxiliar), etc.
Para las Lneas de Transmisinse deben preveer:
- una adecuada traza o trayectoria desde el punto de vista topogrfico del terreno,
- una adecuada trocha para dicha trayectoria,
- lneas doble circuito,
- adecuado nivel de proteccin contra descargas atmosfricas,
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- las condiciones meteorolgicas ms severas para la regin o zona de la trayectoria
de la lnea,
- apropiado sistema de aterramiento, etc.
En el caso de las Lneas de Distribucin Primaria, el incremento de fiabilidad se alcanza
con:
- la creacin de lazos de interconexin con circuitos vecinos, por tramos de lneas
que tengan adecuado calibre en los conductores,
- la instalacin de interruptores de aceite o tipo Recerradores en determinados
tramos principales,
- la instalacin de dispositivos de seccionalizacin en determinados tramos del
circuito principal,
- la instalacin de dispositivos de conexin y proteccin en los circuitos ramales,
- la correcta seleccin y coordinacin entre los dispositivos de proteccin y gobierno,
- la instalacin adecuada de dispositivos de proteccin contra sobretensiones, etc.
Para los Circuitos de Distribucin Secundaria, se pueden considerar, entre otros
factores:
- construccin de circuitos en lazos o mallas,
- la posibilidad de interconexin de los ramales importantes a circuitos vecinos con
suficiente capacidad de transporte en los casos de emergencia,
- preveer rigurosamente las normas constructivas en la proyeccin,
- adecuada distribucin de las cargas demandas en el transformador de
alimentacin,
- capacidad suficiente en el banco de transformadores de alimentacin del circuito,
etc.
En los Circuitos Soterrados, se debe tener en cuenta:
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- la seleccin de las trayectorias de modo que:
- no intercepten el paso de vehculos pesados,
- equipos agrcolas (arados, gradas, etc),
- no estn en contacto con redes hidrotcnicas,
- no intercepten o estn cercanas a ductos de productos qumicos, combustibles,
etc.
- la construccin de los registros de empalmes o acometidas en los lugares
apropiados por las normas constructivas,
- el drenaje adecuado en el caso de redes canalizadas o en trincheras,
- la seleccin correcta del sistema de aislamiento de los cables para las
caractersticas del medio circundante de la trayectoria del circuito,
- la correcta proteccin exterior de la trayectoria del circuito soterrado, etc.
Elevacin de la confiabilidad durante la operacin.
Para todo el sistema elctrico es comn un factor de primordial importancia:
CUMPLIMIENTO DE LA DISCIPLINA OPERATIVA SEGN DATOS DE
FABRICANTES Y SEGN REGLAMENTACIONES VIGENTES.
Otros factores son:
Ajuste y coordinacin correcta de los dispositivos de proteccin y gobierno,
Necesaria y actualizada capacitacin del personal de operacin,
Cumplimiento de los planes de mantenimiento preventivo y pruebas diagnsticos,
Reclculo sistemtico de los parmetros de rgimen en sus diferentes circuitos,
subsistemas, etc.
Elevada calidad de las reparaciones de averas y mantenimientos, etc.
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Alcanzar un determinado nivel de confiabilidad presupone una anlisis tcnico-
econmico, no slo durante la etapa de proyeccin, sino tambin en la explotacin,
cuando se requiere elevar este nivel de confiabilidad.
Para ello se debe tener en cuenta el sistema de indicadores de factibilidad econmica
correspondientes e incluir en la evaluacin el concepto de Dao econmico por
concepto del suministro elctrico con un nivel de fiabilidad dado y con su elevacin,
tanto para las Empresas Suministradoras como para las Consumidoras de la
Electricidad.-