ANALISIS TÉCNICO DE OPERACIÓN DE UN ALIMENTADOR

7/24/2019 ANALISIS TCNICO DE OPERACIN DE UN ALIMENTADOR

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ESCUELA POLITCNICA NACIONAL

FACULTAD DE INGENIERA ELCTRICA YELECTRNICA

ANLISIS TCNICO DE LA OPERACIN DEL ALIMENTADOR N 2DE LA S/E OTAVALO, DE LA EMPRESA ELCTRICA

EMELNORTE S.A.

PROYECTO PREVIO A LA OBTENCIN DEL TTULO DE INGENIERO

ELCTRICO

BYRON VLADIMIR FREIRE [email protected]

DIRECTOR: ING. LUIS [email protected]

Quito, Enero 2012


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i

DECLARACIN

Yo, Byron Vladimir Freire Villacs, declaro bajo juramento que el trabajo aqu

descrito es de mi autora; que no ha sido previamente presentada para ningn

grado o calificacin profesional; y, que consultado las referencias bibliogrficas

que se incluyen en este documento.

A travs de la presente declaracin cedo mis derechos de propiedad intelectualcorrespondientes a este trabajo, a la Escuela Politcnica Nacional, segn lo

establecido por la Ley de Propiedad Intelectual, por su Reglamento y por la

normatividad institucional vigente.

________________________________

Byron Vladimir Freire Villacs


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ii

CERTIFICACIN

Certifico que el presente trabajo fue desarrollado por Byron Vladimir Freire

Villacs, bajo mi supervisin.

________________________

Ing. Luis TapiaDIRECTOR DEL PROYECTO


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iii

AGRADECIMIENTO

Mi sincero agradecimiento al Ingeniero Luis Tapia director del proyecto por su

acertada conduccin y consejos que ayudaron a la culminacin del presente

trabajo.

Es digno brindar mi agradecimiento a la Empresa Elctrica Regional Norte S.A.,

en especial al personal del Departamento Unidad Control de Prdidas que han

apoyado incondicionalmente en la realizacin del presente proyecto.

Finalmente, agradezco a todas las personas que brindaron su apoyo durante la

elaboracin de este trabajo.


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iv

DEDICATORIA

El presente proyecto va dedicado de manera especial a mi querida hija Danita, a

mi esposa Cynthia y a mis padres Jos y Mara Elena quienes son las personas

que me brindaron las fuerzas y el amor para la culminacin de este proyecto,

tambin va dedicado con mucho cario a mis hermanos, familiares y a todos mis

amigos a quien en el trayecto de mi carrera profesional siempre estuvieron

pendientes de la llegada de este momento tan especial de mi vida.


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CONTENIDODECLARACIN ................................................................ ............................................................................... i

CERTIFICACIN................................................................ ........................................................................ .... ii

AGRADECIMIENTO........................................................................ .............................................................. iii

DEDICATORIA........................................................................ ....................................................................... iv

RESUMEN................................................................ ........................................................................ ............. vii

PRESENTACIN ................................................................................ .......................................................... ix

CAPITULO 1. ........................................................................ ........................................................................ ... 1

FUNDAMENTOS TERICOS Y METODOLOGA PARA LA DETERMINACIN DE PRDIDAS

TCNICAS. ................................................................ ........................................................................ .............. 1

1.1 INTRODUCCIN. .......................................................................................................................... 11.2 OBJETIVOS.................................................................................................................................... 2

1.2.1 OBJETIVO GENERAL. ............................................................................................................. 2

1.2.2 OBJETIVOS ESPECFICOS. ..................................................................................................... 21.3 ALCANCE....................................................................................................................................... 31.4 TERMINOLOGA ASOCIADA. .................................................................................................... 3

1.4.1 EMPRESA DISTRIBUIDORA................................................................................................... 31.4.2 SUBESTACIN DE DISTRIBUCIN. ..................................................................................... 41.4.3 ALIMENTADOR PRIMARIO. .................................................................................................. 41.4.4 TRANSFORMADORES DE DISTRIBUCIN.......................................................................... 41.4.5 CIRCUITOS SECUNDARIOS ................................................................................................... 41.4.6 ACOMETIDAS........................................................................................................................... 51.4.7 MEDICION................................................................................................................................. 51.4.8 ENERGA ELCTRICA............................................................................................................. 51.4.9 CONSUMO DE ENERGA ........................................................................................................ 61.4.10 BALANCE DE ENERGA.......................................................................................................... 6

1.4.11 CARGA INSTALADA. .............................................................................................................. 61.4.12 CURVA DE CARGA.................................................................................................................. 61.4.13 DEMANDA................................................................................................................................. 71.4.14 DEMANDA MXIMA............................................................................................................... 71.4.15 DEMANDA PROMEDIO........................................................................................................... 71.4.16 FACTOR DE PRDIDAS........................................................................................................... 81.4.17 FACTOR DE DEMANDA.......................................................................................................... 81.4.18 FACTOR DE UTILIZACIN..................................................................................................... 91.4.19 FACTOR DE CARGA. ............................................................................................................. 101.4.20 FACTOR DE DIVERSIDAD.................................................................................................... 101.4.21 FACTOR DE COINCIDENCIA. .............................................................................................. 111.4.22 EFECTO JOULE....................................................................................................................... 121.4.23 EFECTO CORONA. ................................................................................................................. 12

1.4.24 POTENCIA POR EFECTO DE CORRIENTES DE FOUCAULT E HISTRESIS............... 131.4.25 SISTEMA RADIAL.................................................................................................................. 131.4.26 SISTEMA EN ANILLO............................................................................................................ 131.4.27 SISTEMA MALLADO............................................................................................................. 14

1.5 PRDIDAS DE ENERGA EN LOS SISTEMAS ELCTRICOS. .............................................. 151.5.1 CLASIFICACIN DE LAS PRDIDAS DE ENERGA......................................................... 151.5.2 PRDIDAS DE ENERGA EN LOS SUBSISTEMAS ELCTRICOS. .................................. 19

1.6 FLUJO DE CARGA EN LOS SISTEMAS ELCTRICOS. ........................................................ 231.6.1 FLUJOS DE CARGA EN UN SISTEMA DE POTENCIA. .................................................... 231.6.2 FLUJO DE CARGA EN UN SISTEMA DE DISTRIBUCIN. .............................................. 24

1.7 VOLTAJE EN LOS SISTEMA ELCTRICOS ............................................................................ 251.7.1 REGULACIN DE VOLTAJE. ............................................................................................... 251.7.2 CADA DE VOLTAJE EN UNA LNEA DE DISTRIBUCIN.............................................. 26

1.7.3 PERFILES DE VOLTAJE ........................................................................................................ 261.7.4 NIVELES DE VOLTAJE PERMISIBLE.................................................................................. 28


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1.8 FACTOR DE POTENCIA EN LOS SISTEMAS ELCTRICOS................................................. 301.8.1 CONSECUENCIAS DEL BAJO FACTOR DE POTENCIA................................................... 31

1.9 CARGABILIDAD EN LOS TRANSFORMADORES. ................................................................ 321.9.1 MODELO BASADO EN LOS LMITES ECONMICOS DE CARGABILIDAD................. 33

1.10 CARGABILIDAD EN CONDUCTORES. ................................................................................... 34

1.10.2 TIPOS DE CONDUCTORES. .................................................................................................. 381.11 ESTIMACIN DE LAS PRDIDAS DE ENERGA EN LOS SISTEMAS DEDISTRIBUCIN. ................................................................................ ........................................................ 40

1.11.1 METODOLOGA UTILIZADA EN LA ESTIMACIN DE PRDIDAS TCNICAS .......... 401.11.2 MEDIOS UTILIZADOS EN LA ESTIMACIN DE PRDIDAS TCNICAS. ..................... 431.11.3 SISTEMTICA A SEGUIR PARA EVALUAR LAS PRDIDAS EN LOSALIMENTADORES PRIMARIOS. ................................................................................ ....................... 441.11.4 SISTEMTICA A SEGUIR PARA EVALUAR LAS PRDIDAS EN LOSTRANSFORMADORES DE DISTRIBUCIN. ................................................................ .................... 45

CAPITULO 2. ........................................................................ ........................................................................ . 48

SISTEMA ELCTRICO DE LA EMPRESA ELCTRICA EMELNORTE S.A. ......................................... 48

2.1 DESCRIPCIN DEL SISTEMA ELCTRICO DE LA EMPRESA............................................ 48

2.1.1 AREA DE CONCESIN. ......................................................................................................... 482.1.2 GENERACIN. ........................................................................................................................ 492.1.3 INTERCONEXIN DE EMELNORTE S.A. CON EL SNI..................................................... 502.1.4 LINEAS DE SUBTRANSMISIN Y DISTRIBUCIN.......................................................... 512.1.5 CAPACIDAD DE SUBESTACIONES..................................................................................... 532.1.6 ENFOQUE GLOBAL DE ENERGA....................................................................................... 54

2.2 DESCRIPCIN DE LA SUBESTACION OTAVALO. .............................................................. 552.2.1 DESCRIPCIN DE LA S/E OTAVALO ................................................................................. 552.2.2 DESCRIPCIN DE LOS ALIMENTADORES. ...................................................................... 57

2.3 CLCULO DE LOS PARMETROS ELCTRICOS DE LA SUBESTACIN OTAVALO.... 592.3.1 DEMANDA EN LA SUBESTACIN OTAVALO.................................................................. 592.3.2 DEMANDA PROMEDIO EN LA SUBESTACIN OTAVALO............................................ 612.3.3 FACTOR DE POTENCIA EN LA SUBESTACIN OTAVALO. .......................................... 62

2.3.4 FACTOR DE CARGA EN LA SUBESTACIN OTAVALO ................................................. 622.3.5 CAPACIDAD INSTALADA Y FACTOR DE UTILIZACIN EN LA SUBESTACINOTAVALO........................................................................ ...................................................................... 63

CAPITULO 3. ........................................................................ ........................................................................ . 65

DETERMINACIN DE LAS PRDIDAS Y PARAMETROS DE OPERACIN DEL ALIMENTADOR N

2 DE LA SUBESTACIN OTAVALO. ................................................................ ......................................... 65

3.1 JUSTIFICATIVO DE LA SELECCIN DEL ALIMENTADOR ................................................ 653.2 ETAPAS DEL LEVANTAMIENTO DE LA INFORMACIN.................................................. 66

3.2.1 LEVANTAMIENTO DE INFORMACIN DE LA SUBESTACIN.................................... 673.2.2 LEVANTAMIENTO DE INFORMACIN DEL TRONCAL PRINCIPAL........................... 693.2.3 LEVANTAMIENTO DE INFORMACIN EN TRANSFORMADORES DE

DISTRIBUCIN. ........................................................................ ............................................................ 743.3 DEMANDA, ENERGA Y CLCULO DE PARMETROS ELCTRICOS DELALIMENTADOR. ........................................................................ ............................................................... 76

3.3.1 REGISTROS DE DEMANDA.................................................................................................. 763.3.2 CURVA DE DEMANDA.......................................................................................................... 773.3.3 ENERGA SUMINISTRADA................................................................................................... 793.3.4 ENERGA REGISTRADA. ...................................................................................................... 793.3.5 BALANCE INICIAL DE ENERGA........................................................................................ 823.3.6 CLCULO DE PARMETROS ELCTRICOS. ................................................................... 83

3.4 MODELACIN DIGITAL............................................................................................................ 843.4.1 PROGRAMA ANALIZADOR DE REDES SPARD MP DISTRIBUTION. ........................... 843.4.2 MODELACIN DEL ALIMENTADOR PRIMARIO EN SPARD MP DISTRIBUTION...... 863.4.3 CONFIGURACIN Y SIMULACION DE LA RED DE MEDIO VOLTAJE. ....................... 89

3.4.4 REPORTES DE LA MODELACIN DEL ALIMENTADOR PRIMARIO............................ 953.5 ESTIMACIN DE PRDIDAS TCNICAS DEL ALIMENTADOR PRIMARIO No2 DE LAS/E OTAVALO. ................................................................ ........................................................................ . 97


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3.5.1 CALCULO DE PRDIDAS RESISTIVAS .............................................................................. 973.5.2 CLCULO DE PRDIDAS DE ENERGA............................................................................. 993.5.3 CLCULO DEL FACTOR DE PRDIDAS. ........................................................................... 99

3.6 ESTIMACION DE PRDIDAS EN TRANSFORMADORES DE DISTRIBUCIN. .............. 1003.6.1 PRDIDAS DE POTENCIA Y ENERGIA EN VACO EN TRANSFORMADORES DE

DISTRIBUCIN. ........................................................................ .......................................................... 1003.6.2 PRDIDAS DE POTENCIA Y ENERGIA EN EL COBRE EN TRANSFORMADORES DEDISTRIBUCIN. ........................................................................ .......................................................... 102

3.7 BALANCE DE ENERGA POR COMPONENTE. .................................................................... 1043.8 PARAMETROS DE OPERACION DEL ALIMENTADOR PRIMARIO No2 DE LA S/EOTAVALO......................................................................... ....................................................................... 105

3.8.1 REGULACIN Y CADA DE VOLTAJE EN EL ALIMENTADOR PRIMARIO. ............. 1063.8.2 PERFIL DE VOLTAJE A DEMANDA MXIMA................................................................ 1063.8.3 DESBALANCE DE CARGA DEL ALIMENTADOR PRIMARIO. ..................................... 1073.8.4 FACTOR DE POTENCIA EN EL ALIMENTADOR PRIMARIO........................................ 1083.8.5 CARGABILIDAD EN CONDUCTORES DEL ALIMENTADOR PRIMARIO. .................. 1093.8.6 CARGABILIDAD EN TRANSFORMADORES DEL ALIMENTADOR PRIMARIO. ....... 113

3.9 ANLISIS GENERAL DE LOS RESULTADOS DEL ALIMENTADOR PRIMARIO NO2 DE

LA S/E OTAVALO......................................................................... ........................................................ 119CAPITULO 4. ........................................................................ ....................................................................... 121

ALTERNATIVAS PARA REDUCIR LAS PRDIDAS TCNICAS Y MEJORA DE LOS PARMETROS

DE OPERACIN. ................................................................ ......................................................................... 121

4.1 FACTORES QUE INFLUYE EN LAS PRDIDAS Y OPERACIN DEL SISTEMA. ........... 1214.2 METODOLOGAS DE REDUCCIN. ...................................................................................... 123

4.2.1 DESCRIPCIN DE MEDIDAS CORRECTIVAS................................................................. 1244.3 RECONFIGURACIN DE ALIMENTADORES. ..................................................................... 127

4.3.1 TRANSFERENCIA DE CARGA. .......................................................................................... 1284.3.2 UBICACIN DE BANCO DE CAPACITORES ................................................................... 1354.3.3 REEMPLAZO O AADIR OTRO CONDUCTOR ............................................................... 143

4.4 RESULTADOS GENERALES TCNICOS PARA EL ALIMENTADOR N

O

2 DE LASUBESTACIN OTAVALO ................................................................ ................................................ 1494.5 ANLISIS ECONMICO DEL ESTUDIO............................................................................... 150

4.5.1 ANLISIS DE FACTORES ECONMICOS DE UNA TRANSFERENCIA DE CARGA.. 1534.5.2 ANLISIS DE FACTORES ECONMICOS DE UNA UBICACIN DE CAPACITORES.

1574.5.3 ANLISIS DE FACTORES ECONMICOS DE AADIR OTRO CONDUCTOR. ........... 161

4.6 RESULTADOS ECONOMICO GENERAL PARA EL ALIMENTADOR NO2 DE LASUBESTACIN OTAVALO ................................................................ ................................................ 164

CAPITULO 5. ........................................................................ ....................................................................... 166

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ................................................................ ............................ 166

5.1 CONCLUSIONES....................................................................................................................... 166

5.2 RECOMENDACIONES.............................................................................................................. 169REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS ........................................................................ .................................. 171

LISTADO DE ANEXOS ........................................................................ ...................................................... 172


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RESUMEN

El presente proyecto contempla el anlisis de la operacin del alimentadorprimario No 2, de la subestacin Otavalo, ubicada en el rea de concesin de la

Empresa Elctrica EMELNORTE S.A., que incluye prdidas tcnicas, perfil de

voltaje, factor de potencia, cargabilidad de conductores y transformadores, para

luego dar una adecuada solucin a los problemas de calidad del servicio elctrico.

Para realizar la tarea propuesta se modela la red primaria, para ello se utiliza la

informacin de potencia a diferentes condiciones de demanda obtenida delmedidor ION-8500 ubicado en la cabecera del alimentador y la informacin geo

referenciada obtenida de la base de datos del departamento tcnico de la

empresa, la misma que se verifica de acuerdo al levantamiento de informacin en

campo, esta es migrada al paquete computacional Spard mp Distribution, la cual

permite realizar la modelacin digital de la red primaria definiendo el

comportamiento del alimentador, esto es las prdidas de potencia para la

demanda asignada y los parmetros de operacin del primario.

Para establecer las prdidas de energa se utiliz la metodologa propuesta por el

artculo tcnico: Poveda, Mentor, A New Method to Calculate Power Distribution

Losses in an Environment of High Unregistered Loads, IEEE Transmisin and

Distribution Conference, New Orleans, 1999. El cual establece la determinacin

de prdidas de potencia en cada intervalo de demanda de todo el perodo

considerado y de ah se calculan las prdidas en energa.

Los resultados reflejan un ndice del 3,23 % de prdidas de energa, una cada

mxima de voltaje de 5,53% y una cargabilidad en los conductores del 96,63%.

ndices que permitirn efectuar el seguimiento de las acciones que se realicen con

la finalidad de reducir las prdidas en la utilizacin de energa y mejorar los

parmetros de operacin.


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ix

En la evaluacin tcnica econmica se propone un conjunto de medidas

correctivas entre las cuales se hace mencin a la transferencia de carga,

ubicacin de capacitores y cambio de conductor las cuales permiten la reduccin

de prdidas tcnicas y mejorar los parmetros de operacin, adems se

considera los ndices de toma de decisiones como valor presente, valor presente

neto, tasa de retorno, y beneficio costo para determinar la factibilidad del mismo.

Finalmente se presentan las principales conclusiones y recomendaciones del

estudio realizado, que contribuir a mejorar la situacin actual del alimentador

primario de la subestacin Otavalo.


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x

PRESENTACIN

El presente proyecto de titulacin se enfoca en la determinacin de las prdidas

de energa adems del anlisis de los parmetros de operacin del alimentador

primario No2 de la subestacin Otavalo perteneciente a la Empresa Elctrica

EMELNORTE S.A.

Para la modelacin de la red primaria se utiliza el software Spard mp Distribution,

que sirve para determinar las prdidas de potencia en base a corridas de flujo

para demanda mxima y a travs de la modelacin del sistema primario de

distribucin se obtienen diferentes parmetros elctricos como es el perfil de

voltaje, factor de potencia y cargabilidad de los conductores

De la evaluacin del estado actual del alimentador primario en estudio se procede

a realizar cambios para su mejor funcionamiento mediante medidas correctivas

como transferencia de carga, ubicacin de capacitores, cambio de calibre en

zonas con sobrecarga, entre otras; se realiza una simulacin del comportamiento

de la red tomando en consideracin las mejoras realizadas junto a una evaluacin

tcnica econmica del sistema propuesto.


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CAPITULO 1.

FUNDAMENTOS TERICOS Y METODOLOGA PARA LADETERMINACIN DE PRDIDAS TCNICAS.

1.1 INTRODUCCIN.

Las prdidas de potencia y energa siempre han sido un problema que todas las

empresas distribuidoras han posedo, principalmente por una deficienteplanificacin de los subsistemas de distribucin, ante lo cual surge la necesidad

de iniciar estudios que vayan encaminados a reducir las prdidas

Con el programa de reduccin de prdidas, emprendido por la empresa elctrica

de distribucin EMELNORTE S.A., se ha visto en la necesidad de realizar un

estudio global que contemple las prdidas tcnicas, perfil de voltaje, factor de

potencia y la ptima cargabilidad de conductores y transformadores de

distribucin, para ello se hace necesario el anlisis de sus alimentadores

primarios, mediante programas informticos de anlisis tcnico, con la finalidad de

optimizar la operacin y planificacin del sistemas elctrico de distribucin y a su

vez proveer de soluciones que permitir un rendimiento ptimo ya sea a corto o

mediano plazo.

En los Sistemas Elctricos de Distribucin la reconfiguracin y optimizacin de

alimentadores primarios permite minimizar las prdidas, mejorar los niveles de

voltaje y equilibrar la carga de la red, utilizando para ello mtodos como la

ubicacin de banco de capacitores, balanceo de carga, transferencia de carga,

remplazo de conductor, logrando una significativa mejora en la confiabilidad,

eficiencia y calidad de la energa elctrica que se entrega a los usuarios.


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2

1.2 OBJETIVOS.

1.2.1 OBJETIVO GENERAL.

El objetivo de este trabajo es realizar un estudio tcnico del alimentador

primario N 2 de la Subestacin Otavalo, perteneciente a la Empresa Elctrica

de Distribucin EMELNORTE S.A. en base a la utilizacin del paquete

computacional SPARD mp Distribution, determinar las prdidas de energa, los

parmetros de operacin, y como resultado del estudio, dar las soluciones que

permita reducir las prdidas tcnicas y mejorar la operacin del alimentador,

considerando aspectos tcnicos econmicos.

1.2.2 OBJETIVOS ESPECFICOS.

I. Obtener la informacin requerida para realizar el estudio tcnico del

alimentador N2 de la S/E Otavalo. Y parte de esta informacin se

obtendr con la ayuda del equipo de medicin ION-8500.

II. Determinar las prdidas tanto de potencia como de energa con la ayuda

del paquete computacional SPARD mp Distribution.

III. Determinar el perfil de voltaje, factor de potencia, cargabilidad de los

conductores y transformadores de distribucin, a travs del programa

SPARD mp Distribution.

IV. Realizar un anlisis de las prdidas tcnicas, perfil de voltaje, factor de

potencia, cargabilidad de los conductores y transformadores de

distribucin, obtenidas en el alimentador en consideracin.

V. Trazar alternativas para la reduccin de las prdidas tcnicas,

mejoramiento del nivel de voltaje, factor de potencia y su ptima

cargabilidad tanto de los conductores como de los transformadores de

distribucin, considerando aspectos tcnicos econmicos.


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3

1.3 ALCANCE.

Para cumplir con el objetivo de este trabajo se efectuar lo siguiente:

Se obtendr la informacin tcnica necesaria del alimentador en estudio, tanto

en el Departamento de Inventarios y Avalos como en la Unidad de Control de

Prdidas, con lo cual se realizar la verificacin y actualizacin de los datos a

travs de un trabajo de campo especifico, con la informacin recopilada se

emplear el programa Spard mp Distribution, de esta manera se determinar

las Prdidas tcnicas y los parmetros de operacin del alimentador como son

nivel de voltaje, factor de potencia, cargabilidad de los conductores ytransformadores.

Se determinar soluciones y recomendaciones orientadas tanto a la

disminucin de las prdidas tcnicas as como mejoramiento de los parmetros

elctrico, tomando en cuenta aspectos tcnicos y econmicos.

1.4 TERMINOLOGA ASOCIADA.1

A continuacin se presentan la definicin y conceptos de algunos trminos

tcnicos que ayudarn a la realizacin del presente estudio, con el fin de

entender de mejor manera la realizacin del mismo.

1.4.1 EMPRESA DISTRIBUIDORA.

Es la que tiene la obligacin de prestar el suministro de energa elctrica a los

consumidores finales ubicados dentro del rea respecto de la cual goza de

exclusividad regulada.

POVEDA Mentor, Planificacin de Sistemas de Distribucin, Publicacin EPN, 1987, Quito Ecuador.CONELEC, Regulacin No. 004/01, Calidad del Servicio Elctrico de DistribucinPOVEDA Mentor, Ingeniera de Distribucin Elctrica, Quito, Abril 2004.


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1.4.2 SUBESTACIN DE DISTRIBUCIN.

Lugar donde se transforma el voltaje de subtransmisin al de distribucin

primaria.

1.4.3 ALIMENTADOR PRIMARIO.

Son los encargados de llevar la energa elctrica desde las subestaciones de

distribucin hasta los transformadores de distribucin. Los conductores van

soportados en poste cuando se trata de instalaciones areas y en ductos o

directamente enterrados cuando se trata de instalaciones subterrneas.

Los componentes de un alimentador primario son: Troncal y Ramal.

Troncal, es el tramo de mayor capacidad del alimentador que transmite la

energa elctrica desde la subestacin de distribucin a los ramales.

Ramal, es la parte del alimentador primario energizado a travs de un troncal,

en el cual van conectados los transformadores de distribucin y servicios

particulares suministrados en medio voltaje. Normalmente son de calibre menor

al troncal.

1.4.4 TRANSFORMADORES DE DISTRIBUCIN.

Los transformadores de distribucin son los equipos encargados de cambiar el

voltaje primario a un valor menor de tal manera que el usuario pueda utilizarlasin necesidad de equipos e instalaciones costosas y peligrosas. En si el

transformador de distribucin es la unin entre los alimentadores primarios y

los alimentadores secundarios.

1.4.5 CIRCUITOS SECUNDARIOS

Los alimentadores secundarios distribuyen la energa desde lostransformadores de distribucin hasta las acometidas a los usuarios.


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1.4.6 ACOMETIDAS.

Las acometidas son las partes que ligan al sistema de distribucin de la

empresa suministradora con las instalaciones del usuario.

Las acometidas se pueden proporcionar al voltaje primario (medio voltaje) o el

voltaje secundario (bajo voltaje), esto depende de la magnitud de la carga que

el usuario requiera ante la empresa suministradora.

1.4.7 MEDICION.

La medicin puede ser en medio voltaje o en bajo voltaje dependiendo del tipo

de acometida de servicio que requiera el usuario.

1.4.8 ENERGA ELCTRICA.

Se define como la integral de la potencia instantnea, en un intervalo de

tiempo. La energa elctrica se mide en joule (J), sin embargo en el campo de

la electricidad se utiliza los kWh. La cuantificacin se efecta mediante los

contadores de energa. Por lo tanto la energa se puede calcular mediante la

siguiente expresin:

t

dtpEnergia0

(EC.1.1)

Donde:Energia Energa elctrica [kWh]

p Potencia elctrica instantnea [kW]

t Intervalo de tiempo [h]


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1.4.9 CONSUMO DE ENERGA

Energa elctrica utilizada por toda o por una parte de una instalacin durante

un perodo determinado.

1.4.10 BALANCE DE ENERGA

Es el punto de partida para proceder a evaluar las prdidas en cualquier punto

del sistema, es la diferencia entre la energa suministrada y la energa

facturada o registrada.

RSTL EEE (EC.1.2)

Donde:

TLE Prdidas de Energa [kWh]

Es Energa Suministrada [kWh]

RE Energa Registrada [kWh]

1.4.11 CARGA INSTALADA.

Es la sumatoria de las potencias nominales de todos los aparatos y equipos

que se encuentran conectados a un sistema elctrico sea que estn en

operacin no, o que potencialmente puedan conectarse al sistema. Se

expresa en kVA, kW.

1.4.12 CURVA DE CARGA.

Es la representacin grfica de la variacin de las demandas en un periodo de

tiempo determinado (da, mes, ao).


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1.4.13 DEMANDA.

Es la potencia requerida por un sistema o parte de l, promediada en un

intervalo previamente establecido, Los intervalos de demanda normalmente

empleados son 15, 30 y 60 minutos. De ellos el ms usual es de 15 minutos. La

demanda se expresa en kilovatio.

][][

][kW

h

kWh

t

EnergiaD

(EC.1.3)

Donde:

D Demanda [kW]

Energia Energa suministrada [kWh]

t Intervalo de demanda [h]

1.4.14 DEMANDA MXIMA.

Es la mayor demanda ocurrida en un sistema, durante un periodo especfico de

tiempo. Incluye la potencia de carga y las prdidas.

1.4.15 DEMANDA PROMEDIO.

Es la demanda constante en un periodo de tiempo determinado y est dado

por:

T

EnergiaDPROMEDIO (EC.1.4)

Donde:

PROMEDIOD Demanda promedio [kW]

Energia Energa suministrada [kWh]

T Tiempo del periodo [h]


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1.4.16 FACTOR DE PRDIDAS.

Es la relacin entre la demanda de prdidas promedio durante un periodo y las

prdidas resistivas de potencia a demanda mxima del mismo sistema.

maxmax *

RL

promedioRL

RL

PERDIDASPERDIDAS

D

D

TD

EF (EC.1.5)

Donde:

PERDIDASF Factor de prdidas

PERDIDASE Energa perdida durante un periodo [kWh]

maxRLD Prdidas resistivas de potencia a demanda mxima [kW]

promedioRLD Prdidas resistivas de potencia promedio [kW]

T Tiempo del periodo [h]

El factor de prdidas es el porcentaje de tiempo que requiere el valor pico de

una carga para producir las mismas prdidas que las producidas por la carga

real en un periodo dado.

1.4.17 FACTOR DE DEMANDA.

El factor de demanda en un intervalo dado de un sistema de distribucin o de

una carga, es la relacin entre su demanda mxima en el intervalo considerado

y la carga total instalada. El factor de demanda generalmente es menor que 1 y

ser unitario cuando durante el intervalo dado todas las cargas instaladasabsorban sus potencias nominales.

INSTALADA

MAXIMADEMANDA

Car

DF (EC.1.6)

Donde:

DEMANDAF Factor de demanda


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MAXIMAD Demanda mxima del sistema [kW]

INSTALADACar Carga instalada total del sistema [kW]

La carga total instalada es la suma de las potencias de placas de los equiposinstalados en el sistema.

1.4.18 FACTOR DE UTILIZACIN.

El factor de utilizacin de un sistema de distribucin es la relacin entre

demanda mxima y la capacidad nominal del sistema de distribucin que lo

suministra.

El factor de utilizacin es adimensional, por tanto la demanda mxima y la

capacidad del sistema de distribucin se debern expresar en las mismas

unidades. Se puede decir entonces que mientras el factor de demanda expresa

el porcentaje de potencia instalada que sta siendo alimentada, el de utilizacin

establece qu porcentaje de la capacidad del sistema de distribucin est

siendo utilizando durante el pico de carga.

INSTALADA

MAXIMANUTILIZACIO

Cap

DF

(EC.1.7)

Donde:

NUTILIZACIOF Factor de Utilizacin


INSTALADACap Capacidad instalada del sistema o del elemento [kW]

La capacidad instalada se refiere a la potencia nominal del equipo de

suministro o del sistema elctrico que alimenta a la carga.


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1.4.19 FACTOR DE CARGA.

Es la relacin entre la demanda promedio de un periodo establecido y la

demanda mxima que se observa en el mismo periodo.

El factor de carga indica el aprovechamiento de la potencia instalada para

satisfacer la demanda; as un factor de carga indica picos de demanda

excesivamente grandes frente a una demanda promedio que podra ser

atendido con equipos de capacidades menores.

MAXIMA

PROMEDIO

CARGA D

D

F (EC.1.8)

Donde:

CARGAF Factor de Carga

PROMEDIOD Demanda promedio [kW]


Para una carga dada, excepto una en que el ciclo de carga este compuesto de

ciclos idnticos, un perodo mayor dar un factor de carga ms pequeo, dado

que el consumo de energa se distribuye en un tiempo mayor, el factor de carga

anual influido por las estaciones del ao ser considerablemente menor que el

de un factor de carga diario o semanal, asimismo, el factor de carga semanal

ser menor que un factor de carga diario.

1.4.20 FACTOR DE DIVERSIDAD

Es la relacin entre la suma de las demandas mximas individuales entre la

demanda mxima del grupo de cargas.

El factor de diversidad se puede referir a dos o ms cargas separadas o se

pueden incluir todas las cargas de cualquier parte de un sistema de elctrico o


22/206

11

de un sistema de distribucin, esto se puede expresar matemticamente como

sigue:

MAXIMA

ESINDIVIDUALDIVERSIDAD

DDF (EC.1.9)

Donde:

DIVERSIDADF Factor de Diversidad

ESINDIVIDUALD Demanda individual del conjunto de cargas [kW]

MAXIMAD Demanda mxima del conjunto de cargas [kW]

Por regla general, la demanda mxima de un conjunto de cargas es menor que

la suma de las demandas mximas individuales. En la mayora de los casos el

factor de diversidad es mayor que la unidad.

1.4.21 FACTOR DE COINCIDENCIA.

El factor de coincidencia puede considerarse como el porcentaje promedio dela demanda mxima individual de un grupo que es coincidente en el momento

de la demanda mxima del grupo. El cual trata de reflejar la coincidencia de las

cargas.

individualMAXIMA

MAXIMAIACOINCIDENC

D

DF

(EC.1.10)

Donde:

IACOINCIDENCF Factor de Coincidencia


individualMAXIMAD Demanda mxima individual [kW]

Mientras ms grande, el conjunto de cargas debera ser ms coincidente, es

menor o igual a 1.


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12

Por otra parte, el factor de coincidencia decrece rpidamente en un principio y

con ms lentitud a medida que el nmero de consumidores se incrementa.

En la Tabla siguiente, se muestran los distintos valores de factores de

coincidencia en funcin del nmero de consumidores, cabe sealar que estos

valores dependen del tipo de carga.

Tabla 1.1: Valores del factor de coincidencia respecto al nmero de

consumidores.

NMERO DE CONSUMIDORES FACTOR DE COINCIDENCIA

1 a 4 1,00

5 a 9 0,7810 a 14 0,6315 a 19 0,5320 a 24 0,49

25 o MAS 0,40

La diversidad entre las cargas individuales o grupos separados tiende a

incrementarse si las caractersticas de la carga difieren, de tal manera que si un

grupo de cargas individuales tienen normalmente su demanda mxima por la

tarde como las cargas residenciales y se combina con un grupo formado por

cargas individuales que normalmente tienen sus demandas mximas en la

maana como en pequeas o medianas industrias, el factor de diversidad ser

mayor que si todas las cargas tuvieran su mxima demanda en la tarde o todos

sus mximos en las maanas.

1.4.22 EFECTO JOULE.

Disipacin trmica de potencia producida por el paso de una corriente a travs

de un conductor. En transformadores estas prdidas tambin se denominan

prdidas en el cobre.

1.4.23 EFECTO CORONA.

Son las prdidas elctricas producidas por la ionizacin del aire debida al altovoltaje a la cual est sometido un conductor.


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13

1.4.24 POTENCIA POR EFECTO DE CORRIENTES DE FOUCAULT E

HISTRESIS.

Potencia disipada en un transformador que se manifiesta en forma de calor,

producido por histresis y el flujo de corrientes parasitas.

1.4.25 SISTEMA RADIAL

Es aquel que tiene un solo paso simultneo para la alimentacin a la carga.

Figura N 1.1: Topologa Radial.

1.4.26 SISTEMA EN ANILLO.

Este es un circuito radial dinmico, el cual posee la capacidad de abrir o cerrar

el circuito en cualquier punto del sistema, con el objeto de llevar a cabo la

transferencia de carga.


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14

Figura N 1.2: Topologa Anillo

1.4.27 SISTEMA MALLADO.

Es aquel que tiene ms de un paso simultneo para la alimentacin a la carga.

Si el sistema es diseado con la suficiente capacidad y proteccin, puede

proveer de excelentes niveles de integridad al usuario.

Figura N 1.3: Topologa en Malla.


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15

1.5 PRDIDAS DE ENERGA EN LOS SISTEMAS ELCTRICOS.

En todos los sistemas elctricos, un elemento presente son las prdidas de

potencia y energa sin embargo, el clculo de las mismas, en los sistemas deelctricos es una tarea que por lo general debe recibir la atencin apropiada.

Es un hecho que la estimacin de las prdidas es uno de los primeros pasos

de cualquier esfuerzo destinado a mejorar la eficiencia de una empresa de

suministro elctrico.

1.5.1 CLASIFICACIN DE LAS PRDIDAS DE ENERGA.

El nivel de las prdidas de energa es uno de los indicadores de la gestin

tcnico-administrativa de la Empresa. Por lo que es de suma importancia

conocer y evaluar la incidencia de las mismas. Existen dos tipos de prdidas en

los sistemas elctricos y estas prdidas se clasifican en: Tcnicas y no

Tcnicas.

1.5.1.1 Prdidas Tcnicas. 2

Es el conjunto de las Prdidas elctricas de un sistema debidas a fenmenos

fsicos.

Las prdidas tcnicas constituyen la energa que se disipa y que no puede ser

aprovechada de otra manera pero que puede ser reducida. Estas son

inevitables y es por ello que se encuentran presentes en todos los sistemas

elctricos de potencia.

Las Prdidas tcnicas se pueden clasificar segn la funcin del componente:

prdidas por transporte y prdidas por transformacin; y segn la causa que las

origina: perdida por efecto joule, prdidas por efecto corona y prdidas por

corrientes parasitas e histresis.

2 OLADE, Manual Latinoamericano y del Caribe para el Control de Prdidas Elctricas, volumen 1,Diciembre de 1993.


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16

1.5.1.1.1 Prdidas asociadas con la variacin de la demanda (prdidas en carga).

Estas prdidas se encuentran relacionadas con las corrientes que circulan por

los elementos del sistema llamado tambin Efecto Joule.

Cada uno de los componentes del sistema tiene asociada una resistencia al

tipo de material y a sus caractersticas tcnicas. En forma general, las prdidas

estn relacionadas a la corriente y resistencia mediante la siguiente expresin:

RIPL *2 (EC.1.11)

Donde:

LP Prdidas en el elemento del sistema [W]

I Corriente que circula por el elemento [A]

R Resistencia del elemento [

Donde, I depende de la demanda del sistema y R de la conductividad del

material, la configuracin tcnica del sistema y la distancia entre los puntos de

entrega y recepcin de energa.

Como muestra la ecuacin, las prdidas tcnicas crecen proporcionalmente

con el cuadrado de la corriente en funcin de la demanda y son directamente

proporcionales a la resistencia del medio material a travs del cual se conduce

la energa.

1.5.1.1.2 Prdidas cuyo valor es aproximadamente independiente de la carga del

sistema.

Tambin se les conoce como prdidas en vaco, se presentan por el solo

hecho de energizar el elemento en el cual se produce, sin importar que la carga

sea nula.


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17

Este tipo de prdidas depende principalmente de la variacin del voltaje mas no

de la variacin de la demanda, y se presentan normalmente en los

transformadores y mquinas elctricas, esto es debido a las corrientes de

Foucault y ciclos de histresis producidos por las corrientes de excitacin,

tambin se incluyen las prdidas en las lneas debido al efecto corona.

Debido a que los sistemas elctricos funcionan con fluctuaciones de voltaje,

relativamente pequeas, es frecuente considerar las prdidas de vaco como

un valor constante.

1.5.1.2 Prdidas no Tcnicas. 3

Las Prdidas no tcnicas son las calculadas como la diferencia entre las

prdidas totales de un sistema elctrico y las Prdidas tcnicas estimadas para

el mismo y se pueden clasificar por:

1.5.1.2.1 Causas que las produce.

Las causas que ms afectan a las prdidas no tcnicas son las siguientes:

I. Fraude o Hurto: Comprende todos los casos en los cuales el usuario,

siendo un suscriptor de la empresa distribuidora, altera el equipo de

medicin o toma directamente la energa.

II. Error en la contabilizacin de energa: Comprende todos aquellos

errores de medicin, lectura y facturacin de usuarios excluyendo loscasos de adulteracin de los equipos de medicin. En errores en

facturacin por contabilizacin de energa se refiere a los errores

humanos de los digitadores al ingresar una lectura, no al proceso de

facturacin.



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18

III. Error en consumo estimado: Corresponde a todos aquellos usuarios

que por cualquier motivo se facturan por una estimacin de su consumo.

Incluye en este error adems los casos de clientes temporales a los

cuales la Empresa decide no instalar por algn motivo un medidor.

IV. Consumo de usuarios no registrados (contrabando): Comprende la

conexin directa de usuarios del servicio a una red sin haber suscrito un

contrato o acuerdo con la empresa. En este grupo se incluyen tambin

aquellos usuarios que habiendo tenido un contrato con la empresa son

desconectados de la red y se vuelven a conectar a esta sin autorizacin.

1.5.1.2.2 Relacin con las Actividades Administrativas y Comerciales.

El proceso administrativo que la empresa efecta sobre la energa distribuida

puede dividirse en cuatro sub procesos:

I. Toma de lecturas: Es un procedimiento por medio del cual la empresa

de electricidad obtiene un valor estimado de la energa entregada a cada

usuario durante un periodo determinado de tiempo. Las prdidas que se

producen durante la toma de lecturas incluyen toda la energa

consumida que no queda registrada en los archivos de los usuarios. De

esta energa una parte corresponde a instalaciones con contador y otras

instalaciones que carecen de contador.

II. Facturacin: Una vez que los consumos han sido registrados, se

procede a la facturacin de los usuarios. Para que el proceso seacompleto, es preciso que la informacin acerca de los usuarios sea

completa y exacta; de lo contrario se presentarn errores en la

facturacin, los cuales pueden resultar en energa que no se cobra o en

tarifa incorrecta. La energa correspondiente a esos errores no es

pagada a la empresa, resultando en prdidas.

III. Recaudo: Despus de producidas las facturas para el cobro de laenerga, viene el proceso de recaudo de esos cobros. Solo una parte de


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la energa que se factur llega finalmente a ser recaudada. La energa

que no puede ser recaudada representa una prdida en el proceso de

recaudo.

IV. Contratacin: Cada vez que un usuario se acerca a la empresa a

solicitar un servicio elctrico que esta proporciona, existen varios

factores los cuales inciden para que la instalacin no sea desarrollada

de forma rpida o peor an que no se la realice. Lo que sucede es que

se est dejando que el usuario consuma energa sin poder registrarla.

1.5.2 PRDIDAS DE ENERGA EN LOS SUBSISTEMAS ELCTRICOS.4

Debido a la gran cantidad de elementos que tienen los sistemas, se ha visto en

la necesidad de dividir en subsistemas, como por ejemplo: subsistema de

generacin, subsistema de transmisin y subtransmisin y subsistema de

distribucin.

Figura 1.4: Sistema Elctrico.



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20

1.5.2.1 Prdidas en el subsistema de Generacin.

Las Prdidas de energa en el subsistema de generacin se producen por las

corrientes de carga (efecto joule o Prdidas en el cobre) en los devanados de

los generadores y los transformadores y por sus corrientes de excitacin

(Prdidas en el hierro o Prdidas en vaco).

1.5.2.2 Prdidas en los subsistemas de Transmisin y Subtransmisin.

Este subsistema se caracteriza por el flujo de grandes bloques de energa ya

sean importados o exportados, el mismo que est constituido por lneas y

transformadores. Las Prdidas de energa en las lneas se producen por efecto

joule y por efecto corona; las Prdidas en los transformadores se producen

tanto en su ncleo como en sus devanados.

1.5.2.3 Prdidas en el subsistema de Distribucin

Su mayor concentracin es ocasionada por la transmisin de energa elctrica

por medio de conductores, transformadores y otros equipos del sistema de

distribucin. Por lo tanto este subsistema est compuesto bsicamente por los

siguientes elementos:

1.5.2.3.1 Subsistema Primario y Secundario

Los sistemas primarios y secundarios estn compuestos por lneas por los

cuales atraviesa la corriente necesaria para abastecer la demanda de losusuarios con lo cual se presentan prdidas asociadas principalmente a la

resistencia del conductor.

En estos sistemas las prdidas por efecto corona se deprecian debido a que

estas prdidas son muy pequeas, as mismo ocurre con los valores de

susceptancia que de igual forma se desprecian, con estas simplificaciones el

modelo de la lnea queda simplificado como se presenta en la Figura 1.5


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21

Figura 1.5: Modelo de una Lnea de Distribucin.

Donde:

Vi Voltaje en el punto i [V]

Vj Voltaje en el punto j [V]

R Resistencia de la lnea [

X Reactancia de la lnea [

Para el clculo de las prdidas de potencia en una lnea de distribucin se

utiliza la ecuacin: (EC. 1.11)

1.5.2.3.2 Transformador de Subestacin y de distribucin.

El modelo elctrico de los transformadores de subestacin y de distribucin es

para ambos casos el mismo. Las prdidas de potencia en un transformador

estn asociadas principalmente con las prdidas tanto en el cobre como en el

hierro:

i. Prdidas en el cobre: Son producto de la circulacin de corrientes por

los devanados del transformador y son funcin del cuadrado de esta

corriente, las prdidas varan con la demanda, a estas Prdidas tambin

se les conoce con el nombre de Prdidas en el cobre. Para el clculo de

las prdidas de potencia en el cobre se utiliza la ecuacin: (EC. 1.11)

ii. Prdidas asociadas con el hierro: Las prdidas en el ncleo son

producidas por corrientes parasitas que circulan en el ncleo, como


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22

efecto del flujo remanente, adems son prdidas asociadas al voltaje

aplicado y estn relacionadas con las corrientes de excitacin del

transformador, a estas prdidas tambin se las conoce con el nombre de

Prdidas en el vaco. Los valores de voltaje en los sistemas elctricos

estn cerca de los valores del valor nominal es por eso que estas

prdidas se las toma como constates.

Rm/VePv

L

2 (EC.1.12)

Donde:

v

LP Prdidas en vaco [W]

Ve Voltaje de entrada [V]

Rm Resistencia derivacin [

Figura 1.6: Modelo Elctrico de un Transformador.

Donde:

Ie Corriente de entrada [A]I Corriente de salida [A]

Ve Voltaje de entrada [V]

Vs Voltaje de salida [V]

R Resistencia serie [

X Reactancia serie [

Rm Resistencia derivacin [ erro)

Xm Reactancia derivacin [Im Corriente asociada con la excitacin del transformador [A]


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23

1.6 FLUJO DE CARGA EN LOS SISTEMAS ELCTRICOS. 5

Por un flujo de carga se entiende "la solucin del problema de hallar los flujos

de potencia y prdidas en lneas y transformadores". El clculo de flujo decarga da como resultado los valores de voltaje, corriente y potencia de un

sistema ya sea ste de transmisin, subtransmisin o distribucin.

En otras palabras, matemticamente hablando, el flujo de carga se puede

definir como: hallar mediante la solucin de un sistema de ecuaciones, los

voltajes y ngulos en los nodos (excepto en la barra Slack) y la generacin que

debe tener el nodo flotante. En este ltimo nodo se da el voltaje y ngulo por

conocidos (nodo de referencia angular). Este permitir determinar el

comportamiento del sistema bajo las condiciones dadas.

1.6.1 FLUJOS DE CARGA EN UN SISTEMA DE POTENCIA. 6

Cuando se estudia Anlisis de Sistemas de Potencia, uno de los problemas

que encara inicialmente el analista es el de los "Flujos de Carga". Para

calcularlos, en forma precisa, se necesita conocer primeramente, en todos los

nodos del sistema, las magnitudes de los voltajes y ngulos correspondientes.

Por esta razn se considera al problema de flujo de carga como la solucin del

sistema de ecuaciones que da como resultado los voltajes nodales (en

magnitud y ngulo).

Como en todo sistema de ecuaciones, en los flujos de carga existen unos

parmetros y datos conocidos y con ellos, mediante Anlisis Numrico, se

calculan las incgnitas: voltajes y ngulos nodales (con ellos conocidos se

calculan en forma explcita los flujos y prdidas en lneas y transformadores).

5 SPARD MP DISTRIBUTION, Gua del Usuario y Manual de Referencia



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24

Los parmetros conocidos en un problema de flujo de carga son las

impedancias de las lneas y transformadores, el tipo de cada nodo, el tap de

cada transformador, etc. Los datos de entrada conocidos son las cargas y

generaciones en los nodos.

1.6.2 FLUJO DE CARGA EN UN SISTEMA DE DISTRIBUCIN. 7

En una red de distribucin radial, el problema de flujo de carga es similar al de

un sistema de potencia. Con la siguientes diferencias diferencias.

I. Por un lado se pueden desarrollar algoritmos ms eficientes que los

convencionalmente utilizados en sistemas de potencia (aunque

tericamente un mtodo como Newton Raphson sirve para sistemas de

distribucin, no es computacionalmente eficiente y puede presentar

problemas de convergencias).

II. Por otro lado, los nodos no son subestaciones donde hay medidas y no

se tienen puntos de generacin sino, un punto de inyeccin de potencia.

Esto se observa mejor mirando la siguiente Figura que representa un

alimentador primario.

Figura N 1.7: Representacin de un Alimentador Primario.



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25

1.7 VOLTAJE EN LOS SISTEMA ELCTRICOS

El sistema de distribucin est formado por subestaciones de distribucin,

alimentadores primarios, transformadores de distribucin, redes secundarias yacometidas, todo este conjunto tiene la funcin de distribuir la energa elctrica

hacia el usuario. La energa ser llevada a travs de los conductores ya sean

desnudos o aislados, siendo la caracterstica de ellos la impedancia Z, la que

va a tener efectos principales sobre el voltaje de operacin del sistema

Desde el punto de vista operativo del sistema de distribucin sera perfecto que

el voltaje enviado desde la fuente sea recibido en la carga, pero esto esimposible debido a que al circular una corriente por un conductor se produce

una cada de voltaje en el mismo, de aqu que siendo los equipos y

electrodomsticos diseados para un voltaje nominal, el voltaje que la Empresa

suministradora de energa entregue debe satisfacer dichos requerimientos o

debe estar entre los rangos tolerables para que dicho equipo funcione.

1.7.1 REGULACIN DE VOLTAJE.

La regulacin de voltaje se calcula como el porcentaje de la cada de voltaje en

una lnea de referencia al voltaje nominal, como se indica en la siguiente

ecuacin:

100Re%

N

RE

V

VVg (EC.1.13)

Donde:

EV Voltaje final de envo

RV Voltaje final de recepcin

NV Voltaje nominal

gRe% Porcentaje de regulacin de voltaje


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26

Se entiende por regulacin de voltaje a la accin de mantener el voltaje a nivel

de consumo dentro de los lmites permisible con el uso de control de voltaje

localizados estratgicamente dentro del sistema de distribucin.

1.7.2 CADA DE VOLTAJE EN UNA LNEA DE DISTRIBUCIN.

Cuando las caractersticas elctricas de la lnea bajo consideracin han sido

determinadas, la cada en la lnea para una carga de tipo concentrada de factor

de potencia , puede ser calculada de la ecuacin:

)cos( senXRIV (EC.1.14)

RE VVV (EC.1.15)

Donde:

V Cada de voltaje [V]

I Corriente que circula por la lnea [A]

EV Voltaje final de envo [V]

RV Voltaje final de recepcin [V]

R Resistencia de la lnea [

X Reactancia de la lnea [

1.7.3 PERFILES DE VOLTAJE

Los alimentadores en las zonas rurales difieren de los alimentadores

residenciales en que no existen en gran cantidad circuitos secundarios, ya que

existe mucha distancia entre consumidores, cada usuario tiene su propio

transformador de distribucin, el mismo que usualmente es de pequea

capacidad. Un diagrama unifilar de un tpico alimentador residencial se muestra

en la Figura N 1.8.


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27

Figura N 1.8: Diagrama unifilar tpico de un alimentador residencial.

En alimentadores rurales por lo general el transformador de distribucin se

ubica en un sitio cntrico de las propiedades y fincas, de all que la cada de

voltaje en las acometidas es mayor que para los usuarios residenciales.

Adems un alimentador rural es de mayor longitud que uno residencial y en

muchos casos se subdivide en tramos monofsicos en distintos sentidos.

Figura N 1.9: Diagrama unifilar tpico de un alimentador rural.

En un alimentador rural podemos obtener un perfil de voltaje a lo largo del

primario, ya que adems de los transformadores que sirven a los usuarios

ubicados en la cercana de l, por lo general existen acometidas laterales de

relativa longitud, monofsicos o trifsicos. La Figura N 1.9 muestra un

alimentador rural tpico y la Figura N 1.10 indica el perfil de voltaje de un

alimentador tpico.


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Figura N 1.10: Perfil de voltaje para un alimentador tpico.

1.7.4 NIVELES DE VOLTAJE PERMISIBLE

Los niveles de voltaje en los sistemas de distribucin de energa elctrica

varan a lo largo de la lnea de transporte, pero stos deben mantenerse dentro

de ciertos lmites permisibles, de tal forma de no causar perjuicios a los

consumidores, ms aun en la actualidad en que ciertos equipos y

electrodomsticos son muy sofisticados y no resisten variaciones bruscas de

voltaje, por lo tanto es de inters para las empresas que manejan los sistemaselctricos mantener el voltaje en los rangos preestablecidos y de acuerdo a las

normas tcnicas.

De acuerdo con la norma ANSI C84.1 considerando una frecuencia de 60Hz,

los lmites de voltaje admitidas en bajo voltaje nominales de 120 V, 120/240 V y

208/120 V y en el nivel de medio voltaje de 6300 V, 13800Y/7970 V y

22860Y/13200 V, son:


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Tabla 1.2: Lmites de voltajes nominales Norma ANSI C84.1

VOLTAJES DE SERVICIO Y UTILIZACION PARA ZONAS FAVORABLES Y TOLERABLES.NORMAS ANSI C84.1

ZONA FAVORABLE ZONA TOLERABLE

Mximo Mnimo Mximo Mnimo

Voltaje

Nominal

del

Sistema

Voltajede

Utilizacin

yServicio

Voltaje

de

Servicio

Voltajede

Utilizacin

Voltajede

Utilizacin

yServicio

Voltaje

de

Servicio

Voltajede

Utilizacin

Dos conductores, una Fase

BajoVoltaje

120 126 114 110 127 110 106

Lmite VK 5.0% -5.0% -8.3% 6.0% -8.3% -11.5%

Tres conductores, una Fase

BajoVoltaje

120/240 126/252 114/228 110/220 127/254 110/220 106/212

Lmite K 5.0% -5.0% -8.3% 6.0% -8.3% -11.5%

Cuatro conductores, tres Fase

BajoVoltaje

208/120 218/126 197/114 191/110 220/127 191/110 184/106

Lmite K 5.0% -5.0% -8.3% 6.0% -8.3% -11.5%

Tres conductores, tres FasesMedioVoltaje

6300 6615 5900 5670 6678 5765 5575

Lmite K 5.0% -5.0% -10.0% 6.0% -8.5% -11.5%

Cuatro conductores, tres Fase

MedioVoltaje

13800Y/7970

14490Y/8370

13460Y/7770

(Nota a)

14520Y/8380

13110Y/7570

(Nota a)Lmite K 5.0% -2.5% 6.0% -8,5%

Medio

Voltaje

22860Y

/13200

24000Y

/13860

22290Y

/12870

24200Y

/13970

21720Y

/12540Lmite K 5.0% -2.5% 6.0% -8.5%

Nota a: El equipo de utilizacin generalmente no opera directamente a estos voltajes. Para los

equipos alimentados por medio de transformadores, refirase a los lmites para el voltaje

nominal del sistema a la salida de los transformadores.

Los lmites de variaciones de voltaje admitidas por el CONELEC con respecto

al valor del voltaje nominal se sealan a continuacin:


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Tabla 1.3: Lmites de variacin de voltaje Regulacin 004/01

VARIACIONES DE VOLTAJES PARA SUBETAPA 1 Y SUBETAPA 2REGULACION 004/001- CONELEC

Subetapa 1 Subetapa 2

Alto Voltaje 7,0 % 5,0 %

Medio Voltaje 10,0 % 8,0 %

Bajo Voltaje. Urbanas 10,0 % 8,0 %

Bajo Voltaje. Rurales 13,0 % 10,0 %

Al comparar la Tabla 1.2 y 1.3.; la Subetapa 1 es equivalente a la Zona

Favorable y Subetapa 2 es equivalente a la Zona Tolerable, adems se

establece que los valores difieren en gran medida debido a que la norma ANSI

es ms rigurosa respecto a las variaciones de voltaje.

1.8 FACTOR DE POTENCIA EN LOS SISTEMAS ELCTRICOS.

Se define como la relacin de la potencia activa usada en un circuito,

expresada en vatios o kilovatios (kW), a la potencia aparente que se obtiene de

las lneas de alimentacin, expresada en voltio-amperios o kilovoltio-amperios

(kVA).

Figura 1.11: Tringulo de potencias para un sistema senoidalP

S

Q

W

VAR


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31

cosFp (EC.1.16)

S

PFp (EC.1.17)

22 QP

PFp

(EC.1.18)

Donde:

Fp Factor de potencia

Angulo de desfaseP Potencia activa [W]

S Potencia aparente [VA]

Q Potencia reactiva [VAR]

1.8.1 CONSECUENCIAS DEL BAJO FACTOR DE POTENCIA

El factor de potencia tiene valores entre cero y uno, como el factor de potenciaes la relacin entre la potencia que se utiliza para un trabajo til y la potencia

total consumida; sera ideal que el factor de potencia sea igual a la unidad para

una mayor eficiencia y menor cantidad de prdidas.

La unidad en el factor de potencia slo se lo puede tener en cargas puramente

resistivas donde no hay consumo de potencia reactiva, pero en la realidad las

cargas tienen unos comportamientos inductivos que requieren potencia reactivapor lo que el factor de potencia se aleja de la unidad.

1.8.1.1 Aumento de la cada de voltaje

La cada de voltaje en la impedancia de una lnea o cable se la determina

mediante la ecuacin (EC 1.14) se puede ver claramente que la cada de

voltaje es proporcional a la corriente, a mayor aumento de corriente producir

una mayor cada de voltaje.


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32

1.8.1.2 Prdidas en transformadores y lneas de distribucin

En una instalacin elctrica mientras se consuma mayor cantidad de energa

reactiva el factor de potencia se deteriora y como la potencia activa es

constante, se necesitara mayor intensidad de corriente para satisfacer esta

demanda. Adems este aumento de la corriente incrementa las prdidas por

calentamiento o efecto Joule que dependen del cuadrado de la corriente por la

resistencia. Este calentamiento tiene efectos perjudiciales en el aislamiento, en

los bobinados de los transformadores y a la larga esto reduce la vida til.

1.8.1.3 Disminucin de potencia activa en los transformadores.

La capacidad de un transformador est determinada por su potencia aparente,

como el voltaje tiene variaciones pequeas su valor se lo puede considerar

constante, el valor de la potencia activa depender de la corriente y por ende

del factor de potencia. Cuando el factor de potencia sea cercano a uno la

potencia aparente del transformador ser la utilizable, es decir, ser potencia

activa. Mientras que para un factor de potencia bajo ser mucho menor la

potencia activa que se consiga del transformador, ya que un buen factor de

potencia libera potencia en un transformador.

1.8.1.4 Recargos econmicos

Debido a todos los efectos negativos que provoca el bajo factor de potencia, las

empresas distribuidoras y el organismo de operacin y control de la energa

han implementado multas para los usuarios y para las empresas elctricas porel bajo factor de potencia respectivamente.

1.9 CARGABILIDAD EN LOS TRANSFORMADORES8.

La cargabilidad de los transformadores de distribucin est relacionada bajo

dos aspectos, uno desde el punto de vista trmico y otro por lo econmico. El

8 ENRQUEZ HARPER Gilberto, Lneas de Transmisin y Redes de Distribucin de Potencia Elctrica,Volumen 2, Editorial LIMUSA, Mxico 1980


44/206

33

criterio de cargabilidad trmica est ligado con las caractersticas dielctricas

de los aislantes, prdida de vida til tolerada, etc. EL segundo aspecto est

asociado con parmetros econmicos (inversin y prdidas) que inciden en la

seleccin de los transformadores, dependiendo de la carga a manejar,

aspectos que son tratados ampliamente en modelos de manejo de carga en

transformadores.

1.9.1 MODELO BASADO EN LOS LMITES ECONMICOS DE

CARGABILIDAD.9

Para determinar los lmites econmicos de cargabilidad de los transformadores

de distribucin Monofsicos y Trifsicos se utilizan el siguiente formulismo.

1000

)( 2fuPcuPfePpo

(EC.1.19)

1000

8760)( 2

fperfuPcuPfePen (EC.1.20)

CdPpoCpo (EC.1.21)

CePenCen (EC.1.22)

CtComCtTd

TdCta

n

)1(1 (EC.1.23)

CtaCenCpoCanual (EC.1.24)

Donde:

fu Factor de utilizacin

fper Factor de prdidas

Ppo Prdidas de potencia [kW]

Pen Prdidas de energa [kWh/ao]

Pfe Prdidas en el hierro [W]

Pcu Prdidas en el cobre [W]

Cd Costo de la demanda [US$/kW-ao]

Ce Costo de la energa [US$/kwh]9 RIOFRIO Carlos, Ingeniera de Distribucin Elctrica, Quito, Junio 2004.


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34

Cpo Costo de prdidas de potencia [US$/ao]

Cen Costo de prdidas de energa [US$/ao]

Ct Costo total del transformador [US$]

Cta Amortizacin de la inversin + costo de operacin ymantenimiento.

Com Costo de operacin y mantenimiento [%]

Td Tasa de descuento [%]

n Vida til [aos]

Canual Costo total anual [US$]

1.10 CARGABILIDAD EN CONDUCTORES.

10

El dimensionamiento de conductores se realiza en la etapa de diseo y su

control durante el perodo de vida til de los mismos, en estas dos etapas es

importante el considerar sus condiciones de cargabilidad, con el fin de obtener

condiciones adecuadas de operacin dentro de parmetros tcnico econmicos

razonables.

En la etapa de diseo deben considerarse los lmites de cargabilidad

econmicos de las diferentes configuraciones, si estos se presentan como

limitacin previa a las condiciones de regulacin de voltaje, en general, en

alimentadores primarios las limitaciones de regulacin de voltaje son las que

definen las condiciones de carga del mismo. Sin embargo existen tramos de los

troncales y ramales principales en los que la cargabilidad econmica juega un

papel importante en su dimensionamiento.

1.10.1.1 Lmites de cargabilidad econmica en lneas de distribucin

Para determinar los costos operativos anuales (Costos de inversin

anualizados ms costos de prdidas de potencia y energa), se calcula los

intervalos de menor costo anual para cada tipo de conductor, los cuales definen

10 RIOFRIO Carlos, Ingeniera de Distribucin Elctrica, Quito, Junio 2004.


46/206

35

rangos de operacin econmicos para cada uno de ellos y para las condiciones

de carga y costos dados.

Con las definiciones y formulismo siguientes se obtiene el costo operativo anual

en funcin de la carga dada en amperios.

1000

3 2 RIPpo

(EC.1.25)

87601000

3 2

fper

RIPen (EC.1.26)

CdPpoCpo (EC.1.27)

CePenCen (EC.1.28)

CtComCtTd

TdCta

n

)1(1 (EC.1.29)

CtaCenCpoCanual (EC.1.30)

Donde:

I Corriente de operacin [A]

R Resistencia del conductor por kilmetro [ohmios/km]


Ppo Prdidas de potencia [kW]

Pen Prdidas de energa [kWh/ao]

Cd Costo de la demanda [US$/kW-ao]

Ce Costo de la energa [US$/kWh]

Cpo Costo de prdidas de potencia [US$/ao]

Cen Costo de prdidas de energa [US$/ao]

Ct Costo total del conductor [US$]

Cta Amortizacin de la inversin + costo de operacin y

mantenimiento.

Com Costo de operacin y mantenimiento [%]

Td Tasa de descuento [%]

n Vida til [aos]

Canual Costo total anual [US$]


47/206

36

1.10.1.2 Nivel de carga ptimo en lneas de distribucin.

El nivel de carga ptimo (corriente ptima) en las lneas de distribucin se

determina para la condicin en que se produce el mnimo costo por amperio de

carga.

Para una lnea de longitud L, de una determinada configuracin y calibre de

conductor, se calcula el costo anual equivalente de la misma, considerando los

costos de inversin, mantenimiento y prdidas de potencia y energa en un ao

de operacin, esto es:

CenCpoLCtCanual (EC.1.31)

Donde:

Canual Costo anual operativo de la lnea [US$]

L Longitud de la Lnea [Km]

Cpo Costo de prdidas por potencia [US$/ao]

Cen Costo de prdidas por energa [US$/ao]Ct Costo de inversin y mantenimiento de la lnea, equivalente anual

[$/Km]

Remplazando en la ecuacin EC.1.32, las expresiones de costos por prdidas

de potencia y energa se tiene:

2

22

10001000

10001000

ITLRCefperNc

T

CdNcTL

T

CtCanual

CefperTLRINcCdLRINcLCtCanual

(EC.1.32)

Donde:

I Corriente de operacin [A]

R Resistencia del conductor por kilmetro [ohmios/km]


48/206

37


Cd Costo de la demanda [$/kW-ao]

Ce Costo de la energa [$/KWh]

T Periodo considerado [1 ao = 8760 horas]

Nc Nmero de conductores equivalentes para efectos de clculo de

prdidas (Nc=3 para una lnea trifsica con carga equilibrada)

Simplificando la expresin EC.1.32 se llega a:

2ITLRCeqTLCcondCanual (EC.1.33)

Donde:

Ccond Costo equivalente del conductor

Ceq Costo equivalente de prdidas

Dividiendo la expresin EC.1.33 para la corriente se obtiene el costo anual por

amperio transmitido:

ITLRCeqI

TLCondCa

I

CanualCa

(EC.1.34)

Para encontrar la corriente ptima de operacin se resuelve la ecuacin que se

obtiene de la derivada parcial de Ca con respecto a la corriente igualada acero, esto es, el valor de I que minimiza el costo por amperio transmitido:

RCeq

CcondI

TLRCeqI

TLCond

I

Ca

0

(EC.1.35)


49/206

38

El valor de la corriente de mnimo costo de operacin (cargabilidad ptima)

dado por la expresin EC.1.35 es una caracterstica propia de la configuracin

de la lnea, su conductor y las caractersticas de la carga. La estrategia

operativa sera por lo tanto hacer que las lneas y redes de distribucin operen

cerca de dichas condiciones para lograr el mayor beneficio de la inversin, en

todo caso, debe notarse que el no sobrepasar estos valores de carga producir

menores prdidas y por lo tanto una condicin operativa ms adecuada.

Si bien, lo expresado en los prrafos anteriores y en el formulismo terico

presentado, es general para lneas y redes, su campo de aplicacin se refiere

ms a los troncales y ramales principales de los alimentadores primarios, por

ser estos los que estn sujetos a conducir cargas importantes.

1.10.2 TIPOS DE CONDUCTORES.

Existen diferentes tipos de conductores que son utilizados en el diseo y

construccin de redes de distribucin, a continuacin se presentan los

principales tipos de conductor.

1.10.2.1 Conductores ACSR

Los conductores elctricos ACSR se usan en lneas areas de transmisin y

distribucin de energa elctrica, presentan muy buena carga de rotura,

caracterstica especialmente til para diseo de lneas areas. Con diferentes

cableados de ncleo de acero se pueden obtener diferentes cargas de rotura,

sin sacrificar la capacidad de conduccin de corriente.

1.10.2.2 Conductores AAC

Los conductores AAC o ASC se usan en lneas areas de transmisin y

distribucin de energa elctrica donde no se requiere una carga de rotura tan

alta, especialmente en vanos o tramos cortos. Tambin son utilizados como

neutro portantes para cables de distribucin tipo Mltiplex con fases de

aluminio aisladas y cableadas alrededor del neutro en AAC.


50/206

39

Tabla 1.4. Caractersticas Tcnicas de los conductores ACSR

CONDUCTORES DE ALUMINIO REFORZADOS CON ACERO A.C.S.R

Calibre

Seccin

Formaci

n

No.dehilos

pordimetro

AL+Acero

Dimetro

Exterior

Peso

Total

Tensind

e

Ruptura

Resistenc

ia

C.C.a20c

Capacida

d

de

Corriente

AWG oMCM

mm2 mm mm Kg/km Kg.Ohms/km

.AMP.

6 15,46 6x1,68 + 1x1,68 5,04 53,61 530 2,1135 704 24,71 6x2,12 + 1x2,12 6,36 85,31 830 1,3278 952 29,22 6x2,67 + 1x2,67 8,01 135,65 1265 0,8530 130

1/0 62,38 6x3,37 + 1x3,37 10,11 215,9 1940 0,5381 1752/0 78,64 6x3,78 + 1x3,78 11,34 272,1 2425 0,4160 205

3/0 99,23 6x4,25 + 1x4,25 12,75 342,9 3030 0,3379 2404/0 125,1 6x4,77 + 1x4,77 14,31 432,5 3820 0,2697 275

Fuente: Cables VIAKON

Tabla 1.5. Caractersticas Tcnicas de los conductores AAC

CONDUCTORES DE ALUMINIO DESNUDO A.S.C - A.A.C.

Calibre

Seccin

Formacin

No.dehilos

por

dimetro

Dimetro

Exterior

Peso

Total

Tensinde

Ruptura

Resistencia

C.C.a20c

Capacidad

de

Corriente

AWG oMCM

mm2 mm mm Kg/km Kg. Ohms/km. AMP.

6 13,3 7 x 1,554 4,65 36,59 265 2,163 1034 21,15 7 x 1,961 5,89 57,7 415 1,351 1382 33,62 7 x 2,474 7,42 91,8 635 0,854 185

1/0 53,49 7 x 3,119 9,36 146,1 940 0,534 247

2/0 67,43 7 x 3,503 10,55 184,2 1185 0,424 2863/0 85,01 7 x 3,932 11,79 232,2 1435 0,336 331

4/0 107,2 7 x 4,417 13,26 292,3 1810 0,267 383266,8 135,2 7 x 4,958 14,88 372,2 2190 0,212 443

Fuente: ELECTROCABLES

Nota: La capacidad de corriente en amperios es calculada para una temperatura del conductor

de 75 C, temperatura ambiente 25 C, emisividad de 0.5, viento de 0.61 m/seg. y con efecto

del sol (1033 watts/m2).


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40

1.11 ESTIMACIN DE LAS PRDIDAS DE ENERGA EN LOS

SISTEMAS DE DISTRIBUCIN.

A continuacin se presentan la metodologa y los medios para determinar lasprdidas de potencia y energa.

1.11.1 METODOLOGA UTILIZADA EN LA ESTIMACIN DE PRDIDAS

TCNICAS

Para el anlisis de las prdidas tcnicas en los alimentadores se aplicar la

metodologa propuesta por el artculo tcnico: Poveda, Mentor, A New Methodto Calculate Power Distribution Losses in an Environment of High Unregistered

Loads, IEEE Transmisin and Distribution Conference, New Orleans, 1999.

La metodologa que a continuacin se describe es aplicable a todos los

sistemas en los que se tenga que evaluar prdidas resistivas por efecto Joule,

es decir, en lneas del sistema de transmisin y distribucin, para las prdidas

resistivas en los transformadores, para redes secundarias y acometidas.

Para calcular las prdidas de potencia se obtiene los registros de demanda,

medida al inicio del alimentador de la subestacin, con un mnimo de registro

de una semana, con fecha y hora, para ello se considera la siguiente matriz

iQiPii DDtdregistro (EC. 1.36)

Donde:

id Fecha del registro de demanda en el instante i

it Hora del registro de demanda en el instante i.

iPD Registro de demanda de potencia activa en el instante i.

iQD Registro de demanda de potencia reactiva en el instante i.


52/206

41

Luego se determinan las prdidas resistivas (DRL-i) en cualquier intervalo de

demanda (DRL-i) se calcula en base de la ecuacin I2R obtenidas en base al

flujo de potencia a demanda mxima. De la variacin del cociente cuadrtico

entre la demanda horaria registrada y la demanda mxima, en cada subsistema

se determinan las prdidas resistivas de potencia sobre la base de la siguiente

expresin.

RV

DRID

i

Pi

iiRL

2

2

cos3

De esta se deduce:

RV

D

RV

D

RI

RI

D

D

i

Pi

P

iiRL

RL

2

2

max

max

2

2maxmax

cos3

cos3

max

2

max

max

cos

cos

RL

iP

PiiRL D

D

DD

(EC.1.37)

Donde:

iRLD Prdidas resistivas de potencia en el instante i [kW]

maxRLD Prdidas resistivas de potencia a demanda mxima [kW]

maxcos Factor de potencia en demanda mxima.

icos Factor de potencia en el intervalo i

maxPD Demanda mxima [kW]

PiD Demanda en el instante i [kW]

Los datos necesarios se toman de los registros de los primarios y el dato de

prdidas resistivas a demanda mxima se toma de los flujos de potencia

obtenidos en el programa computacional.


53/206

42

Una vez obtenidas las prdidas de potencia resistiva se puede obtener las

prdidas de energa correspondientes.

n

i iRLPERDIDAS tDE 1 (EC.1.38)

Donde:

PERDIDASE Prdidas de energa [kWh]

iRLD Prdidas resistivas de potencia en el instante i [kW]


El sumatorio de los registros del elemento iPD multiplicado por el intervalo de

demanda, se obtiene la energa total suministrada durante el periodo registrado

que de igual forma es La energa medida en la cabecera del alimentador.

n

i iPS tDE

1 (EC.1.39)

Donde:SE Energa suministrada [kWh]

iPD Registro de demanda de potencia activa en el instante i. [kW]


La suma de la energa facturada, energa para alumbrado pblico, y consumo

de equipos pertenecientes a la empresa se la denomina como energa

registrada ER dando como diferencia la prdida total de energa delalimentador ETL.

RSTL EEE

Estas prdidas totales de energa incluyen dos componentes de prdidas en el

sistema que son: las prdidas tcnicas y prdidas no tcnicas, que ser la

informacin inicial para dimensionar el porcentaje de prdidas en el alimentador

en estudio.


54/206

43

1.11.2 MEDIOS UTILIZADOS EN LA ESTIMACIN DE PRDIDAS

TCNICAS.

La precisin de los resultados de las prdidas de potencia y energa depende

bsicamente de la calidad y cantidad de la informacin recopilada del uso de

medios y modelos adecuados. De acuerdo a la cantidad de informacin a

procesar se utilizan diferentes medios.

1.11.2.1 Flujos de Potencia

Con el mtodo de flujo de carga, se determinan los valores de voltaje en los

diferentes nodos del sistema, lo que permite calcular las corrientes que circulan

por cada tramo y con esto se determinan las prdidas de potencia que existen

en cada tramo. Se debe disponer de informacin como diagramas unifilares,

configuracin del sistema, valores de demanda, factor de potencia, parmetros

elctricos entre otros. Es de suma importancia la utilizacin de un computador

debido a la gran cantidad de informacin a procesar.

1.11.2.2 Estimacin de estado.

Se basa en lecturas tomadas en diferentes puntos del sistema; es necesario

para esto evaluar la exactitud y periodicidad de los datos en tiempo real de los

equipos implicados tanto en la medicin como en la comunicacin, que podrn

ser transmitidos a un centro de control, con el fin entre otros de calcular las

prdidas con mayor precisin al instante.

1.11.2.3 Correlacin con circuitos o sistemas similares.

Las prdidas en un circuito primario se pueden diagnosticar con la analoga de

prdidas de un circuito similar ya estudiado. Por tanto, para la correlacin se

debe tomar en cuenta magnitudes de demanda alimentada, tipos de carga, tipo

de conductor, longitudes, etc.


55/206

44

1.11.3 SISTEMTICA A SEGUIR PARA EVALUAR LAS PRDIDAS EN LOS

ALIMENTADORES PRIMARIOS.

Para determinar las prdidas de potencia se utilizara la metodologa y el medio

anteriormente descritos. A continuacin se presenta el resumen del

procedimiento bsico a seguirse para la estimacin de prdidas.

I. Efectuar el levantamiento de la informacin de la subestacin en lo

concerniente a capacidad instalada, nmero de alimentadores,

identificacin del circuito, etc.

II. Realizar el levantamiento de la informacin de campo del circuito

primario que se va a estudiar, en lo referente a: calibre de conductores,

distancias entre centros de transformacin, tipos-de estructuras,

capacidad nominal de los transformadores.

III. Obtener datos de las demandas activas y reactivas, factor de potencia,

voltajes, del alimentador a nivel de subestacin.

IV. Calcular los parmetros elctricos del alimentador en estudio.

V. Determinar las prdidas de potencia activa a demanda mxima en el

alimentador primario mediante la corrida de flujos de carga. Cabe

recalcar que debido a la magnitud del alimentador se vuelve muy

complejo el clculo de las prdidas de potencia manualmente, por este

motivo se utilizar un paquete computacional, el cual permita resolverlos flujos de carga para de esta manera determinar las prdidas del

alimentador en estudio.

VI. Determinar las prdidas resistivas del alimentador en cada intervalo del

mes empleando la ecuacin (EC.1.37).

VII. Determinar las prdidas de energa mediante la ecuacin (EC.1.38).


56/206

45

VIII. Determinar el porcentaje de prdidas del sistema con la siguiente

expresin:

IX.

100(%) S

PERDIDASPERDIDAS

E

EE (EC.1.40)

Donde:

PERDIDASE Prdidas de energa [kWh]

SE Energa suministrada [kWh]

1.11.4 SISTEMTICA A SEGUIR PARA EVALUAR LAS PRDIDAS EN LOS

TRANSFORMADORES DE DISTRIBUCIN.

En los transformadores existen bsicamente dos tipos de prdidas, las

prdidas en el ncleo y las prdidas en el cobre. La metodologa a seguirse

para la evaluacin de las prdidas en transformadores de distribucin es la

siguiente:

I. Se debe obtener los datos de prdidas de potencia en vaco y en el

cobre de los principales

ANALISIS TÉCNICO DE OPERACIÓN DE UN ALIMENTADOR

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