DISTRIBUCIÓN ELÉCTRICA INDUSTRIAL

PROFESOR: RAMÓN O. FRIZ MUÑOZ

ACERCA DEL PROFESOR

• Ingeniero Civil Industrial Electricista –

USACH• Postítulo en Seguridad , Calidad y

Medioambiente UTFSM.• 42 años de trayectoria laboral• Especialista en Project Management.• Asesor en Evaluación de Proyectos para

Codelco Chile.•Experto en Dirección de Proyectos Pre. E

Inversionales para la industria minera.

Ing. Ramón Osvaldo Friz Muñoz

Programa del curso

Objetivos Generales:

1. Conocer normas nacionales e internacionales en sistemas eléctricos industriales.

2. Interpretar reglamentos de sistemas eléctricos industriales.

3. Reconocer los artículos de las leyes aplicadas a los sistemas eléctricos.

4. Comprobar el cumplimiento de normas y reglamentos en instalaciones eléctricas.

5. Determinar tarifas más económicas de consumo de energía eléctrica en instalaciones industriales.

6. Analizar consecuencias legales de fallas en sistemas eléctricos.

INTRODUCCIÓN

Marco Regulatorio de la Industria Eléctrica en Chile

• El marco regulatorio de la industria eléctrica vigente está compuesto por una serie de leyes, reglamentos y normas, que regulan la producción, transporte, distribución y comercialización de energía eléctrica, y la provisión de los servicios complementarios a estas actividades y los servicios asociados al suministro de electricidad.

Organización

• La Ley General de Servicios Eléctricos (Decreto con Fuerza de Ley Nº 1 de 1982, del Ministerio de Minería), en adelante la Ley, que establece las disposiciones fundamentales para el desarrollo de la actividad económica en esta industria;

• La Ley Nº 2.224 de 1978, del Ministerio de Minería, que crea la Comisión Nacional de Energía, órgano encargado de la regulación de precios, elaborar la política y promover los cambios legales, reglamentarios y normativos para el buen funcionamiento del sector;

• La Ley Nº 18.410 de 1985, del Ministerio de Economía, Fomento y Reconstrucción, que norma las atribuciones y responsabilidades de la Superintendencia de Electricidad y Combustibles, en adelante Superintendencia, órgano fiscalizador del sector.

Principales Leyes y Cuerpos normativos

Distinción del Marco Normativo

Distinción del Marco Normativo

Generación

•Centrales generadoras interconectadas al sistema eléctricoTransmis

ión(> a 23

KV)

•Sistemas de transmisión troncal•Sistemas de subtransmisión•Sistemas de transmisión adicionalDistribuc

ión(< a 23

KV)

•Monopolios naturales•Consumidores cuya potencia conectada es inferior o igual a los 2.000 KW.

Características del Segmento de Distribución

CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DE LA INDUSTRIA

• El Sistema Interconectado del Norte Grande (SING), que abastece la Primera y Segunda Regiones administrativas;

• El Sistema Interconectado Central (SIC), que abastece desde la Tercera a la Décima Región;

• El Sistema de Aysén en la Décimo Primera Región

• El Sistema de Magallanes en la Décimo Segunda Región, que incluye tres sistemas denominados medianos.

• Cada uno de los dos primeros sistemas posee capacidad instalada de generación superior a los 200 Megawatts (MW), además se les llama Sistema Interconectado, en el sentido que configuran cada uno una red que es operada en forma coordinada por su propio organismo coordinador denominado Centro de Despacho Económico de Carga (CDEC);

Características del Segmento de Distribución

• Los restantes cuatro sistemas son sistemas medianos, es decir, cada uno posee capacidad instalada de generación inferior a 200 MW y superior a 1.500 KW y al igual que los sistemas interconectados, no se encuentran conectados entre sí.

Características del Segmento de Distribución

• Para coordinar la actividad de generación y transmisión de los grandes sistemas interconectados, la ley eléctrica establece que éstos deben contar con un operador del sistema conocido como CDEC (Centro de Despacho Económico de Carga), que es el encargado de coordinar la capacidad de transmisión y generación disponibles en el sistema de modo de balancear la oferta y la demanda por electricidad minuto a minuto.

Coordinación del Sistema Eléctrico

Sistema interconectado del Norte Grande - SING

Diagrama unilineal general del SING

Localización y caracterización de la demanda

Empresas propietarias de instalaciones.

1. Líneas:• Edelnor• Emelari• Transelec Norte• Transemel

2. Subestaciones:• Edelnor• Elecda• Eliqsa• Emelari• Transemel

Proyección de la demanda SING

Sistema Interconectado Central - SIC

Capacidad de Generación de la industria

Legislación eléctrica

Ley General de Servicios Eléctricos (DFL-4)

Rige las concesiones y permisos, el transporte de energía eléctrica, la explotación de los servicios eléctricos y el suministro y las tarifas. Versión actualizada de 28-06-2008, incluye lo dispuesto por la Ley Corta I, Ley Corta II y Ley ERNC, entre otras.

• Reglamento de la Ley General de Servicios Eléctricos (Decreto 327)

Reglamenta la ejecución y aplicación de la Ley General de Servicios Eléctricos. Versión de 24-08-2008.

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Reglamento de transferencias de potencia entre empresas generadoras (Decreto 62)

Reglamento de transferencias de potencia entre empresas generadoras. Versión de 02-03-2007.

Norma para la aplicación del artículo N°148 del DFL-4 (Resolución 386 exenta)

Reglamento que establece normas para la adecuada aplicación del artículo 148 del DFL-4, que dice relación con los aumentos o disminuciones temporales de consumo que pueden convenir las

empresas generadoras con los clientes regulados con el fin de regular el consumo eléctrico. Versión de 08-10-2009.

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Ley ERNC (Ley 20.257)

Introduce modificaciones a la Ley General de Servicios Eléctricos, estableciendo la obligatoriedad para las empresas de generación eléctrica de acreditar un mínimo de

5% de sus inyecciones de energía con fuentes de energías renovables no convencionales (ERNC), ya sea directa o indirectamente. El porcentaje irá aumentando paulatinamente

hasta alcanzar 10% en el año 2024. Versión de 01-04-2008. Ver también: historia de la ley 20.257

Reglamento de la Ley ERNC (Resolución 1.278 Exenta)

Norma la implementación de la Ley ERNC (Ley 20.257), que exige a las empresas de generación eléctrica inyectar un determinado porcentaje de energía a partir de fuentes

renovables no convencionales. Versión de 01-12-2009.

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• Ley Corta I (Ley 19.940)

• Introduce modificaciones a la Ley General de Servicios Eléctricos con el objetivo principal de regular la toma de decisiones y el desarrollo de la expansión de la transmisión de electricidad. Versión de 13-03-2004. Ver también: historia de la ley 19.940

• Ley Corta II (Ley 20.018)

• Introduce modificaciones a la Ley General de Servicios Eléctricos con el objetivo principal de estimular el desarrollo de inversiones en el segmento de generación a través de licitaciones de suministro realizadas por las empresas de distribución. También establece incentivos para medios de generación no convencionales y pequeños medios de generación. Versión de 19-05-2005.

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Reglamento de las licitaciones de suministro de energía (Decreto 4)

• Reglamenta el proceso de las licitaciones de suministro de energía para satisfacer el consumo de los clientes regulados que de acuerdo a la Ley General de Servicios Eléctricos deben realizar las empresas de distribución. Versión de 28-04-2008.

Reglamento para medios de generación no convencionales y pequeños medios de generación (Decreto 244)

• Reglamento para medios de generación no convencionales y pequeños medios de generación establecidos mediante las modificaciones de la ley corta II a la ley general de servicios eléctricos. Establece condiciones de conexión, la posibilidad de optar a vender la energía a régimen de precio estabilizado y establece ciertas exenciones del pago por el uso del sistema de transmisión troncal. Versión de 17-01-2006.

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• Ley 19657 sobre concesiones de energía geotérmica

• Regula la otorgación de concesiones y licitaciones para la exploración o la explotación de energía geotérmica, las servidumbres, las funciones del Estado y las condiciones de seguridad. Fija también el marco para las relaciones entre los concesionarios, el Estado, los dueños del terreno superficial, los titulares de pertenencias mineras y las partes de los contratos de operación petrolera o empresas de exploración y explotación de hidrocarburos, y los titulares de derechos de aprovechamiento de aguas. Versión de 07-01-2000. Ver también: historia de la ley 19.657

• Reglamento subsidio líneas de transmisión para facilitar acceso a troncal a proyectos ERNC (Res. 370)

• Establece un subsidio para líneas de transmisión adicionales destinadas a dar conexión al SIC o SING a proyectos de generación ERNC. El subsidio opera en caso de una demanda menor a la proyectada, reduciendo el riesgo de la inversión. Con el objeto de favorecer la asociatividad, el transmisor que postule al subsidio deberá dar conexión a al menos tres proyectos ERNC. El monto del subsidio tiene un tope de 18.000 UF anuales (del orden de 700.000 US$), y aplica entre los años 6 y 10 de la operación de la línea. Versión de 13-10-2010.

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• Franquicia tributaria para colectores solares (Ley 20.365)

• La ley entrega una franquicia tributaria -que va entre un 20% a un 100% del valor del sistema solar térmico- a la instalación de colectores solares en viviendas nuevas de hasta 4.500 U.F. Versión de 19-08-2009. Ver también: historia de la ley 20.365

• Ley que crea el Ministerio de Energía (Ley 20.402)

• Ley recientemente promulgada que crea el Ministerio de Energía, del que pasan a depender tanto la CNE como la SEC y además la Comisión Chilena de Energía Nuclear. Se crea además la Agencia de Eficiencia Energética. Las materias técnico-económicas, tales como tarificación y normas técnicas, quedan bajo la responsabilidad de la CNE. La formulación de políticas en materia energética pasa a ser responsabilidad del Ministerio de Energía. Lea nuestro artículo al respecto. Versión con vigencia diferida. Ver también: historia de la ley 20.402

• Norma Técnica de Seguridad y Calidad de Servicio (NTSyCS)

• Documento técnico que establece exigencias mínimas para diseño de instalaciones y estándares de seguridad y calidad de servicio, entre otros. Versión de 16-10-2009.

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Normas GeneralesInternacionales

• International Electrotechnical Commission .................................................................................................................... IEC.• American National Standard Institute ..........................................................................................................................ANSI• Institute of Electrical and Electronic Engineering ......................................................................................................... IEEE• National Electrical Manufacturer Association ........................................................................................................... NEMA• Insulated Cable Engineers Association ...................................................................................................................... ICEA• National Electrical Code ............................................................................................................................................... NEC• National Electrical Safety Code .................................................................................................................................NESC• Underwriters Laboratories ............................................................................................................................................ UL• Factory Mutual Engineering Association .................................................................................................................. FMEA• National Fire Protection Association .......................................................................................................................... NFPA• American Society for Testing Materials .................................................................................................................... ASTM• Canadian Standards Association ............................................................................................................................... CSA• Japanesse Industrial Standard ..................................................................................................................................... JIS• Verband Deutscher Elektrotechniker ...........................................................................................................................VDE

Normas GeneralesChilenas

• D.S. Nº 72 (modificado por el N°132) Reglamento de Seguridad Minera• Decreto 4.188 Reglamento e Instalaciones Eléctricas de Corrientes Fuertes• NSEG. 6 En 71 Cruces y Paralelismos de Líneas Eléctricas• NSEG. 20 Ep 78 Subestaciones Transformadoras Interiores• Nch Elec. 4/84 Instalaciones Interiores en Baja Tensión.

Normas de mantención eléctrica

Las instalaciones y equipos eléctricos deberán mantenerse según las pautas y requerimientos indicados en los siguientesdocumentos:a. Decreto Supremo Nº 72 “Reglamento de Seguridad Minera’’.b. NFPA 70 B Recommended Practice for Electrical Equipment Maintenance.c. NFPA 70 E Electrical Safety Requirements for Employee Workplaces. Part III.d. Manuales de Fabricantes, Mantención y Operación.e. Procedimientos Divisionales sobre Mantención.

Sellos de conformidad reconocidos por SEC

Características del mercado

• La organización de la industria de servicio eléctrico, se encuentra segmentada en las etapas de Generación, Transporte y Distribución.

• Gran parte de los sistemas eléctricos se caracterizan porque sus centrales generadoras y sus consumos están interconectados a través de un gran sistema de transmisión, subestaciones y redes de distribución.

Estructura de costos de la industria

• Dado que existe una fuerte correlación entre densidad y tamaño de las distintas ciudades, se observa que el costo medio de distribución generalmente disminuye al aumentar el tamaño de la ciudad atendida.

Caracterización económica de la función de costos de la industria

• Los sistemas eléctricos de distribución están compuestos por un conjunto de líneas y subestaciones que permiten transportar la energía retirada en los puntos de conexión con las instalaciones de transmisión (subestaciones primarias), hasta los diferentes sectores o puntos de consumo al interior de una zona de concesión.

SIC y SING

• El SIC tiene la mayor capacidad instalada de los cuatro sistemas, representando el 73% del total, equivalente a 12.715 MW (año 2011). La energía hídrica alcanza al 46%, con 5.840 MW, y el resto está conformado mayoritariamente por centrales a gas natural, carbón y diésel, con un total de 6.680 MW (incluye otros tipos de centrales como biomasa).

• En el SING, la capacidad instalada de centrales termoeléctricas que usan gas natural, carbón y diésel sumaba 4.570 MW en el año 2011, representando el 99,7% de la capacidad instalada del SING, y el restante 0,3% correspondía a energía hídrica.

SIC y SING

El costo marginal

• Cabe preguntarse ¿qué implicancia económica tiene el hecho de que la capacidad instalada térmica e hídrica en el SIC y el SING sean diferentes?Para responder esta pregunta, usaremos el concepto de costo marginal de generación de electricidad. Este se define como el costo de producir una unidad adicional de energía eléctrica.

El costo marginal• Suponga que se tienen solamente dos tipos de

centrales de generación eléctrica, las que utilizan carbón y las que usan recursos hídricos. ¿Por cuál optaría desde un punto de vista económico?

Costo marginal

• Supongamos que los costos marginales de generación son aproximadamente 60 US$/MWh para las centrales hidroeléctricas y 90 US$/MWh para las que utilizan carbón.

• Entonces, la lógica económica dice que las primeras centrales que serán despachadas serán las hidroeléctricas.

Costo marginal

• Pero, ¿qué precio se cobrará por la electricidad generada?

Costo marginal

• Si solo opera el recurso hídrico, la teoría marginalista indica que se establecerá un precio de generación que es igual al costo marginal de la central hidroeléctrica más cara que ha entrado en operación, es decir, 60 US$/MWh.

Costo marginal• Supongamos ahora que todas las centrales

hidroeléctricas están operando a su máxima capacidad y no se logra satisfacer la demanda eléctrica. En este caso, la demanda por electricidad supera a la generación hidroeléctrica y se requiere la operación de centrales termoeléctricas que utilizan carbón.

Costo marginal

• La teoría marginalista indica que el precio de generación que se cobrará será igual al costo marginal de la central despachada más cara. Esto implica que toda la energía eléctrica que se vende en ese momento se cobrará al precio de 90 US$/MWh; es decir, la electricidad será 30 US$/MWh más cara que cuando solo operan las centrales hidroeléctricas.

• Usted se preguntará en qué le afecta esto: si usted ha consumido 300 kWh durante un mes en el cual el precio es de 90 US$/MWh, usted estará pagando 9 dólares adicionales (4.500 pesos) en su cuenta de final de mes, con respecto al caso en que la electricidad tiene un precio de 60 US$/MWh.

¿EN QUÉ AFECTA?

• De este ejemplo podemos deducir que el criterio que se aplica para fijar el precio de generación eléctrica es igualar al mayor de los costos marginales de las centrales de generación despachadas.

• Con estos antecedentes, usted podrá responder a la pregunta que había dejado planteada ¿qué implicancia económica tiene el hecho que el SIC y SING tengan una participación diferente de la capacidad instalada térmica?

• Evidentemente, el sistema eléctrico que tenga una mayor proporción hídrica debiera tener precios de generación más bajos (es decir, el caso del SIC) puesto que generalmente la hidroelectricidad presenta costos marginales de producción más bajos que las otras formas de generación.

Servicios provistos por las concesionarias de distribución

Las empresas concesionarias de servicio público de distribución prestan básicamente tres servicios:• Transporte y comercialización de electricidad a

consumidores dentro de su área de concesión;• Otros servicios asociados provistos a los propios

clientes de la distribuidora; • transporte a otras empresas que comercializan

energía y potencia en el mercado que se encuentra dentro del área de concesión

Servicios de las empresas concesionarias de distribución

a) Distribución de electricidad:I) Clientes regulados, para los cuales el precio y

la calidad de suministro son regulados. Se trata de clientes cuya potencia conectada es inferior o igual a 2.000 kilowatts.

II) Clientes libres contratados a precios libres, cuando se trate de clientes cuya potencia conectada es mayor a 2.000 kilowatts,

Servicios de las empresas concesionarias de distribución

b) Servicios Asociados al suministro de electricidad• Entre los principales servicios asociados se encuentran los

relativos a empalmes, medidores y alumbrado público.

c) Transporte de energía de terceros a cambio de peajes. • Los grandes consumidores dentro de una zona de

concesión pueden contratar su suministro directamente con empresas generadoras, en la medida que las redes estén regidas por un sistema de libre acceso para distintos comercializadores, a tarifa regulada por el uso de ellas.

• La empresa distribuidora presta el servicio de transporte a otros comercializadores que venden energía a clientes libres dentro de su área de concesión. A cambio, está facultada para cobrar un peaje que cubre el costo de transporte en la red de distribución, el que se regula y aplica mediante cargos tarifarios en forma equivalente a los asignados a los clientes propios de la distribuidora.

• Con este procedimiento regulatorio, el pago de peaje hace indiferente para una empresa distribuidora el suministro a clientes propios o de terceros.

Antecedentes mercado eléctrico 2013

Antecedentes mercado eléctrico 2013

Antecedentes mercado eléctrico 2013

Antecedentes mercado eléctrico 2013