UFT- SISTEMA DE DISTRIBUCION UNIDAD VI: DISEO DEL CIRCUITO PRIMARIO DE DISTRIBUCIN

El sistema primario consiste de circuitos llamados alimentadores primarios o alimentadores de distribucin, los cuales salen de la barra de la subestacin y sirven los primarios de cada transformador de distribucin.

S/E

Troncal Fusible Ramal Transformador de distribucin Cargas

Partes de un circuito Primario 1. 2. 3. Troncal : Conductor de mayor calibre normalmente trifsico Ramal o lateral: conductor de menor calibre, trifsico o monofsico Subramal o sublateral: Normalmente monofsico

En el equipo primario se ubican normalmente: 1. 2. Interruptor: a la salida de la subestacin con su rel asociado. Fusibles: como proteccin a la salida de ramales y subramales y como proteccin a los transformadores de distribucin. En el troncal no se colocan fusibles. Seccionadores: a lo largo del troncal para seccionamiento del circuito con propsitos de localizacin de fallas y como puntos de en fase en caso de transferencias de carga. Reconectadores: En troncales de gran longitud, cuando no se garantiza la proteccin del rel de la subestacin o para separar las cargas urbanas de las rurales. Seccionalizadores: Como proteccin de ramales y en coordinacin con el rel o reconectador. Condensadores: para mejorar el factor de potencia, disminuir la cada de tensin y las prdidas. Reguladores de tensin: para mejorar la tensin y disminuir las prdidas.

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Sistemas de distribucin. El rea de carga se presenta, para el caso de la distribucin de carga, como una serie de cargas concentradas. La manera como servir estas cargas toma en cuenta generalmente de la densidad de la carga y la flexibilidad y confiabilidad deseada.

Sistemas de distribucin ms utilizados: 1. Radial Simple De enlace Anillo Expreso Centro de carga Network Primario

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Caractersticas del Sistema Radial Simple 1. 2. 3. 4. 5. Es el mas sencillo y generalmente el menos costoso Hay un solo punto de alimentacin La corriente disminuye en la medida que nos alejamos del punto de alimentacin y en consecuencia disminuye el tamao del conductor Una falla a la salida del circuito dejar sin servicio a la totalidad de las cargas Una falla en cualquier otra localizacin podr dejar sin servicio a todas las cargas o parte de ellas dependiendo de la ubicacin de equipos como fusibles, seccionadores, reconectadores, etc. Se cargan a un porcentaje inferior al 80% para permitir su enfase con otros circuitos en caso de contingencias. (Radial de enlace) Para aumentar su confiabilidad se utilizan seccionadores y circuitos de enlaces. La subestacin de distribucin debe ubicarse lo mas cercano posible al centro de carga.

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SUBESTACION DE DISTRIBUCIN

TRONCAL

RAMALES

TRANFORMADORES DE DISTRIBUCIN

SUBRAMAL FUSIBLE

SISTEMA RADIAL SIMPLE

Subestacin de distribucin

rea de carga circuito 2

rea de carga circuito 3

Enlace y seccionador

Enlace y seccionador

rea de carga circuito 1

Seccionador de enlace

SISTEMA RADIAL DE ENLACE

CARACTERSTICAS DEL SISTEMA EXPRESO CENTRO DE CARGAS 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. La subestacin de distribucin se encuentra ubicada fuera del centro de carga. Hay un tramo del circuito que va desde la subestacin hasta el centro de carga que se conoce como EXPRESO Desde el circuito expreso no se sirven transformadores de distribucin Desde el centro de carga salen radiales en las cuatro direcciones y uno de ellos se devuelve a la subestacin. Se requiere control de voltaje desde la subestacin Para lograr mejor regulacin y servir mas carga se utiliza el mismo conductor para ramales y subramales Si se logra el diseo apropiado permite satisfacer mayor carga que el sistema radial ( hasta dos veces) El centro de carga vara con el crecimiento de las cargas. Se utiliza para servir cargas residenciales y comerciales de baja densidad para evitar variaciones en el centro de carga.

Subestacin de distribucin

Ramal que regresa Expreso Subramal

Centro de carga

CARACTERSTICAS DEL SISTEMA EN ANILLO 1. 2. 3. 4. Sale de la subestacin, recorre el rea de carga y regresa a la subestacin. Los circuitos ramales se conectan al anillo para cubrir toda el rea de carga. En el recorrido del anillo (troncal) se ubican seccionadores uno de los cuales se llama de enlace. El seccionador de enlace puede operar normalmente abierto o normalmente cerrado. Los dems seccionadores operan normalmente cerrados. Cuando el seccionador de enlace opera N.A. cada mitad del circuito funciona como un radial simple. Cuando el seccionador de enlace opera N.C. cada punto de carga puede ser alimentado por dos caminos diferentes. El circuito troncal se disea para soportar la carga del circuito completo. Permite mejor regulacin de voltaje y menores prdidas. Una falla a la salida de la subestacin deja sin servicio a todas las cargas Una falla en cualquier otra localizacin puede ser aislada a travs de los seccionadores.

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INTERRUPTOR SECCIONADORES

RAMALES

Seccionador de enlace

Ubicacin transformadores de distribucin

SISTEMA EN ANILLO

INTERRUPTORES SECCIONADORES

RAMALES

ENLACE

SISTEMA EN ANILLO CON DOBLE INTERRUPTOREste esquema solo debe operar con el enlace normalmente cerrado, puesto que de lo contrario no se justifica su costo. En este caso una falla a la salida de la subestacin dejar sin servicio a la mitad de las cargas (abre el interruptor principal y el enlace) hasta tanto la falla sea aislada. Pueden utilizarse equipos automticos para localizacin de fallas disminuyendo los tiempos de interrupcin. Su aplicacin es a clientes muy especiales como grandes clientes industriales y comerciales ya que su costo es muy elevado.

La disposicin de un circuito en anillo no tiene necesariamente que originar en la barra de una subestacin. Puede ser un ramal en anillo, monofsico o trifsico, que sirve pequeas cargas residenciales, la instalacin suele ser subterrnea.

Troncal

Transformadores de distribucin Fusibles

Enlace

Seccionadores

RAMAL EN ANILLO

CARACTERSTICAS DEL SISTEMA NETWORK O MALLADO 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Es un conjunto de alimentadores primarios interconectados. Tiene mltiples puntos de alimentacin (subestaciones) Los circuitos radiales salen de las interconexiones Los transformadores de distribucin estn conectados de los circuitos de enlace y de los alimentadores radiales. Las subestaciones que alimentan el sistema son generalmente de menor capacidad, ubicadas lo ms cerca posible de los centros de carga. Los circuitos suelen ser de menor longitud que los radiales. La confiabilidad del servicio es mayor, la cada de tensin y las prdidas son menores a la de los esquemas anteriores. Sin embargo no en un grado tan alto que justifique su uso en comparacin con los otros esquemas. Es capaz de soportar aumentos o disminuciones de carga con un mnimo de disturbios. El diseo y la operacin son complicados Su uso no es muy frecuente.

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SISTEMA NETWORK DE DOS INTERRUPTORES En este esquema se interrumpe menos carga ante una falla en el circuito de enlace. Ante una falla en el circuito de enlace, la falla es aislada por los interruptores de ambos extremos.

SISTEMA NETWORK DE UN INTERRUPTOR

En este esquema para una falla en el circuito de enlace, la misma es aislada por el interruptor de enlace, por el interruptor del transformador y por los interruptores de los dems circuitos de enlace de la misma barra. En Venezuela el esquema mas utilizado es el radial con enlace y es el utilizado por CADAFE y ENELBAR. En aos anteriores la EDC utiliz el sistema Network.

Niveles de tensin El nivel de voltaje del sistema es probablemente el factor que tiene la mayor influencia en el costo, diseo y operacin del sistema. Tiene un efecto directo en la longitud del circuito, en la carga del circuito, en el nmero de transformadores de distribucin, en la cantidad de lneas de subtransmisin y en la cantidad de clientes afectados por una falla.

Tensiones normalizadas para media tensin TENSIN (kV) 2.4 2.4/4.16 4.8 4.8/8.314 7.2/12.400 13.800 13.800/23.900 CONEXION Delta Estrella Delta Estrella Estrella Delta Estrella USO Limitado Muy limitado

ENELBAR

Frecuente

EDC CADAFE-ENELBAR-ENELVEN ENELBAR-ENELVEN

Seleccin de las tensiones La seleccin de la tensin de distribucin debe hacerse cuando ya se hayan determinado las magnitudes, concentracin y distancias de separacin de las cargas. Esto se har cuando en el rea a servir la empresa distribuidora pueda suministrar ms de una tensin. En cualquier caso debe entrarse en contacto con la empresa distribuidora para acordar la tensin de servicio.

Factores que influyen en la seleccin de las tensiones. Son varios los factores que influyen en la seleccin de la tensin en un determinado sistema, siendo su influencia de mayor o menor importancia dependiendo de la clase de tensin utilizada. Estos factores son los siguientes: 1. 2. 3. 4. 5. 6. Magnitud de la carga Distancia de transporte de la energa Disponibilidad d equipos en funcin de las tensiones Cdigos de seguridad Normas Tensiones de servicio de las empresas distribuidoras

La regla del cuadrado del voltaje A mayor voltaje primario, mayor longitud y por lo tanto mayor carga, para una misma cada de voltaje. A dos veces el voltaje, un circuito puede servir la misma carga y cuatro veces la distancia con la misma cada de tensin. Esta regla no se cumple cuando las cargas estn distribuidas en un rea. En estos casos al duplicar el voltaje, se duplica la distancia y la carga se mantiene constante al igual que la cada de voltaje. Es decir; Igual kVA de carga= (E2/E1) 2 veces la distancia Para E2 = 2E1, la distancia se cuadruplicar

Doble kVA de carga = (E2/E1) 2 veces la distancia Para E2 = 2E1, la distancia se duplicar Variaciones de Tensin Permitidas Artculo 9.- Las variaciones porcentuales permitidas de los niveles de tensin, medidos en los puntos de suministro, con respecto al valor de tensin nominal, son los siguientes:

VariacionesAlta Tensin Media Tensin Baja Tensin Muy Alta Densidad Baja Tensin Alta Densidad Baja Tensin Mediana Densidad Baja Tensin Baja Densidad +/- 5% +/- 6% +/- 6% +/- 6% +/- 8% +/- 10%

Baja Tensin Muy Baja Densidad +/- 10%

Criterios de carga de los circuitos El criterio para determinar la carga de un circuito depender de: 1. 2. 3. 4. 5. 6. El tipo de sistema utilizado: radial, anillo, network. El tipo de esquema utilizado en la subestacin. Los criterios establecidos para realizar enfases entre circuitos. Los criterios establecidos para la localizacin de fallas. Los costos establecidos La calidad de servicio esperada.

En el caso de ENELBAR el sistema utilizado es el radial con enlace y la mayora de las subestaciones presentan esquema de barras simple, cuando deba realizarse mantenimiento al interruptor de la subestacin es necesario transferir la carga de la

totalidad del circuito a uno o varios circuitos con los que presente enfases que como mnimo debe ser uno, por lo que los circuitos se cargan a un 50% de su capacidad. Debe disponer cmo mnimo de tres puntos de seccionamiento (N.A.).