ANÁLISIS ECONÓMICO

Para la selección del conductor óptimo se utiliza las siguientes definiciones y formulismo, a partir del cual se obtiene el costo operativo anual en función de la carga dada en amperios, variables que permitirán cumplir con el objetivo de minimizar las pérdidas de potencia y energía al menor costo posible.

A continuación mostramos las variables a utilizar:

I Corriente de operaciónR Resistencia del conductor por kilómetrofper Factor de pérdidasPpo Pérdidas de potencia (kW/año)Pen Pérdidas de energía (kWh/año)Cd Costo de la demanda (US$/kw/año)Ce Costo de la energía (US$/kwh)Cpo Costo de pérdidas de potencia (US$/año)Cen Costo de pérdidas de energía (US$/año)Ct Costo total del conductor (US$)Cta Amortización de la inversión + Com*InversiónCom Costo de operación y mantenimiento (%)Td Tasa de descuento (%)n Vida útil (años)Canual Costo operativo anual (US$)

Ppo=3. I 2 .R1000

Pen=3. I 2 .R1000

. fper .8760

Cpo=Ppo .Cd

Cen=Pen .Ce

Cta=( Td1−(1+Td )−n ) .Ct+Com.Ct

Canual=Cpo+Cen+Cta

Reemplazando las ecuaciones en el costo anual obtenemos la siguiente expresión:

Canual=Ct .L+( 3. I 2. R . L .Cd1000 )+( 3 . I 2 . R . L .T . fper .Ce

1000 )Para la solución del problema se implementó un arreglo de fórmulas sobre la base de Microsoft Excel, el cual nos permite ingresar los valores de Demanda en MW, Longitud en km, Voltaje de funcionamiento en kV, y vida útil de la línea de transmisión a diseñar.

Para Voltaje de 230kV:

(PONER NUMERO DE TABLA)Datos de entrada para el cálculo del conductor económico

DATOS CALIBRECONDUCTOR ACAR 750 BLUEJAY/AW ACAR 1200RESISTENCIA (Ohmios/km) 0,0777 0,0550 0,0486LIMITE TERMICO (A) 840,000 1081,000 1100,000FACTOR DE PERDIDAS 0,4 0,4 0,4COSTO POR DEMANDA (US$/Kw/año) 250 250 250COSTO POR ENERGIA (US$/kwh) 0,07 0,07 0,07COSTO DE LINEA (US$/Km) 8700 23897 14180TASA DE DESCUENTO (%) 12% 12% 12%COSTO DE MANTENIMIENTO 2% 2% 2%VIDA UTIL (años) 20 20 20Factor de potencia 0,9 0,9 0,9COSTO ANUAL DE LA LINEA (US$/Km) 1338,7 3677,2 2182,0

(PONER NUMERO DE TABLA)Costos anuales de la línea de transmisión para un voltaje de 230kV

I (A) ACAR 750 BLUEJAY/AW

ACAR 1200

10,0 216046,5 589666,1 350274,920,0 221588,0 593588,7 353738,930,0 230824,0 600126,4 359512,340,0 243754,4 609279,2 367595,050,0 260379,2 621047,1 377987,160,0 280698,3 635430,0 390688,570,0 304711,9 652428,0 405699,380,0 332419,8 672041,1 423019,490,0 363822,2 694269,3 442648,9

100,0 398918,9 719112,5 464587,8110,0 437710,0 746570,8 488836,0120,0 480195,5 776644,2 515393,5130,0 526375,4 809332,7 544260,4140,0 576249,7 844636,3 575436,7150,0 629818,4 882554,9 608922,3160,0 687081,5 923088,6 644717,2170,0 748039,0 966237,4 682821,5180,0 812690,9 1012001,3 723235,2190,0 881037,1 1060380,2 765958,2200,0 953077,8 1111374,3 810990,6210,0 1028812,8 1164983,4 858332,3220,0 1108242,3 1221207,6 907983,4230,0 1191366,1 1280046,8 959943,8240,0 1278184,3 1341501,2 1014213,5

250,0 1368696,9 1405570,6 1070792,7260,0 1462904,0 1472255,1 1129681,1270,0 1560805,4 1541554,7 1190879,0280,0 1662401,2 1613469,3 1254386,1290,0 1767691,3 1687999,1 1320202,7300,0 1876675,9 1765143,9 1388328,6310,0 1989354,9 1844903,8 1458763,8320,0 2105728,3 1927278,7 1531508,4330,0 2225796,0 2012268,8 1606562,3340,0 2349558,2 2099873,9 1683925,6350,0 2477014,7 2190094,1 1763598,3360,0 2608165,7 2282929,4 1845580,2370,0 2743011,0 2378379,8 1929871,6380,0 2881550,7 2476445,2 2016472,3390,0 3023784,8 2577125,7 2105382,3400,0 3169713,3 2680421,3 2196601,7410,0 3319336,2 2786332,0 2290130,5420,0 3472653,5 2894857,7 2385968,6430,0 3629665,2 3005998,6 2484116,1440,0 3790371,3 3119754,5 2584572,9450,0 3954771,7 3236125,5 2687339,0460,0 4122866,6 3355111,5 2792414,6470,0 4294655,9 3476712,7 2899799,4480,0 4470139,5 3600928,9 3009493,6490,0 4649317,5 3727760,2 3121497,2500,0 4832190,0 3857206,6 3235810,1510,0 5018756,8 3989268,1 3352432,4520,0 5209018,0 4123944,6 3471364,0530,0 5402973,6 4261236,2 3592605,0540,0 5600623,6 4401142,9 3716155,3550,0 5801968,0 4543664,7 3842015,0560,0 6007006,8 4688801,5 3970184,1570,0 6215740,0 4836553,5 4100662,4580,0 6428167,6 4986920,5 4233450,2590,0 6644289,5 5139902,5 4368547,3600,0 6864105,9 5295499,7 4505953,7610,0 7087616,6 5453712,0 4645669,5620,0 7314821,8 5614539,3 4787694,6630,0 7545721,3 5777981,7 4932029,1640,0 7780315,3 5944039,2 5078673,0650,0 8018603,6 6112711,7 5227626,2660,0 8260586,3 6283999,3 5378888,7670,0 8506263,4 6457902,1 5532460,7680,0 8755634,9 6634419,9 5688341,9690,0 9008700,8 6813552,7 5846532,5700,0 9265461,1 6995300,7 6007032,5710,0 9525915,7 7179663,7 6169841,8720,0 9790064,8 7366641,8 6334960,5

730,0 10057908,3

7556235,0 6502388,5

740,0 10329446,1

7748443,3 6672125,8

750,0 10604678,4

7943266,6 6844172,6

760,0 10883605,0

8140705,0 7018528,6

770,0 11166226,1

8340758,5 7195194,1

780,0 11452541,5

8543427,1 7374168,8

790,0 11742551,3

8748710,7 7555453,0

800,0 12036255,5

8956609,5 7739046,5

810,0 12333654,1

9167123,3 7924949,3

820,0 12634747,1

9380252,2 8113161,5

830,0 12939534,5

9595996,1 8303683,0

840,0 13248016,3

9814355,2 8496513,9

(PONER NUMERO DE fig) Selección del conductor económico 230kV

(PONER NUMERO DE fig) Costo Operativo Anual 230kV

0.0 100.0 200.0 300.0 400.0 500.0 600.0 700.0 800.00.0

500000.0

1000000.0

1500000.0

2000000.0

2500000.0

3000000.0

3500000.0

4000000.0

4500000.0

5000000.0

ACAR 750 BLUEJAY/AW ACAR 1200 Demanda

Corriente [A]

Cos

to [

US$

]

Como se puede observar en el resultado del software implementado para el voltaje de 230kV, el conductor económico con la demanda obtenida es el ACAR 1200 con un costo anual de $959.943,77.

Para Voltaje de 138kV:

(PONER NUMERO DE TABLA)Datos de entrada para el cálculo del conductor económico

DATOS CALIBRECONDUCTOR ACAR 750 FLICKER ROOK ACAR 300RESISTENCIA (Ohmios/km) 0,0777 0,0364 0,0273 0,19 LIMITE TERMICO (A) 840,000 655,000 784,000 463,00 FACTOR DE PERDIDAS 0,4 0,4 0,4 0,4COSTO POR DEMANDA (US$/Kw/año) 250 250 250 250COSTO POR ENERGIA (US$/kwh) 0,07 0,07 0,07 0,07COSTO DE LINEA (US$/Km) 8700 18000 30000 16490,00 TASA DE DESCUENTO (%) 12% 12% 12% 12%COSTO DE MANTENIMIENTO 2% 2% 2% 2%VIDA UTIL (años) 10 10 10 10Factor de potencia 0,9 0,9 0,9 0,9COSTO ANUAL DE LA LINEA (US$/Km) 1713,8 3545,7 5909,5 3248,3

(PONER NUMERO DE TABLA)Costos anuales de la línea de transmisión para un voltaje de 138kV

I (A) ACAR 300 ACAR 750 FLICKER ROOK10,0 524354,1 276049,2 568179,7 946173,020,0 538247,3 281590,7 570775,8 948120,030,0 561402,6 290826,7 575102,6 951365,140,0 593820,1 303757,1 581160,0 955908,250,0 635499,7 320381,9 588948,2 961749,460,0 686441,4 340701,0 598467,1 968888,570,0 746645,3 364714,6 609716,7 977325,780,0 816111,2 392422,5 622697,0 987060,990,0 894839,4 423824,9 637408,0 998094,2100,0 982829,6 458921,6 653849,7 1010425,5110,0 1080082,0 497712,7 672022,1 1024054,8120,0 1186596,5 540198,2 691925,3 1038982,1130,0 1302373,2 586378,1 713559,1 1055207,5140,0 1427412,0 636252,4 736923,6 1072730,9150,0 1561712,9 689821,1 762018,9 1091552,3160,0 1705275,9 747084,2 788844,8 1111671,8170,0 1858101,1 808041,7 817401,5 1133089,3180,0 2020188,4 872693,6 847688,8 1155804,8190,0 2191537,9 941039,8 879706,9 1179818,4200,0 2372149,5 1013080,5 913455,7 1205130,0210,0 2562023,2 1088815,5 948935,2 1231739,6220,0 2761159,0 1168245,0 986145,3 1259647,2230,0 2969557,0 1251368,8 1025086,2 1288852,9240,0 3187217,1 1338187,0 1065757,8 1319356,6250,0 3414139,3 1428699,6 1108160,2 1351158,3260,0 3650323,7 1522906,6 1152293,2 1384258,1270,0 3895770,2 1620808,1 1198156,9 1418655,9280,0 4150478,9 1722403,8 1245751,3 1454351,7290,0 4414449,6 1827694,0 1295076,4 1491345,5300,0 4687682,5 1936678,6 1346132,3 1529637,4310,0 4970177,6 2049357,6 1398918,8 1569227,3320,0 5261934,7 2165731,0 1453436,1 1610115,3330,0 5562954,0 2285798,7 1509684,0 1652301,2340,0 5873235,4 2409560,9 1567662,7 1695785,2350,0 6192779,0 2537017,4 1627372,1 1740567,3360,0 6521584,7 2668168,3 1688812,2 1786647,3370,0 6859652,5 2803013,7 1751982,9 1834025,4380,0 7206982,5 2941553,4 1816884,4 1882701,5390,0 7563574,6 3083787,5 1883516,6 1932675,7400,0 7929428,8 3229716,0 1951879,5 1983947,8410,0 8304545,2 3379338,9 2021973,1 2036518,1420,0 8688923,6 3532656,2 2093797,5 2090386,3430,0 9082564,3 3689667,9 2167352,5 2145552,6440,0 9485467,0 3850374,0 2242638,2 2202016,9450,0 9897631,9 4014774,4 2319654,7 2259779,2

460,0 4182869,3 2398401,8 2318839,5470,0 4354658,6 2478879,6 2379197,9480,0 4530142,2 2561088,2 2440854,3490,0 4709320,2 2645027,5 2503808,8500,0 4892192,7 2730697,4 2568061,3510,0 5078759,5 2818098,1 2633611,8520,0 5269020,7 2907229,5 2700460,3530,0 5462976,3 2998091,6 2768606,9540,0 5660626,3 3090684,4 2838051,5550,0 5861970,7 3185007,9 2908794,1560,0 6067009,5 3281062,1 2980834,8570,0 6275742,7 3378847,0 3054173,4580,0 6488170,3 3478362,6 3128810,2590,0 6704292,2 3579608,9 3204744,9600,0 6924108,6 3682586,0 3281977,7610,0 7147619,3 3787293,7 3360508,5620,0 7374824,5 3893732,2 3440337,3630,0 7605724,0 4001901,3 3521464,2640,0 7840318,0 4111801,2 3603889,1650,0 8078606,3 4223431,7 3687612,0660,0 8320589,0 4336793,0 3772632,9670,0 8566266,1 4451885,0 3858951,9680,0 8815637,6 4568707,7 3946568,9690,0 9068703,5 4687261,1 4035484,0700,0 9325463,8 4807545,2 4125697,1710,0 9585918,4 4929560,0 4217208,2720,0 9850067,5 5053305,5 4310017,3730,0 10117911,0 5178781,7 4404124,5740,0 10389448,8 5305988,6 4499529,6750,0 10664681,1 5434926,2 4596232,9760,0 10943607,7 5565594,6 4694234,1770,0 11226228,7 5697993,6 4793533,4780,0 11512544,2 5832123,4 4894130,7790,0 11802554,0 5967983,8 4996026,1800,0 12096258,2 6105575,0 5099219,4810,0 12393656,8 6244896,8 5203710,8820,0 12694749,8 6385949,4 5309500,3830,0 12999537,2 6528732,7 5416587,7840,0 13308019,0 6673246,7 5524973,2

(PONER NUMERO DE fig) Costo Operativo Anual 138kV

(PONER NUMERO DE fig) Costo Operativo Anual 138kV

0.0 100.0 200.0 300.0 400.0 500.0 600.0 700.0 800.00.0

500000.0

1000000.0

1500000.0

2000000.0

2500000.0

3000000.0

ACAR 750 FLICKER ROOK Demanda ACAR 300

Corriente [A]

Cos

to [

US$

]

Como se puede observar en el resultado del software implementado para el voltaje de 138kV, el conductor económico con la demanda obtenida es el Flicker con un costo anual de $1’453.436,066.

Al comparar las caídas de voltaje obtenidas en el literal anterior entre los conductores ACAR 1200 para 230kV y Flicker para 138kV, podemos concluir que el conductor óptimo para el diseño es el ACAR 1200 debido a que se tiene una menor caída de voltaje además de que representa un costo anual menor. El conductor óptimo elegido es el ACAR 1200 con un voltaje de operación. (poner lo del voltaje de disrupción)