UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN SIMÓN

FACULTAD DE CIENCIAS Y TECNOLOGÍA

CARRERA DE INGENIERÍA ELECTROMECANICA

DIAGNOSTICO Y PROPUESTAS DE SOLUCIONES DE LAS REDES

DE MEDIA TENSION URBANAS DE 10 KV DE COCHABAMBA.

PERFIL DE PROYECTO DE GRADO

Estudiante: CHRISTIAN JESÚS MÁRQUEZ HURTADO

Cochabamba –Junio del 2014

Introducción

Las redes de energía eléctrica deberán ser diseñadas y explotadas con la finalidad

de cubrir las demandas de energía de los consumidores.

Estructuralmente, los sistemas eléctricos están compuestos por Centrales de

Generación, Sistemas de Transmisión y Sistemas de Distribución, que energizan a

los consumidores. Por transporte entendemos, el traslado de toda la energía

generada en las centrales hasta donde se encuentran los consumidores, por lo

que es necesario que las redes sean capaces de transportar grandes cantidades

de energía a grandes distancias. Para ello, se emplearán redes de transporte de

alta tensión que conectan las centrales con las subestaciones de transformación

de potencia y mediante redes de media tensión las subestaciones se conectan con

los centros de transformación de Distribución, con los que se energizan a los

usuarios en baja tensión.

En función del nivel de tensión empleado, se pueden considerar dos tipos de

redes de distribución: redes de media tensión y redes de baja tensión. Las

primeras, redes de media tensión, se utilizarán principalmente para realizar el

suministro de energía a los clientes de tipo industrial y para acercar aún más la

energía a los clientes de baja; a los que se distribuirá mediante las redes de baja

tensión, desde los centros de transformación de Distribución.

Es evidente que el diseño y operación de todo el sistema de energía eléctrica

requiere una adecuada planificación para garantizar su correcto funcionamiento en

todo momento y en el futuro.

La ciudad de Cochabamba durante los últimos 10 años, incremento su área de

cobertura en zonas rurales y periféricas de la ciudad, incorporando algunas

poblaciones vecinas, además la densificación de carga con la distribución de los

servicios por áreas que se forman al crecer la ciudad, que se llevo a cabo con

distribución de áreas comerciales, bancos, supermercados y otras actividades

industriales, incremento en número de pisos de viviendas y creación de complejos

de viviendas o conjuntos habitacionales distribuidos en las periferias, en el área de

cobertura de las redes de 10 KV. que es la zona central, se construyeron varios

edificios con altitud superior a 8 pisos aumentado la densidad de carga por

crecimiento vertical, además por estar la zona comercial y de oficinas públicas y

privadas, también es un factor de aumento de carga y con una composición de

mejora del factor de carga, además por estar concentradas las actividades más

importantes motoras de la actividad citadina, por lo que se debe mejorar la

confiabilidad del servicio, buscando recursos previendo incidentes fortuitos como

choques a postes y descargas atmosféricas.

Antecedentes

Se denomina red de distribución a la encargada de distribuir la energía eléctrica

desde las subestaciones de transformación a cada uno de los clientes, en los

diferentes niveles de tensión requeridos. En general, las redes de distribución se

pueden diferenciar en dos grandes grupos en función del nivel de tensión

empleado: media tensión y baja tensión. Se denominan redes de distribución de

media tensión a las redes que parten desde las subestaciones de potencia o

desde pequeñas centrales de generación y distribuyen la energía eléctrica entre

los clientes de media tensión y los centros de transformación MT/BT.

Los niveles de tensión empleados están comprendidos entre 1 y 36 kV, siendo los

valores empleados en Cochabamba los de 10, 24.9 y 34.5 kV. La red de

distribución de baja tensión permite realizar el suministro a los clientes de baja

tensión4 desde los centros de transformación MT/BT, alimentados mediante la red

de media tensión. El nivel de tensión empleado es inferior a 1 kV., siendo los

valores trifásicos usados de 220 y 380V.

Se puede considerar un tercer grupo dentro de las redes de distribución,

correspondiente a las redes de alta tensión, si bien en muchos casos, es difícil de

separarla de lo que es la propia red de transporte, en Cochabamba el voltaje de

Alta tensión para subtransmisión es de 115 KV. su estructura para interconectar a

las subestaciones de potencia es sencilla ( radial y/o en anillo)

Uno de los factores que más influye en el diseño y planificación de las redes de

Distribución, es la forma en que está distribuida la carga. La distribución de los

clientes dentro de los núcleos de población o la de dichos núcleos dentro de una

determinada área, varía mucho en función de la zona geográfica en estudio.

La distribución de la población dentro de los núcleos varía en función del número

de habitantes, la dispersión de la población, la situación geográfica del núcleo de

población, etc. En general, en los núcleos de población de pequeña dimensión, las

viviendas suelen ser unifamiliares, pudiendo estar concentradas (viviendas

adosadas) o dispersas. En los núcleos de población de mayor dimensión (villas y

ciudades) la concentración de las viviendas es mayor que en los pueblos,

creciendo con el número de habitantes, distribuyéndose las viviendas en edificios

de varias viviendas y plantas. Por otro lado, en los pueblos pequeños el grado de

urbanización es mínimo, llegando a ser nulo en los núcleos muy dispersos, no

existiendo calles ni plazas, sino simples caminos y cruces de estos para el acceso

a las diferentes viviendas que forman la población

Justificación

Debido a la demanda de energía eléctrica creciente en la ciudad de Cochabamba,

se presentan problemas en las redes de media tensión, motivo por lo que hay que

adecuarlas permanentemente.

Debido al crecimiento urbano y las reducción de espacios disponibles que exigen

un área de aproximadamente de media a una hectárea para las subestaciones de

potencia, aspecto que es crítico en la zona central de la ciudad y que dicho

aspecto será mucho mas importante en el futuro, motivo por el que se deberá

incrementar la capacidad y numero de alimentadores de distribución de media

tensión actualmente de 10 KV.

Para no afectar la calidad de suministro se realiza el presente proyecto, tomando

en cuenta los principales factores de influencia en este sistema de distribución de

10 KV., aplicando políticas y normas de desarrollo establecidas por la misma

empresa y por la AE (Autoridad y control social de Electricidad)

Objetivos

Objetivo General

Analizar los márgenes de operación técnica de la red actual respecto a

caídas de tensión y su horizonte, definir políticas de implementación futura

de alimentadores, su capacidad y estructura de red de media tensión para

el área central de la ciudad de Cochabamba en el mediano y largo plazo

Objetivos Específicos

Recopilar indicadores respecto a caídas de tensión actuales de las redes

Urbanas de 10 KV de ELFEC, para estado normal y contingencia.

Definir la limitación de cargabilidad de alimentadores en 10 KV., si es por

caída de voltaje o por capacidad térmica de conductor.

Estudiar el efecto de soluciones correctivas de caídas de tensión que

permitan extender el horizonte de la red actual.

Presentar alternativas de solución integral, que permitan horizontes

mayores como mediano y largo plazo.

Para largo plazo, definir las características o estructura para estado normal

y contingencia (política a implementarse).

Clasificar las soluciones factibles según su alcance técnico.

MARCO TEÓRICO

1. DATOS DE LA RED DE MEDIA TENSION DE 10 KV. EXISTENTE

(información proporcionada por ELFEC).

a. Plano de alimentadores con sección de conductores, longitudes, y

ubicación de transformadores de distribución

Carga actual por alimentadores y de la subestación.

Factor de potencia

Datos históricos de carga para definir el índice de crecimiento

anual, del área de 10 KV si su área se mantiene en el tiempo

Capacidad nominal de alimentadores, conexión a otros

vecinos

Ubicación de Subestaciones de Potencia y las características

básicas del transformador a través de los datos de placa.

b. Definición del área de cobertura.

Esta determinado por el alcance de los alimentadores de media

tensión, en este caso de los de 10 KV., que a través de los

transformadores de distribución que energizan definen el área de

cobertura en baja tensión, en este caso el área de 10 KV.esta

rodeada por el área de 24,9 KV., se adjunta plano.

c. Ubicación de equipos de seccionamiento, protección y maniobra en

alimentadores y recursos de conexión con otros.

Los interruptores que son equipos de protección y se ubican a la

salida del alimentador en la subestación de potencia, dependiendo

de la longitud del alimentador, la magnitud e importancia de la carga,

se define la cantidad de elementos de protección automatica de

línea que son los reconectadores ( que tienen menor capacidad de

corto circuito que los interruptores), por estar mas alejados de las

subestaciones, lo que presupone la reducción de los niveles de corto

circuito ( KAmp.), la cantidad de curvas de protección o equipos esta

limitado por la curva de daño o la protección del transformador de

potencia, seguido o cordinados en tiempos de la protección de salida

del interruptor y la de los reconectadores que separados con 300

mseg se puedan introducir, generalmente se incluye un máximo de

dos reconectadores que asegura que no haya superposición en la

activación o apertura ante una falla.

Con esto se logra la selectividad automática de la falla, limitándola a

una área menor o porcentaje del alimentador, ayuda a identificar el

problema mas rápidamente y permite recierres automáticos o

manuales bajo carga.

Los equipos de maniobra pueden ser de apertura y cierre bajo carga

(SECTOS) o en vacio (cuchillas), dependiendo de que tengan las

cámaras de interrupción de arco en la apertura o no y estas ultimas

podrán ser tripolares o monopolares, estas ultimas son mas

económicas pero menos funcionales, todos estos elementos se

utilizan para reconfigurar la red de media tensión y fraccionarla en

sectores mas pequenos, con la finalidad de reducir la cantidad de

usuarios afectados por una interrupción del servicio, para

mantenimientos en línea muerta, reposicion de algún poste chocado

o la inserción de nuevos ramales, usuarios o equipos de red, estas

interrupciones se pueden reducir en su mayoria si se tiene

mantenimiento en línea viva.

Los equipos de protección y maniobra, se pueden accionar a

distancia al estar motorizados y ser supervisados en su estado

abierto cerrado mediante el uso del SCADA u otros sistemas de

comunicación, ahorrando tiempos de traslado del personal para

accionamiento, sobretodo en áreas de elevado trafico automotriz.

La configuración de alimentadores generalmente es radial con

enlaces a otros alimentadores en su parte final o por tramos en que

este se subdivide y dependerá de estos para su capacidad y calculo

de caídas de tensión en caso de reconfiguraciones por falla o

mantenimientos (incluir algunos diagramas que ejemplifiquen….).

d. Ubicación de equipos de regulación de voltaje, capacitores y sus

características técnicas.

La regulación de voltaje automática y bajo carga se la realiza en el

transformador de potencia de Alta a Media tensión, manteniendo un

voltaje de salida para todos para todos los alimentadores conectados

a este.

Los reguladores de voltaje de los alimentadores, son

autotransformadores monofásicos que montados en banco trifásico,

permiten elevar y controlar la tensión automaticamente a partir de los

bornes de salida de este equipo, se aplica en alimentadores largos,

como una solución mas económica, de rápida implementacion y de

menor afectación con interrupciones a los usuarios conectados

aguas abajo, también podrían instalarse en alimentadores a cargas

industriales pesadas, en las que la limitación fuere la caída de

voltaje.

Los reguladores de tensión pueden mantener su voltaje de salida fijo,

independientemente de su carga o programarlo para mantener un

voltaje en cola de línea, eligiendo la modalidad y programando la

variable de control, la aplicación de los reguladores de tensión no

reducen las perdidas técnicas de la línea.

La aplicación de capacitores mas frecuente en distribución es en

paralelo o derivación, enfocada a lograr el factor de potencia de la

red o puntos de retiro o compra de energia del SIN en determinada

subestación, que debe ser igual y mayor a 0.93, si es menor es

sancionado, otra aplicación de rapidos resultados es para mejorar la

caída de tension..

LA corriente del capacitor es puramente reactiva y adelantada 90

grados del voltaje de referencia y reduce a la componente reactiva

de la corriente, que esta atrasada 90 grados( lo que se ve en

diagrama….), que reduce la resultante reactiva y por tanto la

resultante de la corriente, que produce perdidas Joule (I2*r) y caídas

de tensión (I*(r*cosθ+ r* senθ)), siendo que la potencia utilizada es

P= 31/2 VI*cosθ, de esa manera están relacionados la aplicación de

capacitores con la reducción de perdidas técnicas en alimentadores,

transformadores, liberando además la capacidad utilizada del

equipos y la reducción de caídas de tensión, dependiendo si la carga

es de tipo inductivo, su aplicación es rápida de nulo impacto a los

usuarios con interrupciones para su implementaciong.

Debido a que las cargas en los alimentadores de media tensión son

casi uniformemente distribuidas en su longitud, la ubicación optima

de los capacitores es a 2/3 del alimentador, en el Anexo…., se

deduce formulas simplificadas para el calculo de caídas de tensión y

perdidas, mismas que son practicas y muy similares a la distribución

real a mediano plazo y mas aun a largo plazo, por que el crecimiento

de la carga es aleatorio, el control mas utilizado y económico para la

conexión o desconexión del banco trifásico de capacitores, a través

de dispositivos de desconexión bajo carga con tecnología de

pastillas en vacio, el control es el de Tiempo o cronometro,

diferenciando días hábiles y fines de semana, otro factor de control

es del facto de potencia y conectara o desconectara según la

necesidad instantánea del factor de potencia medido en el lugar de

instalación del capacitor.

e. Posición de Taps de transformadores de Potencia y de Distribución a

lo largo del alimentador.

El cambio en la relación de transformación en transformadores de potencia es normalmente ±10%, los pasos de variación son 32 para cubrir el rango normal de ±10% (0.625% por paso). Normalmente los cambiadores de derivación o taps están localizados en los devanados primarios (de alto voltaje) aunque algunas distribuidoras como ELFEC los tienen en Media tensión, es automático y bajo carga, mantendrá el voltaje nominal en media tensión o generalmente un porcentaje mayor definido, independientemente de la carga del transformador.

Los transformadores de distribución tienen cambiadores manuales de taps de ± 5 % , cada paso de 2,5 % siendo el tap central el nominal, de manera de compensar las caídas de tensión en la red de baja tensión y las caídas de media tensión en el alimentador, la posicion de los taps en los transformadores, se adecuan a una tension decreciente conforme se aleja

hasta el final del alimentador, con la finalidad de mantener la tensión nominal de baja tensión o un porcentaje mayor a plena carga.

2. ANALISIS DE LA RED DE MEDIA TENSION DE 10 KV. EXISTENTE

(sobre información proporcionada por ELFEC).

CRITERIOS DE PLANEAMIENTO APLICABLES (factores de diagnóstico).

Continuidad del servicio.

Esta en función del tipo, importancia, y características de la carga, en

función a estos factores es necesario establecer grados de

continuidad.

o Grado 1: Es un valor que se considera ideal y una vez

alcanzado requiere mínimas mejoras o instalación de equipos

en la red

o Grado 2: Significa que el sistema, a pesar de tener un buen

desempeño admite mejoras o instalación de equipos que

permita mayor flexibilidad en la operación y por ende menor

numero de consumidores afectados, menor tiempo de

detección de fallas y su reparación

o Grado 3: Este se define como el numero requerido para

suministrar un servicio aceptable; un sistema de distribución

con estas características admite mejoras sustanciales y su

objetivo será siempre llegar al grado superior

o Grado 4: Este define una condición de suministro indeseable y

significa que el sistema requiere mejoras sustanciales en su

diseño, operación y mantenimiento.

Tambien es necesario establecer el grado de dependencia de

consumidores del servicio de energía eléctrica, ocasionada por

situaciones de emergencia.

o Consumidores con prioridad A: Son aquellas interrupciones no

programadas, aunque sean instantáneas que ocasionan

paralización total de sus actividades principales o de su

proceso de producción, que ocasiona pérdidas de su producto,

riesgos serios contra la vida humana. (Fabricas de cemento,

hospitales), para los que se recomienda las instalación de

grupos generadores de emergencia, sistemas UPS y otros.

o Consumidores con prioridad B: Son aquellas interrupciones no

programadas, aunque sean instantáneas ocasionan

paralización de sus actividades principales, o en su proceso

de producción, perdidas del producto, en cualquiera de estos

casos con pérdidas financieras importantes, como ser

instituciones financieras- Bancos, cerámicas con hornos

continuos, centros de cómputos, se recomienda similares

soluciones del consumidor A anterior.

o Consumidores prioridad C: Son aquellos para los cuales una

interrupción instantánea no les afecta; sin embargo, la falta de

energía prolongada sí representa daños serios en sus

procesos de producción o actividades principales como

Ceramicas de proceso discontinuo, procesadoras de

o productos lácteos y en general todas las fabricas.

o Consumidores con prioridad D: Son Todos los consumidores

no considerados en las clasificaciones anteriores, que

soportan interrupciones por un determinado periodo de tiempo

en horas, generalmente consumidores domésticos o pequeños

comercios.

Para poder clasificar también es necesario tener índices numéricos

conocidos como índices de confiabilidad

o Tiempo de interrupción por usuario(TIU):

TIU=∑i=1

T

∑i=1

Mi

(DIi1∗UAi1)

∑i=1

T

NUi

o Frecuencia equivalente de interrupción por consumidor

FEC=∑j=1

m

λj njCaj

Cs

Caídas de tensión.

o La expresión que se utiliza para el cálculo de la caída de tensión que se produce en una línea se obtiene considerando el circuito equivalente de una línea corta (inferior a unos 50 km.), mostrado en la figura siguiente, junto con su diagrama vectorial.

Debido al pequeño valor del ángulo θ, entre las tensiones en el origen y extremo de la línea, se puede asumir sin cometer prácticamente ningún error, que el vector

es igual a su proyección horizontal, siendo por tanto el valor de la caída de tensión.

Caída de tensión de línea en trifásico en voltios

Caída de tensión en monofásico en voltios.

R Resistencia de la línea en Ω

X Reactancia de la línea en Ω

P Potencia en vatios transportada por la línea.

Tensión de la línea según sea trifásica o monofásica, (380V en trifásico, 220V en monofásico)

Tangente del ángulo correspondiente al factor de potencia de la carga.

El valor de la resistencia de un cable se calcula como:

o Cálculo de caídas de tensión mediante valores unitarios.

Se define la caída de tensión unitaria (eu) como la caída de tensión por unidad de longitud del cable y por unidad de intensidad que circula por el cable.

Perdidas de energía y potencia.

Tienes que desarrollar conceptos de factor de carga, demanda

máxima, energía consumida y su relacion con el factor de perdidas de potencia y energía para calcularlos, busca en libro Mexicano de distribución.

Vos segui desarrollando otras partes teoricas, numera las

ecuaxciones que luego vas a usar, todo lo que sea muy largo desarrollar o de apoyo llevalo a Anexos numerados para diferentes fines, yo voy a ver de avanzar tambien y lo pintare de otro color para distiguir de lo que esta hecho, vos hace lo mismo.Las pérdidas de potencia y energía de una sistema de distribución, dependen de la demanda que debe suplir, por lo cual un conocimiento adecuado de ella permitirá que el estudio de pérdidas del sistema sea preciso.

o Factor de carga

Entendiendo como factor de carga Fc a la relación entre el

consumo durante un período determinado de tiempo y el

consumo que habría resultado de la utilización permanente de

la potencia máxima observada durante dicho período

o Factor de carga de perdida

Permitirá obtener el valor de energía de perdida

correspondiente al periodo de tiempo que se esté

considerando.

El cálculo del factor de carga de perdida , se efectúa a través

de una relación empírica de uso generalizado en los estudios

de planificación de redes de distribución.

o Demanda Maxima

La demanda máxima representa para un instante dado, la

máxima coincidencia de cargas eléctricas operando al mismo

tiempo. La demanda máxima corresponde a un valor

instantáneo en el tiempo.

o Energia Consumida

Es la potencia de la carga servida para un tiempo determinado

E=P∗t

o I2R

Son perdidas de potencia debidas a la corriente que circula

por el mismo alimentador, esto es directamente proporcional a

la disminución de los niveles de tensión en redes de

distribución.

Es una práctica habitual la utilización del valor de corriente

eficaz máxima correspondiente al periodo de análisis, por ser

éste un valor característico y fácil de obtener de los

alimentadores.

o Perdidas joule

El calor disipado por efecto joule en los conductores de las líneas, causa un incremento en la temperatura de los mismos con respecto al ambiente, esto debe estar convenientemente limitado dentro de los valores de seguridad.

Calor disipado por efecto joule+ calor recibido por radiación solar= calor transmitido por convención+ calor transmitido por radiación

El cálculo de la capacidad de corriente de los conductores de las líneas aéreas para una temperatura dada como límite de operación se puede determinar con la fórmula siguiente:

En la fórmula anterior, se pone en evidencia la gran importancia que tiene la velocidad del aire en el cálculo de la capacidad de corriente, en las condiciones razonablemente más desfavorables se puede suponer que es de 1 m/seg. Con relación al coeficiente de radiación solar específico (S) para lugares con climas de templado a caluroso, se puede

considerar el valor de

Se supone que el calor transmitido al ambiente en la unidad de tiempo por la unidad de longitud del conductor es proporcional a la diferencia de temperatura ΔT y a la superficie (S), según el coeficiente de transmisión (K). Este último en función de muchos parámetros, de entre los cuales es importante la velocidad del aire. Estando en equilibrio térmico se puede escribir:

La ecuación anterior, muestra que la densidad de corriente máxima admisible es, a igualdad de otras condiciones, inversamente proporcional a la raíz cuarta de la sección, si se designa con σ1 y σ2 la densidad límite que corresponde a sección S=1 mm2 , y respectivamente Smm2, la ecuación anterior se transforma en la siguiente:

Aplicable a conductores desnudos o cables aislados.

Criterio de selección de conductor por caída de tensión o capacidad

de conducción, considerando flexibilidad operativa y nivel de

pérdidas.

Donde la conductividad se puede tomar de la siguiente tabla:

Para calcular la temperatura máxima prevista en servicio de un cable se puede utilizar el siguiente razonamiento: su incremento de temperatura respecto de la temperatura ambiente T0 (25ºC para cables enterrados y 40ºC para cables al aire), es proporcional al cuadrado del valor eficaz de la intensidad. Por tanto.

Cantidad de alimentadores de una subestación según su potencia.

2.1.- ESTADO NORMAL.

a. Cargas y factor de potencia por alimentador, curvas de carga.

La carga de acuerdo al tipo de utilización de la energía

oCargas Residenciales

oCargas Comerciales

oCargas Hospitalarias

oCargas Industriales

La carga de acuerdo a la dependencia eléctrica(confiabilidad)

oSensibles

Se consideran aquellas en las cuales una interrupción

aunque sea momentánea, causa perjuicios

considerables

oSemisensibles

Se consideran aquellas en las cuales una interrupción

no mayor a 10 minutos, no causa grandes problemas

oNormales

Se consideran aquellas en las cuales una interrupción

entre 1h y 5h no causa mayores perjuicios

Efecto de la carga en el sistema de distribución(ciclo de

cargas)

oTransitorias cíclicas

No funcionan continuamente y efectúan un ciclo de

trabajo periodico

oTransitorias aciclicas

Desarrollan un ciclo de trabajo no periodico

oNormales

Desarrollan un trabajo continuo

Factor de Potencia(Cosφ)

oEl factor de potencia se puede definir como la relación

que existe entre la potencia activa (KW) y la potencia

aparente (KVA) y es indicativo de la eficiencia con que

se está utilizando la energía eléctrica para producir un

trabajo útil.

Cosφ= PS

La potencia reactiva, la cual no produce un trabajo físico

directo en los equipos, es necesaria para producir el

flujo electromagnético que pone en funcionamiento

elementos tales como: motores, lámparas

fluorescentes, equipos de refrigeración y otros similares.

Cuando la cantidad de estos equipos es apreciable los

requerimientos de potencia reactiva también se hacen

significativos, lo cual produce una disminución del

exagerada del factor de potencia. Esto conlleva

aumento de la intensidad de corriente, pérdidas en los

conductores y fuertes caídas de tensión, incrementos

de potencia de las plantas, transformadores, reducción

de su vida útil y reducción de la capacidad de

conducción de los conductores, tambien la temperatura

de los conductores aumenta y esto disminuye la vida de

su aislamiento.

Curvas de carga

oLa carga presenta un comportamiento caracteristico

que varia entre un máximo a las 19:30 horas y un

minimo a las 3:30 horas, aunque los valores cambien

este tipo de curva se mantendrá

Las curvas de carga diaria no son identicas durante el

año, por eso se las caracteriza por estaciones,

mensuales, semanales , etc

b. Márgenes de carga de alimentadores.

Es el rango de cargabilidad de los alimentadores de la red

c. Evaluación del factor de potencia y necesidad de reactivos

capacitivos y su consecuencia en la caída de voltaje.

La potencia reactiva, la cual no produce un trabajo físico

directo en los equipos, es necesaria para producir el flujo

electromagnético que pone en funcionamiento elementos tales

como: motores, lámparas fluorescentes, equipos de

refrigeración y otros similares. Cuando la cantidad de estos

equipos es apreciable los requerimientos de potencia reactiva

también se hacen significativos, lo cual produce una

disminución del exagerada del factor de potencia. Esto

conlleva aumento de la intensidad de corriente, pérdidas en

los conductores y fuertes caídas de tensión, incrementos de

potencia de las plantas, transformadores, reducción de su vida

útil y reducción de la capacidad de conducción de los

conductores, tambien la temperatura de los conductores

aumenta y esto disminuye la vida de su aislamiento.

La finalidad de corregir el factor de potencia es reducir la

energía reactiva, mediante la instalación de unidades

capacitivas

Si no es corregido el factor de potencia, se produce un

aumento en la corriente que a su vez conlleva una caida de

tension mayor

Los capacitores pueden ser instalados en distintos puntos de

la red, cada uno con una aplicación diferente

o Compensacion individual

Se refiere a que a cada consumidor de carga

inductiva se le asigna un capacitor que

suministre potencia reactiva para su

compensación, es utilizado principalmente en

equipos de operación continua y cuyo consumo

de carga inductiva sea representativo

o Compensacion en grupo

Se utiliza cuando las cargas se conectan

simultáneamente y demandan potencia reactiva

constante

o Compensacion central con banco automatico

Ofrece una solución generalizada para el factor

de potencia ya que la potencia del banco de

capacitores se instala en la acometida, lo cual

suministra la potencia reactiva demandada por

diversos equipos con distintos tiempos de

operacion

d. Participación de reguladores de voltaje y compensación de caídas de

tensión en la curva horaria.

Los transformadores de regulación de fase se usan para controlar el flujo de potencia alrededor de mallas o lazos con

dos o más fuentes, generalmente están accionados por motor eléctrico y tienen un sistema de control y protección extensivos.

En la siguiente figura, se muestra un transformador regulador de fase, el arreglo del núcleo provoca que el devanado produzca que ΔV esté 90° fuera de fase en el voltaje al neutro.

2.2.- ESTADO DE CONTINGENCIA

a. Caídas de tensión en alimentadores.

b. Márgenes de carga de alimentadores.

3. PROYECCIÓN DE LA DEMANDA (información proporcionada por

ELFEC).

a. Análisis de cargas de transformadores de distribución, factores de

carga y distribución a lo largo de alimentadores.

b. Determinación de densidades de carga zonificada, factores de

coincidencia en transformadores de distribución, alimentadores.

c. Proyección de la demanda por alimentador, basados en datos

históricos y ajuste de curvas temporales.

4. ESTUDIO DEL COMPORTAMIENTO FUTURO DE LA RED EXISTENTE

EN ESTADO NORMAL Y CONTINGENCIA

a. Análisis del horizonte de tiempo cumpliendo indicadores de calidad.

5. ANÁLISIS DE POSIBLES SOLUCIONES (Aspectos Técnicos aplicables al

sistema de ELFEC).

a. Caída de tensión y métodos de su reducción: incremento sección de

conductor, aplicación de capacitores en derivacion, transferencia de

carga y otras.

b. Factores que determinan nuevas obras de Distribución (sobrecarga

de Subtransmisión, subestaciones, alimentadores o caídas de

tensión, ingreso de cargas mayores).

c. Ampliación de subestaciones de potencia existentes y nuevas.

d. Nuevos alimentadores, alimentadores limitados por caída de tensión

o por capacidad de conducción del conductor.

e. Aplicación de reguladores de voltaje.

f. Reconfiguración de redes de media tensión.

g. Cambio de nivel de voltaje.

h. Aspectos técnicos, limite mecánico, eléctrico, como límite practico de

aplicación de líneas aéreas urbanas.

i. Fórmulas para cálculos de caídas de voltaje, perdidas de potencia y

energía, factor de pérdidas y su relación con el factor de carga,

aproximación a cargas distribuidas, añadiendo cargas especiales.

6. ANALISIS DE ESTRUCTURAS O CONFIGURACION DE REDES DE

MEDIA TENSION.

a. Configuración Radial, ubicación de transformadores de distribución

en los alimentadores.

b. Configuración Anillo abierto o Cerrado, con recursos de

seccionamiento y de protección.

c. El sistema de Distribución de media Tensión es apoyo a

Subestaciones de Potencia y al sistema de subtransmisión.

MARCO PRÁCTICO.

CRONOGRAMA DE TRABAJO

CAPITULOS OCTUBRE NOVIEMBRE

DICIEMBRE ENERO FEBRERO MARZO

CAPITULO 1 y CAPITULO 2

CAPITULO 3 Y CAPITULO 4CAPITULO 5CAPITULO 6PROPUESTA

Y SIMULACION

PROPUESTA Y SIMULACION

Hacer correr flujos en el programa WINMIL o para ejecutar las propuestas de

solución.

BIBLIOGRAFIA

1. José Adolfo Cípoli – ELECTROBRAS. “INGENIERIA DE DISTRIBUCION”,

edit. QUALITYMARK, Brasil, 1993.

2. MCs. Ing. Armengol Blanco B. “SISTEMAS ELECTRICOS DE

DISTRIBUCION”, Pre.- Edición Oruro, Bolivia, 1995.

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ELECTRICOS”, edit. Talleres de Programas Educativos S.A. de C.V.,

México, 1990.

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BOOK”, Pennsylvania, capítulo 20 y 21.

5. Ing. Roberto A. Espinoza y Lara “PLANEACION DE SISTEMAS DE

DISTRIBUCION”, Texto UNAM, México.

6. Donald G. Fink H. Wayne Beaty “MANUAL DE INGENIERIA ELECTRICA”,

edit. Mc. Graw–Hill, México, 1995, Cap 18

7. Jacinto Viqueira Landa “REDES ELECTRICAS”, edit. Representaciones y

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8. S.Y. King y N.A. Halfter “UNDERGROUND POWER CABLES”, edit.

LONGMAN, London and N. York.

9. NRECA “UNDERGROUND DISTRIBUTION SYSTEM DESIGN AND

INSTALLATION GUIDE ”.

ANEXOS

(Llevar a Anexo toda esta parte)

Los rangos que establece la Autoridad de Electricidad para los índices, de acuerdo

al REGLAMENTO DE CALIDAD DE DISTRIBUCION DE ELECTRICIDAD,

Correspondiente al Nivel de Calidad 1, cuando el sistema tiene un Numero de

Consumidores mayor o igual a 10.000 y dependiendo del nivel de tensión de

suministro al usuario son:

INDICES DE CONTINUIDAD DEL SUMINISTRO ( evaluadas en el semestre de

control)

Alta Tensión, Frecuencia individual de interrupción F( Número de

Interrupciones del consumidor ) 3, Tiempo total individual de las

interrupciones T( horas acumuladas ) 6.

Media Tensión, calidad I, Frecuencia F( Número de Interrupciones del

consumidor) 7, Tiempo total individual de las interrupciones T( horas

acumuladas) 12.

Baja Tensión, calidad I, Frecuencia media de Interrupción FEC ( Número

de Interrupciones que en promedio cada consumidor sufrió)7, Tiempo Total

de interrupción por consumidor TIU( son las horas de interrupción promedio

por consumidor) 6.

El costo de la energía no suministrada será de siete veces el precio básico

de Energía vigente en el Sistema Interconectado Nacional

INDICES DE CALIDAD DEL PRODUCTO TECNICO, NIVELES DE TENSION:

Alta Tension, Calidad I , el Rango admitido +- 5 %.

Media Tension, calidad I, el Rango admitido es +- 7.5 %.

Baja Tension, calidad I, para las tensiones nominales de 230 Volts y

380Volts, el Rango admitido es +- 7.5 %.

Se aplican reducciones o sanciones económicas de la energía entregada,

establecidas en rangos cuando se exceden dichos limites.

a) Consumidores atendidos en Alta o Media Tension

Se determina la energía suministrada fuera de los rangos permitidos, en base a

mediciones simultaneas de tensión y energia consumida.

Variacion de tensión, respecto a limites

permitidos

Valorizacion de la energía ( $us/ KWH)

Hasta +- 5 % 0.04

Entre +- 5 % y +- 10 % 0.08

Mayor a +- 10 % 0.16

a) Consumidores atendidos en baja tensión,

La energía suministrada fuera de los limites permitidos, se determina por la

medición simultanea de la tensión en el punto mas critico de la red y la

energía del centro de transformación MT/BT que energiza a la red d baja

afectada.

Variacion de tensión, respecto a limites

permitidos

Valorizacion de la energía ( $us/ KWH)

Hasta +- 5 % 0.04

Entre +- 5 % y +- 10 % 0.12

Mayor a +- 10 % 0.36