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15477449 Distribucion de La Energia Electrica

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Tema 1 Planeamiento de sistemas de distribucin.Veamos una red elctrica, incluye un sistema de generacin, con sus plantas generadoras y transformadores elevadores, un sistema de transmisin con sus lneas de transporte y transformadores, y un sistema de distribucin, tambin lneas y transformadores. El sistema de distribucin puede considerarse que inicia en una estacin elctrica de potencia con transformadores, y lneas de subtransmision, que llegan a subestaciones de distribucin con otra transformacin (a media tensin) circuitos primarios, derivaciones, transformadores de distribucin, y red secundaria que llega a los usuarios. Es necesario resolver los distintos niveles de esta red logrando optimizar las soluciones en cada caso adoptadas. Considerando que en la bsqueda de optimizaciones parciales no se debe olvidar la optimizacin global del proyecto, tanto inicial como en el tiempo considerando el futuro crecimiento de la red, que deber adaptarse siempre a un futuro lejano e incierto. Aunque la nomenclatura que se usa es muy dependiente de la jerga local se indicaran en la siguiente tabla algunas definiciones para identificar componentes del sistema de distribucin. Tabla - Clasificacin funcional de los componentes del sistema de distribucin Transformador de estacin de potencia (principal). Sistema subtransmision. Subestacion distribucin. Alimentador primario Transformador distribucin de de de Recibe potencia del sistema de transmisin la transforma y la entrega a la tensin de subtransmision. Circuitos que salen de la estacin principal y alimentan las subestaciones de distribucin. Recibe potencia del sistema de subtransmision la transforma y la entrega a la tensin de los alimentadores primarios Circuitos que salen de las subestaciones de distribucin y alimentan los transformadores de distribucin Transforma a la tensin de utilizacin Distribuye potencia a los consumidores

Red secundaria y servicios

Es importante esquematizar una clasificacin de la carga que se alimenta, la siguiente tabla clasifica Tipos de cargas Tabla - Tipos de cargas Residencial Urbana Suburbana Rural Comercial Zona de centro ciudad Zona comercial Edificios comerciales Industrial Pequeas plantas Grandes plantas Aunque los valores que siguen solo deben tomarse en modo indicativo, sirven para caracterizar reas de distribucin de energa elctrica Tabla densidades de carga KVA / km2 Tipo de rea Densidad en kVA/km2

Residencial baja densidad - rea rural Residencial media densidad - rea suburbana Residencial alta densidad - rea urbana Residencial muy alta densidad - rea totalmente electrificada Comercial

4 - 100 100 - 500 400 - 2000 5000 - 7500 4000 - 100000

La vida del hombre se desarrolla mirando adelante, se responden preguntas, que hacer maana, en un mes, en un ao, o mas all, los 10 aos son una esperanza, un sueo. La vida de un pas pujante piensa en un ao, en 10 en 100 y mas, ya que los hombres se suceden y el pas permanece. Si bien el futuro es incierto, es necesario plantear un futuro posible, y este pondr a la vista necesidades cuya satisfaccin requiere a veces algn ao de preparacin, pensemos en el antiguo Egipto, sus aos de vacas gordas y de vacas flacas obligaron a planear, construir para guardar Se planean las obras del futuro, una mezcla de sueo para el futuro lejano y urgencia para el futuro prximo. Indudablemente los sueos del futuro ayudan a construir el futuro, as se plantean obras, se comienzan a construir, se terminan (o no!), se utilizan (o no!), se aprovechan (o no!), se saturan (o no!), se deben replantear. Concretemos en nuestro tema, frente a una red que debe planearse se presentan distintos estados iniciales: Se puede tratar de un rea que ha crecido sin planes, sin control, y para ella se desea una red nueva bien planteada y que prevea la expansin futura, siendo un rea con servicio elctrico su densidad de carga es conocida, la nueva red provocara un incremento inmediato de cargas inhibidas por el mal servicio que daba la vieja red, por otra parte la red deber ser satisfactoria por muchos aos en los que crecer la carga individual y aparecern nuevos usuarios, el proyecto debe tener un estado final que permita alimentar las cargas futuras, e inicialmente se harn parte de las obras para que en el estado inicial se tenga optimo servicio, y se dejaran las previsiones para acompaar el desarrollo a medida que el consumo lo exija. Aunque parezca que no vale la pena, tambin en reas que fueron bien planeadas y se desarrollaron correctamente, puede ser til plantear un estudio como arriba sugerido, quizs de este estudio se llegue a concluir que conviene ir haciendo cambios importantes, tratando de aprovechar mas los adelantos tecnolgicos, u otras acciones, como por ejemplo cambiar de tensin. Necesitamos anticiparnos al futuro, antes de la crisis aparezca y colapse lo que hay. El crecimiento. el desarrollo libre de obstculos, genera necesidades y nos obliga a anticipar el futuro. Al soar lo que se necesita nos basamos en como crece la carga, como aumenta la superficie que nuestra obra debe cubrir., son ideas que hacen tomar forma (si se realizan las obras) a nuestra realidad de maana

Factores que afectan la planificacin del sistema.El problema general de diseo de una red implica definir - La red de baja tensin (secundaria). - Las estaciones secundarias, cabinas, centros de potencia de media y baja tensin. - El sistema de distribucin en media tensin (primario). - Las estaciones primarias de alta a media tensin. - El sistema de transmisin o subtransmisin en alta tensin.

Los casos que se presentan, en general enfocan a una parte este problema, ya que siempre se encuantran condiciones previas. El estudio se puede hacer desde la baja tensin hacia la alta, o en sentido contrario. Una serie de factores que intervienen en el diseo de la red se encuentran bajo el control del proyectista, la eleccin de unos fija el valor de otros. Una enumeracin de datos y variables que de ninguna manera pretende ser exhaustiva muestra la amplitud y complicacin del problema. - Tensin primaria. - Carga por usuario - Factor de potencia. - Corriente de arranque - Factor de potencia. - Distancia entre usuarios, y topologa de la red. - Mxima sobrecarga de cada transformador. - Mxima cada de tensin. - Mxima variacin de tensin por arranque. - Factor de prdidas. - Costo de perdidas en el hierro y en el cobre. - Factor de capitalizacin. - Cantidad de usuarios alimentados por un transformador. - Diversificacin de la demanda en funcin del nmero de usuarios. - Tamaos de conductores de distribucin, resistencia y reactancia de los conductores. - Costos de instalacin de los conductores. - Potencias nominales de los transformadores. - Costos de instalacin de los transformadores. - Resistencia, reactancia, prdidas en el hierro de los transformadores. - Costos en transformadores, cables, prdidas y total. - Costo por usuario. La enumeracin corresponde solo al conjunto: transformadores de distribucin-red secundaria. Datos y resultados similares se tendrn para la red primaria, y tambin para el sistema de transmisin. La eleccin acertada de algunos factores optimiza el diseo de la red. El diseo ptimo de la red puede quedar definido con distintos criterios, el criterio normalmente adoptado es econmico, respetndose condiciones tcnicas mnimas. Por ejemplo se puede optimizar el conjunto de transformadores de distribucin y red secundaria (de baja tensin). En el estudio se puede incluir la distribucin primaria y las estaciones primarias. Tambin puede incluirse el sistema de transmisin. Con el correcto diseo de la red se trata de obtener: - Calidad aceptable del servicio dado a los usuarios. - Economa de diseo de la red de distribucin. - Combinacin ptima de tensiones de transmisin o subtransmisin y tensiones de alimentadores, para satisfacer la expansin. - Correcto dimensionamiento de los circuitos con aceptable utilizacin de los componentes.

- Seleccin de los puntos del sistema donde deben preverse econmicamente regulaciones de tensin. En una red, en la cual se encuentran definidas las cargas y su ubicacin, al adoptarse una configuracin geomtrica quedan definidas las cargas en los distintos elementos. La adopcin de una tensin define la corriente en cada elemento (lnea). La adopcin de los parmetros de los elementos definen las cadas de tensin. Se trata de estudiar como los cambios en un parmetro o variable influyen en los restantes. Veamos entonces el dato mas importante que afecta el planeamiento de una red:

-

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carga actual crecimiento de la carga aumento del numero de cargas

modificacin de cargas por situaciones especiales (depende del desarrollo de algunos clientes)

El crecimiento que se plantea debe tener una opcin optimista y una opcin pesimista, en base a la que hoy puede preverse. Las condiciones inmediatas se pueden prever con la tasa de crecimiento actual, pero las condiciones del futuro deben considerar tasas de crecimiento basadas en periodos representativos, largos, el futuro lejano puede ser victima de la saturacin, o de la aparicin de otras opciones que compiten. Fijadas las cargas se debe buscar la red que las satisface, sin bajar a detalles menores, estos sern objeto de trabajos al momento de construir. Podemos clasificar las redes en dos tipos, aquellas para las cuales las cargas pueden suponerse puntuales, de valor y ubicacin definidas, y aquellas en las cuales la carga sigue una ley de distribucin continua en la superficie del plano en el cual debe realizarse la distribucin de energa. Las redes del primer tipo son concretamente las que corresponden a industrias, mientras que las del segundo tipo corresponden a distribucin urbana.

Modelos de planeamiento.Hemos descripto el planeamiento como un sueo futuro, quien debe soar?, ha habido distintos soadores, ya en el estado, ya en la actividad privada, la abundancia de recursos ha hecho soar obras faranicas, sin un cuidadoso an