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5-1 Edelnor S.A.- OSINERG GART 5/9/01 5. CREACION DE LA EMPRESA MODELO – PROCESO DE OPTIMIZACION En este Capítulo se describen las metodologías y criterios utilizados para efectuar el proceso de optimización de las redes de distribución y de los costos de explotación de la empresa modelo. 5.1 MODELO DE OPTIMIZACIÓN DE LAS INSTALACIONES DE DISTRIBUCIÓN EN MT Y EN BT 5.1.1 Variables de Entrada al Modelo Para cada sub zona se deberán considerar las siguientes características: A. CARACTERÍSTICAS DEL MERCADO Las características de la Demanda que se ingresan al modelo son: Densidad de Carga en el ámbito de Baja Tensión Número de Clientes (y su Demanda) conectados en Baja Tensión a través de salidas exclusivas desde la Subestación de Distribución. Número de Clientes en Baja Tensión (y su Demanda) abastecidos con Subestaciones de Distribución exclusivas Número de Clientes (y su Demanda) conectados en Media Tensión Número de Clientes (y su Demanda) conectados en Media Tensión a través de alimentadores exclusivos. Número de Clientes (y su Demanda) conectados directamente en Barras de las Estaciones Transformadoras de AT/MT Para la red de Alumbrado público, las características que lo definen son la distancia entre lámparas, la potencia de las mismas y el número de salidas de AP por cada Subestación de Distribución. B. CARACTERÍSTICAS GEOGRÁFICAS Y DEL TENDIDO DE LAS REDES Distancia promedio entre calles Ancho promedio de calles Restricciones al empleo de ciertos tipos de tecnologías de redes (Como ser el uso de conductores de Aluminio en zonas con contaminación salina). Restricciones al Tendido aéreo de la Red de Media Tensión (y de las Subestaciones de Distribución) Restricciones al Tendido aéreo de la Red de Baja Tensión

5.1 MODELO DE OPTIMIZACIÓN DE LAS INSTALACIONES DE … · 2001. 9. 14. · 5-1 Edelnor S.A.- OSINERG GART 5/9/01 5. CREACION DE LA EMPRE SA MODELO – PROCESO DE OPTIMIZACION En

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  • 5-1

    Edelnor S.A.- OSINERG GART 5/9/01

    5. CREACION DE LA EMPRESA MODELO – PROCESO DE OPTIMIZACION

    En este Capítulo se describen las metodologías y criterios utilizados para efectuar el proceso de optimización de las redes de distribución y de los costos de explotación de la empresa modelo.

    5.1 MODELO DE OPTIMIZACIÓN DE LAS INSTALACIONES DE DISTRIBUCIÓN EN MT Y EN BT

    5.1.1 Variables de Entrada al Modelo

    Para cada sub zona se deberán considerar las siguientes características:

    A. CARACTERÍSTICAS DEL MERCADO

    Las características de la Demanda que se ingresan al modelo son:

    • Densidad de Carga en el ámbito de Baja Tensión

    • Número de Clientes (y su Demanda) conectados en Baja Tensión a través de salidas exclusivas desde la Subestación de Distribución.

    • Número de Clientes en Baja Tensión (y su Demanda) abastecidos con Subestaciones de Distribución exclusivas

    • Número de Clientes (y su Demanda) conectados en Media Tensión

    • Número de Clientes (y su Demanda) conectados en Media Tensión a través de alimentadores exclusivos.

    • Número de Clientes (y su Demanda) conectados directamente en Barras de las Estaciones Transformadoras de AT/MT

    • Para la red de Alumbrado público, las características que lo definen son la distancia entre lámparas, la potencia de las mismas y el número de salidas de AP por cada Subestación de Distribución.

    B. CARACTERÍSTICAS GEOGRÁFICAS Y DEL TENDIDO DE LAS REDES

    • Distancia promedio entre calles

    • Ancho promedio de calles

    • Restricciones al empleo de ciertos tipos de tecnologías de redes (Como ser el uso de conductores de Aluminio en zonas con contaminación salina).

    • Restricciones al Tendido aéreo de la Red de Media Tensión (y de las Subestaciones de Distribución)

    • Restricciones al Tendido aéreo de la Red de Baja Tensión

  • 5. Creación de la Empresa Modelo – Proceso de Optimización…

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    Edelnor S.A.- OSINERG GART 5/9/01

    • Restricciones al Cruce de Calles en las acometidas a los Clientes.

    • Porcentajes por tipo de Subestaciones de Distribución sobre el total de las mismas que son instaladas a nivel y/o subterráneas. Este porcentaje representa la probabilidad de que la distribuidora tenga que instalar una Subestación de tipo subterránea o a nivel en lugar de una más económica, motivado en problemas de restricciones de espacio.

    • Restricciones Geométricas por el manzanado al tendido de la red de Baja y de Media Tensión. Las restricciones consideran que no siempre la distancia entre dos puntos es una línea recta, dado que la línea debe sortear distintos obstáculos o ésta debe corren por la vía pública.

    C. DATOS ECONÓMICOS Y GENERALES

    • Tasa de Crecimiento de la Demanda en la red de BT

    • Tasa de Crecimiento de la Demanda en la red de MT

    • Períodos de Crecimiento de la Demanda en MT y BT , para el análisis a realizar.

    • Tasa de Actualización

    • Costo de compra de la energía y potencia.

    • Tiempo equivalente de pérdidas

    Si bien se deben definir los parámetros anteriores para cada área considerada, los mismos suelen mantenerse constantes para la totalidad de las áreas típicas

    D. PARÁMETROS DE DISEÑO DE LA RED DE BAJA TENSIÓN

    • Topología adoptada

    • Tensión Nominal

    • Factor de Utilización de los transformadores de Media a Baja Tensión

    • Factor de potencia de la red

    • Máxima caída de tensión admisible

    • Para la Red de Alumbrado Público, la distancia promedio entre Luminarias y la potencia de las lámparas.

    • Factor de simultaneidad de la red de BT, el cual representa el cociente entre el estado de carga coincidente con el máximo de la red y el máximo de la red de BT

    E. PARÁMETROS DE DISEÑO DE LA RED DE MEDIA TENSIÓN

    • Tensión Nominal

    • Topología adoptada

  • 5. Creación de la Empresa Modelo – Proceso de Optimización…

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    Edelnor S.A.- OSINERG GART 5/9/01

    • Factor de potencia de la red de MT

    • Modulo de potencia del transformador de Alta a Media Tensión

    • Factor de Utilización de los transformadores de las Subestaciones de Transformación de AT/MT.

    • Numero de Cierres en la topología del Alimentador

    • Porcentaje de carga del alimentador sin respaldo, para el caso de redes radiales de MT

    • Probabilidad de falla y tiempos medios de reparación para líneas aéreas y subterráneas de MT

    • Probabilidad de falla y tiempos medios de reparación y Aislación para cada tipo de Subestación de Distribución

    5.1.2 Red Ideal de Mínimo Costo

    La red ideal de mínimo costo estará dada por la configuración tal que minimice el costo total de la red de MT y BT (incluyendo las Subestaciones de Distribución). El costo total de la red esta dado por:

    BTREDMTBTCTMTREDRED CCCC ___ ++=

    Donde

    CRED_MT: Costo de la red de MT

    CCT_MTBT: Costo de las Subestaciones de Distribución MT/BT

    CRED_BT: Costo de la red de BT

    El modelo desarrollado determina para cada configuración a analizar, la red optima económica para la etapa de BT, MT y Subestaciones de Distribución, estableciendo además el costo total de esta red de acuerdo a la ecuación anterior. La red ideal de mínimo costo corresponderá a aquella configuración analizada con el menor costo total.

    A continuación se procede a describir en forma conceptual el funcionamiento del modelo desarrollado para la determinación de la red optima para cada configuración a analizar.

    5.1.3 Modelado de la Red de Baja Tensión

    Los Costos de la red de Baja Tensión están dados por:

    PERDIDASMOFUTUROINIBTRED CCCCC +++= &_

    Donde

  • 5. Creación de la Empresa Modelo – Proceso de Optimización…

    5-4

    Edelnor S.A.- OSINERG GART 5/9/01

    CINI: Costo de las instalaciones iniciales

    CFUTURO: Costos de las instalaciones futuras

    CO&M: Costos de Operación y Mantenimiento de las instalaciones

    CPERDIDAS: Costos por Pérdidas de Energía y Potencia en las redes

    A. COSTOS INICIALES

    La red de baja tensión esta compuesta por 5 tipos de instalaciones:

    1. Salidas de los centros de transformación

    2. Red Troncal

    3. Derivaciones Laterales

    4. Salidas exclusivas desde el centro a Clientes en BT

    5. Red de alumbrado público (los cuales incluyen la red propiamente, la luminaria, las columnas y pastorales).

    Si bien las acometidas a los clientes generales forman parte de la red de BT, pero dado que las mismas no son consideradas en el estudio del VAD, sus costos no formarán parte de los de la red de BT.

    Por lo tanto, los costos iniciales de la red de Baja Tensión estarán dados por:

    ALUMBRADOEXCLUSIVASALIDADERIVACIOTRONCALSALIDAINI CCCCCC ++++= _

    Donde

    CSALIDA: Costo de las salidas de la Subestación de Distribución

    CTRONCAL: Costo del troncal de la red de Baja Tensión

    CDERIVACIONES: Costo de las derivaciones laterales del troncal de la red de Baja Tensión

    CSALIDA_EXCLUSIVA: Costo de las salidas exclusivas para Clientes en Baja Tensión

    CALUMBRADO: Costo de las instalaciones correspondientes al alumbrado público

    Cada uno de los costos anteriores es calculado como el producto del costo unitario de cada uno de los tipos de instalaciones anteriores, por las cantidades de red determinadas para cada tipo.

    A continuación se presentan las topología de diseño consideradas.

    i. Esquemas Topológicos alternativos

    El esquema topológico N°1 se corresponde con una red de BT que permite ser respaldada desde la red de BT de la Subestación contigua. El esquema N°2 se corresponde con una configuración de tipo radial sin respaldo.

  • 5. Creación de la Empresa Modelo – Proceso de Optimización…

    5-5

    Edelnor S.A.- OSINERG GART 5/9/01

    Red Troncal

    SED

    Derivación Lateral

    1 - ANILLO CONDERIVACIONES

    SED

    2 - RADIAL

    SED

    Conexiones

    Red Troncal

    Derivación Lateral

    Conexiones

    Red de BT

    En el esquema N°1 no existen diferencia entre la salida y el troncal en lo referente a su sección. El troncal esta dado por el conductor indicado con el trazo mas grueso, sobre el cual se desprenden las diversas derivaciones laterales. El troncal se une con el troncal de la red de SED contigua existiendo algunas cargas conectadas al mismo. Las derivaciones laterales o derivaciones abastecen carga hacia los costados del troncal.

    En el esquema N°2 las salidas se corresponden con el primer tramo de red hasta las primeras derivaciones. El troncal continua recorriendo luego la red abasteciendo las derivaciones laterales. Tanto troncal como derivaciones abastecen cargas.

    Las salidas exclusivas a clientes no han sido incluidas en los diagramas anteriores, dado que las mismas están dadas por tramos de sección uniforme que concatenan el Centro con el punto de carga del cliente.

    La red de Alumbrado Público se diseña en forma similar a la red de Servicio Particular considerando una Topología Radial (N° 2), considera un troncal y derivaciones. En este caso la demanda surge de la distribución de luminarias en el área de cobertura de la SED.

    ii. corrientes de diseño de cada etapa de la red

    El conductor optimo para cada parte de la red (salidas, troncal, derivaciones, salidas exclusivas, y red de AP) es obtenido a partir de la sección que minimiza los costos de instalación, operación y mantenimiento y costos de perdidas de energía, para el estado de carga de cada parte de la red.

  • 5. Creación de la Empresa Modelo – Proceso de Optimización…

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    Edelnor S.A.- OSINERG GART 5/9/01

    iii. Esquema N°1 Anillo con derivaciones

    Para el tronca de la red de BT , el estado de carga coincidente con el máximo de la red, es determinado como

    )(*3*

    )*/**(

    _

    ___max_

    TRBTsalidasnom

    SEDAPBTREDTRBTTRBTTRTRONCAL CNU

    ADENFPCPFUKVAI

    −−= *(1+ResBT)

    Donde

    KVA: Potencia instalada en la Subestación de Distribución

    FUTR: Factor de Utilización de la Subestación de Distribución

    PBT_TR: Potencia media de los Clientes de BT con acometidas exclusivas

    CBT_TR: Numero de Clientes por Subestación de Distribución con acometidas exclusivas

    FPRED_BT: Factor de Potencia de la red de BT

    UNOM: Tensión Nominal

    NSALIDAS: Número de salidas en BT de la Subestación de Distribución.

    DENAP: Densidad de Carga de la red de Alumbrado Público en kVA/km2 1

    ASED: Area de cobertura de la Subestación de Distribución.

    ResBT: es el porcentaje de la carga de una salida de BT de un SED contiguo respaldado por el troncal en estudio. Por ejemplo ResBT = 1 cuando el troncal brinda un respaldo del 100% al troncal de la SED vecina. Si ResBT = 0,5 implica que el respaldo se produce desde dos troncales.

    La corriente máxima para el diseño de los troncales de la red de BT de esta configuración, esta dada por la corriente anterior dividida por el factor de simultaneidad de la red de BT. 2

    BTDADSIMULTANEI

    TRONCALTRONCALdiseño F

    II

    _

    max__ =

    El factor de simultaneidad de las salidas de BT es determinado a partir de las curvas de carga representativas de la red de BT, y esta dado por el cociente entre el estado de carga coincidente con el máximo de la red y el máximo de las salidas de BT.

    1 , Su determinación se describe más adelante.

    2 Dado que las densidades de carga empleadas son las correspondientes al momento de coincidencia con la máxima demanda de la distribuidora, todas las corrientes resultantes en este estado deben ser corregidas por el factor de simultaneidad para considerar el corriente máxima de diseño de cada etapa de la red.

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    Edelnor S.A.- OSINERG GART 5/9/01

    La corriente máxima coincidente con el máximo de la red en las derivaciones laterales se determina dividiendo la corriente coincidente en el troncal por la cantidad de derivaciones. El número de derivaciones se calcula a su vez como el doble de la relación entre el radio de cobertura y la distancia entre calles, considerando adicionalmente si se debe tender la red por cada lado de la calle o si esta permitido el cruce de calles con las acometidas.

    La corriente de diseño de las derivaciones laterales esta dado por el cociente entre la corriente por la derivaciones coincidente con el máximo de la red y el factor de simultaneidad de las derivaciones de BT.

    iv. Esquema N°2 Red Radial

    Para la topología radial la corriente en las salidas coincidente con el máximo de la red esta dada por

    )(*3*

    )/**(

    _

    ___max_

    TRBTsalidasnom

    BTREDTRBTTRBTTRsal CNU

    FPCPFUKVAI

    −=

    Donde

    KVA: Potencia instalada en la Subestación de Distribución

    FUTR: Factor de Utilización de la Subestación de Distribución

    PBT_TR: Potencia media de los Clientes de BT con acometidas exclusivas

    CBT_TR: Numero de Clientes por Subestación de Distribución con acometidas exclusivas

    FPRED_BT: Factor de Potencia de la red de BT

    UNOM: Tensión Nominal

    NSALIDAS: Número de salidas en BT de la Subestación de Distribución.

    La corriente de diseño en las salidas resulta del cociente entre la corriente coincidente y el factor de simultaneidad de las salidas de BT.

    BTDADSIMULTANEI

    SALIDASALIDAdiseño F

    II

    _

    max__ =

    Posteriormente se determina la corriente coincidente por las derivaciones como el cociente entre la corriente coincidente por la salida y el número de derivaciones.

    Al igual que en la topología anterior el número de derivaciones se calcula a su vez como el doble de la relación entre el radio de cobertura y la distancia entre calles, considerando como mínimo 2 (una para cada lado del troncal) . El número de derivaciones se duplica si existen restricciones al cruce de calle por acometidas (la red debe discurrir por ambas veredas).

  • 5. Creación de la Empresa Modelo – Proceso de Optimización…

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    Edelnor S.A.- OSINERG GART 5/9/01

    La corriente de diseño de las derivaciones laterales esta dado por el cociente entre la corriente por la derivaciones coincidente con el máximo de la red y el factor de simultaneidad de las derivaciones de BT.

    Finalmente la corriente en la red troncal coincidente con el máximo de la red se calcula como la corriente coincidente con el máximo de la red en la salida menos la corriente coincidente que se deriva en las primeras derivaciones (2 si no existen restricciones al cruce de calles con acometidas y 4 en caso de existir).

    La corriente de diseño por el troncal esta dado por el cociente entre la corriente por el troncal coincidente con el máximo de la red y el factor de simultaneidad del troncal de la red de BT.

    v. Derivaciones exclusivas a clientes de BT

    La corriente máxima por las salidas exclusivas a Clientes en Baja Tensión coincidente con el máximo de la red es determinada como:

    3*_

    max_nom

    TRBTsal U

    PI =

    Esta corriente es dividida por el factor de simultaneidad para este tipo de Clientes a fin de obtener la corriente de diseño por la salida exclusiva

    vi. Red de Alumbrado Público.

    En el caso de la red de Alumbrado Público, se ha considerado que la Subestación de Distribución posee un propio tablero de distribución para esta red, por lo que la corriente coincidente con el máximo de la red en cada una de las salidas de los troncales de alumbrado público esta dada por:

    =

    APnom

    SEDAPAP NumSalidasU

    ADENI

    *3**

    max_

    Donde:

    DENAP :Densidad de carga de la red de Alumbrado Público

    ASED: Area de Cobertura de la Subestación de Distribución

    NumSalidasAP: Numero de Salidas del tablero de distribución de la red de Alumbrado Público.

    UNOM: Tensión de fase nominal de la red de BT

    La densidad de carga de la red de Alumbrado Público DENAP para cada zona, puede ser determinada como:

    LAMPARAAP POTaDistLamparLongCalle

    DEN *=

  • 5. Creación de la Empresa Modelo – Proceso de Optimización…

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    Edelnor S.A.- OSINERG GART 5/9/01

    Donde:

    LongCalle: es la longitud total de calles por km2 correspondiente a la zona bajo estudio

    POTLAMPARA: Es la potencia unitaria de las lámparas empleadas en la red de AP, la cual considera además las potencia consumida por los equipos de encendido

    DistLampara: Es la distancia promedio entre lámparas de Alumbrado Público para la zona bajo estudio

    La corriente de diseño por las salidas de la red de alumbrado público esta dada por el cociente entre la corriente en las mismas coincidente con el máximo de la red y el factor de simultaneidad de la red de Alumbrado Publico, factor que normalmente es igual a la unidad (en redes con su máximo en horas de la noche).

    La corriente máxima por las derivaciones se calcula como la corriente máxima por el troncal dividida por el número de derivaciones. La corriente de diseño de las derivaciones se obtiene de manera similar a la corriente de diseño del troncal.

    vii. Determinación del Conductor Optimo

    Como se ha mencionado, una vez determinadas las corrientes de diseño en cada etapa, el tipo de conductor para cada etapa es seleccionado a partir de aquel que minimiza la siguiente ecuación de costos

    PerdidasCostoMOCostoInstalCostoCosto _&__ ++=

    Los costos de Instalación corresponden a los costos de materiales, mano de obra y gastos indirectos necesarios para el montaje de la red para el tipo de línea considerado

    Los costos de Operación y Mantenimiento se determinan como la suma del valor presente de los costos de operación y mantenimiento para cada año durante la vida útil del conductor considerado. Los costos de pérdidas de potencia y energía estarán dados por la suma del valor presente de la valorización económica de la perdidas de energía (y potencia) a lo largo de la red.

    El modelo analiza los diferentes tipos de líneas o cables en la determinación del conductor optimo para cada etapa de la red de BT, para lo cual se cuenta con la información requerida al respecto (costos de instalación, mantenimiento, parámetros eléctricos, etc.). Se han considerado tanto los tipos de líneas empleados actualmente por la distribuidora, como aquellos posibles de emplear de acuerdo al estado de arte.

    La suma del valor presente de los costos de Operación y Mantenimiento de un tipo de conductor de cada etapa de la red, se determina como el producto del costo inicial unitario de O&M por el factor de capitalización de los costos de Operación y Mantenimiento. Este factor que se describe en el capítulo siguiente de este informe, considera el traslado en el tiempo al presente de los costos relativos de O&M en cada año.

    Con respecto al valor presente de los costos por pérdidas de energía (y Potencia) a considerar en la selección del conductor de mínimo costo para la etapa de la red bajo análisis, los mismos son determinados a través de la siguiente ecuación:

  • 5. Creación de la Empresa Modelo – Proceso de Optimización…

    5-10

    Edelnor S.A.- OSINERG GART 5/9/01

    ( ) ( ) FCCPCETepRKIPerdidasC **12***/*3_ 21 +=

    Donde

    I: Corriente Máxima de Diseño de la etapa de la red considerada

    R: Resistencia del Conductor

    Tep: Tiempo equivalente de Perdidas

    CE: Precio monómico promedio de la energía

    K1: Contante representativa de la corriente máxima para una densidad uniforme de carga. (Igual a1,73 para una carga distribuidora uniformemente).

    FC: Factor de Capitalización de los costos por pérdidas de energía y potencia correspondiente a la etapa de la red de BT considerada, el cual se encuentra descripto en el siguiente capitulo del presente documento.

    Con respecto a las exigencia de calidad de producto técnico el modelo desarrollado corrobora para el tipo de línea o cable resultante en cada parte de la red, que la caída de tensión en las mismas se encuentran dentro del límite admisible según la norma de calidad de servicio.

    Para esto, y considerando que la carga se encuentra distribuida en forma uniforme, la caída de tensión es calculada a partir de la corriente coincidente con el máximo de la red y la longitud equivalente de cada etapa de la red. La longitud equivalente para una distribución uniforme de carga esta dada por 2/3 de la longitud de red.

    viii. Determinación de las Cantidades de red

    La Determinación de los costos de la red es realizada en cada etapa multiplicando el costo unitario del conductor optimo resultante para esta etapa por la longitud de red correspondiente a esta etapa.

    Para la determinación de las longitudes de la red de BT, se debe definir inicialmente el área de cobertura de la Subestaciones de Distribución.

    El número de Subestaciones de Distribución por km2 surge como el cociente entre la suma de la densidad de carga en Baja Tensión y de las demandas de los Clientes con salidas exclusivas, dividido por él modulo de transformación de la Subestaciones de Distribución, considerando su nivel de reserva. El área de cobertura de cada Subestaciones de Distribución esta dado por la inversa del número de Subestaciones por km2.

    Dentro del área de cobertura de la Subestación, se ha adoptado que las derivaciones de red de baja tensión recorren todas las calles consideradas dentro del área de cobertura.

    De esta forma las derivaciones laterales poseen una longitud total dada por la longitud total de calles dentro del área de cobertura (multiplicada por 2 en el caso de existir restricciones al cruce de calles con acometidas, dado que las redes deberán ser tendidas a ambos lados de la calle), descontando la longitud del troncal, de las salidas (en el caso de la configuración de tipo radial) y de los cierres de respaldo a otras salidas en el caso de la topología N° 1. Esto es porque tanto en el troncal como en los cierres se abastecen

  • 5. Creación de la Empresa Modelo – Proceso de Optimización…

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    Edelnor S.A.- OSINERG GART 5/9/01

    clientes para no duplicar redes. La longitud de las derivaciones es afectada por el factor de restricciones geométricas al tendido de la red de Baja Tensión.

    La longitud del troncal esta dada por el radio de cobertura de la Subestación de Distribución, afectado por el factor de restricciones geométricas al tendido de la red de Baja Tensión. Para la topología N° 1 la longitud de cada cierre, en el caso que existan más de uno por troncal, está dada por la longitud de una derivación. Si un troncal permite respaldar 100 % de otro contiguo, o sea un solo cierre, la longitud del cierre ya está considerada dentro de la del troncal. En el caso de la topología de N°2 Red Radial, al troncal se le descuenta la longitud de la salida de la Subestación. En ambos casos la longitud del troncal es afectada por el factor de restricciones geométricas al tendido de la red de Baja Tensión.

    En la configuración de tipo N°2 Red Radial, las salidas de las Subestaciones de Distribución, poseen una longitud equivalente en promedio a la mitad de la longitud entre calles paralelas. En el caso que el área de cobertura del centro sea menor a una manzana, se considera que las salidas son de una longitud despreciable.

    La configuración topológica N°1 no considera diferencias de sección entre las salidas y el troncal, por lo que las mismas ya quedan definidas al analizar el troncal.

    Para el caso de las salidas exclusivas a Clientes desde la Subestación de Distribución, se asume que cada una de las mismas posee en promedio una longitud equivalente a la mitad del radio de influencia de la Subestación de Distribución. En el caso de que esta longitud resulte mayor a la distancia entre calles, la misma es afectada por el factor de restricciones geométricas al tendido de la red de Baja Tensión.

    La longitud de la red de alumbrado público, tanto para la troncal como para las derivaciones se determina en forma similar a la correspondiente para la Topología N° 2 (Radial) de la red de BT. Ambas longitudes son incrementadas en un factor que representa los casos en que, debido al tipo de vía iluminada, se debe tender la red por más de una vereda.

    B. CALCULO DE LOS COSTOS INICIALES

    Tal como se comentó, los costos iniciales de la red de Baja Tensión están dados por la suma de los costos iniciales de cada etapa de la red, esto es:

    ALUMBRADOEXCLUSIVASALIDADERIVACIOTRONCALSALIDAINI CCCCCC ++++= _

    Los costos iniciales de las salidas están dados por el producto entre el costo unitario de instalación del conductor optimo resultante para la salida (según la topología considerada), y las longitudes de redes correspondientes a las salidas..

    De la misma manera los costos unitarios tanto para los troncales, derivaciones laterales y acometidas exclusivas a clientes de BT, surgen del producto de los conductores óptimos resultantes en cada etapa por las longitudes de redes de cada una de las mismas.

    En la determinación de los costos iniciales de los troncales se han incluido los costos relacionados con los gabinetes de maniobra de la red de BT en caso de resultar esta red de tipo subterránea. Este costo esta dado como el producto del número de gabinetes por su precio unitario. El número de gabinetes esta dado por la mitad del número de derivaciones.

  • 5. Creación de la Empresa Modelo – Proceso de Optimización…

    5-12

    Edelnor S.A.- OSINERG GART 5/9/01

    Para el caso del alumbrado público su costo unitario es determinado en forma similar al resto de las etapas de la red.

    C. COSTOS FUTUROS DE LA RED DE BT

    Los costos futuros de la red de Baja Tensión están dados por:

    APEXCLUSIVASALIDAESDERIVACIONTRONCALSALIDAFUTUTO CFCFCFCFCFC ++++= _

    Donde

    CFsalida: Costo Futuro de las salidas de las Subestaciones de Distribución.

    CFtroncal: Costo Futuro de los troncales.

    Cderivaciones: Costo Futuro de las derivaciones laterales de la red de BT

    CFsalida_exclusiva: Costo Futuro de las salidas exclusivas a Clientes en BT desde la Subestación de Distribución.

    CFap: Costo Futuro correspondientes a la red de Alumbrado Público

    Los costos futuros en cada etapa de la red son determinados como la suma del valor presente de las nuevas instalaciones incorporadas en cada año del período de estudio. De esta manera los costos futuros pueden ser representados como el producto de las cantidades iniciales de redes, por su costo unitario inicial y por un factor de capitalización del crecimiento de la etapa de la red considera. La determinación del factor de capitalización por crecimiento de la red para cada etapa de la red de BT es descripto en el capítulo siguiente del presente documento.

    Para las derivaciones, red de Alumbrado Público y salidas exclusivas a clientes en BT, el costo futuro de la red es igual a cero dado que se considera que toda el área de estudio se encuentra cubierta y solo existen crecimientos verticales de la demanda, los cuales serán satisfechos por medio de la instalación de nuevas Subestaciones de Distribución o incremento en su capacidad.

    D. COSTOS DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO LA RED DE BT

    Los costos de Operación y Mantenimiento se determinan como la suma del valor presente de los costos de operación y mantenimiento para cada año en cada parte de la red de BT, de acuerdo a la siguiente ecuación

    APEXCLUSIVASACOMETIDASESDERIVACIONTRONCALSALIDAS MCOMCOMCOMCOMCOMCO &&&&&& _ ++++=

    La suma del valor presente de los costos de Operación y Mantenimiento en cada año en cada etapa de la red es determinada como el producto de las cantidades de red, por su costo unitario inicial de Operación y Mantenimiento y por el factor de capitalización de los costos de O&M correspondiente a la etapa de la red considerada. Estos factores de capitalización se encuentran descriptos en el capítulo siguiente del presente documento.

  • 5. Creación de la Empresa Modelo – Proceso de Optimización…

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    Edelnor S.A.- OSINERG GART 5/9/01

    E. COSTOS POR PÉRDIDAS DE LA RED DE BT

    Los Costos por perdidas tanto de energía como de potencia para la red de BT están dados por la suma de los costos por pérdidas en cada etapa de la red de BT (Salidas, troncal, derivaciones laterales, acometidas exclusivas y red de Alumbrado Publico).

    En cada etapa, los mismos están determinados como el valor presente de los costos totales por pérdidas de energía y potencia en cada año durante el período de estudio, correspondientes al tipo de línea/cable resultante como de mínimo costo en cada etapa de la red.

    La suma del valor presente de los costos por pérdidas para cada año en cada etapa de la red es determinada como el producto de la valorización económica de las pérdidas anuales iniciales de potencia y energía, por el factor de capitalización de los costos por pérdidas correspondiente a la etapa de la red considerada. Estos factores de capitalización de costos por pérdidas se encuentran descriptos en el capítulo siguiente del presente documento.

    La valorización económica de las pérdidas anuales iniciales de potencia y energía en cada parte de la red es determinada como:

    ( ) ( )CPCETepRKIPerdidasC *12***/*3_ 21 +=

    Donde

    I: Corriente en la etapa coincidente con el máximo de la red

    R: Resistencia del Conductor

    Tep: Tiempo equivalente de Perdidas

    CP: costo mensual de compra de la potencia

    CE: costo de compra de la energía

    K1: Contante representativa de la corriente máxima para una densidad uniforme de carga. (Igual a1,73 para una carga distribuidora uniformemente).3

    5.1.4 Modelado de las Subestaciones de Distribución MT/BT

    Los Costos de las Subestaciones de Distribución MT/BT, están dados por:

    PERDIDASMOFUTUROINIMTBTCT CCCCC +++= &_

    Donde

    3 Esta constante debe ser igual a la unidad para el caso de las acometidas exclusivas a clientes y salidas desde las Subestaciones de Distribución.

  • 5. Creación de la Empresa Modelo – Proceso de Optimización…

    5-14

    Edelnor S.A.- OSINERG GART 5/9/01

    Cini: Costo de las instalaciones iniciales en Subestaciones de Distribución

    Cfuturo: Costos de las instalaciones futuras en Subestaciones de Distribución

    Co&m: Costo de operación y mantenimiento de las Subestaciones de Distribución.

    Cperdidas: Costos por Perdidas de energía y potencia en las Subestaciones.

    Se considerarán tanto aquellas SED dedicadas a abastecer a la red general de BT como aquellas otras que abastecen a un solo cliente exclusivamente.

    A. COSTOS INICIALES

    Los costos iniciales de las Subestaciones de Distribución MT/BT, (tanto para las que abastecen la red general de BT, como aquellas dedicadas en forma exclusiva a un cliente), están dados por:

    TRAFOSCENTROINI CCC +=

    Donde

    Ctrafos: Costo de los Transformadores

    Ccentro: Costo de Instalación de la Subestaciones de Distribución.

    Los Costos de los transformadores como los costos de Instalación de Subestaciones se calculan considerando tanto las Subestaciones que abastecen la red de BT como las Subestaciones de la distribuidora que abastecen a un Cliente exclusivamente.

    El costo de los transformadores que abastecen la red de BT está dado por el numero de transformadores multiplicado por el costo unitario del modulo de transformación adoptado, el cual es una característica de la configuración bajo análisis. El número de transformadores esta dado por el número de transformadores por km2 , determinado anteriormente, multiplicado por la superficie del área bajo estudio.

    Con respecto a los transformadores que abastecen un cliente exclusivamente, el costo inicial de este, esta dado por el costo unitario del módulo de transformación adoptado para estos Clientes por el número de este tipo de Clientes en el área bajo estudio. El modulo optimo de transformación para este tipo de Clientes es determinado por medio del cociente entre la potencia promedio de este tipo de Clientes y el producto entre el factor de potencia y el factor de uso de las Subestaciones de Distribución.

    El costo de la instalación de las Subestaciones de Distribución estará dado por el número de Subestaciones de Distribución multiplicado por el costo unitario de construcción y/o instalación de la Subestación de Distribución para el modulo de transformación y tipo de Subestación adoptado.

    El costo unitario de construcción y/o instalación de la Subestación de Distribución está dado por el costo del tipo de Subestación adoptado

    Se han considerado en el modelo cinco tipos posibles de Subestaciones a emplear en la red: Subestaciones aéreas, transformadores compactos instalados a nivel o en cámaras subterráneas (denominados compactos en pedestal y compactos en bóveda,

  • 5. Creación de la Empresa Modelo – Proceso de Optimización…

    5-15

    Edelnor S.A.- OSINERG GART 5/9/01

    respectivamente), y transformadores convencionales instalados a nivel o en cámaras subterráneas (denominados convencionales a nivel y convencionales, respectivamente).

    EL modelo automáticamente dimensiona el número de Subestaciones de distribución para cada tipo de acuerdo a las restricciones ingresadas para el tendido de la red de MT, el tipo de topología de red resultante, o en función del tipo de red de MT resultante en el caso de ser esta subterránea. Adicionalmente en caso de resultar seleccionadas Subestaciones de tipo Aéreo, un porcentaje de las misma será considerado de tipo a nivel o subterráneo , para representar el hecho que en ciertos casos las SED deben ser instaladas en cámaras subterráneas o a nivel , por restricciones de espacio. En estos casos el porcentaje de reparto es definido como una variable de entrada al modelo.

    B. COSTOS FUTUROS

    Los costos futuros en Subestaciones de Distribución están dados por

    ( )∑=

    ++=ni

    iCAMBIOiCENTROiTRAFOiFUTURO CFCFCFC

    Donde

    CFtrafoi: Valor presente de los Costos de los futuros transformadores a instalar

    Cfcentroi: Valor presente de los Costos de las futuras Subestaciones de Distribución a construir (plataforma, cámara, etc.)

    CFcambioi: Valor presente de los Costos de los futuros cambios de transformador a realizar

    “n” Tipos de Subestación de Distribución considerado

    Se consideran por separado los costos de instalación de los transformadores y los de instalación de la SED, para tener en cuenta el efecto de que el crecimiento de la demanda se cubre mediante el reemplazo de transformadores por otros de mayor potencia y/o mediante la instalación de nuevas SED.

    El valor presente de los costos de los futuros transformadores a instalar para cada tipo de SED están dados por el producto del costo inicial de instalación de un transformador por el factor de capitalización del crecimiento de los transformadores, descripto en el capítulo siguiente de este documento. Este factor de capitalización representa la suma de la actualización al presente del número de transformadores a instalar, en cada año del período de estudio.

    De la misma forma, el valor presente de los costos de las futuras Subestaciones de Distribución esta dado por el producto del costo inicial de instalación de una nueva SED, por el factor de capitalización del crecimiento de las SED, el cual considera las nuevas SED que se instalan en cada año. Este factor de capitalización esta definido en el capítulo siguiente.

    El valor presente de los Costos futuros por cambios de transformadores, esta dado por el costo inicial de cambio de un transformador, multiplicado por el factor de capitalización del Costo de Reemplazo de Transformadores de las SED., Este factor, definido en el capítulo siguiente del presente documento, considera la suma del valor presente del

  • 5. Creación de la Empresa Modelo – Proceso de Optimización…

    5-16

    Edelnor S.A.- OSINERG GART 5/9/01

    número de cambios de transformadores que se realizan en cada año en particular. Cabe destacar que el número de cambios de transformadores estará basado en la diferencia de crecimiento entre el número de transformadores que se instalan en cada año y el número de SED instaladas en el mismo año.

    C. COSTOS DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO

    Los costos totales de operación y mantenimiento de las Subestaciones de Distribución en el período de estudio se corresponden con la suma el valor presente de los costos anuales de operación y mantenimiento en Subestaciones de Distribución para cada año.

    Estos costos se determinan considerando tanto las Subestaciones que abastecen la red general de BT como las Subestaciones de la distribuidora que abastecen clientes exclusivamente.

    El valor presente de los costos de Operación y Mantenimiento es obtenido por medio del producto entre el costo unitario de O&M para el tipo de Subestaciones adoptado, y por el factor de capitalización de los costos de Operación y Mantenimiento. Este factor represente la suma del valor presente del número de centros de transformación existentes en cada año, a los cuales se los opera y se les debe realizar un mantenimiento

    El costo unitario de O&M es el correspondiente a cada tipo y modulo de transformación adoptado, procediéndose luego a la integración para los distintos tipo de SED presentes en la red.

    D. COSTOS POR PÉRDIDAS

    Los costos totales por pérdidas en las Subestaciones de Distribución se corresponden con el valor presente de los costos por pérdidas de energía y potencia en Subestaciones para cada año del período de estudio. Este cálculo se realiza considerando tanto las Subestaciones que abastecen la red general de BT como las Subestaciones de la distribuidora que abastecen clientes exclusivamente

    El valor presente de los costos por pérdidas en cada tipo de Subestaciones de Distribución considerada, son obtenidos a partir de las pérdidas en el Cobre y en el Hierro para el modulo de transformador adoptado, del factor de uso de la Subestaciones de Distribución, y del costo monómico de la energía, según la siguiente ecuación

    ( )[ ] fcCPPFUPCEPTepFUPC FETRcuFETRcuPERDIDAS **12***)8760***( 22 +++= Donde

    Pcu: Pérdidas en el Cobre para el tipo de transformador considerado en la Subestación de Distribución

    Pfe: Pérdidas en el Hierro para el tipo de transformador considerado en la Subestación de Distribución.

    FUtr: Factor de Uso de la Subestación de Distribución

    fc: Factor de Capitalización de las Pérdidas en las Subestaciones de Distribución, descripto en el capítulo siguiente.

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    5-17

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    CP: costo mensual de compra de la potencia

    CE: costo de compra de la energía

    5.1.5 Modelado de la Red de Media Tensión

    Los Costos de la red de Media Tensión están dados por:

    PERDIDASMOFUTUROINIMTRED CCCCC +++= &_

    Donde

    Cini: Costo de las instalaciones iniciales de la red de Media Tensión

    Cfuturo: Costos de las instalaciones futuras de la red de Media Tensión

    Co&m: Costo de operación y mantenimiento de la red de Media Tensión.

    Cperdidas: Costos por Perdidas de la red de Media Tensión.

    A. TOPOLOGÍAS CONSIDERADAS

    Para el diseño de la red de MT de mínimo costo se han considerado dos topologías básicas las cuales se describen a continuación.

    La topología N°1 denominada tipo Anillo, esta compuesta por un troncal que vincula todos los puntos de carga (SED y clientes de MT), y una serie de cierres con alimentadores vecinos, de manera de lograr un respaldo del 100%. La cantidad de cierres es una variable de entrada en la topología, de manera que en función del numero de estos, se define el grado de reserva necesaria en el troncal del alimentador para respaldar los vecinos. (por ejemplo, con un cierre estado de carga del troncal debe ser del 50% respecto de su capacidad nominal, con dos cierres el estado debe ser del 66%, etc.).

    La Topología N°2, denominada Tipo radial con derivaciones, esta compuesta por un troncal, derivaciones principales, derivaciones laterales y los cierres. En esta configuración puede definirse un porcentaje de la carga abastecida por el alimentador, que no poseerá respaldo. De esta manera el troncal brindará el abastecimiento a las cargas con respaldo y se unirá con el cierre hacia el alimentador vecino. El nivel de reserva en el troncal será el necesario para abastecer todo el alimentador vecino. La continuidad del troncal, a partir del punto de localización del cierre, está dada por la derivación principal, cuya reserva es nula.

    Las derivaciones laterales o derivaciones menores, conectan las cargas (SED y clientes de MT) ubicados fuera de la traza del troncal, y por definición su nivel de respaldo y/o reserva es nulo.

    El principal parámetro de diseño de esta topología es el “Porcentaje de carga sin respaldo fuera del anillo” conformado por el troncal y el cierre. Este parámetro posee una variabilidad discreta, permitiendo ser ajustado en tres posiciones. EL primero dado por un anillo completo con derivaciones, definiendo el porcentaje igual a cero. El segundo dado

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    5-18

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    por el caso radial puro, donde el porcentaje es 100%, y el tercero dado por una cobertura de la mitad del alimentador, en la cual el porcentaje se sitúa en 50%.

    En este topología existen cargas que son abastecidas directamente desde el troncal.

    SED

    Alimentador Troncal

    SET AT/MT SET AT/MT

    1 - ANILLO

    Red de MT

    SED

    Alimentador Troncal

    Derivación Principal

    Derivaciones Menores

    SET AT/MT

    2 - RADIAL CONDERIVACIONES

    Cierre n

    Cierre 1

    Ubicación A del cierre

    Cierres

    Cierres

    El modelo desarrollado permite para cada topología anterior determinar el grado de calidad de servicio resultante, verificando de esta manera el cumplimiento de los límites admisibles. En el capítulo 3 del presente informe se detalla los criterios de cálculo de la calidad de servicio seguidos para cada configuración.

    B. COSTOS INICIALES

    Los costos iniciales de la red de Media Tensión están dados por:

    MTACOMETIDASCIERRESSDERIVACIOEPRINCIPESDERIVACIONTRONCALINI CCCCCC _._ ++++=

    Donde

    Ctroncal: Costo del ramal troncal del alimentador de Media tensión. Sed incluyen además en este ítem los costos de los diferentes equipos de maniobra y protección.

    Cderivaciones_princip: Costo de las derivaciones principales (para el caso de la topología N°2)

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    Cderivaciones: Costo de las derivaciones menores o laterales de los alimentadores de la red de MT (para el caso de la topología N°2)

    Cacometidas_MT: Costo de las alimentadores exclusivos o acometidas a clientes en Media tensión

    Cada uno de los costos anteriores es calculado como el producto del costo unitario del tipo de instalación óptima seleccionada por las cantidades determinadas para cada tipo.

    i. Determinación de las corrientes de diseño en cada etapa de la red de mt

    El conductor optimo para cada parte de la red (troncal, derivaciones y acometidas exclusivas) es obtenido a partir de la sección que minimiza los costos de instalación, operación y mantenimiento y costos de perdidas de energía y potencia, para el estado de carga de cada parte de la red.

    Previo a la determinación del tipo de instalación optima para cada parte de la red de MT, se debe definir su estado de carga, es decir la corriente que circulará por las mismas.

    ii. Topología N°1 Anillo.

    Para el tronca de la red de MT , el estado de carga coincidente con el máximo de la red, es determinado como

    +

    +−=

    ALMTEETTSALIDASMT

    TRAFOSMTBARRACLIENTESEETTCLIENTESATMTATMTTRONCAL NCNCLIENTESNUMU

    NUMFPPOTPOTFUTRAFOKVAI

    11*

    )(**3

    ))*/()(*_( __

    Donde:

    KVA_TRAFOATMT: Potencia Instalada en cada Transformador de AT/MT

    POTclientes_barra: Potencia promedio de los clientes en MT en barras de la Estación Transformadora AT/MT.

    POTclientes_eett: Potencia promedio de los clientes en MT abastecidos con alimentadores exclusivos

    NCLIENTESeett: Número de clientes en MT abastecidos con alimentadores exclusivos por SET

    NUMtrafos: Número de Transformadores en la SET

    Umt: Tensión nominal de la red de MT

    NUMsalidas: Numero de salidas por transformador de AT/MT dedicadas al abastecimiento de la red de MT.

    FPmt: Factor de potencia de la red de MT.

    NCalmt: Número de cierres de cada alimentador.

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    5-20

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    La corriente máxima para el diseño de los troncales de la red de MT de esta configuración, esta dada por la corriente anterior dividida por el factor de simultaneidad de la red de MT. 4

    MTDADSIMULTANEI

    TRONCALTRONCALdiseño F

    II

    __ =

    El factor de simultaneidad de la red de MT es determinado a partir de las curvas de carga representativas de la red de MT, y esta dado por el cociente entre el estado de carga coincidente con el máximo de la red y el máximo del alimentador de MT.

    Para el caso de los cierres la corriente coincidente con el máxima de la red esta dado por:

    +−=

    ALMTEETTSALIDASMT

    TRAFOSMTBARRACLIENTESEETTCLIENTESATMTATMTCIERRE NCNCLIENTESNUMU

    NUMFPPOTPOTFUTRAFOKVAI

    1*

    )(**3

    ))*/()(*_( __

    De la misma manera que en el caso anterior, la corriente de diseño de los cierres es obtenida como la corriente anterior dividida por el factor de simultaneidad de la red de MT.

    iii. Topología N°2 Radial con Derivaciones.

    Para el tronca de la red de MT , el estado de carga coincidente con el máximo de la red, es determinado como

    2*)(**3

    ))*/()(*_( __

    EETTSALIDASMT

    TRAFOSMTBARRACLIENTESEETTCLIENTESATMTATMTTRONCAL

    NCLIENTESNUMU

    NUMFPPOTPOTFUTRAFOKVAI

    +−=

    Donde:

    KVA_TRAFOATMT: Potencia Instalada en cada Transformador de AT/MT

    POTclientes_barra: Potencia promedio de los clientes en MT en barras de la Estación Transformadora AT/MT.

    POTclientes_eett: Potencia promedio de los clientes en MT abastecidos con alimentadores exclusivos

    NCLIENTESeett: Número de clientes en MT abastecidos con alimentadores exclusivos por SET

    NUMtrafos: Número de Transformadores en la SET

    Umt: Tensión nominal de la red de MT

    4 Dado que las densidades de carga empleadas son las correspondientes al momento de coincidencia con la máxima demanda de la distribuidora, todas las corrientes resultantes en este estado deben ser corregidas por el factor de simultaneidad para considerar el corriente máxima de diseño de cada etapa de la red.

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    5-21

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    NUMsalidas: Numero de salidas por transformador de AT/MT dedicadas al abastecimiento de la red de MT.

    FPmt: Factor de potencia de la red de MT.

    La multiplicación por dos obedece al hecho de que además de abastecer su propia demanda, el troncal debe permitir el respaldo del 100% del alimentador vecino a través del cierre de esta configuración.

    La corriente máxima para el diseño de los troncales de la red de MT de esta configuración, esta dada por la corriente anterior dividida por el factor de simultaneidad de la red de MT. 5

    MTDADSIMULTANEI

    TRONCALTRONCALdiseño F

    II

    __ =

    El factor de simultaneidad de la red de MT es determinado a partir de las curvas de carga representativas de la red de MT, y esta dado por el cociente entre el estado de carga coincidente con el máximo de la red y el máximo del alimentador de MT.

    Para el caso del cierre, la corriente coincidente con el máximo de la red esta dado por:

    )(**3

    ))*/()(*_( __

    EETTSALIDASMT

    TRAFOSMTBARRACLIENTESEETTCLIENTESATMTATMTCIERRE

    NCLIENTESNUMU

    NUMFPPOTPOTFUTRAFOKVAI

    +−=

    La corriente de diseño del cierre es obtenida como la corriente anterior dividida por el factor de simultaneidad de la red de MT.

    Para el caso de la derivación principal, la corriente coincidente con el máximo de la red esta dada por:

    )1(*)(**3

    ))*/()(*_( ___ Cfa

    NCLIENTESNUMU

    NUMFPPOTPOTFUTRAFOKVAI

    EETTSALIDASMT

    TRAFOSMTBARRACLIENTESEETTCLIENTESATMTATMTPRINCIPALDERIVAC −

    +−=

    Donde:

    Cfa: Es el porcentaje de carga sin respaldo fuera del anillo.

    La corriente de diseño de la derivación principal es obtenida como la corriente anterior dividida por el factor de simultaneidad de la red de MT.

    En el caso de las derivaciones laterales del alimentador, la corriente por cada una de las mismas está dada por.

    5 Dado que las densidades de carga empleadas son las correspondientes al momento de coincidencia con la máxima demanda de la distribuidora, todas las corrientes resultantes en este estado deben ser corregidas por el factor de simultaneidad para considerar el corriente máxima de diseño de cada etapa de la red.

  • 5. Creación de la Empresa Modelo – Proceso de Optimización…

    5-22

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    )(*)(**3

    ))*/()(*_( __NPCANPCD

    NCLIENTESNUMU

    NUMFPPOTPOTFUTRAFOKVAI

    EETTSALIDASMT

    TRAFOSMTBARRACLIENTESEETTCLIENTESATMTATMTDERIVACION

    +−=

    Donde:

    NPCD: Número de Punto de carga por derivación

    NPCA: Número de Punto de carga por alimentador de MT

    Se define como puntos de carga, a los puntos de suministro de la red de MT a una SED o a un cliente en MT.

    El número de puntos de carga abastecidos por una derivación se determina como el número de punto de carga abastecidos por el alimentador menos el número de los puntos de carga abastecidos directamente desde el troncal, todo dividido por el número de derivaciones por alimentador .El número de puntos de carga por alimentador queda determinado como el área de cobertura del la SET dividido el número de alimentadores no exclusivos de MT, y el área de cobertura promedio de SED y clientes de MT.

    El número de derivaciones por alimentador es proporcional al radio de cobertura del alimentador e inversamente proporcional al doble del área de cobertura de cada punto de carga.

    Finalmente la corriente de diseño de la derivación es obtenida como la corriente anterior dividida por el factor de simultaneidad de la red de MT.

    iv. Acometidas exclusivas a clientes de MT.

    En las acometidas exclusivas a clientes en Media Tensión, la corriente de diseño por las mismas estará dada por el cociente entre la demanda del cliente y el producto de la raíz de 3 por la tensión nominal y por el factor de potencia de la red de Media Tensión

    C. DETERMINACIÓN DEL CONDUCTOR OPTIMO

    Como se ha mencionado, una vez determinadas las corrientes en cada etapa, el tipo de conductor para cada etapa es seleccionado a partir de aquel que minimiza la siguiente ecuación de costos

    PerdidasCostoMOCostoInstalCostoCosto _&__ ++=

    Los costos de Instalación corresponden a los costos de materiales, mano de obra y gastos indirectos necesarios para el montaje de la red de MT

    Los costos de Operación y Mantenimiento se determinan como el valor presente de los costos de operación y mantenimiento para cada año durante la vida útil del conductor.

    El valor presente de los costos de Operación y Mantenimiento en cada parte de la red están dados por:

    oymKmtMCOMOCosto conductor _*&&_ =

    Donde

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    5-23

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    CO&Mconductor: Costos unitarios anuales iniciales de O&M para el tipo de Línea o Cable

    Kmt_oym: Factor de capitalización de los costos de OyM en la red MT, descripto en el capítulo 2

    Los Costos por perdidas (de potencia y energía) para cada conductor evaluado en cada etapa de la red de Media Tensión, están dados por el valor presente de los costos de pérdidas de potencia y energía que se determinan como:

    ( ) KpMTCPCETepRKIPerdidasCosto *)*12*(**/*3_ 21 +=

    Donde

    I: Corriente Máxima por la etapa

    R: Resistencia del Conductor

    Tep: Tiempo equivalente de Perdidas

    CE: Costo promedio de la energía

    CP: Costo promedio de la potencia

    K1: Contante representativa de la corriente máxima para una densidad uniforme de carga. (Igual a1,73 para una carga distribuidora uniformemente).6

    KpMT: Factor de capitalización de las pérdidas en la red MT, descripto en el capítulo 2

    D. DETERMINACIÓN DE LAS CANTIDADES DE RED PARA CADA PARTE DE LA RED DE MEDIA TENSIÓN

    Para determinar las longitudes de cada etapa de la red interviniente en la determinación de los costos iniciales de instalación se debe definir inicialmente el área de cobertura de la SET, dada por la siguiente ecuación:

    MT

    BARRACLIENTESSSEEEETTCLIENTESSSEEATMTATMTTRAFOSSEESET DEN

    POTClBaPOTClMTfiFUKVANTA

    )**(cos_***( ___ +−=

    Donde:

    NTSSEE : Número de Transformadores de AT/MT en la SET.

    KVATRAFO_ATMT: Potencia Instalada en el transformador de la SET

    FUATMT: Factor de Uso de los Transformadores de AT/MT

    Cos_fi: Factor de potencia de la red de MT

    6 Este constante es igual a la unidad en el caso de los alimentadores exclusivos de clientes en MT

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    5-24

    Edelnor S.A.- OSINERG GART 5/9/01

    POTclientes_eett: Demanda de los clientes en MT abastecidos con alimentadores exclusivos

    ClMTSSEE: Número de clientes con alimentadores exclusivos desde la SET

    ClBASSEE: Número de clientes abastecidos desde las barras de la SET

    POTclientes_barras: Demanda de los clientes en MT conectados en barras de la Estación Transformadora AT/MT.

    DEMnt: Densidad de carga de la red de Media Tensión

    A partir del área de cobertura se determina el radio de cobertura de la SET, y luego considerando el área de cobertura de cada Subestación de Distribución y los clientes de MT, se determina el número de puntos de carga (SED y Clientes MT) abastecidos por la SET.

    Conociendo el número de alimentadores que parten de la SET, los cuales son una característica de la configuración bajo análisis, se determina el número de puntos de carga, y el número de los mismos en cada derivación, a partir del número de derivaciones por alimentador, descripto anteriormente.

    i. Topología N°1 Anillo

    La longitud del troncal estará dado por el producto del doble del radio de cobertura de cada punto de carga, por el número de puntos de carga abastecidos por cada alimentador, y por el factor de restricciones geométricas por el manzanado para el Tendido de la Red de MT.

    En función del grado de reserva adoptado para la red de MT, deberán existir cierres entre los alimentadores. En caso de existir un solo cierre la longitud total de todos los correspondientes a una EETT será equivalente al perímetro de la circunferencia para el radio de cobertura de la EETT. En caso de existir más cierres cada uno de ellos tendrá un longitud equivalente al perímetro del circunferencia cuyo radio es igual al radio de cobertura de la EETT dividido el número de cierres y el número de alimentadores. En todos los casos se considerará el factor de restricción geométrica descripto anteriormente.

    Por lo anterior se desprende que la longitud total de los cierres por alimentador esta dada por:

    ( )2

    1*

    ***2 +∏= ALMT

    MT

    MTCIERRES

    NCNUM

    kMTRL

    Donde:

    Rmt: Radio de cobertura de la SET

    NUMmt: Numero de alimentadores no exclusivos de la red de MT en el SET

    KMT: factor de restricciones geométricas por el manzanado para el Tendido de la Red de MT

  • 5. Creación de la Empresa Modelo – Proceso de Optimización…

    5-25

    Edelnor S.A.- OSINERG GART 5/9/01

    Ncalmt: Número de cierres en el alimentador de MT

    ii. Topología N°2 Radial con derivaciones

    En esta topología, la longitud del troncal por alimentador esta dada por el radio de cobertura de la SET afectado por el factor de restricciones geométricas por el manzanado para el Tendido de la Red de MT y por el porcentaje de carga sin respaldo fuera del anillo Cfa.

    Los cierres estarán dados por:

    CfaNUM

    kMTRL

    MT

    MTCIERRES *

    ***2 ∏=

    Donde:

    Rmt: Radio de cobertura de la SET

    NUMmt: Numero de alimentadores no exclusivos de la red de MT en el SET

    KMT: factor de restricciones geométricas por el manzanado para el Tendido de la Red de MT

    Cfa: porcentaje de carga sin respaldo fuera del anillo

    La longitud de la derivación principal esta dada por el complemento de la longitud del troncal respecto del radio de cobertura de la SET, afectado por el factor de restricción geométrica por el manzanado al tendido de la red de MT.

    La longitud total de las derivaciones laterales en el alimentador, es determinada como el producto del número de derivaciones por alimentador por el número de puntos de carga en cada derivación (Subestaciones de Distribución y clientes en MT), y por la longitud media de derivación por punto de carga. Esta última longitud es determinada como el producto del doble del radio de cobertura de cada punto de carga por el número de puntos de carga por derivación y por el factor de restricción geométrica. Acometidas exclusivas a los clientes de MT.

    Con respecto a los clientes con acometidas exclusivas, se ha supuesto que cada uno de estos poseen una longitud equivalente a la mitad del radio de cobertura de la EETT, afectado por el factor de restricciones geométricas por el manzanado al tendido de la red de MT. Centros de Suministro a los clientes de MT.

    El modelo considera dentro de los costos de la red de MT, los relacionados con los centros de suministro al cliente, los cuales están conformados por los diferentes equipos de protección y seccionamiento necesarios a implementar en cada punto de suministro a un cliente de MT.

    Su cantidad por SET está dada por el número de clientes de MT abastecidos desde la misma. Este número es multiplicado por el costo unitario de este centro para obtener la valorización de los mismos a ser incluida en los costos iniciales de la red de MT.

  • 5. Creación de la Empresa Modelo – Proceso de Optimización…

    5-26

    Edelnor S.A.- OSINERG GART 5/9/01

    Equipos de Maniobra y Protección de la Red

    Dentro de los costos de la red de MT, se consideran aquellos correspondientes a los diversos elementos de maniobra y protección necesarios para el funcionamiento de la misma acorde con los niveles de seguridad y calidad de servicio requeridos.

    Dentro de los elementos podemos citar:

    • Celdas de salida desde la SET

    • Interruptores

    • Reconectadores

    • Fusibles

    • Seccionalizadores

    • Seccionadores bajo carga

    Los costos de estos elementos a considerar el los costos de la red de MT, están dados por el producto de sus cantidades por el costos unitario de cada tipo.

    El número de Celdas de salida de los alimentadores de MT en la SET, está dado por el número de salidas por transformador de AT/MT multiplicado por el número de transformadores en la EETT.

    La celda considera el costo del interruptor de maniobra ubicado en la misma.

    En la topología N°1 se considera como elementos de maniobra y protección los seccionados bajo carga, siendo su numero igual al número de puntos de carga abastecidos por el alimentador. El número de interruptores estará dado por el número de cierres

    En la topología N°2 se ha considerado además del interruptor ubicado en la celda de salida de la SET, un interruptor, un reconectador en la mitad del mismo, junto con tantos seccionalizadores como derivaciones existan en el alimentador. .

    E. COSTOS FUTUROS DE LA RED DE MEDIA TENSIÓN

    Los costos futuros de la red de Media Tensión están dados por:

    EXCLUSIVOSALIMENCIERRESDERIVACIONPRINDERIVACINTRONCALFUTUTO CFCFCFCFCFC __ ++++=

    Donde

    CFtroncal: Costo Futuro de los troncales de los alimentadores y de los equipos de protección y maniobra

    CFderivación_prin: Costo Futuro de las derivaciones principales de los alimentadores

  • 5. Creación de la Empresa Modelo – Proceso de Optimización…

    5-27

    Edelnor S.A.- OSINERG GART 5/9/01

    CFderivación: Costo Futuro de las derivaciones laterales o secundarias de los alimentadores

    CFcierres: Costo Futuro de los cierres de los alimentadores

    CFalimen_exclusivos: Costo Futuro de las alimentadores exclusivos para clientes en MT.

    Los costos futuros en cada etapa de la red son determinados como la suma del valor presente de las nuevas instalaciones incorporadas en cada año del período de estudio. De esta manera los costos futuros pueden ser representados como el producto de las cantidades iniciales de redes, por su costo unitario inicial y por un factor de capitalización del crecimiento de la etapa de la red considera. La determinación del factor de capitalización por crecimiento de la red para cada etapa de la red de MT es descripto en el capítulo siguiente del presente documento.

    Los costos futuros correspondientes a los equipos de maniobra y protección ubicados en la red, son determinados en forma similar a lo realizado con las etapas que componen la red de MT.

    Dentro de los costos futuros de los alimentadores exclusivos se han considerado los costos futuros correspondientes a los centros de suministro a los clientes de MT, cuyo valor presente se determina en forma similar a lo realizado en las diversas etapas de la red de MT.

    F. COSTOS DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO PARA LA RED DE MEDIA TENSIÓN

    Los costos de Operación y Mantenimiento se determinan como la suma del valor presente de los costos de operación y mantenimiento para cada año en cada etapa de la red de MT, de acuerdo a la siguiente ecuación

    EXCLUSIVOSALIMENCIERRESDERIVACIONPRINDERIVACIONTRONCALMT mComComComComComCo __ &&&&&& ++++=

    Donde

    CO&MFtroncal: Costo de O&M de los troncales de los alimentadores y de los equipos de protección y maniobra

    CO&Mderivación_prin: Costo O&M de las derivaciones principales de los alimentadores

    CO&Mderivación: Costo O&M de las derivaciones laterales o secundarias de los alimentadores

    CO&Mcierres: Costo O&M de los cierres de los alimentadores

    CO&Malimen_exclusivos: Costo O&M de las alimentadores exclusivos para clientes en MT.

    La suma del valor presente de los costos de Operación y Mantenimiento en cada año en cada etapa de la red es determinada como el producto de las cantidades de red, por su costo unitario inicial de Operación y Mantenimiento y por el factor de capitalización de los

  • 5. Creación de la Empresa Modelo – Proceso de Optimización…

    5-28

    Edelnor S.A.- OSINERG GART 5/9/01

    costos de O&M correspondiente a la etapa de la red considerada. Estos factores de capitalización se encuentran descriptos en el capítulo siguiente del presente documento.

    Dentro de los costos de O&M del troncal se consideran además los costos de O&M asociados a los equipos de maniobra y protección instalados a lo largo de la red. El valor presente de la suma de los costos de operación y mantenimiento para estos elementos en cada año, han sido determinados en forma similar a los de las etapas de la red de MT.

    Dentro de los costos de los alimentadores exclusivos se han considerado los costos de O&M correspondientes a los centros de suministro en los clientes de MT, cuyo valor presente se determina en forma similar a lo realizado en las diversas etapas de la red de MT. Esto es el producto de los costos unitarios de O&M iniciales para los centros de suministro por el numero inicial de clientes de MT en el alimentador y por el factor de capitalización de los costos de O&M de la red de MT.

    G. COSTOS DE PÉRDIDAS PARA LA RED DE MEDIA TENSIÓN

    Los Costos por perdidas para cada etapa de la red de Media Tensión se determinan como:

    ( ) KpMTCPCETepRKIPerdidasCosto ETAPA *)*12*(**/*3_ 21 +=

    Donde

    I: Corriente por la etapa de la red

    R: Resistencia del Conductor optimo de la etapa

    Tep: Tiempo equivalente de Perdidas

    CE: Costo promedio de la energía

    CP: Costo promedio de la potencia

    K1: Contante representativa de la corriente máxima para una densidad uniforme de carga. (Igual a1,73 para una carga distribuidora uniformemente).7

    KpMT: Factor de capitalización de las pérdidas en la red MT, descripto en el capítulo siguiente.

    5.1.6 Factores de capitalización

    Para tener en cuenta la evolución futura de los distintos costos involucrados en la comparación de alternativas (costo de inversión las instalaciones futuras, costo de operación y mantenimiento –O&M- de las instalaciones futuras y costo de las pérdidas técnicas asociadas a las instalaciones futuras) se han definido una serie de factores de capitalización que determinan el valor presente neto de los costos futuros para un período de análisis determinado, en años, y una tasa de actualización.

    7 Este constante es igual a la unidad en el caso de los alimentadores exclusivos de clientes en MT

  • 5. Creación de la Empresa Modelo – Proceso de Optimización…

    5-29

    Edelnor S.A.- OSINERG GART 5/9/01

    Debe tenerse en cuenta en todo momento que no se trata de un estudio de planeamiento de la evolución futura de la red, sino de la estimación, a partir de criterios de planeamiento y de características típicas de las redes de distribución, de la evolución futura de los costos mencionados.

    Las hipótesis consideradas para determinar estas evoluciones son: Red Media Tensión

    • El área bajo estudio está totalmente cubierta espacialmente por la demanda y las redes (área urbanizada). El crecimiento de demanda es totalmente vertical.

    • Se considera la posibilidad de utilizar tasas diferenciadas de crecimiento sobre la red de MT y de BT, en caso de que el comportamiento previsto para los clientes correspondientes lo justifique.

    • El crecimiento de demanda sobre la red de MT se cubre mediante la repotenciación (remplazo de transformadores por otros de mayor potencia) y la instalación de nuevas salidas en las SET AT/MT existentes o mediante la instalación de nuevas SET AT/MT con sus respectivas salidas de alimentadores en MT.

    • El crecimiento de la longitud de la red MT está representado por la incorporación de nuevas salidas de alimentadores y las adecuaciones necesarias para reconfigurar la red existente (vinculaciones con las nuevas salidas y redistribución de las cargas).

    • El ritmo de instalación de nuevos alimentadores de MT es el requerido para mantener aproximadamente constante el estado de carga de diseño de la red MT (o sea la tasa de crecimiento de la demanda en la red MT).

    Red Baja Tensión

    • El crecimiento de demanda sobre la red de BT se cubre mediante el remplazo de transformadores por otros de mayor potencia en las SED existentes (sin modificación de la red de BT) o mediante la instalación de nuevas SED. Se debe definir el porcentaje del crecimiento cubierto por cada una de las alternativas indicadas (puede ser 0% en el caso de remplazo de transformadores en SED existentes).

    • El valor residual del transformador reemplazado por uno nuevo de mayor capacidad en cada SED se considera expresado como un porcentaje del costo de instalación del nuevo transformador.

    • El crecimiento de la longitud de la red BT está representado por la incorporación de las salidas de las nuevas SED hasta la red general.

    • El ritmo de instalación de la nueva capacidad de transformación (en SED existentes o en nuevos SED) es el requerido para mantener aproximadamente constante el factor de utilización de diseño de los transformadores de distribución (o sea la tasa de crecimiento de la demanda en la red BT).

    • El crecimiento de la demanda se cubre con el mismo tipo de instalaciones (tipo y sección de red, tipo de SED y módulo de transformación) que la red inicial. Esto es necesario para poder evaluar cada alternativa por separado.

  • 5. Creación de la Empresa Modelo – Proceso de Optimización…

    5-30

    Edelnor S.A.- OSINERG GART 5/9/01

    Los criterios que se han considerado a partir de las hipótesis detalladas, son los siguientes, teniendo en cuenta que siempre que se habla de tasas se trata de tasas anuales:

    • La tasa de crecimiento de la longitud de la red MT se toma como la tasa de crecimiento de la demanda por el porcentaje de la red correspondiente a las vinculaciones a la red existente requeridas por la instalación de un nuevo alimentador MT.

    • Los costos de O&M de las instalaciones futuras de la red MT son proporcionales a la longitud total de la misma, es decir que crecen a la misma tasa que la longitud total de la red.

    • Las pérdidas en la red MT crecen a la misma tasa que la de la longitud total de la red, ya que por hipótesis se considera prácticamente constante el estado de carga y el tipo de conductor de la misma.

    • La tasa de crecimiento de los transformadores de distribución es la misma que la de crecimiento de la demanda en BT, para mantener el factor de utilización constante.

    • La tasa de crecimiento de las SED es la tasa de crecimiento de la demanda en BT por el porcentaje de crecimiento de demanda cubierto por nuevos SED.

    • La tasa de crecimiento de la longitud de las salidas de BT de las SED y de la red troncal de BT es igual a la tasa de crecimiento de las propias SED.

    • La tasa se crecimiento de la longitud de las derivaciones laterales de la red BT es cero.

    • La tasa de crecimiento de los costos de O&M de las salidas BT es la misma que la correspondiente a la longitud total de salidas, mientras que para la red general (derivaciones laterales) la tasa de crecimiento de los costos de O&M es nula.

    • La tasa de crecimiento de las pérdidas en las salidas, en la red troncal y en las derivaciones laterales de la red de BT es proporcional al cuadrado de la tasa de crecimiento de la demanda de BT durante el período de instalación de un nuevo SED, y luego la red se descarga a su valor original originándose una función de variación en el tiempo del tipo “diente de sierra” según se muestra en el siguiente gráfico:

    1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

    años

    Dem

    and

    a / p

    érd

    idas

    [ °/

    1 ]

    Demanda Pérdidas

    Período de Instalaciónde nuevos SED

  • 5. Creación de la Empresa Modelo – Proceso de Optimización…

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    Edelnor S.A.- OSINERG GART 5/9/01

    Teniendo en cuenta todas estas hipótesis y criterios se definen los siguientes factores de capitalización para los distintos costos y las distintas etapas de la red:

    A. RED DE MT

    i. Factor de capitalización del crecimiento de la longitud de la red de MT

    ( ) ( )( )( )[ ]apnnn SVmtaaiVPNKmt 1111; =− ×+−+= Donde:

    VPN : valor presente neto entre los años 1 y el número de años del período analizado (ap)

    I : tasa de actualización adoptada

    a : tasa anual de crecimiento de la demanda en la red MT

    SVmt : porción de la longitud de la red MT correspondiente a las salidas y vinculaciones de los alimentadores

    ii. Factor de capitalización de los costos de OyM en la red MT

    ( ) ( )[ ]apnn SVmtaSVmtiVPNoymKmt 111;_ =×++−= iii. Factor de capitalización de las pérdidas en la red MT

    ( ) ( )[ ]apnn SVmtaSVmtiVPNKpMT 111; =×++−= B. SUBESTACIONES DE DISTRIBUCIÓN MT/BT (SED)

    i. Factor de capitalización del crecimiento de los transformadores de distribución

    ( ) ( )( ) ( ) ( )( ) ( ) ( )( )( )[ ]apnnnnn kcbbVRtrkcbbiVPNKtr 111 111111; =−− ×+−++−×−×+−+=

    Donde:

    b : tasa anual de crecimiento de la demanda en la red BT

    VRtr : valor residual del transformador reemplazado como porcentaje del costo de instalación de un nuevo transformador

    Kc : fracción del crecimiento de la demanda en la red BT cubierta por la instalación de nuevas SED

    ii. Factor de capitalización del costo de reemplazo de transformadores en SED existentes

    ( ) ( )( ) ( )( )[ ]apnnn kcbbiVPNKcambio 11 111; =− −×+−+=

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    iii. Factor de capitalización del crecimiento de las SED

    ( ) ( )( )( )[ ]apnnn kcbbiVPNKct 1111; =− ×+−+= iv. Factor de capitalización de los costos de OyM en las SED

    ( )( )[ ]apnnkcbiVPNoymKct 11;_ =×+= v. Factor de capitalización de las pérdidas en las SED

    ( )[ ]apnnbiVPNKpCT 11; =+= C. RED DE BT

    i. Factor de capitalización del crecimiento de la longitud de las salidas de BT de las SED y de la red troncal de BT

    ( ) ( )( )( )[ ]apnnn kcbbiVPNbtKsal 1111;_ =− ×+−+= ii. Factor de capitalización de los costos de OyM en las salidas de BT de las SED y

    en la red troncal de BT

    ( )( )[ ]apnnkcbiVPNoymbtKsal 11;__ =×+= iii. Factor de capitalización de los costos de OyM en las derivaciones laterales de la

    red BT

    [ ]apniVPNoymKbt 11;_ ==

    iv. Factor de capitalización de las pérdidas en las salidas de BT de las SED, en la red troncal y en las derivaciones laterales de la red de BT

    [ ]apnsierradeDienteFuncióniVPNKpbtKpsalbt 1"___"; ===

    Donde la función “Diente de sierra” (fDS) toma el valor periódico:

    ( )nDS bf += 1 para el período de crecimiento de la demanda en la red

    donde n es cada año del período de crecimiento de la demanda en la red BT (cdBT) hasta la instalación de un nuevo SED que la descarga, y se determina como:

    kccdBT

    1= (años)

    Esto implica que si por ejemplo kc = 1, o sea todo el crecimiento de la demanda se cubre con la instalación de nuevas SED, cdBT = 1 año, es decir que no existe período de crecimiento de la demanda en la red BT (caso similar a la red MT) Si kc = 0,5, cdBT = 2 años es decir que la demanda crece durante 1 año, si kc = 0,25, cdBT = 4 años, etc.

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    Edelnor S.A.- OSINERG GART 5/9/01

    5.1.7 Calidad de Servicio

    A. INTRODUCCIÓN

    El cálculo de la Calidad de Servicio se realiza a partir de la Topología y Configuración de la Red resultante en cada escenario simulado.

    Los indicadores de Calidad de Servicio calculados son el NMAX y DMAX (Frecuencia y Duración Total de Interrupciones por Semestre y por Usuario) en el punto de la Red de MT con el peor nivel de Calidad de Servicio. Asimismo se determina el NMED y DMED los cuales representan el valor medio esperado del Alimentador de MT

    Estos indicadores se determinan a partir de la topología de red seleccionada y de los parámetros de confiabilidad de los elementos de MT que tienen la mayor participación en los indicadores de calidad de servicio. Asimismo se consideran las características de maniobra y de operación para respaldarse contra otros alimentadores.

    B. INFORMACIÓN REQUERIDA

    La información requerida para determinar estos indicadores se corresponde con los parámetros de confiabilidad de los SED y de las líneas o los cables de MT.

    A continuación se presentan los parámetros de calidad utilizados para cada uno de los elementos utilizados:

    DESCRIPCIONTf AT 4 INT / Año Tasa de Falla de la Red de AT incluye ExternasTr AT 1 Hs/INT Tiempo Medio de Reparación de la Red de AT incluye ExternasTf SED plataforma 15 Falla/100 uni.Año Tasa de Falla por SED en PlataformaTr SED plataforma 8 Hs/INT Tiempo de Reparación del SED en PlataformaTf SED camara 10 Falla/100 uni.Año Tasa de Falla por SED en CámarasTr SED camara 10 Hs/INT Tiempo de Reparación del SED en CámarasTf RED (1F) aerea 15 Falla/100 km.Año Tasa de Falla de la RED - 1Φ - ( Homopolares ) - Red AEREATf RED (2F y 3F) aerea 5 Falla/100 km.Año Tasa de Falla de la RED - 2Φ y 3Φ - Red AEREATr RED aerea 4 Hs/INT Tiempo de Reparación de la RED - Red AEREATf RED subterranea 10 Falla/100 km.Año Tasa de Falla de la RED - Red SUBTERRANEATr RED subterranea 6 Hs/INT Tiempo de Reparación de la RED - Red SUBTERRANEATf INT 3 Falla/100 uni.Año Tasa de Falla en InterruptoresTr INT 6 Hs/INT Tiempo de Reparación en InterruptoresTf SEC 2 Falla/100 uni.Año Tasa de Falla en SeccionadoresTr SEC 3 Hs/INT Tiempo de Reparación en Seccionadores

    VALORES DETALLE

    Con respecto a las maniobras para aislar, y detección una falla una vez que la empresa toma conocimiento de suceso, se han considerado los Tiempos de Aislación (Ta). Con respecto a los Tiempos de Aislación (Ta). Se ha considerado una discriminación para las zonas de MAD y AD con respecto a las zonas de MD y BD, debido a la ubicación de los centros operativos, las mayores extensiones de redes y las características geográficas.

  • 5. Creación de la Empresa Modelo – Proceso de Optimización…

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    Edelnor S.A.- OSINERG GART 5/9/01

    0.00

    0.25

    0.50

    0.75

    1.00

    1.25

    1.50

    1.75

    2.00

    1-MAD 2-AD 3-MD 4-BD 5-MAD 6-AD 7-MD 8-BD

    Con respecto a los Aporte de las Interrupciones de Terceros (Aporte INT Terceros) se ha considerado una discriminación para las zonas de MAD y AD con respecto a las zonas de MD y BD debido a las características del mercado servido. De igual forma se ha considero un aporte particular para las considerar el Aporte de las Redes de BT (Aporte Red BT) en las Zonas de BD, dadas que las redes resultan en proporción de menor longitud por tratarse de módulos de transformación menores.

    0%

    5%

    10%

    15%

    1-MAD 2-AD 3-MD 4-BD 5-MAD 6-AD 7-MD 8-BD

    Aporte INT Terceros Aporte Red BT

    C. METODOLOGÍAS UTILIZADAS

    La metodología considera todas fallas de larga duración en todos los elementos de la red con la probabilidad de falla y tiempo de reparación definida para cada caso. Asimismo considera dependiendo del tipo de equipamiento de protección utilizado aquellas maniobras que permitan minimizar el impacto de la interrupción en todos los clientes.

    El módulo de cálculo utilizado considera los siguientes criterios:

    • Dependiendo del tipo de línea resultante (Aérea o Subterránea) se determina el Numero de fallas F y el Tiempo en falla esperado T igual a:

    FLINEA[f] = TfLINEA * LongitudLINEA

    TLINEA [f] = TfLINEA * (TrLINEA + TA )* LongitudLINEA

    Donde LongitudLINEA: es la longitud de la línea analizada. TA: es de detección y aislación de la falla.

  • 5. Creación de la Empresa Modelo – Proceso de Optimización…

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    Edelnor S.A.- OSINERG GART 5/9/01

    En aquellos casos en donde exista cierres sobre otros alimentadores No Automáticos, y elementos de maniobra que permitan reponer el servicio con anterioridad al tiempo de reparación no se considera el en la formula del TLINEA no se considera el TrLINEA

    • Dependiendo del tipo de SED (Aérea o Subterránea) con equipamientos de maniobra (Seccionadores Bajo Carga) a la entrada y a la salida. Esto permite realizar maniobras de transferencia de carga en tiempos muy bajos hasta tanto se reparan los elementos dañados.

    Dependiendo del tipo de SED resultante (Aérea o Subterránea) ) se determina el Numero de fallas F y el Tiempo en falla esperado T igual a:

    FSED[f] = TfSED * NSED

    TSED[f] = TfSED * (TrSED + TA ) * NSED

    Donde NSED: es el N° de SED

    TA: es de detección y aislación de la falla.

    En aquellos casos en donde exista cierres sobre otros alimentadores No Automáticos, y elementos de maniobra que permitan reponer el servicio con anterioridad al tiempo de reparación no se considera el en la formula del TSED no se considera el TrSED

    El mismo criterio se aplica para las considerar las fallas de los equipos de maniobra y protección (Interruptores y seccionadores)

    Considerando los criterios enunciados anteriormente y dependiendo de cada topología de red analizada (Anillo o Radial) se determinan los indicadores medios y máximos para el alimentador de MT seleccionado.

    D. INDICADORES OBTENIDOS EN CADA TOPOLOGÍA

    De los resultados de estudio se obtienen los siguientes indicadores de calidad de servicio:

    Indicadores de Frecuencia Máximo - NMAX -

    Indicador resultante en el punto de carga del Alimentador con el nivel de fallas más alto (mala calidad)

    Indicadores de Frecuencia Medio - NMED -

    Indicador medio para el alimentador de MT (calidad media)

    Indicadores de Tiempo Máximo - DMAX -

    Indicador resultante en el punto de carga del Alimentador con el tiempo sin suministro más alto (mala calidad)

    Indicadores de Tiempo Medio - DMED -

    Indicador medio para el alimentador de MT (calidad media)

  • 5. Creación de la Empresa Modelo – Proceso de Optimización…

    5-36

    Edelnor S.A.- OSINERG GART 5/9/01

    5.1.8 Desarrollo del Modelo de Red Ideal

    El Modelo efectúa determina las longitudes de las redes MT y BT según los siguientes criterios:

    A. LONGITUD DE LA RED BT

    i. Longitud total de la Red General de BT

    A partir de la densidad de carga en BT, del módulo de transformación, del factor de utilización y del cos ϕ se determina el radio de cobertura de cada SED (RBT), considerando una superficie circular:

    RBT

    SED

    Una vez fijada el área de cobertura y el RBT, se determina la longitud total de red BT considerando el cubrimiento de la longitud total de las calles, por una vereda en caso de red aérea y posibilidad de cruce de las calles con acometidas a clientes, o por las dos veredas para el caso de redes subterráneas o cuando no existe posibilidad de cruce de calles con las acometidas a los clientes.

  • 5. Creación de la Empresa Modelo – Proceso de Optimización…

    5-37

    Edelnor S.A.- OSINERG GART 5/9/01

    ii. Longitud de la Red Troncal de BT

    A continuación se determina la longitud de la red troncal de BT, tomando en cuenta el número de salidas de BT de la SED y el radio de cobertura de la SED (RBT). Par determinar la longitud total se considera el factor de restricciones por manzanado KmBT debido a que la red troncal debe recorrer la cuadrícula. En el esquema se indican 3 salidas y el recorrido de los troncales, a los efectos de ilustrar.

    RBTLTroncal

  • 5. Creación de la Empresa Modelo – Proceso de Optimización…

    5-38

    Edelnor S.A.- OSINERG GART 5/9/01

    iii. Longitud de las Derivaciones Laterales de BT

    La diferencia entre la red total y la red troncal la constituyen las derivaciones laterales.

    iv. Longitud de las Acometidas a Clientes Especiales de BT

    Finalmente se incorporan las acometidas a clientes de BT con salidas exclusivas (los que se entiende que por s demanda no pueden ser alimentados desde la red general de BT). Se determina la cantidad de clientes en cada área de cobertura, a partir de la cantidad total de estos clientes y de la cantidad total de SED por cada zona.

    RBT / 2

    Lacom Cli BT

    v. Aplicación del Km

    En todos los casos analizados la aplicación del KmBT se efectúa si el RBT es mayor que el ancho de la manzana.

    B. LONGITUD DE LA RED MT

    Para el caso de la Red de MT, de la misma manera que para la Red de BT, primeramente se determina el área de cobertura de cada SET en función del número de transformadores, del factor de utilización, del factor de potencia y de los clientes y de la densidad de carga a nivel de MT (SED, pérdidas BT y clientes MT).

  • 5. Creación de la Empresa Modelo – Proceso de Optimización…

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    Edelnor S.A.- OSINERG GART 5/9/01

    RMT

    SET

    i. Longitud de la Red Troncal de MT

    La longitud de la red troncal de MT se determina de forma diferente, según se la topología analizada.

    En todos los casos se determina previamente el sector del área de cobertura de la SET que es atendido por cada alimentador, en base al número total de alimentadores disponibles para la red general de MT (es decir excluyendo los alimentadores exclusivos de clientes MT).

  • 5. Creación de la Empresa Modelo – Proceso de Optimización…

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    Edelnor S.A.- OSINERG GART 5/9/01

    Sector atendido por el Alimentador 1

    Alimentador 1

    Alimentador 2

    Alimentador 3

    A continuación se define la longitud del troncal según la topología. TOPOLOGÍA EN ANILLO

    En este caso, al no existir derivaciones, la longitud troncal del alimentador se define en función de la cantidad de Puntos de Carga (SED y clientes MT) a abastecer, y del radio equivalente de cobertura de esos puntos de carga, considerando que el alimentador debe recorrer todos los centros de carga en forma correlativa, y tomando en cuenta el factor de restricciones por manzanado, KmMT.

    El radio equivalente (RBTeq) se define para tener en cuenta los clientes MT, además de las SED, y representa la distancia media entre Puntos de Carga de la red MT (SED y clientes MT). Es un valor menor al RBT, o a lo sumo igual en el caso que no existan clientes MT en la zona estudiada.

    En el esquema se presentan los conceptos indicados, considerando tres alimentadores por SET:

  • 5. Creación de la Empresa Modelo – Proceso de Optimización…

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    Edelnor S.A.- OSINERG GART 5/9/01

    RBTeqLtroncal MT

    TOPOLOGÍA CON DERIVACIONES

    En este caso se determina la longitud del troncal en base al radio de cobertura de la SET, y al factor de restricciones por manzanado, KmMT, según se indica en el esquema, para tres alimentadores por SET:

  • 5. Creación de la Empresa Modelo – Proceso de Optimizaci�