Presentacin de PowerPoint

Claudio AedoCarlos MedinaMax MisseneFelipe Morales

Seleccin tcnico econmica de TransformadoresCarlos RojasCristbal SobrevelaAlexander TruffaJoaqun Zaror

El rol del ingeniero no es slo tcnico, tambin debe ser eficiente en el uso del capital.

Al momento de dimensionar un banco de transformadores, se hace necesario suplir la demanda creciente por varios aos.

Es por lo anterior que se hace necesario realizar un dimensionamiento ptimo considerando tanto restricciones tcnicas como econmicas.MotivacinIntroduccinSe desea crear un sistema elctrico de potencia, el cual alimente 3 ciudades, con los siguientes requerimientos.

Ciudad A: 100MW (Carcter residencial, FP = 0,92 )Ciudad B: 150MW (Carcter industrial, FP = 0,89)Ciudad C: 200MW (Carcter industrial, FP = 0,93)

Se deben tener las siguientes consideraciones:

El sistema debe abastecer estas cargas que crecern un porcentaje anual de 6%, durante diez aos.No debe haber ms de 4 transformadores por subestacin yde no ms de 300 MVA cada uno de ellos.

En caso de fallas y requerimientos del crecimiento de la carga, se debe tener en cuenta los siguientes parmetros para la eleccin de potencia del transformador:

Costos de inversin y mantenimientoCostos de prdidas en el hierroCosto de prdidas en el enrolladoEvolucin de la demandaCondiciones de respaldo

En consecuencia, se debe obtener el Valor Actualizado de Costos (VAC), para cada una de las distintas alternativas de transformadores.Costos a considerar.Valor Actualizado de Costos (VAC)Valor actualizado de costos:

Costo Total de un Transformador:

Costo de Inversin para Transformador deseado:

Co: Costo de transformador conocidoSo: Potencia de transformador conocido.Sx: Potencia del transformador deseado.

Valor Actualizado de Costos (VAC)Determinacin del costo de las prdidas:

Prdidas en el hierro del transformador:

Costo de las prdidas en el hierro:

PFO: Potencia Perdida en el hierro en el transformador conocidoSO: Potencia de transformador conocido.SX: Potencia del transformador deseado.

CE: Costo de la Energa (US$/KwH) CP: Costo de la Potencia. (US$/Kw) Prdidas en los enrollados para el transformador de potencia Sx:

La prdida total en los enrollados del transformador es:

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Ro: Resistencia equivalente del transformador So ()Rx: Resistencia equivalente del transformador Sx ()

Valor Actualizado de Costos (VAC)Luego el costo de las prdidas en (MUS$) es:

Considerando los aos de prdidas en los enrollados, en el presente:

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fcp: Factor de carga perdida.Sj: Potencia total suministrada por todos los transformadores de potencia Sx, proyectada al ao j.n: N de transformadores.V: Voltaje fase-fase referido a un lado del transformador.Coe: Costo monmico.

Valor Actualizado de Costos (VAC)Costo de las prdidas en el ncleo en (US$):

Costo inversin (MUS$):

Luego, el VAC en (MUS$) se calcular:9

Valor Actualizado de Costos (VAC)Restriccin de continuidad de suministroEs necesario imponer una relacin que nos permita operar en caso de falla de alguno de los transformadores (contingencia n-1). Es por esto que se introduce la siguiente restriccin:

La potencia mnima que cumple la restriccin es:

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Fsob: Factor de sobrecargaSj: Potencia proyectada para ultimo ao j

N=1M=0Ciudad a estudiar= M+1Determinar la futura potencia (MVA), para un tc=6% durante 10 aos.N=N+1N de transformadores a estudiar= NADEInicioObtener potencia mnima para los transformadores deseados(Sx mn)Aproximar los valores de Sx mn a valores prcticos de potenciaCalcular costos totales de inversin para N transformadoresCalcular costos totales de prdidas en el ncleo para N transformadoresABDeterminar N y Sx mnimo para el VAC escogido y guardar datos de la ciudad en cuestin.Ciudad a estudiar = 3FINCalcular costos totales de prdidas en los enrolladlos para N transformadores Calcular el VAC correspondiente a la ciudad, para N transformadores y almacenar el dato.N = 10Comparar los VAC almacenados y escoger el VAC mnimoBCCDENOSISINOPara el calculo del VAC en esta ocasin no se consideraron los costos de mantenimiento y otro tipos de variables como son:

Ambientales:Depsitos del aceite usadoReduccin de ruidos

Mantencin:Costo de reparacin o retiro del transformadorReciclaje de aceite

Consideraciones PreviasDatos Transformador Base y Potencias Demandadas

Ciudad A (Residencial)

Ciudad B (Comercial)

Ciudad C (Industrial)

Ante contingencias, el banco debe ser capaz de operar con un (1) transformador menos.Por ende se debe cumplir:

Con n=3 y Fsob=1,3Criterio n-1

Comprobacin del criterio:

Por lo tanto, los valores ptimos desde el punto de vista econmico tambin cumplen con el criterio de seguridad de suministro.

La eleccin de un transformador adecuado para un sistema se representa por una curva del VAC en funcin de la potencia, donde el valor mnimo nos entrega el ptimo tcnico econmico.

En cuanto al aspecto tcnico, el anlisis debe contemplar funcionamiento bajo contingencias (criterio n-1).

Adems, los transformadores deben tener un lmite de potencia mxima, dadas las restricciones trmicas de los componentes.

ConclusionesDado que las inversiones en el sector elctrico en Chile son privadas, se hace necesario realizar un anlisis que contemple los aspectos econmicos ya que, al invertir, se espera una rentabilidad.

Es por esto que se deben realizar proyecciones a mediano y largo plazo para poder elegir la opcin que genere un retorno de inversin elevado.