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SISTEMAS DE POTENCIA ISISTEMAS DE POTENCIA I
REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELAMINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACIÓN UNIVERSITARIA
UNIVERSIDAD POLITÉCNICA TERRITORIAL DEL ESTADO ARAGUAFEDERICO BRITO FIGUEROA
EXTENSIÓN MARACAYDEPARTAMENTO DE ELECTRICIDAD
Objeto de la CátedraObjeto de la Cátedra
Formar ingenieros con conocimientos básicos Formar ingenieros con conocimientos básicos tales que puedan efectuar análisis a los sistemas tales que puedan efectuar análisis a los sistemas de potencia en condiciones anormales de de potencia en condiciones anormales de funcionamiento con presencia de fallas funcionamiento con presencia de fallas balanceadas y desbalanceadas considerando los balanceadas y desbalanceadas considerando los diversos componentes para así tomar decisiones diversos componentes para así tomar decisiones satisfactorias a problemas de la Industria Eléctrica. satisfactorias a problemas de la Industria Eléctrica.
Es una materia que pretende introducir a los Es una materia que pretende introducir a los alumnos en la solución de los problemas en alumnos en la solución de los problemas en sistemas de Potencia en todas sus etapas de sistemas de Potencia en todas sus etapas de generación, transmisión y distribución de energía generación, transmisión y distribución de energía con la aplicación de metodologías y herramientas con la aplicación de metodologías y herramientas propios de la actividad profesional.propios de la actividad profesional.
ContenidoContenido
Unidad I: Componentes Del Sistema De Unidad I: Componentes Del Sistema De Potencia.Potencia.
Unidad II: Sistema Por Unidad.Unidad II: Sistema Por Unidad.
Unidad III: Introducción al Estudio De Unidad III: Introducción al Estudio De Fallas.Fallas.
Unidad IV: Fallas Simétricas.Unidad IV: Fallas Simétricas.
Unidad V: Fallas Asimétricas.Unidad V: Fallas Asimétricas.
Plan de EvaluaciónPlan de Evaluación
EVALUACIÓNEVALUACIÓN PORCENTAJE (%)PORCENTAJE (%) UNIDADUNIDAD
PRUEBA CORTAPRUEBA CORTA 15%15% II
EXAMEN PARCIAL 1EXAMEN PARCIAL 1 30%30% IIII
EXAMEN PARCIAL # 2EXAMEN PARCIAL # 2 30%30% III y IVIII y IV
EXAMEN PARCIAL # 3 EXAMEN PARCIAL # 3 O PROYECTOO PROYECTO
25%25% VV
TOTAL:TOTAL: 100%100%
BibliografíaBibliografía
Grainger,J-Stevenson,W (1996). Grainger,J-Stevenson,W (1996). Análisis de Sistemas de Análisis de Sistemas de Potencia.Potencia. Primera Edición. McGraw Hill Interamericana, Primera Edición. McGraw Hill Interamericana, Naucalpan de Juárez, México.Naucalpan de Juárez, México.
Lukostchuk, A. (2000). Lukostchuk, A. (2000). Fallas en sistemas de potencia.Fallas en sistemas de potencia. Trabajo no publicado de la Universidad de Carabobo.Trabajo no publicado de la Universidad de Carabobo.
Unidad I. Componentes del Sistema Unidad I. Componentes del Sistema de Potenciade Potencia
Evolución histórica de los Sistemas Evolución histórica de los Sistemas de Potenciade Potencia
1870: Nacen los primeros sistemas conformados 1870: Nacen los primeros sistemas conformados generadores individuales para una residencia que generadores individuales para una residencia que alimentaban lámparas de arco.alimentaban lámparas de arco.
1880: Thomas Edison descubre la lámpara 1880: Thomas Edison descubre la lámpara incandescente y decide crear un generador que incandescente y decide crear un generador que alimente muchas lámparas.alimente muchas lámparas.
1882: Thomas Edison crea el primer generador 1882: Thomas Edison crea el primer generador que alimenta 400 lámparas de 80W en edificios que alimenta 400 lámparas de 80W en edificios de oficinas y residencias de Walt Street en de oficinas y residencias de Walt Street en corriente continua de 100V. Le siguen Londres y corriente continua de 100V. Le siguen Londres y rápidamente se adoptan este sistema de rápidamente se adoptan este sistema de generación y distribución local con fines de generación y distribución local con fines de iluminación en zonas urbanas y rurales.iluminación en zonas urbanas y rurales.
Evolución histórica …Evolución histórica … 1883: Con la invención del transformador se 1883: Con la invención del transformador se
observan las ventajas del uso de la corriente observan las ventajas del uso de la corriente alterna lo que permite aumentar la tensión para alterna lo que permite aumentar la tensión para reducir las pérdidas y caídas de tensión.reducir las pérdidas y caídas de tensión.
1884: Se realiza el primer transporte de energía 1884: Se realiza el primer transporte de energía en corriente alterna monofásica a 18kV.en corriente alterna monofásica a 18kV.
1891: Alemania transmite corriente alterna 1891: Alemania transmite corriente alterna trifásica en un tramo de 175km. Se funda BBC y trifásica en un tramo de 175km. Se funda BBC y se proyecta el alternador trifásico y se proyecta el alternador trifásico y transformador en aceite. La IEEE fija el transformador en aceite. La IEEE fija el 24/08/1891 como el año oficial del comienzo de 24/08/1891 como el año oficial del comienzo de la utilización industrial de la corriente alterna y su la utilización industrial de la corriente alterna y su transporte.transporte.
1906: Se crea CEI (Comisión Electrotécnica 1906: Se crea CEI (Comisión Electrotécnica Internacional) para normalizar todo lo referente a Internacional) para normalizar todo lo referente a los equipos eléctricos aunque no lograron unificar los equipos eléctricos aunque no lograron unificar una misma frecuencia.una misma frecuencia.
Evolución histórica …Evolución histórica … 1910: Se alcanza la tensión de 150kV.1910: Se alcanza la tensión de 150kV. 1922: Se pone en servicio la primera línea a 245kV.1922: Se pone en servicio la primera línea a 245kV. 1926: El Parlamento Inglés crea la CEB (Central 1926: El Parlamento Inglés crea la CEB (Central
Electricity Board) con el objeto de interconectar entre sí Electricity Board) con el objeto de interconectar entre sí las 500 mayores centrales de producción en las 500 mayores centrales de producción en funcionamiento a través de una red de alta tensión con funcionamiento a través de una red de alta tensión con lo cual se inicia la interconexión de los pequeños lo cual se inicia la interconexión de los pequeños sistemas eléctricos aislados.sistemas eléctricos aislados.
En Venezuela el crecimiento de los sistemas eléctricos En Venezuela el crecimiento de los sistemas eléctricos fue impulsado por la producción petrolera de los años fue impulsado por la producción petrolera de los años 70 y 80 con lo cual se pudo emprender la explotación 70 y 80 con lo cual se pudo emprender la explotación del potencial hidroeléctrico del Río Caroní. Así se del potencial hidroeléctrico del Río Caroní. Así se conforma el sistema eléctrico que ha llevado a conforma el sistema eléctrico que ha llevado a ubicarnos como el país con mayor electrificación de ubicarnos como el país con mayor electrificación de América Latina.América Latina.
Definición de Sistema de Definición de Sistema de PotenciaPotencia
““Es una red formada Es una red formada por un conjunto de por un conjunto de componentes cuya componentes cuya función es: generar, función es: generar, transmitir y distribuir transmitir y distribuir energía eléctrica a los energía eléctrica a los usuarios bajo ciertas usuarios bajo ciertas exigencias de exigencias de continuidad del continuidad del servicio, regulación de servicio, regulación de tensión y control de tensión y control de frecuenciafrecuencia…” …” Lukostchuk, A.Lukostchuk, A.
Subsistemas:Subsistemas: Generación.Generación. Transmisión.Transmisión. SubtransmisióSubtransmisió
n.n. Distribución.Distribución. Cargas.Cargas.
DISTRIBUCIÓN
PRIMARIA
SECUNDARIA
Esquema general de un sistema de Esquema general de un sistema de potenciapotencia
GENERACIÓN
TRANSMISIÓN
SUBTRANSMISIÓNSUBTRANSMISIÓN
LÍNEA DE INTERCONEXIÓN
LÍNEA DE INTERCONEXIÓN
CARGAS CARGASFuente: Prof. A. Lukostchuk
En Venezuela…En Venezuela…El Sistema Eléctrico Nacional (SEN) lo conformaban El Sistema Eléctrico Nacional (SEN) lo conformaban 14 empresas eléctricas públicas y privadas. 14 empresas eléctricas públicas y privadas.
PÚBLICAS:PÚBLICAS: son CADAFE con sus empresas filiales son CADAFE con sus empresas filiales (Eleoriente, Elecentro, Eleoccidente, CADELA, SEMDA (Eleoriente, Elecentro, Eleoccidente, CADELA, SEMDA y Desurca), EDELCA, ENELVEN, ENELCO y ENELBAR.y Desurca), EDELCA, ENELVEN, ENELCO y ENELBAR.
PRIVADAS:PRIVADAS: son la Electricidad de Caracas con sus son la Electricidad de Caracas con sus empresas filiales (CALEV, ELEGGUA y CALEY), empresas filiales (CALEV, ELEGGUA y CALEY), ELEBOL, CALIFE, ELEVAL y SENECA.ELEBOL, CALIFE, ELEVAL y SENECA.
Desde el año 2007, mediante el Decreto Ley Nº 5.330, todas estas empresas se fusionan dando paso al nacimiento de la Corporación Eléctrica Nacional (CORPOELEC)
Fuente: Opsis
Sector Eléctrico VenezolanoSector Eléctrico Venezolano
También integran También integran el sector: el sector:
El Ministerio del El Ministerio del Poder Popular Poder Popular para la Energía para la Energía Eléctrica,Eléctrica, es el es el Órgano Rector Órgano Rector del sector con su del sector con su cuerpo asesor cuerpo asesor FUNDELEC. FUNDELEC.
CAVEINELCAVEINEL Cámara Cámara que agrupa todas que agrupa todas las empresas de las empresas de servicio público de servicio público de electricidad. electricidad.
CODELECTRACODELECTRA que que emite normas emite normas generales para los generales para los fabricantes de fabricantes de materiales y materiales y equipos que utiliza equipos que utiliza el sector.el sector.
Generación y Generación y centrales eléctricas.centrales eléctricas.
Factores que intervienen en la Generación Factores que intervienen en la Generación y Transmisión de la Energía Eléctricay Transmisión de la Energía Eléctrica
1.1. No puede almacenarse.No puede almacenarse. Se produce en el mismo Se produce en el mismo momento que se consume sin tener control sobre el momento que se consume sin tener control sobre el comportamiento del consumidor. Por Ej.:comportamiento del consumidor. Por Ej.:
Clientes en Baja Tensión No Residencial
0
10
20
30
40
50
60
70
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23
Hora
KW
h
Fuente: Araque-Cariel(2004). Tesis de Grado UC.
Factores que intervienen en la Generación y Factores que intervienen en la Generación y Transmisión de la Energía EléctricaTransmisión de la Energía Eléctrica
2.2. La demanda eléctrica aumenta continuamente. La demanda eléctrica aumenta continuamente. Ligado al mejoramiento Ligado al mejoramiento del nivel de vida y desarrollo. En Venezuela, por ejemplo:del nivel de vida y desarrollo. En Venezuela, por ejemplo:
Fuente: Opsis
CIFRAS CIFRAS EN GWhEN GWh 1.9981.998 1.9991.999 2.0002.000 2.0012.001 2.0022.002 2.0032.003 2.0042.004
ENEROENERO 6.6176.617 6.3356.335 6.4196.419 6.9536.953 7.4287.428 6.7616.761 7.6327.632
FEBREROFEBRERO 6.1586.158 5.8795.879 6.2686.268 6.2646.264 6.7566.756 6.4866.486 7.3547.354
MARZOMARZO 6.8836.883 6.7266.726 6.7286.728 7.2617.261 7.3837.383 7.4457.445 8.0728.072
ABRILABRIL 6.5356.535 6.3936.393 6.6166.616 7.0407.040 7.2327.232 7.3457.345 7.7537.753
MAYOMAYO 6.7916.791 6.8596.859 7.1197.119 7.3067.306 7.6287.628 7.7037.703 7.9887.988
JUNIOJUNIO 6.5106.510 6.5446.544 6.8786.878 7.2397.239 7.3407.340 7.3407.340 7.8067.806
JULIOJULIO 6.7356.735 6.7076.707 6.9866.986 7.3877.387 7.5977.597 7.6227.622 8.1508.150
AGOSTOAGOSTO 6.7366.736 6.6556.655 7.1817.181 7.5027.502 7.7207.720 7.6867.686 8.2358.235
SEPTIEMBRESEPTIEMBRE 6.5506.550 6.6296.629 6.8506.850 7.2887.288 7.5567.556 7.5437.543 8.0628.062
OCTUBREOCTUBRE 6.7976.797 6.7656.765 7.1847.184 7.6097.609 7.8357.835 7.8977.897 8.3408.340
NOVIEMBRENOVIEMBRE 6.5986.598 6.6356.635 7.0757.075 7.4257.425 7.6377.637 7.6577.657 8.1128.112
DICIEMBREDICIEMBRE 6.4746.474 6.6576.657 7.2327.232 7.6197.619 7.0287.028 7.8397.839 8.4218.421
TOTALTOTAL 79,3879,38 78,7878,78 82,5482,54 86,8986,89 89,1489,14 89,3289,32 95,9395,93
% **% ** -- -0,76-0,76 4,764,76 5,285,28 2,592,59 0,210,21 7,397,39
Factores que intervienen en la Generación Factores que intervienen en la Generación y Transmisión de la Energía Eléctricay Transmisión de la Energía Eléctrica
3.3. Condiciones de operación del Sistema.Condiciones de operación del Sistema. Capacidad Instalada.Capacidad Instalada. Con una adecuada planificación Con una adecuada planificación
se mantiene la disponibilidad en máquinas eléctricas se mantiene la disponibilidad en máquinas eléctricas para absorber los aumentos de demanda previendo % para absorber los aumentos de demanda previendo % de reserva sobre la demanda máxima prevista.de reserva sobre la demanda máxima prevista.
Calidad del Servicio.Calidad del Servicio. Mantener los rangos permisibles Mantener los rangos permisibles de variaciones de tensión y frecuencia del sistema, y de variaciones de tensión y frecuencia del sistema, y las interrupciones del servicio. Normas de Calidad.las interrupciones del servicio. Normas de Calidad.
Despacho Económico.Despacho Económico. Se reúnan los recursos Se reúnan los recursos humanos y materiales para repartir en forma humanos y materiales para repartir en forma económica la carga entre las distintas centrales económica la carga entre las distintas centrales generadoras haciendo el mejor uso del sistema de generadoras haciendo el mejor uso del sistema de transmisión y tomando en cuenta el rendimiento de transmisión y tomando en cuenta el rendimiento de los diferentes equipos que componen el sistema. los diferentes equipos que componen el sistema. Opsis.Opsis.
Despacho EconómicoDespacho Económico
DE básico.DE básico. DE sin pérdidas y sin límites de DE sin pérdidas y sin límites de
generación.generación. DE sin pérdidas y con límites de DE sin pérdidas y con límites de
generación.generación. DE con pérdidas.DE con pérdidas. DE con límites de red.DE con límites de red. Reparto óptimo de cargas.Reparto óptimo de cargas.
GeneraciónGeneración
Centrales Térmicas:Centrales Térmicas: VaporVapor GasGas DieselDiesel NuclearesNucleares Solar (CI)Solar (CI) GeotérmicaGeotérmica MagnetohidrodinámicaMagnetohidrodinámica BiomasaBiomasa
Centrales Térmicas:Centrales Térmicas: VaporVapor GasGas DieselDiesel NuclearesNucleares Solar (CI)Solar (CI) GeotérmicaGeotérmica MagnetohidrodinámicaMagnetohidrodinámica BiomasaBiomasa
Centrales no Centrales no Térmicas:Térmicas:
HidráulicaHidráulica EólicaEólica MaremotricesMaremotrices Solar (CD)Solar (CD)
Centrales no Centrales no Térmicas:Térmicas:
HidráulicaHidráulica EólicaEólica MaremotricesMaremotrices Solar (CD)Solar (CD)
Una central eléctrica es un conjunto de máquinas motrices, generadores, equipos de maniobra, control, protección, etc., que permiten la producción de energía eléctrica a partir de una fuente primaria.
Centrales Térmicas Centrales Térmicas a Vapora Vapor
La fuente primaria de La fuente primaria de energía es combustible y energía es combustible y carbón que se utiliza para carbón que se utiliza para transformar agua en vapor transformar agua en vapor a alta presión.a alta presión.
Esquema General de una Central con turbina a Vapor
Caldera
Condensador
AlternadorTurbina
Bomba
Energía Eléctrica
Combustible
Aire
Vapor
Energía Mecánica
Fuente de Agua
Condensado
Agua
Vapor
Fuente: A. Lukostchuk
Planta Centro
Centrales Térmicas Centrales Térmicas a Gasa Gas
La fuente primaria de energía es el gas. El La fuente primaria de energía es el gas. El fluido de trabajo son gases de la combustión. fluido de trabajo son gases de la combustión. La más comúnmente utilizada actualmente La más comúnmente utilizada actualmente son las ciclo combinado que consiguen son las ciclo combinado que consiguen rendimientos termoeléctricos muy superiores rendimientos termoeléctricos muy superiores a los de las plantas convencionales.a los de las plantas convencionales.
•La ventaja principal sobre la de vapor es la capacidad de arranque y la de tomar carga rápidamente. Se usa para cubrir cargas picos en el sistema.
TURBINA A GAS
Centrales con motores dieselCentrales con motores diesel
Estas plantas utilizan motores de combustión interna tipo diesel para impulsar el alternador.
Su elevado costo y baja capacidad limitan su aplicación a plantas de emergencia o de reserva. En Venezuela comúnmente se encuentran en industrias y hospitales.
Centrales Centrales nuclearesnucleares
La fuente de energía es la fisión nuclear controlada.
La construcción de este tipo de centrales requiere de elevada tecnología. Las ventajas que presenta es que no produce gases de combustión y bajo costo de transporte del combustible nuclear. Las desventajas son elevado costo de construcción y altos riesgos de operación.
Sin Embargo, para el 2004 la energía nuclear alcanzó su récord histórico de producción eléctrica, aportando un 16% de la energía consumida en todo el mundo inducido por los fuertes aumentos del consumo eléctrico, a la vez que una crisis sin precedentes en los combustibles clásicos: carbón, petróleo y gas natural, que duplicaron sus precios internacionales en ese año.
Central nuclear de Zorita en Guadalajara
Reactor de la planta nuclear en
Wiscasset, Maine
Central SolarCentral SolarConversión IndirectaConversión Indirecta
La fuente de energía es la proveniente del sol concentrándolas en calderas con el fin de producir vapor para impulsar una turbina.
Centrales GeotérmicasCentrales Geotérmicas
La fuente de energía primaria consiste en el calor contenido en el interior de la Tierra y el agua del subsuelo para producir vapor a presión.
Centrales Centrales MagnetohidrodinámicaMagnetohidrodinámica
La fuente de energía primaria es un gas ionizado, en un estado de plasma, que se hace conductor mediante la introducción de pequeñas cantidades de sales de potasio o cesio.
El objetivo principal de la planta de vapor con MHD es la producción de energía eléctrica a menor costo, mediante el intercambio de inversión de capital y costos de operación para obtener menores costos de combustible por kilowatt de energía eléctrica producida.
BiomasaBiomasaLa fuente de energía primaria es el empleo del fuego utilizando la leña. Tiene una fuerte desventaja ecológica por deforestación y por que los residuos también son necesarios para el suelo y económica ya que los restos de madera son demasiado valiosos para ser quemados, pues constituyen la materia prima base de la industria del tablero aglomerado.
Hoy las centrales termoeléctricas de
biomasa no son viables
económicamente.
Centrales Térmicas del SIN de Venezuela.
Nombre de la PlantaNº de
unidadesMW
Instalados Tipo de UnidadEmpresa
Propietaria Ubicación de la PlantaPLANTA CENTRO 5 2.000 Vapor Gas / Fuel - Oil CADAFE Morón (Edo. Carabobo)COMPLEJO RICARDO ZULOAGA 1.866.000 11.442.312 - 12 1.866 Vapor Gas / Fuel - Oil EDC Tacoa y Arrecifes (Edo. Vargas)RAMON LAGUNA 6 684 Vapor y Gas Gas / Fuel - Oil ENELVEN Maracaibo (Edo. Zulia)OSCAR AUGUSTO MACHADO 5 450 Gas Gas / Gas - Oil EDC Caracas (Distrito Capital)RAFAEL URDANETA 14 374,4 Gas Gas / Gas - Oil ENELVEN Maracaibo (Edo. Zulia)TERMOZULIA 2 300 Gas Gas / Gas - Oil ENELVEN Maracaibo (Edo. Zulia)PLANTA TACHIRA 9 237,4 Gas Gas / Gas - Oil CADAFE La Fría (Edo. Táchira)PLANTA TACHIRA 20 (Gen. Distribuida) PI La Fría (Edo. Táchira)ALFREDO SALAZAR 3 210 Gas Gas CADAFE Anaco (Edo. Anzoategui)PUNTO FIJO 8 199 Gas Gas / Gas - Oil CADAFE Punto Fijo (Edo. Falcón)LUISA CACERES 11 250,4 Gas Gas - Oil SENECA Margarita (Edo. Nueva Esparta)GUANTA 2 140 Gas Gas CADAFE Guanta (Edo. Anzoategui)PLANTA DEL ESTE 8 139 Gas Gas ELEVAL Valencia (Edo. Carabobo)ENELBAR 9 138,88 Gas y Diesel Gas / Gas - Oil ENELBAR Barquisimeto (Edo. Lara)PEDRO CAMEJO 3 60 Gas Gas CADAFE Valencia (Edo. Carabobo)PLANTA CASTILLITO 3 74,4 Gas Gas ELEVAL Valencia (Edo. Carabobo)PLANTA CORO 4 71,25 Gas Gas - Oil CADAFE Coro (Edo. Falcón)SAN FERNANDO 2 40 Gas Gas - Oil CADAFE San Fernándo (Edo. Apure)SAN FERNANDO 30 (Gen. Distribuida) PI San Fernándo (Edo. Apure)SANTA BARBARA 3 45 Gas y Diesel Gas - Oil ENELVEN Santa Barbara (Edo. Zulia)SAN LORENZO 2 40 Gas Gas ENELVEN Cabimas (Edo. Zulia)CONCEPCION 2 32 Gas Gas / Gas - Oil ENELVEN Maracaibo (Edo. Zulia)JUSEPIN 1 20 Gas Gas EDELCA Jusepín (Edo. Monagas)SANTA BARBARA 1 20 Gas Gas EDELCA Santa Bárbara (Edo. Monagas)CASIGUA 2 39,9 Gas Gas ENELVEN Casigua (Edo. Zulia)CARORA 1 12 Gas Gas ENELBAR Carora (Edo. Lara)TOTAL 118 7.493,63 Térmica SIN VENEZUELAFuente: Opsis
Centrales Centrales HidráulicasHidráulicas
La fuente primaria de energía La fuente primaria de energía potencial liberada por el peso potencial liberada por el peso del agua que cae a través de del agua que cae a través de una distancia vertical (salto) una distancia vertical (salto) obtenida por medio de un obtenida por medio de un embalse.embalse.
La ventaja principal radica en que son libres de contaminación y la fuente primaria de energía es libre de costo. La desventaja es que la presa es costosa y provoca impacto ambiental sobre el sistema natural del río.
Complejo Hidroeléctrico Simón Bolívar (Guri)
Delta Solar
Jesús Otero
Uribante Caparo
Macagua
Centrales Hidráulicas del SIN de Venezuela.
Nombre de la PlantaNº de
unidadesMW
Instal.Empresa
Propietaria Ubicación de la Planta
GURI I 10 2.575 EDELCA Guri (Edo. Bolívar)GURI II Hidráulica 10 6.300 EDELCA Guri (Edo. Bolívar)MACAGUA I 6 360 EDELCA Pto. Ordaz (Edo. Bolívar)MACAGUA II 12 2.400 EDELCA Pto. Ordaz (Edo. Bolívar)MACAGUA III 2 170 EDELCA Pto. Ordaz (Edo. Bolívar)CARUACHI 4 720 EDELCA Caruachi (Edo. Bolívar)SAN AGATON 2 300 CADAFE Uribante Caparo (Edo. Táchira)JOSE A. PAEZ 4 240 CADAFE Santo Domingo (Edo. Mérida)JUAN A. RODRIGUEZ 2 80 CADAFE Barinas (Edo. Barinas)TOTAL Hidráulica 52 13.145 SIN VENEZUELAFuente: Opsis
Centrales EólicasCentrales Eólicas
La fuente de energía primaria consiste el movimiento de grandes masas de aire (energía cinética del viento)
En 2004 ya es competitiva la producción de electricidad en los lugares donde la velocidad media del viento supera los 4 metros por segundo. La capacidad instalada era de 40.000 MW en 2003, concentrada en Alemania, España, Estados Unidos y Dinamarca.
Central MaremotrizCentral Maremotriz
La fuente de energía primaria consiste el movimiento de las mareas.
Esto constituye un recurso energético que en algunos casos ya ha dado resultado como la central maremotriz de la Rance.
Central Maremotriz del Rance (Francia).
Central Solar (Conversión Directa)Central Solar (Conversión Directa)
La fuente de energía primaria es la energía solar directa mediante la captación térmica activa o pasiva y merced a la captación fotónica, origen de las actuales células fotovoltaicas.
Una desventaja es el uso de extenso territorio, debido a las grandes superficies requeridas.
Consumo de Energía PrimariaConsumo de Energía Primaria
TRANSMISIÓNTRANSMISIÓN
Transporta la energía Transporta la energía desde las centrales de desde las centrales de generación hacia generación hacia todos los puntos del todos los puntos del sistema.sistema.
Mueven grandes Mueven grandes bloques de energía.bloques de energía.
Las tensiones típicas Las tensiones típicas son 765kV, 400kV, son 765kV, 400kV, 230kV.230kV.
161km
TRANSMISIÓNTRANSMISIÓN
SUBTRANSMISIÓNSUBTRANSMISIÓN
Entre Sistema de Entre Sistema de Transmisión y Transmisión y Distribución.Distribución.Distribuye energía a Distribuye energía a determinadas determinadas subestaciones de subestaciones de distribución.distribución.No interconecta No interconecta centrales.centrales.Alimenta cargas de Alimenta cargas de gran magnitud.gran magnitud.Puede alimentarse de Puede alimentarse de generación local.generación local.
SUBTRANSMISIÓNSUBTRANSMISIÓN
Tensiones típicas: 34.5kV, 69kV, 115kV.Tensiones típicas: 34.5kV, 69kV, 115kV. Bloques de energía por circuito: 50MVA Bloques de energía por circuito: 50MVA
(34.5kV) y 100 MVA (115kV)(34.5kV) y 100 MVA (115kV)
DISTRIBUCIÓNDISTRIBUCIÓNEntre barras de S/E Entre barras de S/E
y las cargas.y las cargas.
Comprende circuitos Comprende circuitos
primarios, transformadores de distribución, primarios, transformadores de distribución, circuitos secundarios, acometidas, circuitos secundarios, acometidas, dispositivos.dispositivos.
Aérea o subterránea.Aérea o subterránea.
Radial o en anillo.Radial o en anillo.
DISTRIBUCIÓNDISTRIBUCIÓN
PRIMARIA:PRIMARIA: Tensiones típicas: 2.4kV, 4.8kV, 8. 31kV, Tensiones típicas: 2.4kV, 4.8kV, 8. 31kV,
12.47kV, 13.8kV, 24kV.12.47kV, 13.8kV, 24kV. Bloques de energía por circuito: hasta Bloques de energía por circuito: hasta
5MVA (12.47 y 13.8kV).5MVA (12.47 y 13.8kV). Circuitos Trifásicos y monofásicos. Circuitos Trifásicos y monofásicos.
Troncales, ramales y subramales. Radial.Troncales, ramales y subramales. Radial. Cargas típicas: industrias, centros Cargas típicas: industrias, centros
comerciales, edificios, grupos de comerciales, edificios, grupos de viviendas.viviendas.
DISTRIBUCIÓNDISTRIBUCIÓNSECUNDARIA:SECUNDARIA: Tensiones típicas: 120V, 208/120V, Tensiones típicas: 120V, 208/120V,
240V, 440V, 480V.240V, 440V, 480V. Bloques de energía por circuito Bloques de energía por circuito
dependen del alimentador (exclusivo o dependen del alimentador (exclusivo o compartido).compartido).
Circuitos Trifásicos y monofásicos.Circuitos Trifásicos y monofásicos. Radial o anillo.Radial o anillo.
DISTRIBUCIÓNDISTRIBUCIÓN
NORMAS PARA DISEÑO, OPERACIÓN Y NORMAS PARA DISEÑO, OPERACIÓN Y CONSTRUCCIÓN:CONSTRUCCIÓN:
Normas de calidad del servicio de Normas de calidad del servicio de distribución de electricidad.distribución de electricidad.
Normas CADAFE.Normas CADAFE. Normas COVENIN.Normas COVENIN. Normas ELECAR.Normas ELECAR. CEN.CEN.
CARGASCARGAS
Consumidores de energía.Consumidores de energía.
Comportamiento dinámico.Comportamiento dinámico.
Variables controladas: tensión y Variables controladas: tensión y frecuencia.frecuencia.
Determinan el comportamiento del Determinan el comportamiento del sistema de potencia.sistema de potencia.
TIPOS DE CARGASTIPOS DE CARGAS
UBIC. GEOGURBANA RURAL
SUB-URBANA
Uso de la Energía
EspecialesOficial
ComercialResidencial
Industrial
Según las tarifas
Residencial Social
Residencial General
Residencial Alto Consumo
Servicio General 1
Servicio General 2
Servicio General 3
Servicio de Alumbrado Público Según la Densidad del
Municipio
Alta Densidad
Baja Densidad
Mediana Densidad
Muy Alta Densidad
Muy Baja Densidad
Alta Baja
Media
Según la Tensión de suministro
FACTORES QUE INFLUYEN EN FACTORES QUE INFLUYEN EN EL COMPORTAMIENTO DE LA EL COMPORTAMIENTO DE LA
DEMANDA DEMANDA Clima.Clima.
Nivel de ingreso o actividad económica del Nivel de ingreso o actividad económica del suscriptor.suscriptor.
Precios de la Energía.Precios de la Energía.
Número de suscriptores.Número de suscriptores.
Grado de urbanización.Grado de urbanización.
Tecnología.Tecnología.
Comportamiento sociocultural del Comportamiento sociocultural del suscriptor.suscriptor.
Sistema InterconectadoSistema Interconectado
VENTAJASVENTAJAS Optimizar los costos de la producción de Optimizar los costos de la producción de
energía eléctrica.energía eléctrica. Disminuye la reserva.Disminuye la reserva. Aumenta la confiabilidad.Aumenta la confiabilidad.
DESVENTAJASDESVENTAJAS Aumento del nivel de Aumento del nivel de
cortocircuito.cortocircuito. Caída total del sistema.Caída total del sistema. Protecciones.Protecciones.
Un sistema interconectado es un conjunto de Un sistema interconectado es un conjunto de dos o más sistemas de potencia.dos o más sistemas de potencia.
Sistema Interconectado Sistema Interconectado NacionalNacional
La RedLa Red de Transmisión del Sistema de Transmisión del Sistema Interconectado Nacional, la integran líneas con Interconectado Nacional, la integran líneas con niveles de tensión a 765, 400 y 230 kV niveles de tensión a 765, 400 y 230 kV propiedad de las empresas signatarias del propiedad de las empresas signatarias del Contrato de Interconexión.Contrato de Interconexión.La coordinación de la operación se ejecuta a La coordinación de la operación se ejecuta a través del Despacho Central de Carga de través del Despacho Central de Carga de OPSIS, bajo los esquemas de seguridad y OPSIS, bajo los esquemas de seguridad y continuidad en el suministro de la demanda y continuidad en el suministro de la demanda y la energía requerida, además de propiciar el la energía requerida, además de propiciar el despacho económico de los recursos de despacho económico de los recursos de generación que optimizan el uso de la energía generación que optimizan el uso de la energía hidráulica a través de las redes de hidráulica a través de las redes de transmisión.transmisión.
Sistema Interconectado NacionalSistema Interconectado Nacional
La coordinación de la operación se ejecuta a través del La coordinación de la operación se ejecuta a través del Despacho de CargaDespacho de Carga
SINSIN kVkV kmkmGuri, Malena, San Gerónimo, La Guri, Malena, San Gerónimo, La Horqueta, La Arenosa, O.M.Z y YaracuyHorqueta, La Arenosa, O.M.Z y Yaracuy 765765 20832083
Guri, Guayana, Macagua, Palital, Tigre, Guri, Guayana, Macagua, Palital, Tigre, El Furrial, Jose, Sta. Teresa, Cdad. El Furrial, Jose, Sta. Teresa, Cdad. Lozada, La Horqueta, La Arenosa, Lozada, La Horqueta, La Arenosa, Planta Centro, Yaracuy, El Tablazo Planta Centro, Yaracuy, El Tablazo
400400 41904190
Guri, Cdad. Bolívar, Indio, Tigre, Guri, Cdad. Bolívar, Indio, Tigre, Casanay, Barbacoa, Cdad. Lozada, Casanay, Barbacoa, Cdad. Lozada, OMZ, San Isidro, Cabudare, Yaracuy, OMZ, San Isidro, Cabudare, Yaracuy, Morochas, Bella Vista, Páez, San Morochas, Bella Vista, Páez, San Agatón, Uribante, El Vigía, Interc.Agatón, Uribante, El Vigía, Interc.
230230 56065606
REPRESENTACIÓN REPRESENTACIÓN DE LOS SISTEMAS DE LOS SISTEMAS
DE POTENCIADE POTENCIA
Identificar y diferenciar los Identificar y diferenciar los elementos que conforman un elementos que conforman un sistema de potencia.sistema de potencia.
DIAGRAMA UNIFILARDIAGRAMA UNIFILAR
Es el diagrama resultante de la Es el diagrama resultante de la simplificación de un sistema trifásico simplificación de un sistema trifásico
balanceado en un sistema monofásico balanceado en un sistema monofásico cuando se omite el neutro y se cuando se omite el neutro y se
reemplaza los circuitos equivalentes reemplaza los circuitos equivalentes de los componentes por símbolos.de los componentes por símbolos.
Símbolos NormalizadosSímbolos Normalizados
Cada país establecen sus normas respecto a Cada país establecen sus normas respecto a los símbolos normalizados para los los símbolos normalizados para los componentes de los sistemas de potencia.componentes de los sistemas de potencia.
En Venezuela las normas vigentes la En Venezuela las normas vigentes la establece Covenin. establece Covenin.
En el caso de símbolos gráficos para En el caso de símbolos gráficos para sistemas de potencia es la Nº 391-74 y para sistemas de potencia es la Nº 391-74 y para instalaciones eléctricas de inmuebles es la instalaciones eléctricas de inmuebles es la Nº 398-84.Nº 398-84.
P/Q
P/Q
P/Q
G1
G2
G3
T1
T2
T3
T4
L1
L2
L3 L4
L5
Y
Y
Y
Y
YY
Y
D
D
DY
D
A
B C
G
F
D
E
H
I
Diagrama Unifilar de un Diagrama Unifilar de un Sistema de PotenciaSistema de Potencia
Aspectos importantesAspectos importantesBarra Situación del neutro
Parámetros de las líneas Parámetros de los componentes
AConexión eléctrica que une varios elementos de un sistema.
Presenta cómo están los neutros respecto a tierra.
YD
Indica los valores de la línea (Z, km).
L1 Generadores y Transformadores: MVA o kVA, kV, Y o D, Z.
Cargas: P/Q, kV.
Circuitos equivalentesCircuitos equivalentesGenerador, motor o condensador sincrónico
Transformador
Línea de transmisión Cargas
Diagrama de impedanciasDiagrama de impedanciasPartiendo del Diagrama unifilarPartiendo del Diagrama unifilar
Se construye el diagrama de Se construye el diagrama de impedanciasimpedancias
G1
Y
L1B C
YY
T1A
T2
YY Y
D CARGA
Diagrama de impedanciasDiagrama de impedanciasTambién puede ser conformado el También puede ser conformado el diagrama de impedancias trifásico.diagrama de impedancias trifásico.
Diagrama de reactanciasDiagrama de reactanciasPara efectuar simplificaciones:Para efectuar simplificaciones: Se elimina rama shunt en transformadoresSe elimina rama shunt en transformadores Se considera que RSe considera que R<<X por lo que se <<X por lo que se
elimina parte resistiva de Z en elimina parte resistiva de Z en generadores y transformadores.generadores y transformadores.
Se eliminan cargas no contribuyentes Se eliminan cargas no contribuyentes salvo en caso de motores.salvo en caso de motores.
Para cálculos manuales se eliminan la Para cálculos manuales se eliminan la resistencia y los condensadores en resistencia y los condensadores en derivación.derivación.
Diagrama de reactanciasDiagrama de reactancias
GENERADOR 1 LÍNEA DE TRANS.
TRANSFORMADOR 2TRANSFORMADOR 1
GENERADOR 2
EjemploEjemplo Construir el diagrama de impedancias por fase y Construir el diagrama de impedancias por fase y
trifásico y el diagrama de reactancias del trifásico y el diagrama de reactancias del siguiente sistema de potencia:siguiente sistema de potencia:
P/QG1
T1
T2
T3
L1
L2
L3
Y
Y
YY
Y
A
B C
E
D
F
G
Y
Y
Y
