sistema de distribucion electrica. trabajo

8/16/2019 Sistema de Distribucion Electrica. Trabajo

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Contenido

&ntroducción6666666666666666666666666666%

-% !iste7a eléctrico de potencia666666666666666666+% #ircuito de subtras7ision6666666666666666666%%%5% #on8iguraciones de los siste7as de distribución666666666%%%,% #lasi8icación de los siste7as de distribución66666666666%.% !iste7a de distribución66666666666666666666%%3% #onductores eléctricos666666666666666666666/% 'isladores66666666666666666666666666%9% #aracter:sticas de las cargas666666666666666666%2% #lasi8icación de las cargas6666666666666666666%-1%#aracter:sticas generales ) clasi8icaciones

-1%- #apacidad de la cargas666666666666666666

-1%+ #arga instalada666666666666666666666%-1%5 ;e7anda666666666666666666666666-1%, ;e7anda pro7edio6666666666666666666%%-1%. ;e7anda 7

con base en principios de e8iciencia ) calidad% os criterios ) procedi7ientos para

la planeación> el dise?o> la e=pansión> la operación ) el 7anteni7iento de los

siste7as de trans7isión ) distribución eléctrica deben ser conocidos por los


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usuarios ) deben ser globales para las di8erentes e7presas @ue prestan estos

servicios en el pa:s%

En este orden de ideas es necesario @ue los ingenieros electricistas ) los

pro8esionales vinculados con el arte de la ingenier:a eléctrica se encuentren bien

in8or7ados en todos lo concerniente al siste7a eléctricoA se 0ace necesario

entonces> conocer los principios del dise?o> los 7ateriales utilizados en el

levanta7iento de estas obras ) otros te7as @ue de una u otra 8or7a involucran el

conoci7iento de las redes de distribución%

El te=to @ue se presenta en este trabao reúne en s: los di8erentes te7as @ue

conte7pla el progra7a de la 7ateria de redes de distribución eléctrica% El te=to ens: es un co7pendio de los te7as 7 en otros

libros ) en una gran cantidad de art:culos especializados> sin e7bargo> se reúnen

a@u: todos esos es8uerzos dise7inados ) se logra obtener un 7aterial @ue

conte7ple de 7anera global todos los te7as antes 7encionados%

SISTEMA ELÉCTRIC" DE P"TENCIA

Un siste7a de potencia eléctrico se de8ine co7o el conunto de ele7entos co7oC

centrales 0idroeléctricas o tér7icas> subestaciones> l:neas de trans7isión ) redes

de distribución @ue est la energ:a eléctrica @ue necesitan en 8or7a segura

con los niveles de calidad e=igidos por el consu7idor%


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'lgunos par en nuestro 7edio est<

nor7alizada en 31 Dz% #RE( 1/1G29F

− Nú7ero de 8ases% En nuestro siste7a e=isten siste7as eléctricos del tipo

tri8


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;espeando la corriente de la ecuación

Ree7plazando en la ecuación inicial se tieneC

#on Pt I #onstante

R I #onstante

cosθ I #onstante

;e la ecuación se observa @ue si se au7enta la tensión de trans7isión vF> las

pérdidas por e8ecto Houle PF dis7inu)en% ' continuación se 7uestra la tendencia

de las pérdidas a 7edida @ue los niveles de tensión au7entan%

!ubestaciones de ;istribución% Estas reciben la potencia del circuito de

trans7isión ) la trans8or7an al voltae adecuado para el su7inistro a los

ali7entadores pri7arios%

'li7entadores Pri7arios% !on circuitos 5φ @ue salen de las subestaciones de

distribución ) proveen los ca7inos al 8luo de potencia para los Trans8or7adores

de distribución%

Trans8or7adores de ;istribución% Reducen el voltae de los ali7entadores

pri7arios al voltae adecuado para el consu7idor%

;istribución !ecundaria% ;istribu)e la potencia desde los bobinados secundarios

de los trans8or7adores de distribución 0asta los consu7idores%


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El voltae en la distribución secundaria> var:a de acuerdo a la carga @ue se va)a a

ali7entar% M geogra8:a del

terreno> disponibilidad de los derec0os de v:a> siste7a de voltae e=istente> etc%

CIRCUIT"S DE SUBTRANSMISIÓN

a tensión de estos circuitos est< co7prendida entre valores de trans7isión ) de

distribución% Estos circuitos parten de un trans8or7ador e=clusivo @ue

general7ente est< en la subestación de distribución o del devanado au=iliar de un

trans8or7ador de tres devanados%

' los niveles de subtrans7isión se 7anean en #olo7bia de7andas de potencia

del orden de -1 a 5. MV'> 7ientras @ue en distribución las de7andas est


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- I Trans8or7ador de potencia%

+ I &nterruptores%

5 I Barrae%

, I !eccionador de puesta a tierra%

. I &ngreso a la canalización%

3 I #analización%

/ I !alida de circuito%

9 I !eccionadores o cuc0illas%

2 I 'isladero%-1 I Trans8or7ador de distribución%

-- I Pararra)os%

-+ I Red secundaria%

-5 I 'co7etida !ecundaria%

-, I #ontador%


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-. I &nterruptor de bao voltae%

-3 I 'co7etida Pri7aria%

-/ I !ubestación de edi8icio> * #entro co7ercial> etc &ngreso a la

canalización

RV I Regulador de voltae%

R' I Reconectador auto7


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− Ele7entos @ue controlan la tensión co7o reguladores ) capacitores%

− Trans8or7adores de distribución% Lue se encargan de reducir el voltae de los

ali7entadores pri7arios a niveles adecuados de utilización para el consu7idor%

− !alidas de circuitos%

− 'co7etida pri7aria% Entrada de la ali7entación en urbanizaciones> 8

edi8icios> centros co7erciales> etc% !e utiliza cuando es necesario ali7entar un

centro de trans8or7ación subestaciónF%

Red secndaria

Es la encargada de distribuir la potencia de los secundarios de los

trans8or7adores de distribución a los usuarios> a un nivel de tensión adecuadopara su utilización% Pueden ser tri8


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CLASI*ICACIÓN DE L"S SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN

En general se puede 7encionar @ue para llevar la energ:a eléctrica a los

consu7idores> desde el punto de vista de construcción se tienen dos tipos de

instalacionesC aéreas ) subterr 7ientras @ue en

las subterr @ue usual7ente se utilizan son desnudos> van

soportados a través de aisladores en crucetas 7et en postes 8abricados en

concreto o 7adera o 7et


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− luvias%

− (ranizo%

− Vientos%

− Polvo%− Te7blores%

− (ases conta7inantes%

− #ontactos con ra7as de las

redes aéreas son las 7


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− ;i8icultad para localizar las 8allas cuando 0a) da?o en el aisla7iento%

− Manteni7iento costoso ) co7plicado%

− !u dise?o ) construcción es co7plicado%

Respecto a la red aérea el siste7a subterr


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El siste7a de distribución eléctrico se 0ace cada d:a 7 entre otras>

por las siguientes razonesC

− #u7ple la 8unción de enlace con el consu7idor 8inal%

− Representa un elevado costo de la inversión total del siste7a de potencia>

oscilando alrededor de un .1 del total de redes ) se eleva a un /1 cuando son

construidos con de redes subterr


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3-F>%sin e7bargo> co7o el cobre posee una densidad 792

contra +>/15F> resulta entonces @ue el alu7inio tiene una 7eor conductividad de

7asa%

o cual representa una relación de proporcionalidad de +C -%

El alu7inio es 7enos dúctil ) 71 77 de di


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Entre los ter7opl

en polietileno PEF ) en polipropileno%

En cuanto a los ter7oestables o ter7o8ios se distingue el aisla7iento en

polietileno reticulado OPEF> en etileno propileno E%P%RF ) en silanos Polietileno

reticulado para 21 gradosF%

Ca#les %ara &edia tensi!n

− Papel i7pregnado%

Para los cables de 7edia tensión no resultó nunca viable la tecnolog:a del papel

i7pregnado en aceite por re@uerir siste7as alta7ente costosos de presurización )

control de aceite> @ue sin e7bargo resultan 0o) d:a aconseable para cables de

7u) alta tensión ,11 KVF%

os cables para 7edia tensión 8ueron real7ente del tipo de aisla7iento en papel

i7pregnado en co7puesto ) llegaron a niveles de con8iabilidad ) dise?o 7u)

aceptables> pero tuvieron sie7pre algunos proble7as @ue r


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) 7ec poco peso> buena 8le=ibilidad a baas te7peraturas> buena

resistencia a la 0u7edad> ozono ) @u:7icos> ) ta7bién debido a su bao precio%

El polietileno de baa densidad ;PEF tiene sin e7bargo propiedades @ue li7itan

su uso co7o aisla7iento de cables% !iendo un ter7opl su te7peratura de

ablanda7iento es relativa7ente baa -1. $ --. #F%

Condctores %ara tensiones inferiores a 011 '

Estos conductores deben cu7plir con los ensa)os de la nor7a NT# -122 > su

aisla7iento ter7opl de uso

per7itido para te7peraturas in8eriores a los /. grados cent:grados%

− El clase TDQN> Resistente al calor ) a la 0u7edad> posee una cubierta de

n)lon% ;e uso per7itido para te7peraturas in8eriores a los /. grados cent:grados%

Aisladores:• 'islador tipo al8iler%

Es un aislador 8or7ado por uno o varios 8aldones @ue se 7ontan r:gida7ente en

un v con el cual 8or7a un conunto des7ontable%

UsoC 'islar conductores eléctricos en l:neas aéreas de redes de distribución%


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• 'islador tipo posteC

Es un aislador 8or7ado por una pieza de porcelana unida con una base 7et

8or7ando un ensa7ble r:gido con el cual se 8or7a un conunto des7ontable%

UsoC 'islar conductores eléctricos en l:neas aéreas de redes de distribución en

zonas de alta incidencia de descargas at7os8éricas%


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• 'isladores en cadenaC

#onstituidos por un nú7ero variable de ele7entos según la tensión de servicioA

8or7ando una cadena 7óvil alrededor de su punto de unión al soporte% Este es el

tipo de aislador 7


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UsosC #o7o soporte aislante en los cables tensores entre el poste ) el suelo )

para tensar l:neas aéreas ) estructuras de l:neas aéreas ) estructuras de

distribución%

• 'isladores de vidrio tipo suspensiónC

!u 8unción es la de soportar 7ec


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!on aisladores de go7a siliconada% !u construcción integral total7ente

co0esionada eli7ina vac:os% !u envoltura es 7oldeada en una sola pieza

directa7ente sobre una varilla de 8ibra de vidrio a alta presión% Dan sido dise?ados

para tener vida útil de .1 a?os re@uiriendo niveles de 7anteni7iento tendientes a

cero% !on ligeros ) 7u) 8 de ,15 a 2.9 77 de distancia de 8uga -.111lb%

• 'isladores de 'lta Tensión Rodur8le=

'isladores de suspensión de go7a siliconada con siste7a Rodur8le= para alta

tensión 0asta --11 KV% os aisladores con tecnolog:a Rodu=8le= se di8erencian

principal7ente de los aisladores tipo ine Post de cer entonces 0a) @ue co7binar varios aisladores en l:nea% ascaracter:sticas principales @ue los aisladores con tecnolog:a Rodur8le= entregan

sonC

&7presionante resistencia contra 8actores 7edioa7bientales co7o ra)os

UV> ozono> 0u7edad ) conta7inación%


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'plicaciones para siste7as de trans7isión en cual@uier parte del 7undo

para niveles por sobre los /3. KV #ostos de instalación reducidos debido a su 7enor peso ) ta7a?o% Tensión interna 7a)or @ue la del acero> con un /. 7enos de peso% 'lta

resistencia contra descargas a7bientales ) corrientes de 8uga% #orrientes de 8uga dr


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− Redes urbanas

− !uburbanas

− Rurales

− #entro de la ciudad%

Se/4n la confia#ilidad

Pri&era cate/or$a

Ta7bién lla7ada sensible% #orresponde a los usuarios para los cuales una

interrupción pondr:a en peligro vidas 0u7anasA ta7bién para a@uellos @ue tienen

co7plicados ) costosos procesos industrialesA estos usuarios deben disponer de

plantas de e7ergencia ) circuitos de respaldo% !e pueden citar en esta categor:a

los 0ospitales> grandes industrias E7presas @ue tienen circuitos a ,, KV de

di8erentes subestacionesF> instalaciones de servicio público> ilu7inación de pistas

de aeropuertos> ilu7inación de subestaciones> estaciones de bo7beros> etc%

Se/nda cate/or$a

Ta7bién lla7ada se7isensible% !on a@uellos usuarios a los cuales unainterrupción causa serios peruicios> co7o es la pe@ue?a industria> zonas

co7erciales> poblaciones 7enores> etc%

Tercera cate/or$a o nor&al

Representada por las cargas @ue ante una interrupción de la energ:a eléctrica> no

tengan asociadas unas pérdidas econó7icas altas o peruicios de granconsideración> co7o en el caso de las cargas residenciales%

Se/4n la tarifa

− #argas de pe@ue?a> 7ediana ) gran industria


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− #argas residenciales

− #argas co7erciales

− #argas de otros

En “otros" se considera la energ:a consu7ida por los edi8icios e instituciones delgobierno> el alu7brado público> instituciones de la iglesia> etc%

Se/4n el ti%o de cons&idor

Residencial

a e7presa encargada su7inistra directa7ente el voltae a niveles adecuados

para el usuario -+1 G +,1 V ó +19 G -+1 V%Estas tendr suburbana ) rural%

Indstrial

;e acuerdo al tipo de industria> tal co7o se 0a de8inido anterior7ente> se dividen

en pe@ue?a> 7ediana ) gran industria% E usuario de acuerdo a sus necesidades

de8ine la 8or7a en @ue ali7entar< sus e@uipos%

Co&ercial

!on a@uellas cargas @ue son vitales para el desarrollo econó7ico de un poblado%

!e pueden clasi8icar as:C

− reas del centro de la ciudad%

− #entros co7erciales%

− Edi8icios ) centros 8inancieros%


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#abe 7encionar @ue las cargas industrial ) co7ercial reciben un voltae para @ue

ellos 7is7os lo trans8or7en> nor7al7ente en -5>+ KV 0asta .11 KV' ) de a0: en

adelante en ,, KV%

Tr$sticas

Balnearios> centros vacacionales> 0oteles> etc%

Ser'icio oficial

Es el @ue se presta a las o8icinas de car

departa7ental o 7unicipal% !e presta ta7bién a los 7unicipios para 8ines de

ilu7inación de v:as públicas> par@ues ) se?ales de tr

0ospitales> cl:nicas> ancianatos> or8anatos ) en general e7presas de car


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Es la potencia no7inal @ue un e@uipo o siste7a eléctrico tiene para entregar% En

los datos de placa de los di8erentes aparatos del siste7a se lee la capacidad por

ee7ploC

− (enerador de /1 MV'%

− Trans8or7ador de /. KV'%

Car/a instalada

Es la su7atoria de las potencias no7inales de todos los aparatos ) e@uipos @ue

se encuentran conectados a un siste7a eléctrico sea @ue estén en operación ó no>

o @ue potencial7ente puedan conectarse al siste7a% !e e=presa en KV'> KQ% Esta

carga conectada puede re8erirse a todo un siste7a o parte de él%

Para su evaluación se to7a co7o base> ade7 las e@uivalencias dadas por el NTE# Nor7a +1.1F%

De&anda

Es la cantidad de potencia @ue un consu7idor utiliza de la red o del siste7a en un

intervalo de tie7po dado> lla7ado intervalo de de7anda%

a de7anda de un siste7a o instalación ta7bién puede de8inirse co7o la carga

7edida en los ter7inales del receptor en un intervalo de8inido de tie7po% a

de7anda puede darse tanto en KV'> Kvar> KQ> ' o co7o porcentaes de la

de7anda 7


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Ee7ploC

!i la energ:a consu7ida en una residencia en un d:a es -/>. KQ0% Encontrar la

de7anda pro7edio%

;p I -/>. KQ0F G +, 0

;p I 1>/5 KQ

De&anda &,8i&a 6DMa87

Es la 7 ta7bién se puede de8inir cual es la de7anda

7 se7anal> 7ensual o anual%

Cr'as de car/a

Est si la curva de carga es diaria> se to7ar< las de7andas

7 utilizado para la planeación del creci7iento )

e=pansión de un siste7a eléctrico%


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' continuación se 7uestran algunas curvas de carga t:picas% #abe 7encionar @ue

los valores est en el ee O se tiene el

tie7po> las unidades var:an según las necesidades% En la 8igura se 7uestra la

de7anda 7 as: 7is7o se indica @ue el


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Es la relación entre la de7anda 7 )a @ue la de7anda 7

los aparatos eléctricos de una instalación> nor7al7ente no ser en cu)o caso el 8actor de de7anda es 7enor @ue la

unidad> a e=cepción de algunos casos por ee7plo> de la red de alu7brado público

cu)o 8actor de de7anda es -> )a @ue todas las cargas est


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a de7anda 7 debe ser el pico ocurrido en el 7is7o per:odo en el cual se

to7a la de7anda pro7edio% Este 8actor es adi7ensional ) sie7pre es 7enor o

igual @ue uno%

El por lo tanto> el 8actor de carga ta7bién puede ser de8inido co7oC

*actores de carga t:picos

El 8actor de carga es 7a)or @ue cero ) 7enor @ue la unidad% Una carga constanteen un deter7inado per:odo de tie7po tiene un 8actor de carga igual a -> puesto

@ue la carga pro7edio ) el pico son iguales co7o el caso del alu7brado público%

Es necesario especi8icar el intervalo de tie7po en el @ue estén considerados los

valores de la de7anda 7


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*actor de tili)aci!n 6*U7

Es la relación entre la 75+

!i *U es 7a)or @ue - indica @ue el trans8or7ador est< siendo sobrecargado )a

@ue los usuarios le est


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En caso de @ue no se pueda 0acer una 7edición e=acta de la de7anda 7 debe utilizarse datos 0istóricos @ue representan una buena

apro=i7ación%

De&anda &,8i&a di'ersificada %ro&edio

Es la relación entre la de7anda 7


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usuarios ali7entados por un trans8or7ador> un grupo de trans8or7adores

conectados a un ali7entador pri7ario> un grupo de ali7entadores conectados a

una subestación> etc%

*actor de coincidencia o de si&ltaneidad 6*co7

En 7uc0os casos se pre8iere e7plear el inverso del 8actor de diversidad> el cual se

deno7ina 8actor de coincidencia% El 8actor de coincidencia es la relación entre la

de7anda 7


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#urvas de de7anda diversi8icada

Conclsi!n

Un !iste7a eléctrico de potencia es un !iste7a de su7inistro eléctrico cu)os

niveles de tensión son iguales o superiores a los -5+ KV> Este valor depende de

cada pa:sF


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Estos siste7as> por la gran e=tensión geogr ) por la gran cantidad de energ:a eléctrica @ue

transporta> re@uieren de la supervisión ) del co7ando a distancia> lo cual se

realiza en los #entros de 4peración ) #ontrol a través de los !iste7as !#';'%

;ebido a @ue el 8unciona7iento de los siste7as eléctricos de corriente alterna

tiene un co7porta7iento din las condiciones de 8unciona7iento deben ser

establecidas aplicando criterios de 8unciona7iento 7u) estrictos para evitar los

proble7as de estabilidad din @ue pueden llevar al siste7a al estado de

colapso% En estos estados de e7ergencia se producen apagones @ue dean a gran

cantidad de consu7idores sin el su7inistro de energ:a eléctrica> necesaria para el

nor7al 8unciona7iento de la vida 7oderna> ) el siste7a re@uiere la Restauración

de cargas%

4tros estados de e7ergencia 7enos cr:ticos pueden llevar al siste7a al colapso

de tensión% En este 8enó7eno partes del siste7a eléctrico su8ren ca:das de

tensión @ue a8ectan el 8unciona7iento de los arte8actos eléctricos conectados a la

red> lo @ue signi8ica @ue la calidad del su7inistro eléctrico es de8iciente%

os ingenieros electricistas ) electrónicos son los pro8esionales encargados del

8unciona7iento de los !iste7as eléctricos de potencia> realizando tareas deplani8icación ) operación> en los cuales no sólo se tienen en cuenta aspectos

técnicos ) 8uncionales> sino ta7bién aspectos econó7icos> ) logrando @ue el

creci7iento de la de7anda de energ:a sea satis8ec0a conveniente7ente%

Un siste7a eléctrico est< co7puesto> en tér7inos generales> por los siguientes

subsiste7asC

-% (ENER'#&N ;E ENER(W'

+% TR'N!M&!&N

5% !UBE!T'#&4NE!

,% ;&!TR&BU#&N


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.% #4N!UM4

#ada subsiste7a contiene> a su vez> di8erentes co7ponentes 8:sicos%

sistema de distribucion electrica. trabajo

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