Cálculo de pérdidas en redes eléctricas Parte 2
TEMARIO CONTENIDO • Conceptos básicos • Pérdidas en líneas y cables • Pérdidas en Transformadores • Pérdidas en bancos de condensadores
• Definiciones varias • • • •
Factor de Carga Factor de pérdidas Relación entre estos dos factores Formas de calcularlos
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TEMARIO CONTENIDO • Aspectos Regulatorios • Redes Radiales • Uso de los factores de pérdidas • Medición al inicio del circuito • Frecuencia de operación
• Redes anilladas • Influencia de los despachos • Sentido de los factores cagallegos@gmail.com
Aspectos Regulatorios CREG 015 - 2018
Aspectos Regulatorios
Modelo de Impedancia Constante
No importa el voltaje de alimentación, la potencia consumida por la carga, siempre será la misma. En este caso 2057 kW y 995.58 kvar
No importa el voltaje de alimentación, la corriente (A) exigida a la carga siempre es la misma. En este caso 100 Amp
Modelo de Impedancia Constante
El software calcula la impedancia (R y X ) a voltaje nominal: R=
. .
= 84.677 Ω
Luego calcula la potencia consumida dependiendo del voltaje de operación. En este caso la potencia se calcularía como:
X=
. .
. .
= 174.84 Ω
=2042.1 kW
. .
=0.989 kvar
Modelo de Impedancia Constante
Pérdidas de la línea con el modelo de: Potencia constante: 3.021 kW Corriente Constante: 3.000 kW Impedancia Constante: 2.979 kW El modelo que produce las menores perdidas es el de Impedancia constante La carga realmente se comporta como una mezcla de los modelos anteriores. Para cada electrificadora o incluso circuito puede ser diferente
Contenido • Aspectos Regulatorios • Redes Radiales • Uso de los factores de pérdidas • Medición al inicio del circuito • Frecuencia de operación
• Redes anilladas • Influencia de los despachos • Sentido de los factores
Redes Radiales – Flujos de Carga Horarios La carga no es constante durante el día.
Redes Radiales – Flujos de Carga Horarios hora
kW
kvar
kVA
A
1
2533
777
2649
115.9
2
2414
741
2525
110.4
3
2341
714
2447
107.0
4
2226
684
2328
101.8
5
2165
667
2265
99.1
6
2141
666
2242
98.1
7
2183
693
2290
100.2
8
2323
753
2442
106.8
9
2672
856
2806
122.7
10
3058
968
3207
140.3
11
3163
1007
3319
145.2
12
3183
1021
3343
146.2
13
3210
1038
3374
147.6
14
3124
1026
3288
143.8
15
3221
1058
3391
148.3
16
3337
1082
3508
153.4
17
3325
1075
3495
152.9
18
3259
1062
3428
149.9
19
3175
1027
3337
145.9
20
3123
997
3278
143.4
21
3026
957
3174
138.8
22
2968
907
3103
135.7
23
2869
873
2999
131.2
24
2720
829
2843
124.4
0.7284
0.7284
Redes Radiales – Flujos de Carga Horarios kVA
A
Las anteriores son las demandas al inicio del circuito. Si se supone, lo cual no es cierto, que la R es la misma a lo largo de todo el circuito, entonces se podría calcular el factor de pérdidas con la medición.
2649
115.9
2525
110.4
2447
107.0
2328
101.8
2265
99.1
2242
98.1
Da igual con Amperios o con kVA dado que se supone que el factor 13.2 * √3 es el mismo para todas las mediciones
2290
100.2
2442
106.8
2806
122.7
3207
140.3
3319
145.2
3343
146.2
3374
147.6
3288
143.8
3391
148.3
3508
153.4
3495
152.9
3428
149.9
3337
145.9
3278
143.4
3174
138.8
3103
135.7
2999
131.2
2843
124.4
Factor de Pérdidas
0.7284
0.7284
Redes Radiales – Flujos de Carga Horarios Se cálculo con el software, incluyendo todos los decimales y dio
Factor de Pérdidas
0.7284
Redes Radiales – Flujos de Carga Horarios Se presentan a continuación datos de la siguiente red, la cual servirá para ilustrar aspectos del Factor de pérdidas, flujos de carga horarios y redes radiales
Son tramos de línea de un circuito de distribución con diferente resistencia y cargas (C5, C6) a las cuales se les ha asignado una curva de carga horaria
C5 - kW C5 - kvar 2010 792 1939 779 1883 766 1827 748 1780 735 1744 728 1699 730 1649 761 1702 817 1731 851 1736 872 1744 879 1760 880 1846 899 1925 915 1858 898 1800 872 1731 837 1709 807 1822 772 1915 770 1999 777 2052 781 2055 792
En la siguiente diapositiva se presentan los resultados del flujo de carga horaria al inicio del circuito
C6 - kW C6 kvar 802 491 787 487 775 487 758 480 749 479 743 480 768 509 837 581 1112 749 1701 1102 2673 1662 2720 1676 2626 1593 1568 980 1399 928 1817 1151 2550 1580 2561 1577 2528 1502 2321 1295 2012 1113 1106 648 907 538 827 497
Redes Radiales – Flujos de Carga Horarios Medición al inicio del circuito MW 2.846 2.758 2.69 2.614 2.557 2.514 2.494 2.515 2.856 3.505 4.553 4.611 4.525 3.481 3.385 3.757 4.485 4.425 4.364 4.252 4.017 3.149 2.997 2.917
Mvar 1.404 1.381 1.362 1.332 1.314 1.305 1.336 1.446 1.705 2.177 2.944 2.975 2.872 2.092 2.041 2.304 2.841 2.793 2.672 2.391 2.16 1.578 1.453 1.415
Factor de pérdidas real, con base en flujos de carga horario: 0.5308
Aun cuando el factor 0.5308 es mas preciso, requiere de información difícil de obtener. Se acostumbra a utilizar el factor calculado con la demanda al inicio del circuito. En este caso 0.551016
F. Pérdidas = 0.551016
C5 kW 2010 1939 1883 1827 1780 1744 1699 1649 1702 1731 1736 1744 1760 1846 1925 1858 1800 1731 1709 1822 1915 1999 2052 2055
C5 kvar 792 779 766 748 735 728 730 761 817 851 872 879 880 899 915 898 872 837 807 772 770 777 781 792
C6 - kW C6 kvar 802 491 787 487 775 487 758 480 749 479 743 480 768 509 837 581 1112 749 1701 1102 2673 1662 2720 1676 2626 1593 1568 980 1399 928 1817 1151 2550 1580 2561 1577 2528 1502 2321 1295 2012 1113 1106 648 907 538 827 497
Contenido • Aspectos Regulatorios • Redes Radiales • Uso de los factores de pérdidas • Medición al inicio del circuito • Frecuencia de operación
• Redes anilladas • Influencia de los despachos • Sentido de los factores
Redes Anilladas Datos Básicos (115 kV)
Redes Anilladas
Flujo de Potencia 11:00 a.m. de acuerdo a las curvas de carga previas.
Redes Anilladas Si se hace un flujo de carga en el dominio del tiempo, por ejemplo un flujo cada hora, ahora se tienen variable de energía (kWh) y no de potencia (kW)
Factor de Pérdidas
Debido a que el fin último son las pérdidas de energía, en principio el factor de pérdidas deja de ser importante
Redes Anilladas Efecto del despacho Interno Supongamos tres despachos internos, para el generador P = 10 MW P = 20 MW P = 30 MW 10 MW 20 MW 30 MW
Redes anilladas Como se realiza el cálculo con demanda horaria? Puede mejorarse la metodología siguiente pero en general, se hace de la siguiente forma. Se realiza el flujo de carga a una hora. Supongamos el de las 11:00 de la diapositiva anterior. Se calculan las pérdidas de potencia (es un resultado del flujo de carga) y si se supone que la carga permanece constante durante una hora, entonces ya que las pérdidas de potencia fueron
Las de energía son 164.76 kWh. Y así sucesivamente para todas las horas. En resumen, es el área bajo la curva de pérdidas de potencia
Redes Anilladas Si suponemos tres despachos, donde cada despacho se repite ti horas, para un total de 8760 horas Se calcularían las pérdidas de la siguiente forma Total pérdidas = ∑
𝑒𝑛𝑒𝑟𝑔í𝑎 𝑝é𝑟𝑑𝑖𝑑𝑎𝑠 𝑒𝑛 𝑒𝑙 𝑝𝑒𝑟𝑖𝑜𝑑𝑜 𝑡
Supongamos que un despacho se da 2200 horas, otro 3700 horas y el otro 2860 horas. Las pérdidas de energía son 75000 kWh, 45000 kWh y 82500 kWh respectivamente, entonces el total de pérdidas seria 75000 +
45000 +
82500 = 64777.4 𝑘𝑊ℎ 𝑎𝑛𝑢𝑎𝑙𝑒𝑠
Redes anilladas En resumen, el factor de pérdidas para calcular la energía de pérdidas es poco útil en redes anilladas. Solución con dificultades A) Disponer de la curva de carga de cada carga. B) Para facilitar las corridas, disponer de un software que automáticamente realice todas las corridas C) Si la red a simular tiene varios puntos de inyección, disponer de curvas de inyección típicas similares a las de la diapositiva anterior, para n-1 puntos de inyección D) Es posible que la inyección de potencia sea muy diferente a la generación local en ese caso, se tienen muchos escenarios.
Pérdidas no Técnicas Las anteriores fueron pérdidas técnicas. Hay pérdidas técnicas difíciles de obtener por cálculos Pérdidas por desbalance Pérdidas de Efecto Corona Pérdidas por conductancia Pérdidas por aislamiento Imprecisiones en datos técnicos (distancia, resistencia – temperatura, etc) • Pérdidas en barrajes • Servicios Auxiliares (SSAA) • ……………… • • • • •
Las pérdidas totales son: Pérdidas Técnicas + Pérdidas no Técnicas Las llamadas pérdidas NO técnicas básicamente son por robo.
Gracias César A. Gallego S. cagallegos@gmail.com Cel. 302 307 1111
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