Download - LT 1 Introduccion
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Fredy Saravia PoicónIng. Electricista, [email protected]
Lima, Setiembre de 2009
Introducción al Curso
Mercado Eléctrico
Universidad Nacional de IngenieríaFacultad de Ingeniería Mecánica
Departamento de Electricidad
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I .- Introducción. Panorama del Curso
II.- Parte Eléctrica de las Líneas de Transmisión
III.- Aspectos Económicos y Regulatorios en la Transmisión
IV.- Parte Mecánica de las Líneas de Transmisión
V.-Temas de Perspectiva en los Proyectos de Líneas
Partes del Curso
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I .- Introducción. Panorama del Curso
II.- Parte Eléctrica de las Líneas de Transmisión
III.- Aspectos Económicos y Regulatorios en la Transmisión
IV.- Parte Mecánica de las Líneas de Transmisión
V.-Temas de Perspectiva en los Proyectos de Líneas
Partes del Curso
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Introducción al Curso
El Ing. Mecánico Electricista y los Sistemas de Transmisión. Desarrollo de los Sistemas Principales Definiciones: Tensión Nominal, de Operación,
Transmisión, Distribución. Configuración de las redes y Sistemas. Tipos de Transmisión de potencia Construcción de las líneas de transmisión
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Los Sistemas de Transmisión y el Ing. Mec. Electricista
Desarrollo Económico: Aumento consumo de energía.
Año 1992: LCE - Nuevo marco regulatorio Sector eléctrico: Generación, T & D. T & D - Esquema de monopolio, pero
regulado. Objetivo: Aplicar criterios técnicos:
Planeamiento, Diseño, Construcción, O&M y económicos: Valuación, rentabilidad, optimización.
Analizar el entorno de proyectos de T&D. Sector Energético (Regulador ó Privado), Mineria, Industria.
Economía vs Energía
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
2013
2014
2015
Años
PB
I US
$, C
on
su
mo
MW
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Ampliaciones del sistema
Los montos invertidos por los Agentes del Mercado Eléctrico Mayorista, en
instalaciones del Sistema de Transporte en Alta Tensión, durante el Período 1993-
2001 son:
EE.TT.
103,120,000
(15%)
Salidas de Líneas
46,231,313
(6.7%)
Transformadores
27,605,000
(4%)
Capacitores
35,733,240
(5.2%)
Líneas
475,961,647
(69.1%)
Total
U$S 688.651.200
{
Capacidad de Transformación:10.450 MVA (+32%)
Líneas de Transporte: 9.666 km (25%)
Capacitores Serie: 2716 MVAr (+267%)
Reactores yCompensadores
Sincrónicos6530 MVAr (+31%)
EE.TT.: 35 (+21%)
Puntos de Conexión: 103 (+66%)
9098 km en 500 kV (+27%)
568 km en 220 kV ( 0%)
Crecimiento en
unidades físicas del
Sistema de Transporte
de Energía Eléctrica en
Alta Tensión.
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La característica de los países
País Area HabitantesMkm2 Millon hab /km2 kWh/hab Kwh /1000
Km2PERU 1,3 29 22,2 648 14ARG 2,8 37 12,8 2354 31BRA 8,5 170 20 2121 42CAN 9,9 30 3 15147 46RUS 17 145 8,5 5579 48MEX 1,9 100 50,9 1244 65CHN 9,6 1240 129,2 912 118IND 3,3 1049 319 474 151ESP 0,5 40 78,9 3594 286USA 9,8 273 29 11571 322ITA 0,3 57 190,4 4163 795
País Area HabitantesMkm2 Millones hab /km2 kWh/hab Kwh /1000
Km2PERU 1,3 29 22,2 648 14ARG 2,8 37 12,8 2354 31BRA 8,5 170 20 2121 42CAN 9,9 30 3 15147 46RUS 17 145 8,5 5579 48MEX 1,9 100 50,9 1244 65CHN 9,6 1240 129,2 912 118IND 3,3 1049 319 474 151ESP 0,5 40 78,9 3594 286USA 9,8 273 29 11571 322ITA 0,3 57 190,4 4163 795
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La transmisión: km de líneas de AT (>220 KV) / Consumo anual Twh
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50
100
150
200
250
300
350
400
450
Ingla
terra
EEUU
Europ
a
Argen
tina
China
India
Amér
ica L
atina
Rusia
Perú
Panam
á
Km/Twh
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Experiencia general de AL en transmisión
Hay elementos regulatorios donde existen cierto grado de consenso sobre su eficacia:
Los esquemas BOOT para el desarrollo de las instalaciones decididas
La remuneración de la transmisión El libre acceso y su reglamentación
Existen otros donde la experiencia no siempre permite obtener resultados objetivos, como ser:
La relación expansión planificada- decisión del Mercado. El sistema de tarificación a los usuarios de la transmisión.
La necesidad de precios nodales Los cargos de transmisión
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Línea de Transmisión
Sistema electromecánico:
- Estructura, aisladores, conductor, ferretería, puesta a tierra y otros.
Clasificación por Niveles de Tensión Líneas de Baja Tensión Líneas de Media Tensión Líneas de Alta y Muy Alta Tenión
Clasificación por Tipo de Corriente Líneas deTransmisión de Corriente
Alterna Líneas de Transmisión de Corriente
Contínua
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Desarrollo de los Sistemas Eléctricos
Sistema Eléctrico Aislado Sistema energético generalmente formado por una central eléctrica, línea de
transmisión, subestación y cargas. Sistema Eléctrico Interconectado
Sistema energético formado por centrales eléctricas, líneas de transmisión y subestaciones. Integración de sistemas aislados.
Beneficios: Optimizar recursos (combustibles, agua,...) Mejora de la Confiabilidad Mejora la Calidad de Energía Optimizar las pérdidas de energía.
Integración de Sistemas Eléctricos / Enlaces Internacionales Permite las transacciones internacionales de compra/venta
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Los Sistemas Interconectados Nacionales
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Principales Definiciones
Características de las Líneas de Transmisión
Longitud, Sección y Material del Conductor.
Tensión Nominal.
Tipos de estructuras.
Configuración: Tensión Nominal
Tensión a la cual se calcula el equipamiento (generadores, líneas, trafos, etc) permitiendo una operación normal del sistema obteniendo economías.
Tensión de Operación
Tensión real a la que opera un sistema, cuya desviación con respecto a la nominal, debe estar en un rango tal que permita la operación de las cargas, no deterriorando la calidad de la energía.
Máx. (Mín) Tensión de Operación, Tensión de Aislamiento (BIL)
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Principales Definiciones
Clasificación de Tensiones Nominales
Muy Alta Tensión (MAT): (110) 138, 220, (330), (500), (750) kV => EAT
Alta Tensión (AT): 33, 60, 66 kV
Media Tensión (MT): 22.9, 10, 4.16 (En minas) kV
Baja Tensión (BT): 600, 380, 220, 110 V. Transmisión
Transporte de grandes bloques de energía desde los centros de producción hacia los nodos (SE) de recepción en bloque (Ciudades, Grandes industrias).
En el país los sistemas de transmisión se clasifican en Sistemas de Transmisión Principal (MAT y AT) y de Transmisión Secundaria (AT).
Distribución
Trnasporte de potencia y energía desde los nodos de recepción en bloque hasta las cargas de uso final (sistemas de utilización), es decir hacia los consumidores de energía (mediana idustria, servicios, domésticos, etc).
Los sistemas de distribución se clasifican en distribución primaria (MT) y distribución secundaria (BT).
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Proyectos de Líneas de Transmisión
Aspectos de Análisis Eléctrico
Sección del Conductor y Nivel de Tensión de la línea. Pérdidas
Puesta a tierra. Coordinación del Aislamiento. Confiabilidad.
Configuración. Problemas de operación. Aspectos de Análisis Mecánico
Cálculo Mecánico del Conductor y de las estrcuturas
Cálculo de las cimentaciones y Aspectos constructivos de la línea. Aspectos de Regulación y Medio Ambiente
Calificación de la línea en la operación del sistema. Reconocimiento de Inversiones y Gastos de O&M Optimizadas.
Afectación de la flora y la fauna, de restos arqueológicos.
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Especialidades en Líneas
Ingeniería Eléctrica: Mec-Eléctrica
Concepción (Planeamiento), Diseño, Construcción, Pruebas, O&M. Ingeniería Mecánica, Civil
Análisis estructural, de Cimentaciones. Diseño Mecánico. Construcción, Mantenimiento. Topografía.
Ingeniería Geológica
Análisis de Suelos, análisis geológico Arquéologos, Ambientalistas
Afectación al Patrimonio Cultural
Afectación de la flora y la fauna.
Las especialidades no son excluyentes !!!
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Electrical Power Transmission
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Transmission Lines
Type of transmission lines: Extra high voltage lines
345 kV, 500 kV, 785 kV Interconnection between systems. (National Grid)
High Voltage lines 120 kV, 220 kV Inter connection between substations.
Sub-transmission lines 45 kV, 69 kV, 120 kV Substation and large customer
Distribution Line 2.4 kV- 45 kV , 15 kV Supplies houses
High Voltage DC lines 120 kV- 600 kV Interconnection between regions. (Oregon-California)
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Substations
The substation forms a node point in the electric network Substation equipment :
Transformer to change the voltage and current level Circuit breaker to interrupt the load and fault current.
The fault current automatically triggers the CB Disconnect switch to provide visible circuit separation.
Permit CB maintenance. No load operation. Voltage and current transformers to reduce the current
to 5 A, the voltage to 120 V and insulate the measuring circuit from the high voltage.
Surge arresters are used for protection against lightning and switching overvoltages. They are voltage dependent, non linear resistance.
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AC versus DC
AC is alternating current AC quantities always vary sinusoidally in time Usually, we will know the frequency and solve for the amplitude
and phase.
DC is direct current DC quantities are always constant in time. DC can not be directly transformed to lower or higher voltages.
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Why do we use AC for power transmission?
Power levels correspond to V2. Therefore, to get a huge power out of Palo Verde, we need huge V’s. We need to step the voltage down before it reaches our classroom. The power company wants to do this in a lossless fashion. AC allows them to do this by using transformers.
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Why Are There Three Conductors in Power Transmissions Lines?
Most AC power transmission systems have three conductors.
The voltage on each phase (referenced with respect to earth ground) is a sinusoid with a phase difference of 120 from the voltages in the other two phases.
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Three Phase
A three conductor transmission system is called a three-phase system.
The power delivered by a three phase system (assuming a balanced load) is constant, even though the voltages in each phase vary sinusoidally.
Three phase systems are more efficient than single systems due to reduced power losses.
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FIN DE LA EXPOSICION
MUCHAS GRACIAS
POR SU ATENCIÓN
UNI Lima Perú
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