sistema de distribución 1

SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN I

• ASIGNATURA: REDES Y SUBESTACIONES ELÉCTRICAS• DOCENTE : JOSÉ DANILO DURÁN QUIÑONES

DefiniciónConjunto de instalaciones eléctricas, pertenecientes a un sistema eléctrico

de potencia, cuya función es entregar el suministro eléctrico a los clientes y/oconsumidores finales en el voltaje de utilización ( Media o Baja Tensión).Componentes de un S.D.

Subestaciones de Interconexión o InyecciónSubsistema de SubtransmisiónSubestaciones Primarias o de BajadaSistema de Distribución PrimariaCentros de TransformaciónSistema de Distribución Secundaria

SISTEMAS DE DISTRIBUCION

ASPECTOS IMPORTANTES DE UN SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN

•Responsable de la calidad de servicio y es la cara frente a los clientes.•Gran cantidad de componentes “que lo hace complicado para suanálisis”.•Requiere de sistemas y software complejos para el manejo de grancantidad de información•Uso intensivo de capital•Responsable de las mayores pérdidas en un sistema eléctrico depotencia

Razones para el empleo de la energía eléctrica:

• Facilidad de transporte• Facilidad de conversión en otras formas de energía• Facilidad de distribución

• No contaminante• Eficiencia• Económicas• Recurso Renovable

Sistemas eléctricos de potencia:

Conjunto de instalaciones que permiten generar, transportar y distribuir la energíaeléctrica en condiciones adecuadas de tensión, frecuencia y disponibilidad

Compensación Instalada en Chilectra

80 MVArSubestacionesInterconexión

404 MVAr enSubestaciones de

Bajada241 MVAr enDistribución

220kV 110 kV

23-12 kV110kV

DiagramaUnilineal

Circuito Equivalente Trifásico

Circuito Equivalente Monofásico(valores en pu)

Generador TransformadorLínea Carga

Transmisión:Es el conjunto de líneas y Subestaciones destinadas al

transporte de Energía Eléctrica con Tensión superior a 23 KV.

Distribución:Es el conjunto de líneas y subestaciones destinadas a la distribución

de Energía Eléctrica hasta el consumidor final en tensiones menores (M.T.)23KV y otras tensiones (B.T) , 220V, etc. Estas empresas operan en una zonade concesión.

Según NSEG5 E.N.71 Cap. VI

Las líneas Eléctricas aéreas se designan por categoría:

Líneas aéreas entre conductor hasta 1000V

Líneas aéreas, de alta Tensión, cuyo Voltaje noexceda de 25 KV

Líneas aéreas de alta tensión, cuyo voltaje seasuperior a 25 KV

A

B

C

El Salto

Cerro Navia

Chena

Alto Jahuel

Polpaico

Lo Aguirre

El Rodeo

Los Almendros

N

Interconexión con el Sistema InterconectadoCentral -SIC-

Las subestaciones de Interconexión permiten elaporte de grandes bloques de potencia y energíadesde el Sistema Interconectado Central -SIC-,para abastecer los consumos de la ciudad deSantiago.

ABASTECIMIENTO ELÉCTRICO DE SANTIAGO

Anillo de 110 kV

Permite entregar los grandes bloques de Potenciay Energía provenientes del SIC a las diferentes

Subestaciones de Bajada, mediante las cuales sereduce el nivel de tensión a voltajes aptos para su

distribución en la ciudad

Visión General del Sistema Eléctrico

C. Hípico

Lo PradoCuracaví

Lo Aguirre

Polpaico

a V Región

El Manzano

Las Tórtolas

S. Cristóbal

Altamirano

Carrascal

L.. Cochrane

Quilicura

Vitacura

A. Córdova

RENCA

S. Bernardo

CisternaMaipú

Espejo

Ochagavía

Sta. Elena

La Reina

Macul

Apoquindo

FLORIDA

Sta.Rosa Sur

Sta. Raquel

San José

La Dehesa

LOSALMENDROS

desdeALFALFAL

ALTO JAHUEL (ENDESA)

BUIN

POLPAICO(ENDESA)

Línea 500 kVoperada en

220 kV

Batuco

Malloco

Lo Boza

Lo Valledor

C. NAVIA

Los Dominicos

Andes

La Pintana

Lampa

desdeCentrales Cordillera

Brasil

Chacabuco

Sta. Marta

San Pablo

Las Acacias

Pajaritos

Recoleta

S. Joaquín

EL SALTO

CHENA

Subestaciones de Poder.

Línea 110 kV.

Línea 500 kV(Operada en 220 kV).

Línea 220 Kv.

Cable 110 KV.

Puntos de Aporte degeneración a Chilectra.

Subestaciones deInterconexión.

Línea 44 kV.

EVOLUCIÓN DE LAS PÉRDIDAS DE ENERGÍA

16,1%13,6%

13,3%12,0%

10,6%9,3%

9,0%8,6%

7,6%6,0%

5,3%5,2%5,4%5,6%

1989

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

2001

2002

EVOLUCIÓN HISTÓRICA DE CHILECTRA S.A.

•Responsable de las mayores pérdidas en un Sistema eléctrico.

AT; 16,1%

STx; 25,0%

MT; 19,6%

BT; 32,1%

Transformación;3,6% Generación; 3,6%

Sistema de Distribución.

Subestaciones de Interconexión o Inyección

Interconexión con el Sistema de Transmisión, transforma voltaje de transmisión a voltaje de subtransmisión.Subestaciones típicas en Chile: 220/110/132 /66 KV; 400-300-250 MVA

Subestaciones de Interconexión o Inyección

Sistema de SubtransmisiónConjunto de líneas que se encargan de transportar la energía a las subestaciones primarias dedistribución o de bajada.

Pueden ser redes anilladas o redes radiales, simple o doble circuito Chilectra tiene un anillode subtransmisión en 110 KV que circunda Santiago

C. Hípico

Lo PradoCuracaví

Lo Aguirre

Polpaico

a V Región

El Manzano

Las Tórtolas

S. Cristóbal

Altamirano

Carrascal

L.. Cochrane

Quilicura

Vitacura

A. Córdova

RENCA

CHENA

S. Bernardo

Cisterna

Maipú

Espejo

Ochagavía

Sta. Elena

La Reina

Macul

Apoquindo

FLORIDA

Sta.RosaSur

Sta.Raquel

San José

La Dehesa

LOSALMENDROS

desdeALFALFAL

ALTO JAHUEL (ENDESA)

BUIN

POLPAICO(ENDESA)

Línea 500 kVoperada en220 kV

Batuco

Malloco

I. de Maipo

Lo Boza

Lo Valledor

C. NAVIA

LosDominicos

Andes

La Pintana

Lampa

desdeCentrales Cordillera

Brasil

Chacabuco

Sta. Marta

San Pablo

Las Acacias

Pajaritos

Recoleta

S. Joaquín

LÍNEA 110 KV

LÍNEA 500 KV

LÍNEA 220 KV

CABLE 110 KV

EL SALTO

Subestaciones Primarias o de BajadaTransforma el voltaje de subtransmisión a los voltajes de distribución primaria o media tensión.

Valores típicos 110/12/23 KV; 110/13.2 KV; 66/44/12/ 23 KVCapacidades: 20, 40, 80, 100, 200 MVA

•Sistema de Distribución PrimariaConjunto de redes ( alimentadores de media tensión), que transportan la energía en los niveles de

voltaje de utilización para clientes en MT y/o transformadores de distribución o centros de transformación.En general tanto la configuración topológico como la construcción dependen de la densidad de carga.

Densidades altas sólo es posible alimentar a través de instalaciones subterráneas.

Según topología se pueden clasificar en:- Radiales- Redes AnilladasNormalmente los sistemas de distribución urbanos son del tipo anillados pero de operación radial.

Según tipo de construcción:-Red aérea-Subterránea

Subestación de poder

Red de mediatensión (MT)

•Centros de TransformaciónTransforman el voltaje desde media a baja tensión. En Chile capacidades típicas

son 45,75, 150, 300, 500 y 1000 KVA, éstos últimos para zonas de alta densidad deconsumo. Voltajes 12/23/13.2 KV/ .380/.220 KV

Se encuentran en montaje aéreo, superficie y de instalación subterránea.

•Sistema de Distribución SecundariaConjunto de redes que transportan la energía hacia los clientes finales alimentados en baja tensión.Según topología: Redes Radiales/Interconectas

Redes network

A. OVALLE

AR

TU

RO

PR

AT

SA

N D

IEG

O

ZE

NT

EN

OP

AS

EO

BU

LN

ES

NA

TA

NIE

L

LO

RD

CO

CH

RA

NE

SA

NT

A L

UC

IA

MERCED

I. V. VERGARAMONJITAS

J.M

. D

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A B

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ND

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A

MO

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S

AM

UN

AT

EG

UI

SA

N M

AR

TIN

PU

EN

TE

MA

C-I

VE

R

SA

N A

NT

ON

IO

21

DE

MA

YO

SA

N M

AR

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S

MO

RA

ND

E

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N A

NT

ON

IO

ES

TA

DO

AH

UM

AD

A

ESMERALDA

STO. DOMINGO

MONJITAS

MERCED

HUERFANOS

AGUSTINAS

MONEDA

BALMACEDA

GRAL. MACKENNA

SAN PABLO

ROSAS

STO. DOMINGO

CATEDRAL

COMPAÑIA

HUERFANOS

AGUSTINAS

MONEDA

AVDA. B. O'HIGGINS

LORD COCHRANES/E

NetworkNorte

Network Sur

A. OVALLE

AR

TU

RO

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STO. DOMINGO

MONJITAS

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HUERFANOS

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MONEDA

BALMACEDA

GRAL. MACKENNA

SAN PABLO

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HUERFANOS

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AVDA. B. O'HIGGINS

LORD COCHRANES/E

A. OVALLE

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AGUSTINAS

MONEDA

BALMACEDA

GRAL. MACKENNA

SAN PABLO

ROSAS

STO. DOMINGO

CATEDRAL

COMPAÑIA

HUERFANOS

AGUSTINAS

MONEDA

AVDA. B. O'HIGGINS

LORD COCHRANES/E

NetworkNorte

Network Sur

S/E San CristóbalS/E Brasil

S/E Lord Cochrane

4°SistemaNetwork

SistemaNetworkPoniente

5°SistemaNetwork

•Sistema de Distribución SecundariaConjunto de redes que transportan la energía hacia los clientes finales alimentados en BT.Según topología: Redes Radiales/Interconectas

Redes network

MT

BT

MT

BT

Subestaciones de Poder AT/MT

Los transformadores de bajada son de:

50 MVA 110/12 kV50 MVA 110/23 Kv

La construcción de una nueva subestación, en general se realiza para que finalmente quedecon 4 transformadores de 50 MVA, con un máximo de 8 alimentadores por transformador enel caso 12 kV y 6 alimentadores en el caso de 23 kV.

26

Subestación de Poder estándar:Patio Abierto en Alta Tensión, dosPatios Abiertos y dos juegos deCeldas en Media Tensión.

Franja arborizada

Patio 110 kV

Transformadores AT/MT

Patios Abiertos MT

Celdas MT

CRITERIOS GENERALESSubestaciones de Poder AT/MT

27

Subestación de Poder estándar:

Alimentación AT

Alimentación MT

M M MM

Barra PrincipalBarra Auxiliar

M M


28

Características del esquema de A.T. normalizado• Tienen doble alimentación desde la red de A.T., estando cada circuito dimensionado para

la potencia total de la SE.• Las posiciones de entrada tienen interruptor y seccionadores. Hay una posición de

acoplamiento con interruptor y seccionadores.• Las posiciones de transformadores tienen solamente seccionadores motorizados.

Características del esquema de M.T. normalizado• Existen barras principales y una barra auxiliar única.• Cada transformador se puede conectar, tanto a su barra principal como a la barra auxiliar,

por medio de un único interruptor y de seccionadores apropiados.• Cada alimentador se puede conectar tanto a su barra principal como a la barra auxiliar a

través de un único interruptor y de seccionadores (actualmente motorizados)• Existen posiciones de acoplamiento entre las diferentes barras principales.• En condiciones normales, cada transformador y cada alimentador opera conectado a su

barra principal.• En caso de mantenimiento o falla de un transformador, el respaldo a los alimentadores

afectados puede darse desde 2 transformadores diferentes, a través de las barrasprincipal y auxiliar.


29

Criterio de sobrecarga de Transformadores de Poder AT/MT

Con el propósito que los transformadores de poder mantengan su vida útilnormal, o sea de 1 día de vida útil por día real ó 1 año por año, se le aplicauna sobrecarga, en condiciones normales y de contingencia, basada en elprincipio de la compensación del sobre-envejecimiento con el sub-envejecimiento de la aislación.

El nivel de sobrecarga S1 se revisa anualmente en función de la curva horariaanual de los transformadores y del estado de cada unidad.

Potencianominal MVA

S1 estándarMVA

50 6037,5 4825 30

22,4 26


30

Secuencia de operaciones para que T3 salgade servicio.

T1T2 T3T4

A3B3A1B1A2B2A4B4

F1 F2 F3 F9 F10 F11F7F6F5F16F15F14

R13R12R24

F4F8F13 F12

Salida forzada de una unidad de transformación


31

Secuencia de operaciones para que T3 salgade servicio.

T1T2 T3T4

A3B3A1B1A2B2A4B4

F1 F2 F3 F9 F10 F11F7F6F5F16F15F14

R13R12R24

F4F8F13 F12

Salida forzada de una unidad de transformación


32

CRITERIOS DE PLANIFICACIÓNSubestaciones de Poder AT/MT

Los Criterios de Planificación que se utilizan para definirlas necesidades de inversión en transformación, son lossiguientes:

• Inversiones por Crecimiento de la Demanda• Calidad de Servicio (Tensión)• Transformadores Críticos• Impacto ambiental• Reserva Fría

33

• Inversiones por Crecimiento de la Demanda :• En condiciones normales de suministro. Se realizan

inversiones cuando, para el período que se analiza, existentransformadores con demanda igual o superior a su Capacidadde Sobrecarga Cíclica (S1).


34

• Inversiones por Crecimiento de la Demanda :• En condiciones de contingencia. Se deben cumplir los

siguientes criterios:

• Subestaciones que sirven cargas network:Se debe mantener una reserva en sitio capaz de abastecer latotalidad de demanda del Transformador de mayor capacidad.


35

• Inversiones por Crecimiento de la Demanda :• En condiciones de contingencia. Se deben cumplir los siguientes

criterios:

• Subestaciones con cargas radiales:Se define Potencia Firme de una subestación como:

Pfirme = Suma de Cap S1 Transf. – Mayor Cap. S1 + Apoyo MT

Luego, se obtiene el Déficit de Respaldo de una subestación:

Déficit = Dda. Máx Subestación – Pfirme

El déficit permitido corresponde a un alimentador, el cual puede serrotado para disminuir el impacto en la continuidad de suministro.

En concordancia con los criterios corporativos, las exigencias delregulador y de los clientes, este déficit está disminuyendo en el Periodo2002 - 2006, considerando siempre el Apoyo MT (racionamiento mientrasse ejecutan maniobras).(2002= 8 MVA, 2003= 6 MVA, 2004= 4 MVA, 2005= 2 MVA; 2006= 0 MVA)


sistema de distribución 1

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