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DISCRIMINACION DE PERDIDAS EN SISTEMAS DE DISTRIBUCION

DISCRIMINACION DE PERDIDAS EN SISTEMAS DE DISTRIBUCION

DISCRIMINACION DE PERDIDAS EN SISTEMAS DE DISTRIBUCION

La discriminación de las pérdidas es una actividad necesaria para conocer el situación real de las pérdidas. Las características particulares de cada sistema eléctrico nos exigen labores orientadas a esta actividad, puesto que es la única manera de conocer la distribución del porcentaje de pérdidas.

Para ésta labor, previamente, se tienen instalados medidores registradores electrónicos con memoria e interfase con salida a un PC, en las barras de compra y en los alimentadores primarios, dándonos estos el punto de partida para nuestro análisis.

En todo momento se tendrá una evaluación real de la situación del sistema evitando las estimaciones y fomentando la práctica de mediciones e inspecciones en campo, siendo necesario constituirse en el sitio.

El objetivo es determinar discriminadamente los niveles de pérdidas por subsistemas eléctricos considerando sus respectivos componentes.

 

A.- BALANCE DE ENERGIA POR ALIMENTADORES

Determinar la Energía entregada en cada uno de los alimentadores

En alimentadores que no cuentan con sistemas de medición:

Se tiene que utilizar mediciones directas de corriente en las salidas de cada alimentador, con una pinza de AT, en intervalos de 15 min. (sería recomendable un intervalo de hasta 5 min., con la finalidad de tener mayor aproximación de las mediciones), por lo menos para un día particular, un Sábado y un Domingo o feriado.

Con estos valores únicamente podremos obtener la potencia y energía activa y para obtener datos para en período dado debemos proyectar los resultados de los días medidos teniendo en cuenta la cantidad de días particulares, Sábados y Domingos o feríados.

Las corrientes registradas en los formatos deben ingresarse a una hoja de cálculo donde se deben  promediar las corrientes de las tres fases, utilizándose éste valor para los cálculos.

Para hallar la potencia en el intervalo utilizamos la siguiente ecuación:

       (1)

Donde :

            P: Potencia instantánea.

            V : Tensión de línea.

            I  : Corriente promediada de las tres fases.

Los resultados anteriores lo multiplicamos por el tiempo del intervalo en el que se tomó los datos (0.25=15 min.), obteniendo la energía entregada cada 15 min. Para obtener la energía de un día sumamos todos los registros del día.

Para obtener la energía de un período de tiempo por ejm. 30 días, se deben contar el número de días particulares, Sábados y Domingos o feriados que se encuentren dentro de las fechas escogidas. Así tenemos las siguientes ecucaciones :

 

                               

Donde :

Eent : Energía entregada en un intervalo de 15 min.

Ed: Energía entregada en un día (se usa la misma ec. Para Cdp, Cds, Cdd).

Et: Energía entregada en el período de análisis.

P: Potencia instantánea.

Pi : Potencia instantánea en cada intervalo (15 min.).

n : número de intervalos de 15 min. de un día.

Ndp: número de días particulares.

Nds: número de días Sábados.

Ndd: número de días Domingos o feriados.

Cdp: consumo de un día particular.

Cds: consumo de un día Sábado.

Cdd: consumo de un día Domingo o feriado.

De ésta manera obtenemos la energía entregada en un período de tiempo determinado.

 

Determinar la Energía vendida (refacturada) por alimentador.

Del resumen de facturación por localidades y con la información de las localidades por alimentador, podemos tener la energía facturada en las localidades correspondientes a cada alimentador.

Tenemos que crear archivos con códigos que identifiquen a las localidades pertenecientes a cada alimentador, con lo cual rapidamente obtenemos la energía por alimentador sumando las correspondientes a un código determinado. Repitimos este proceso para otros meses, pero actualizando los consumos del mes correspondiente.

Mientras el Sistema de Facturación no contemple a los usuarios importantes, se deben considerar a estos en el respectivo alimentador, debiéndose obtener la información de los reportes resumen de usuarios mayores del sector evaluado.

 

Considerar consumos de AP, consumos propios, recuperos de energía y servicios extraordinarios.

El consumo de energía por estos conceptos se deben considerar como vendidos (facturados), obteniéndose cada uno de ello se la siguiente manera:

 

Consumo de AP

 

Se calcula en base a la potencia instalada de la localidades correspondientes a cada alimentador, al número de días del período de facturación considerado, al número de horas diarias estimadas y a los factores por mantenimiento y consumo de balastro (según las características de cada zona en evaluación), multiplicándose directamente todos los parámetros considerados. Así tenemos :

Donde :

Eap : Energía consumida por AP.

P.I.: Potencia instala.

Np: Número de días del período considerado.

Nh: Número de horas diarias.

Fm: Factor de mantenimiento.

Fb: Factor de balastro.

 

Consumo propio

 

Se sigue un procedimiento similar al anterior, considerando la potencia y estableciendo el número de días y horas de acuerdo a las características de cada localidad. Así tendríamos :

(*) : para este caso, considerar un número de horas promedio por día que sea representativa de días particulares, Sábados y Domingos o feriados, o considerar la metodología para el cálculo de Et.

 

Recuperos de energía

Esta información no se debe calcular, sino simplemente solicitarla a los responsables de cada sector sobre los recuperos de energía impuestos dentro del período de (se considera período de facturación a los días que se encuentren dentro de las fechas de inicio de lecturación hasta un día antes del día de inicio de lecturación del siguiente período de facturación).

Esta energía se suma a la energía vendida por los otros conceptos.

Servicios extraordinarios

 De similar forma al punto anterior.

 

B.-DETERMINACION DE PERDIDAS TECNICAS

Pérdidas Técnicas a niveles de 60, 33, 24, 22.9 y 10 KV (Flujo de Potencia).

Actualizar diagrama unifilar del sistema eléctrico.

 Actualizar los datos de carga de las barras.

Actualizar los datos de los parámetros de línea.

Mediante un programa computacional solucionar las ecuaciones para las variables del sistema. Obteniendo las pérdidas de potencia en cada tramo y un total por el sistema.

Mediante los factores de carga y de pérdidas se calculan las pérdidas de energía correspondientes. Estos factores son los obtenidos de los medidores electrónicos existentes en las barras de compra de energía y en los alimentadores primarios.

 

 

 

Así tenemos las siguientes ecuaciones:

Donde :

%E: Porcentaje de pérdidas de energía.

%P: Porcentaje de pérdidas de potencia.

Fp: Factor de pérdidas.

Fc: Factor de carga.

En las líneas que cuenten con medidores electrónicos tanto en la entrada como en las salida, las pérdidas las determinamos mediante diferencia de los registros, obteniendo directamente las pérdidas de energía.

De igual forma teniendo corrientes registradas con una pinza de alta tensión ambos extremos de la línea, podemos hallar la pérdida de potencia y energía mediante procedimientos indicados anteriormente. Pero sería sólo un procedimiento referencial.

Pérdidas Técnicas a niveles de 440, 380 y 220 Volt. (Cálculo de caída de tensión).

Para determinar las pérdidas técnicas en redes secundarias podemos utilizar el método porcentual o el método directo (CENERGIA), dado que por ambos podemos concluir en el mismo resultado. Para nuestro caso consideramos el método porcentual.

Sea la relación conocida :

 

Donde :

%P:  porcentaje de pérdidas de potencia.

Vm:  caída de tensión media de un tramo (Voltios).

V:  tensión nominal del tramo (Voltios).

Para obtener el porcentaje de pérdidas de potencia requerimos de la caída de tensión en un tramo de la red considerando la ubicación de la carga a la mitad del tramo.

 

Donde :

Vo: Tensión inicial (Voltios).

Vf : Tensión final (Voltios).

Vm: Caída de tensión media del  tramo.

 

Para realizar la evaluación de las pérdidas consideramos a nivel del sistema en evaluación un porcentaje de caída de tensión promedio, el que se halla en función de mediciones realizadas en puntos de cola de las subestaciones representativas de diferentes zonas típicas del sector en mención.

El diagrama de carga lo obtenemos de los reportes obtenidos por equipos analizadores de redes los que deben ser instalados en el alimentador general de una subestación de distribución por un período de 24 horas. Dicho diagrama previamente debe ser corregido por un diagrama típico que sea representativo de la zona y del día  en que se realiza la medición.

El porcentaje de pérdidas de energía lo obtenemos de la ecuación (7), donde el factor de carga y de pérdidas se hallan de la siguiente manera:

Donde :

Fc: Factor de carga

Pi: Potencia instantánea de un período de tiempo unitario (ejm.15min.).

ti: Intérvalo unitario de tiempo.

T: Período total del análisis (ejm. 24 horas).

Pmax: Potencia máxima del periodo total.

Luego calculamos el factor de pérdidas mediante la relación :

Donde :

Fp: Factor de pérdidas.

Fc: Factor de carga.

K: Constante.

K= 0.3  para sistemas de distribución.

K= 0.15  para  sistemas de subtransmisión.

 

El valor total de la pérdidas de energía se obtiene multiplicando el porcentaje de pérdidas de energía por el total de la energía  entregada al sistema en estudio.

Pérdidas en transformadores AT/MT y MT/BT.

Las pérdidas en los transformadores están constituidas por las pérdidas en el fierro y en el cobre, considerándose constantes las pérdidas en el fierro y variable las pérdidas en el cobre. Teniendo los valores de pérdidas en el cobre, según fabricante, estos se tiene que ajustar de acuerdo a la demanda máxima de la carga que alimenta el transformador. Las pérdidas en el fierro se toman tal como se indica en el cuadro de pérdidas a la potencia nominal correspondiente.

La ecuación a utilizar es la siguiente :

 

Donde :

PcuDm:Pérdidas de potencia a máxima demanda en el cobre.

Pcu: Pérdidas en el cobre a potencia nominal.

Dm:Demanda máxima de la carga conectada.

Pnom:Potencia nominal del transformador.

Cos fi: Factor de potencia de la carga.

La pérdida de energía total en un mes en el transformador se obtiene sumando las pérdidas en el fierro y las pérdidas en el cobre a la máxima demanda afectado por el factor de pérdidas, así  tenemos la relación: 

 

A continuación tenemos el cuadro con los porcentajes de pérdidas de potencia en los transformadores según la potencia nominal:

 

 

A partir de estos porcentajes de pérdidas de potencia calculamos los valores de pérdidas de potencia de los transformadores, para lo que consideramos un factor de potencia de 0.9  y potencias nominales promedio de cada rango (si se tienen factores de potencia de una subestación específica, es de mayor precisión considerarla). A continuación tenemos el siguiente cuadro:

 

Para obtener las pérdidas totales en el sector de análisis, se determina el número de transformadores, por rangos, que existan, los cuales se multiplican por los respectivos valores de pérdidas a potencia nominal correspondiente  al  rango.

Para corregir las pérdidas en el cobre por variación de carga, se afectan por factores de pérdidas, teniendo que los transformadores con menores niveles de potencia nominal se encuentran en zonas con factores de pérdidas menores, lo que requiere considerar factores de pérdidas diferentes para las diferentes zonas del sector analizado.

Finalmente se suman las pérdidas de los diferentes rangos, obteniéndose las pérdidas totales.

 

C.- DETERMINACION DE PERDIDAS COMERCIALES

Las pérdidas COMERCIALES se determinan como diferencia de las pérdidas totales y las pérdidas técnicas. A su vez las pérdidas comerciales las podemos clasificar en :

Pérdidas por consumo propio :

Estas pérdidas por naturaleza son pérdidas técnicas, pero por facilidad de agrupamiento lo consideramos como pérdidas del tipo comercial.

El procedimiento se realiza hallando los consumos promedios de medidores de diferentes marcas. Estos consumos se multiplican por la cantidad de usuarios correspondientes al sector en estudio. Este resultado todavía se tiene que afectar por un factor que representa el número de horas diarias efectivas en que los medidores registran carga. Así  tenemos el siguiente cuadro:

 

 

El cálculo se realiza de acuerdo a la siguiente relación:

Donde :

Eperd:pérdidas de energía por consumo propio total.

Nro. Usu:número de usuarios del sistema en estudio.

K:factor de corrección por número de horas efectivas de consumo

Se considera que el medidor consume, únicamente cuando el usuario esta consumiendo energía (ejm.12 horas), dependiendo del sistema que se esté estudiando.

Pérdidas por errores en los sistemas de medición:

Este tipo de pérdidas puede producirse por fallas técnicas del medidor o por acción directa del usuario, por lo que podría clasificarse como pérdida técnica o comercial por fraude, pero por estar bien identificada se le puede clasificar separadamente.

Para estimar las pérdidas por éste concepto se debe realizar calibración de medidores por muestreo o recurrir a estadísticas existentes sobre este trabajo, con lo cual se tendría estimada la energía perdida, teniendo en cuenta el número de usuarios y el promedio de pérdidas representativo por usuario, correspondiente a errores en sistemas de medición. 

Pérdidas por Fraude y Clandestinaje:

Podríamos agrupar a todas las pérdidas generadas con intervención directa del usuario.

Este tipo de pérdidas se podría estimar mediante análisis estadísticos y probabilísticos, pero también podemos calcularlo como diferencia del total de pérdidas y de todas las pérdidas anteriormente consideradas.

(Fuente: Manual electrico - Electro Sur Este S.A.)

Hasta aqui la informacion equipo IPS, en un proximo capitulo, habalaremos de las varaibales que intervienen en los estudios de calidad de energia. Hasta una proximo oportunidad.

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