01 SEP UDA

SISTEMASDEPOTENCIASISTEMASDEPOTENCIAIngenieradeEjecucinenElectricidad

Profesor : Juan Astorga GmezProfesor:JuanAstorgaGmezEmail:[email protected]

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PROGRAMADEESTUDIOSCARRERA INGENIERIADEEJECUCIONESPECIALIDAD ELECTRICIDADASIGNATURA SISTEMASDEPOTENCIACODIGOCODIGONIVEL 220CREDITOS(TEOEJERLAB) 202

OBJETIVOGENERALCapacitaralosestudiantesenlacomprensindelaestructurayelfuncionamientodelosi t l t i d t i di i l l d isistemaselctricosdepotenciaencondicionesnormalesyanormalesdeoperacin.

OBJETIVOSESPECIFICOSEntenderlaestructurabsicadeunsistemaelctricodepotencia,elroldelasetapasdep , pgeneracin,transmisinydistribucinylascomponentesqueloforman.

Modelarlaslneasdetransmisincortas,mediasylargasyevaluareldesempeodestas.

Conocereinterpretarlosresultadosdelosflujosdepotencia.

Aplicarlosmtodosparaelclculodelascorrientesdecortocircuito.p p

2

CONTENIDOS

1. ComponentesdeunSEP.2. TransformadoresdePoderySistemasenp.u.3 Lneas de transmisin3. Lneasdetransmisin4. Flujosdepotencia5. Componentessimtricas6. Fallassimtricasyasimtricas6 a as s t cas y as t cas

BIBLIOGRAFIA

1. Sistemasdepotencia,anlisisydiseo,J.DuncanGlover.2. Anlisisdesistemasdepotencia,JohnJ.Grainger&WilliamD.Stevenson3. Apuntesdeclases.

3

EVALUACIONES

1TAREAY2CERTAMENES

NOTAFINAL=CERTAMEN10.35+CERTAMEN20.35+TAREA0.3

Tarea:Flujosdepotencia(*)

Certamenn1:(Sistemasenporunidad,Lneasdetransmisinyclculo de regulacin)clculoderegulacin)

Certamenn2:(Fallassimtricasyasimtricas)

(*)seutilizarelsoftwarePowerWorldSimulator

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Captulo1ComponentesdeunSistemaEl t i d P t i (SEP)ElctricodePotencia(SEP)

5

UnSEPesunsistemacomplejoformado por las etapas deformadoporlasetapasdegeneracin,transmisinyg y

distribucin,cuyoobjetivoesb t d l t i labastecerdeenergaelctricaalosdistintos consumidores, bajodistintosconsumidores,bajo

rigurososestndaresdecalidaddesuministro.

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EsquemadeunSEPtpico

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FuentesdeEnergag

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FuentesdeEnergag

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FuentesdeEnergag

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SistemaInterconectadodelNorteGrande(SING)

El SING t tit id l j t d t l d l dElSINGestconstituidoporelconjuntodecentralesgeneradorasylneasdetransmisininterconectadasqueabastecenlosconsumoselctricosubicadosenlasregionesIyIIdelpas.

Aproximadamente,el90%delconsumodelSINGestcompuestoporgrandesclientes,mineroseindustriales,tipificadosenlanormativalegalcomoclientesnosometidosaregulacindeprecios.Elrestodelconsumo,estconcentradoenlasempresasdedistribucinqueabastecenlosclientessometidosaregulacindeprecios.

SegmentodeGeneracinOperanenelSINGuntotalde6empresasdegeneracinquejuntoaunaempresadetransimisinconformanelCentrodeDespachoEconmicodeCargadelSING(CDECSING).

El SING cuenta con una capacidad instalada de 3 645 1 MW a Diciembre deElSINGcuentaconunacapacidadinstaladade3.645,1MWaDiciembrede2002.Elparquegeneradoreseminentementetermoelctrico,constituidoenun99,63%porcentralestrmicasacarbn,fuel,dieselydeciclocombinado

lagasnatural.

SloexistendosunidadeshidroelctricascorrespondientesalascentralesChapiquiayCavancha,querepresentansloun0,37%delacapacidadinstalada.Duranteelao2002lademandamximaalcanzlos1.420MW,ylageneracinbrutadeenergaseubicentornoalos10.399,6GWh.

SegmentodeTransmisin

Elsistemadetransmisinestconstituido,principalmente,porlaslneaselctricas, p p , pdepropiedaddelasempresasdegeneracin,lneaselctricasdelospropiosclientesylneaselctricasdelasempresascuyogiroeslatransmisindeenergaelctrica.

SegmentodeDistribucin

Operan el SING tres empresas de distribucin de energa: EMELARI S A que abasteceOperanelSINGtresempresasdedistribucindeenerga:EMELARIS.A.queabastecealaciudaddeArica,ELIQSAS.A.queabastecealaciudaddeIquique,yELECDAS.A.,quesuministralaenergaenlaciudaddeAntofagasta,yaunapartedelSIC,correspondiente a la zona de Taltal. En conjunto, estas tres empresas atienden a uncorrespondientealazonadeTaltal.Enconjunto,estastresempresasatiendenauntotalcercanoalos230.000clientes.

Sistema Interconectado del Norte Grande SING

Operador Central Unidad Tipo de Subestacin Potencia BrutaPotencia

BrutaPotencia

Neta Consumos

Combustible Mxima [MW] Mnima [MW]Mxima [MW]

Propios [MW]

AES GENER SALTA CCSALTA G N t l C t l S lt 642 8 250 0 632 7 10 1AES GENER SALTA CC SALTA Gas Natural Central Salta 642,8 250,0 632,7 10,1CELTA TERMOELCTRICA CTTAR Carbn Central Tarapac 158,0 100,0 90,5 9,5 TGTAR Diesel Central Tarapac 23,8 8,0 7,9 0,1EDELNOR CAVANCHA CAVA Hidro Central Cavancha 2,6 0,5 0,5 0,0 CHAPIQUIA CHAP Hidro Central 10,2 1,0 0,9 0,1

DIESEL GMAN Diesel Central Diesel 16 8 2 1 2 0 0 1 DIESEL GMAN Diesel Central Diesel 16,8 2,1 2,0 0,1 MAAN Fuel Oil Nro. 6 Central Diesel 11,9 5,9 5,4 0,6 DIESEL ARICA GMAR Diesel Central Diesel 8,4 2,1 2,1 0,0 M1AR Diesel Central Diesel 3,0 1,0 0,9 0,1 M2AR Diesel Central Diesel 2,9 1,5 1,4 0,1

DIESEL IQUIQUE MAIQ Fuel Oil Nro 6 Central Diesel 5 9 5 9 5 6 0 3 DIESEL IQUIQUE MAIQ Fuel Oil Nro. 6 Central Diesel 5,9 5,9 5,6 0,3 MIIQ Diesel Central Diesel 2,9 1,5 1,4 0,1 MSIQ Fuel Oil Nro. 6 Central Diesel 6,2 6,2 5,9 0,3 SUIQ Diesel Central Diesel 4,2 1,4 1,3 0,1 TGIQ Diesel Central Diesel 23,8 10,0 9,8 0,2 DIESEL MANTOS MIMB Fuel Oil Nro. 6 Mantos Blancos 28,6 2,9 2,1 0,7, , , , TERMOELCTRICA CTM1 Carbn Chacaya 165,9 110,0 99,0 11,0 CTM2 Carbn Chacaya 175,0 95,0 84,0 11,0 CTM3 Gas Natural Chacaya 250,8 160,0 152,5 7,5ELECTROANDINA TERMOELCTRICA TG1 Diesel Central Tocopilla 24,7 10,0 9,9 0,1 TG2 Diesel Central Tocopilla 24,9 10,0 9,9 0,1 TG3 Gas Natural Central Tocopilla 37,5 10,0 9,7 0,3 U10 Fuel Oil Nro. 6 Central Tocopilla 37,5 15,0 13,5 1,5 U11 Fuel Oil Nro. 6 Central Tocopilla 37,5 15,0 13,5 1,5 U12 Carbn Central Tocopilla 85,3 65,0 59,3 5,7 U13 Carbn Central Tocopilla 85,5 60,0 54,3 5,7 U14 Carbn Central Tocopilla 128,3 90,0 81,8 8,2 U15 Carbn Central Tocopilla 130,3 75,0 66,7 8,3 U16 Gas Natural Central Tocopilla 400,0 202,0 195,0 7,0GASATACAMA ATACAMA CC1 Gas Natural Central Atacama 395,9 310,2 297,2 13,0 CC2 Gas Natural Central Atacama 384,7 307,2 298,2 9,0

DIESEL ENAEX CUMMINS Di l E 0 7 0 7 0 7 0 0 DIESEL ENAEX CUMMINS Diesel Enaex 0,7 0,7 0,7 0,0 DEUTZ Diesel Enaex 2,0 0,7 0,7 0,0NORGENER TERMOELCTRICA NTO1 Carbn Norgener 136,3 65,0 56,1 8,9 NTO2 Carbn Norgener 141,04 65,0 55,8 9,2

E C t l E S b t i P t i B t Potencia Empresa Central Empresa Subestacin Potencia Bruta BrutaPropietario Operador Instalada [MW] Instalada [%]

CELTATERMOELCTRICA TARAPAC CELTA Central Tarapac 181,8 5,1%

EDELNOR CAVANCHA EDELNOR Central Cavancha 2,6 0,1%

DIESEL ANTOFAGASTA EDELNOR Central Diesel Antofagasta 28,7 0,8%

DIESEL ARICA EDELNOR Central Diesel Arica 14,3 0,4%DIESEL IQUIQUE EDELNOR Central Diesel Iquique 43 0 1 2% DIESEL IQUIQUE EDELNOR Central Diesel Iquique 43,0 1,2%

TERMOELCTRICA MEJILLONES EDELNOR Chacaya 591,7 16,5%

CHAPIQUIA EDELNOR Central Chapiquia 10,2 0,3%TERMOELCTRICA ELECTRO

ELECTROANDINA TOCOPILLA ANDINA Central Tocopilla 991,5 27,6%

AES GENER SALTAAES GENER Central Salta 642,8 17,9%GASATAC

GASATACAMA ATACAMA AMA Central Atacama 780,6 21,7%

NORGENERTERMOELCTRICA NORGENER

NORGENER Norgener 277,3 7,7%

MANTOS BLANCOS

DIESEL MANTOS BLANCOS EDELNOR Mantos Blancos 28 6 0 8%BLANCOS BLANCOS EDELNOR Mantos Blancos 28,6 0,8%

ENAEX DIESEL ENAEXGASATACAMA Enaex 2,7 0,1%

Potencia Bruta Total Instalada 3595,8 100,0%

Empresa Potencia Bruta Potencia Bruta

Unidades Generadoras

Operadora Instalada [MW] Instalada [%]

AES GENER 642,8 17,9%CELTA 181,8 5,1%EDELNOR 719 1 20 0%EDELNOR 719,1 20,0%ELECTROANDINA 991,5 27,6%GASATACAMA 783,3 21,8%NORGENER 277,3 7,7%

Instalada 3595,8 100,0%

Tipo de Potencia Bruta Potencia Bruta

Combustible Instalada [MW] Instalada [%]Combustible Instalada [MW] Instalada [%]

Carbn 1205,6 33,5%Diesel 138,1 3,8%Fuel Oil Nro. 6 127,6 3,5%Gas Natural 2111,7 58,7%Gas Natural 2111,7 58,7%Hidro 12,8 0,4%

Instalada 3595,8 100,0%

Tipo de Potencia Bruta Potencia Bruta

Central Instalada [MW] Instalada [%]

Termoelctrica 3583,0 99,6%Hidroelctrica 12 8 0 4%Hidroelctrica 12,8 0,4%

Instalada 3595,8 100,0%

Capacidad Demanda Generacin Ventas

Operacin real SING

Instalada Mxima BrutaSISTEMA AO MW MW GWh GWh

SING 1998 1.475,7 1.020,9 7.357,5 6.616,41999 2.637,3 1.093,6 9.001,0 8.119,62000 3.040,9 1.153,5 9.327,4 8.398,02001 3.440,9 1.220,8 9.851,4 8.991,12002 3.633,2 1.360,3 10.399,6 9.481,82003 3.640,7 1.416,0 11.424,1 10.480,22004 3.595,8 1.566,6 12.330,0 11.240,4

Generacin SING (GWh) 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 20058992,08 9298,77 9814,56 10367,34 11416,86 12330,00 6850,23

TOTAL 8992,08 9298,77 9814,56 10367,34 11416,86 12330,00 6850,23

Generacin SING anual

HIDRAULICA 59,96 56,05 63,95 66,97 65,74 65,98 32,33CICLO COMBINADO 1036,30 3874,42 6741,88 6445,69 8090,77 7507,35 4492,04TERMICA EFICIENTE 7514,94 5218,38 2919,04 3826,58 3241,61 4681,43 2317,59TERMICA INEFICIENTE 380,87 149,91 89,69 28,09 18,74 75,24 8,27TOTAL 8992,08 9298,77 9814,56 10367,34 11416,86 12330,00 6850,23

0,00 0,00EMBALSE 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00PASADA 59,96 56,05 63,95 66,97 65,74 65,98 32,33GAS 1056,80 3906,81 6784,26 6449,89 8105,30 7571,86 4504,27GAS 1056,80 3906,81 6784,26 6449,89 8105,30 7571,86 4504,27CARBON-PETCOKE 5031,90 3613,52 2055,25 2863,03 2553,08 2079,39 967,39CARBON 2462,54 1572,47 821,41 959,35 674,00 2537,53 1337,98DESECHOS 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00DIESEL 83,22 74,30 46,94 16,45 6,59 40,65 3,84FUEL 297 66 75 61 42 74 11 64 12 15 6 94 0 06FUEL 297,66 75,61 42,74 11,64 12,15 6,94 0,06DIESEL-FUEL 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 27,66 4,38TOTAL 8992,08 9298,77 9814,56 10367,34 11416,86 12330,00 6850,23

Composicin SING (%) 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005- 100,0% 100,0% 100,0% 100,0% 100,0% 100,0% 100,0%

TOTAL - 100 0% 100 0% 100 0% 100 0% 100 0% 100 0% 100 0%

Generacin SING anual en %

TOTAL - 100,0% 100,0% 100,0% 100,0% 100,0% 100,0% 100,0%

HIDRAULICA - 0,7% 0,6% 0,7% 0,6% 0,6% 0,5% 0,5%CICLO COMBINADO - 11,5% 41,7% 68,7% 62,2% 70,9% 60,9% 65,6%TERMICA EFICIENTE - 83,6% 56,1% 29,7% 36,9% 28,4% 38,0% 33,8%

TERMICA INEFICIENTE - 4,2% 1,6% 0,9% 0,3% 0,2% 0,6% 0,1%TOTAL 100 0% 100 0% 100 0% 100 0% 100 0% 100 0% 100 0%TOTAL - 100,0% 100,0% 100,0% 100,0% 100,0% 100,0% 100,0%

EMBALSE - 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0%PASADA - 0,7% 0,6% 0,7% 0,6% 0,6% 0,5% 0,5%

GAS - 11,8% 42,0% 69,1% 62,2% 71,0% 61,4% 65,8%CARBON-PETCOKE - 56,0% 38,9% 20,9% 27,6% 22,4% 16,9% 14,1%

CARBON - 27,4% 16,9% 8,4% 9,3% 5,9% 20,6% 19,5%DESECHOS - 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0%

DIESEL - 0,9% 0,8% 0,5% 0,2% 0,1% 0,3% 0,1%FUEL - 3,3% 0,8% 0,4% 0,1% 0,1% 0,1% 0,0%

DIESEL-FUEL - 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,2% 0,1%TOTAL - 100,0% 100,0% 100,0% 100,0% 100,0% 100,0% 100,0%

Histrico generacin bruta SING (GWh)

1 000

1.050

1.100

850

900

950

1.000

700

750

800

650

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SIC Sistema Interconectado Central

ELSICESTACOMPUESTOPORCENTRALESELSICESTACOMPUESTOPORCENTRALESHIDROELECTRICAS,TERMOELECTRICASYCICLOCOMBINADO

CENTRALESTERMOELECTRICAS (CentralRegin)

Taltal.II,DiegodeAlmagro(TG).III,Huasco(TurbinaVapor).III,Taltal.II,DiegodeAlmagro(TG).III,Huasco(TurbinaVapor).III,Huasco(TurbinaGas).III,GuacoldaIII,Ventanas.V,LagunaVerdeV,CentralCicloCombinadoNehuencoV,NehuencoIIV,CentralCicloCombinadoSanIsidro.V,Nehuenco9B(TG).V,CandelariaVI,Renca.XIII,CentralCicloCombinadoNuevaRencaXIII,SanFranciscodeMostazal(TurbinaGas) VI CelcoVII Coronel VIII FranciscodeMostazal(TurbinaGas).VI,CelcoVII,Coronel.VIII,ConstitucinVII,PetroPowerVIII,BocaminaVIII,AraucoVIII,Laja.VIII,CholgunVIII,ValdiviaX,LicantnVII,Horcones.VIII,, g , , , ,LagunaVerde(TGV,NuevaAldea(exItata)VIII

CENTRALES EN LA REGION DE ATACAMA

CENTRALES DE CICLO COMBINADO

CENTRALES HIDROELECTRICAS (CentralCENTRALES HIDROELECTRICAS (Central Regin)L M ll IV A V L Q il V S A d VLos Molles IV , Aconcagua V , Los Quilos V , Sauce Andes V ,

Chacabuquito. V , Alfalfal. RM , Carbomet. RM , Florida. RM , Maitenes RM , Rapel VI , Sauzal. VI , Sauzalito VI , Cipreses VII ,Maitenes RM , Rapel VI , Sauzal. VI , Sauzalito VI , Cipreses VII , Colbn VII , Curillinque. VII , Isla VII , Loma Alta VII , Machicura VII , Pehuenche VII , San Ignacio VII , Puntilla RM , Queltehues RM , El Toro VIII , Mampil VIII , Pangue VIII , Ruce VIII , Peuchn VIII , Abanico VIII , Antuco VIII , Volcn RM , Pullinque X , Pilmaiqun X , C till X C ll X R l VIIICanutillar X , Capullo X , Ralco VIII

CENTRALES HIDROELECTRICAS

Operacin del SICOperacin del SICpp

Demanda ElctricaDemanda Elctrica

Demanda20112012

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SistemaAisladodeAysn

ElSistemadeAysnatiendeelconsumoelctricodelaXI Regin Su capacidad instalada a diciembre del 2002XIRegin.Sucapacidadinstaladaadiciembredel2002alcanzalos23,41MW,constituidoenun63,86%porcentralestermoelctricas,27,68%hidroelctricoy8 46% li8,46%elico.Duranteelao2002,lademandamximaalcanzlos15,2MWyelconsumodeenergaseubicentornoa, y glos85,9GWh.Operaenlunasolaempresa,EDELAYSENS.A.,quiendesarrolla las actividades de generacin transmisin ydesarrollalasactividadesdegeneracin,transmisinydistribucindeenergaelctrica,atendiendoauntotalcercanoalos20.000clientes.

SistemaAisladodeMagallanes ElSistemadeMagallanesestconstituidoportressubsistemas

elctricos:LossistemasdePuntaArenas,PuertoNatalesyPuertoPorvenir en la XII Regin La capacidad instalada de estosPorvenir,enlaXIIRegin.Lacapacidadinstaladadeestossistemas,aDiciembredelao2002,es58,5MW,4,2MWy1,8MW,respectivamente,siendocadaunodeellos100%trmicos.

Duranteelao2002,lademandamximaintegradadelsistemaMagallanesalcanzunvalorcercanoalos35,1MW,mientrasqueg , , qlageneracindeenergaseubicentornoalos176,5GWh.

Opera en estos sistemas una sola empresa EDELMAG S A quien Operaenestossistemasunasolaempresa, EDELMAGS.A.quiendesarrollalasactividadesdegeneracin,transmisinydistribucindeenergaelctrica,atendiendoauntotalcercanoal 46 000 li tlos46.000clientes.

ModeloPIyTdeunaLneadeTransmisiny

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L i Lneasyequiposdedistribucin

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P fil d C Di t ib iPerfilesdeCargaenDistribucin

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ModelacindeCargas

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01 SEP UDA

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