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
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I. V. VERGARAMONJITAS
J.M
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UM
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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
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HUERFANOS
AGUSTINAS
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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
CRITERIOS GENERALESSubestaciones de Poder AT/MT
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.
CRITERIOS GENERALESSubestaciones de Poder AT/MT
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
CRITERIOS GENERALESSubestaciones de Poder AT/MT
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
CRITERIOS GENERALESSubestaciones de Poder AT/MT
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
CRITERIOS GENERALESSubestaciones de Poder AT/MT
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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).
CRITERIOS DE PLANIFICACIÓNSubestaciones de Poder AT/MT
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• 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.
CRITERIOS DE PLANIFICACIÓNSubestaciones de Poder AT/MT
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)
CRITERIOS DE PLANIFICACIÓNSubestaciones de Poder AT/MT
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