Informe 6 Distribución De Energía

Cálculo de parámetros en redes aéreas trifásicas de distribución. Carlos Peñaloza Araujo Laboratorio de Distribución de Energía Eléctrica, Departamento de Energía Eléctrica, Escuela Politécnica Nacional Quito, Ecuador [email protected] Resumen-. El siguiente informe contiene el cálculo de parámetros en redes aéreas trifásicas de distribución realizada en el laboratorio de Distribución de Energía Eléctrica de la Escuela Politécnica Nacional. Al momento de diseñar una red aérea trifásica de distribución, los parámetros de las mismas juegan un papel importante. El interés está enfocado primeramente en llevar los parámetros eléctricos calculados de los conductores a un programa de simulación real conocido como CYMDIST. De igual forma, a partir de datos reales obtenidos desde la plataforma virtual del Ministerio de Energía, se simulan diferentes estructuras de soporte, haciendo hincapié en la LVA1 y LVC6 con diferentes conductores con el objetivo de comprobar los datos obtenidos en la práctica anterior de las matrices de impedancias y admitancias. Finalmente, se simula un sistema real de distribución con diferentes tramos de un alimentador donde además de los parámetros eléctricos de conductor, se obtendrá los resultados del cálculo de flujo de potencia, para posteriormente realizar una comparativa entre estructuras de soporte, caídas de voltaje y obtener conclusiones.

Figura 2: Medidas para simulación de estructura LVC6

Debido a que no se da la medida desde el suelo hasta la posición del cable del neutro, por recomendación del instructor se tomó como valor 12 pies.

I) DESARROLLO: A) Utilizar la estructura trifásica aérea LVC6 para el alimentador primario de la Fig. 1 y calcular los parámetros eléctricos del mismo.

Figura 3: Parámetros eléctricos calculados para estructura LVC6

Figura 1: Alimentador primario 13.8 kV

Figura 4: Carga utilizada para el cálculo de parámetros eléctricos

Figura 9: Parámetros eléctricos del conductor del tramo 5 LVC6

B) Tabular y analizar los parámetros eléctricos obtenidos para los conductores de las estructuras LVA1 y LVC6.

Figura 5: Parámetros eléctricos del conductor del tramo 1 LVC6.

Figura 6: Parámetros eléctricos del conductor del tramo 2 LVC6.

Figura 7: Parámetros eléctricos del conductor del tramo 3 LVC6

Figura 8: Parámetros eléctricos del conductor del tramo 4 LVC6.

Para las dos estructuras se utilizó el mismo valor de carga que se muestra en la figura 4, en el mismo sistema de distribución que se puede observar en la figura 1, con los mismos conductores, teniendo una variación en la geometría de la estructura. Como se puede observar en la figura 11, se encuentran los parámetros eléctricos calculados con la estructura LVA1 en lo que compete al flujo de potencia en el sistema de distribución de la figura 10 con los conductores por tramo que se muestran en la figura 1. Estos parámetros corresponden a los diferentes voltajes de línea, de fase, corrientes en la carga, potencia activa, aparente y reactiva. Como se puede observar y haciendo un contraste con la figura 15, que hacen referencia a los parámetros obtenidos por el flujo de potencia en la estructura LVC6, son prácticamente iguales, ya que se manejó la misma carga, los mimos conductores y las mismas distancias. Por lo tanto es correcto concluir que la estructura sobre la cual pasan los diferentes conductores no afecta de manera considerable estos factores obtenidos en el flujo de potencia. Las estructuras difieren en sí por la configuración de las mismas, la ubicación de los conductores, la separación entre los mismos, etc., por lo tanto, la diferencia se verá reflejada en los parámetros eléctricos pero de los conductores, es decir en las impedancias series y las admitancia en paralelo, ya que en dichos parámetros la configuración geométrica de la estructura de soporte si juega un papel importante. Para corroborar lo mencionado anteriormente sobre la variación de los parámetros eléctricos de los conductores, se puede realizar una comparativa entre las figuras con las diferentes matrices de impedancias y admitancias. Es importante mencionar que se debe comparar con los mismos tramos, es decir la figura 5 con la 13, la figura 6 con la 14, la figura 7 con la 15, la figura 8 con la figura 16 y la figura 9 con la 17.

Figura 10: Sistema de distribución simulado

Figura 11: Parámetros eléctricos en la carga para la estructura LVA1

Figura 14: Parámetros eléctricos del conductor del tramo 2 LVA1

Figura 15: Parámetros eléctricos del conductor del tramo 3 LVA1

Figura 12: Parámetros eléctricos en la carga para la estructura LVC6

Figura 16: Parámetros eléctricos del conductor del tramo 4 LVA1

Figura 13: Parámetros eléctricos del conductor del tramo 1 LVA1

Figura 17: Parámetros eléctricos del conductor del tramo 5 LVA1

Parámetros para cada conductor individual LVA1: A continuación se muestran los parámetros eléctricos para cada tramo en la estructura LVA1, como se puede observar, debido a que se conectó una carga relativamente pequeña, el sistema se mantiene completamente estable e indistintamente de la estructura o del conductor no varían en ningún caso. Figura 22: Parámetros eléctricos tramo 5

Parámetros para cada conductor individual LVC6:

Figura 18: Parámetros eléctricos tramo 1

A continuación se muestran los parámetros eléctricos para cada tramo en la estructura LVC6, como se puede observar, debido a que se conectó una carga relativamente pequeña, el sistema se mantiene completamente estable e indistintamente de la estructura o del conductor no varían en ningún caso.

Figura 19: Parámetros eléctricos tramo 2

Figura 23: Parámetros eléctricos tramo 1_1

Figura 20: Parámetros eléctricos tramo 3

Figura 24: Parámetros eléctricos tramo 2_1

Figura 21: Parámetros eléctricos tramo 4

Figura 25: Parámetros eléctricos tramo 3_1

correcta instalación se deben regir exhaustivamente.

Figura 26: Parámetros eléctricos tramo 4_1

2.

Un aspecto donde los parámetros eléctricos son considerablemente relevantes es en las impedancias y admitancias, puesto que la geometría de las diferentes estructuras si juegan un papel fundamental en los parámetros mencionados.

3.

Cuando la carga no sobrepasa los límites de corriente de los conductores, es decir no existen sobretensiones, sobrecarga, fallas, etc., las estructuras de soporte no afectan significativamente a los parámetros eléctricos tales como potencia, corriente, voltaje obtenidos a partir del flujo de potencia.

4.

La utilización de software de simulación ofrece varias ventajas en rapidez y exactitud siendo de vital importancia en un sistema de distribucion, ya que además de ser una ayuda en lo que compete a diseño, corrección de errores, etc., son de vital importancia puesto que en un Sistema eléctrico de distribucion las cargas son desequilibradas, por lo que un análisis minucioso o cálculos diferenciados tomarían demasiado tiempo y los errores se reflejarían considerablemente.

5.

Ddeterminar los valores de las impedancias de las líneas de distribución de energía es de vital importancia ya que el correcto y óptimo diseño del sistema, influyendo directamente en varios aspectos de la red como eficiencia, cantidad de pérdidas, regulación de voltaje etc.

Figura 27: Parámetros eléctricos tramo 5_1

C) Determinar las caídas de voltaje y pérdidas de potencia para las estructuras LVA1 y LVC6. Tabla 1: Caídas de voltaje y pérdidas en la estructura LVA1

Tramo

Pérdidas [kW]

Pérdidas [kVAr]

L1 L2 L3 L4 L5

8.7 13.2 2.2 21.4 4.8

21.2 16.2 13.6 29.2 15.3

Caída de Voltaje [V] 193.8 98.8 143.9 191.8 142.0

Tabla 2: Caídas de voltaje y pérdidas en la estructura LVC6

Tramo

Pérdidas [kW]

Pérdidas [kVAr]

L1 L2 L3 L4 L5

8.7 13.2 2.3 21.4 4.8

20.8 16.0 13.3 28.9 15.2

Caída de Voltaje [V] 193.0 97.5 143.4 191.1 141.8

II. CONCLUSIONES 1.

Se concluye que las estructuras de soporte utilizadas en los sistemas de distribución del pais, siguen normas tales como espaciamiento, medidas, etc., que regula el ministerio de Energía. Estas estructuras se utilizan en diferentes situaciones o aplicaciones en la red de distribución por lo que para su

III. BIBLIOGRAFIA: [1] Libro Distribución de la Energía Eléctrica, Samuel Ramírez Castaño. [2] Normas para sistemas de distribución parte A y parte B 2014. [3] Página web del MEER. http://www.unidadesdepropiedad.com/