escuela politÉcnica nacionalbibdigital.epn.edu.ec/bitstream/15000/5115/1/t2318.pdf3.2 modelació de...
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ESCUELA POLITÉCNICA
NACIONAL
ESCUELA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
ANÁLISIS DE LA REGULACIÓN 004/01 REFERIDA AL NIVEL DE
VOLTAJE COMO PARTE DE LA CALIDAD DEL SERVICIO
ELÉCTRICO
PROYECTO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TITULO DE
INGENIERO ELÉCTRICO
WILMER DARÍO MUYULEMA MASAQUIZA
DIRECTOR: ING. MENTOR POVEDA
Quito, 29 de Marzo de 2004
DECLARACIÓN
Yo, WILMER DARÍO MUYULEMA MASAQUIZA, declaro bajo juramento que eltrabajo aquí descrito es de mi autoría; que no ha sido previamente presentadapara ningún grado o-calificación profesional; y, que he consultado las referenciasbibliográficas que se incluyen en este documento.
A través de la presente declaración cedo mis derechos de propiedad intelectualcorrespondientes a este trabajo, a la Escuela Politécnica Nacional, según loestablecido por la Ley de Propiedad Intelectual, por su Reglamento y por lanormatividad institucional vigente.
Darío Muyulema
CERTIFICACIÓN
Certifico que el presente trabajo fue desarrolladoMUYULEMA MASAQUIZA, bajo mi supervisión.
por WILMER DARÍO
Mentor Poveda
DIRECTOR DE PROYECTO
AGRADECIMIENTO
Agradezco a Dios por las incontables bendiciones que recibo cada día, a mis
padres y hermanos por brindarme todo su apoyo moral y económico, igualmente
expreso mi gratitud a familiares y amigos que a largo de mi vida supieron
ofrecerme su respaldo incondicional para culminar mis estudios.
Este trabajo no podría haberse concretado sin la ayuda de diversas personas e
instituciones las que merecen un agradecimiento especial.
Al Ing. Mentor Poveda quien como director del presente trabajo me ha brindado
un apoyo incondicional colaborando en todo momento con su orientación,
confianza y calidad como docente.
A mis profesores y compañeros de la Escuela Politécnica Nacional, con quienes
compartí un valioso e interesante proceso de aprendizaje.
AI personal técnico y administrativo de la Empresa Eléctrica Ambato, mi
reconocimiento a la labor que realizan ios departamentos de Planificación
"Sección Estudios Técnicos" en especial al Ing. Kléver Mayorga, Diseño y
Construcción "Sección Red Subterránea", Comercial "Sección Acometidas y
Medidores11 y de Operación y Mantenimiento "Sección Subestaciones".
Y a todas las personas que de una forma u otra intervinieron en la realización de
este trabajo.
ÍNDICE
RESUMEN 1
INTRODUCCIÓN 1
OBJETIVOS 3
ALCANCE 4
METODOLOGÍA 4
LA CONSTITUCIÓN DE LA REPÚBLICA, SÍNTESIS DE LA CALIDAD DEL
SERVICIO ELÉCTRICO 5
REGLAMENTO GENERAL: DE LA DISTRIBUCIÓN 7
REGLAMENTO DE SUMINISTROS DEL SERVICIO DE ELECTRICIDAD 7
REGULACIÓNNO. CONELEC-004/01 CALIDAD DEL SERVICIO ELÉCTRICO 8
DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN DE LA EMPRESA ELÉCTRICA
AMBATOS.A 9
OBLIGACIONES DE LA EMPRESA Y DEL CONSUMIDOR 10
CAPÍTULO I
REQUERIMIENTOS DE VOLTAJE DE LOS EQUIPOS MÁS COMUNES
1.1 Selección de voltajes 11
1.1.1 Definiciones [1] '. 11
1.1.2 Regímenes de Voltaje para Equipos y Sistemas Eléctricos de Potencia a 60 Hz
13
1.1.2.1 Definiciones [2] 18
1.1.3 Selección de voltajes nominales 20
1.1.3.1 Rangos de voltaje 20
1.1.4 Aplicación de los rangos de voltaje 21
1.1.4.1 Rango A: Voltaje de servicio 21
1.1.4.2 Rango A: Voltaje de utilización 21
1.1.4.3 Rango B: Voltajes de servicio y utilización 21
1.2 Especificaciones de voltajes de los equipos 22
1.2.1 Voltajes nominales: Generadores, Transformadores, Motores, Lámparas,
Computadores y otros 22
1.2.1.1 Voltajes nominales de generadores 22
1.2.1.2 Voltajes nominales de transformadores 23
1.2.1.3 Voltajes nominales de motores 24
1.2.1.4 Voltajes nominales de computadores 25
1.2.1.5 Voltajes nominales de lámparas y otros equipos 25
1.2.2 Efectos de las variaciones de voltaje en: lámparas incandescentes, lámparas,
aparatos de calefacción, motores de inducción, computadores y otros 26
1.2.2.1 Variaciones de voltaje 26
1.2.2.2 Efecto de las variaciones de voltaje 28
1.2.2.3 En lámparas incandescentes., fluorescentes y de mercurio 28
1.2.2.4 En equipos de calefacción. 30
1.2.2.5 En procesos de calentamiento por radiación infrarroja 30
1.2.2.6 En motores de inducción y sincrónicos 31
1.2.2.7 En equipo electrónico y condensadores 32
1.2.2.8 En equipos de computación 32
CAPÍTULO II
PROPUESTA DE LÍMITES PARA UNA NUEVA REGULACIÓN
2.1 Conclusiones de los voltajes requeridos por los equipos más comunes 33
2.2 Definición de los límites adecuados 34
2.2.1 Norma ANSÍ CS4.1-1995 34
2.2.2 Límites de las variaciones de voltaje 35
2.2.3 Normas Internacionales 36
2.2.3.1 Argentina: 36
2.2.3.2 Solivia: 37
. 2.2.3.3 Chile: 37
2.2.3.4 Guatemala: 37
2.2.3.5 Uruguay: 38
2.2.3.6 Ecuador: 38
2.2.3.7 Límites adecuados de variación para el nivel de voltaje 39
CAPÍTULO III
ESTUDIO DE CASOS ESPECÍFICOS DEL SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN DE LA
EMPRESA ELÉCTRICA AMBATO S. A.
3.1 Selección de 2 alimentadores críticos (1 rural, 1 urbano) específicos del sistema
de distribución 40
3.1.1 Alimentador rural Pasa 40
3.1.2 Alimentador urbano Ficoa 41
3.2 Modelación del sistema primario de los casos de estudio 41
3.2.1 Información de las redes primarias seleccionadas 41
3.2.1.1 Voltaje nominal utilizado 41
3.2.1.2 Detalles de las subestaciones de distribución 42
3.2.1.3 Demandas registradas 42
3.2.1.4 Demanda máxima anual 44
3.2.1.5 Topología de las redes primarias de distribución 45
3.2.2 Diagramas unifilares de las redes primarias de distribución 45
3.2.2.1 Descripción del Programa CYMDIST [13] 45
3.2.2.2 Parámetros para la simulación de caídas de voltaje 47
3.2.3 Análisis de caídas de voltaje 48
3.2.3.1 Distribución de carga 48
3.2.3.2 Reporte de caídas de voltaje 49
3.2.3.3 Variaciones de voltaje producidas en las redes primarias 50
3.2.3.4 Caídas de voltaje en troncales y laterales de los alimentadores 50
3.2.4 Acciones para controlar los niveles de voltaje primario 52
3.2.4.1 Generadores para regulación del voltaje 53
3.2.4.2 Regulación de voltaje en las subestaciones 53
3.2.4.3 Balance de carga en alimentadores primarios 54
3.2.4.4 Incremento de calibres de los conductores 55
3.2.4.5 Cambio del alimentador de monofásico a trifásico 56
3.2.4.6 Reducirla carga del alimentador 57
3.2.4.7 Incremento del nivel de voltaje primario 58
3.2.4.8 Instalación de reguladores de voltaje suplementarios 58
3.2.4.9 Instalación de condensadores paralelo 59
3.2.4.10 Instalación de condensadores serie 60
3.2.5 Acciones para controlar el nivel de voltaje primario del alimentador Pasa .... 60
3.2.5.1 Balance de cargas en los alimentadores primarios en estudio 60
3.2.5.2 Aplicación de capacitores en las subestaciones de distribución y en la red.61
3.2.5.3 Aplicación de equipos de regulación de voltaje en las subestaciones de
distribución 62
3.2.5.4 Aplicación de reguladores en alimentadores primarios 64
3.2.5.5 Incremento de calibres de los conductores en el alimentador 65
3.2.5.6 Cambio de la configuración del alimentador de monofásico a trifásico .... 66
3.2.5.7 Transferencias de carga entre alimentado res existentes y nuevos
alimentadores 66
3.3 Modelación de los secundarios y acometidas de la sección con mayor caída de
voltaje de los casos de estudio 67
3.3.1 Información de las redes secundarias y acometidas 67
3.3.1.1 Ubicación 67
3.3.1.2 Características de los transformadores 67
3.3.1.3 Demandas registradas 68
3.3.1.4 Topología de las redes secundarias 68
3.3.2 Modelación de Secundarios 69
3.3.2.1 Distribución de carga 69
3.3.2.2 Reporte de caídas de voltaje .". 69
3.3.2.3 Análisis para disminuir las caídas de voltaje en las redes secundarias 70
3.3.3 Modelación de Acometidas 71
3.3.3.1 Información recopilada 71
3.3.4 Cálculo del a demanda individual por acometida 72
3.3.4.1 Caídas de voltaje en acometidas 74
CAPÍTULO IV
DEFINICIÓN DE LA PARTICIPACIÓN DE LOS SUBSISTEMAS DE:
SUBTRANSMISIÓN Y DISTRIBUCIÓN EN LOS LÍMITES DE VOLTAJE
VIGENTES
4.1 Flujos de carga del sistema de subtransmisión 75
4.1.1 Información recopilada 75
4.1.1.1 Voltaje nominal de subtransmisión 75
4.1.1.2 Subestaciones de Distribución y Líneas de Subtransmisión 76
4.1.1.3 Posición de los taps 76
4.1.1.4 Configuración del sistema de subtransmisión 77
4.1.2 Reporte de voltajes de barra 77
4.1.3 Validación de la simulación 7S
4.1.3.1 Registros de voltajes en las subestaciones Huachi y Atocha 78
4.1.4 Proporción de la caída de voltaje en las líneas y transformadores del sistema
de subtransmisión 79
4.2 Conclusiones de los estudios de los casos específicos del sistema de
distribución: 80
4.2.1 Proporción de caídas de voltaje en las líneas primarias 82
4.2.1.1 Alimentador rural 82
4.2.1.2 Alimentador urbano 83
4.2.2 Proporción de caídas de voltaje en el transformador de distribución 83
4.2.2.1 Transformador de distribución rural 84
4.2.2.2 Transformador de distribución urbano 84
4.2.3 Proporción de caídas de voltaje en el circuito secundario 84
4.2.3.1 Red secundaria rural 84
4.2.3.2 Red secundaria urbana 85
4.2.4 Proporción de caídas de voltaje en acometidas 86
4.2.4.1 Acometidas rurales 86
4.2.4.2 Acometidas urbanas 86
4.2.5 Proporción de caídas de voltaje de instalaciones interiores 86
4.2.6 Propuesta de asignación de caídas de voltaje para el sistema eléctrico de la
Empresa Eléctrica Ambato 86
4.3 Evaluación económica de la propuesta 88
4.3.1 Utilización de los transformadores de distribución '. 88
4.3.2 Costo de conductores 88
4.3.3 Pérdidas de energía 89
4.3.4 Análisis económico de pérdidas en la Empresa Eléctrica Ambato 90
4.3.4.1 Costos para mejorar el perfil de voltaje en el alimentadorPasa 90
4.3.4.2 Costos para mejorar el nivel de voltaje en redes secundarias 90
4.3.4.3 Pérdidas de energía registradas por la Empresa Eléctrica Ambato 91
4.3.4.4 Energía que ahorra la Empresa Eléctrica Ambato por cumplir la regulación
92
CONCLUSIONES 94
RECOMENDACIONES 97
Normas utilizadas 97
Bibliografía: 98
ANEXOS
LÁMINAS
RESUMEN
El presente trabajo desarrolla un análisis de la Regulación No. CONELEC-004/01 referida
al nivel de voltaje como parte de la calidad del servicio eléctrico, y propone a la Empresa
Eléctrica Ambato S. Á.; una asignación de caídas de voltaje para manejar su sistema.
Se definen los límites adecuados de variación de voltaje en relación al voltaje nominal para
equipos y sistemas eléctricos, lo cual permite establecer un soporte técnico para una
propuesta de modificación de la referida regulación.
Fundamentado en la modelación de redes primarias de dos alimentadores críticos (Irural, 1
urbano) y de redes secundarias y acometidas donde se producen las mayores caídas de
voltaje, se establece la propuesta para la asignación de caídas de voltaje en cada
componente del sistema eléctrico de la Empresa Eléctrica Ambato S.A.
INTRODUCCIÓN
Las investigaciones realizadas en redes eléctricas y su desempeño, han conducido en los
últimos años a la introducción de un nuevo concepto en el campo de la ingeniería eléctrica
denominado "Calidad de la Energía", cada vez aplicado en mayor medida y por tanto de
gran importancia.
La Calidad de la Energía es un término utilizado para referirse al estándar de calidad que
debe tener el suministro eléctrico de las instalaciones, en términos de: Calidad del
Producto, Calidad del Servicio Técnico y Calidad del Servicio Comercial, como lo
establece la Ley de Régimen del Sector Eléctrico en el Reglamento de Suministro del
Servicio de Electricidad, y la Regulación sobre la Calidad del Servicio Eléctrico de
Distribución. El cumplimiento o no de las anteriores normas técnicas es lo que determina
que el suministro sea de calidad, cualquier desviación de estos estándares de calidad que
ocasione problemas en la operación y daños en los equipos eléctricos alimentados con
dicha energía, deviene en un suministro con mala Calidad de Energía.
La mala o pobre calidad de la energía eléctrica puede tener dos orígenes. El primero se
identifica en la misma acometida de la red que alimenta a la instalación, ya sea por
deficiencia o anomalías en las compañías encargadas del suministro. El segundo radica en
la propia instalación, de responsabilidad de la compañía que construyo el edificio o del
usuario.
Las compañías encargadas del suministro de energía en el país, son las empresas eléctricas
de distribución. las mismas que tienen la obligación de proveer de energía a todos los
consumidores ubicados dentro de su área de concesión, respecto de la cual gozan de
exclusividad regulada por el CONELEC, entidad que tiene las funciones y facultades de
regular y velar por el cumplimiento de las disposiciones legales reglamentarías y demás
normas técnicas de electrificación, de acuerdo con la política energética nacional, en
materia de calidad del servicio eléctrico.
El primer aspecto para cumplir con la calidad del servicio eléctrico establecido en
Regulación No. CONELEC-004/01, es el Nivel Voltaje como parte de la Calidad del
Producto. Donde se determinan las variaciones máximas de voltaje con relación al voltaje
nominal permitidas en las redes del distribuidor, estos valores que deberán estar dentro de
los límites de variación establecidos por la norma para cumplir con la calidad de servicio
de voltaje.
La consideración de este problema, proporcionará grandes beneficios económicos y de
ahorro para la empresa, además de garantizará un óptimo funcionamiento de las redes de
distribución y los equipos que se conecten a ella.
Sin embargo antes de aplicar los límites que establece la regulación, es conveniente
analizar si cumplen con los requerimientos de voltaje de los equipos eléctricos para su
correcto funcionamiento y desempeño, antecedentes que son proporcionados por los
fabricantes, o en normas internacionales, como la ANSÍ CS4.1-1995, que permitirán
comprender si los límites establecidos por la regulación, son los adecuados para evaluar la
calidad del nivel de voltaje suministrado a los consumidores.
El incremento en los costos de la energía combinado con la expectativa de continuar con
esa tendencia y sobre todo con el propósito de cumplir con el nivel de voltaje requerido por
los equipos eléctricos, son un incentivo para buscar nuevos métodos que permitan mejorar
el diseño de las redes eléctricas de enorme importancia para la minimización de las
pérdidas de energía.
Visto de esta forma el primer objetivo de controlar las variaciones del nivel voltaje dentro
del sistema, es el proporcionar económicamente a cada usuario un voltaje conforme a los
límites de diseño del equipo utilizado. Por esta razón la regulación de voltaje, debe
considerar las caídas de voltaje de todos los componentes individuales del sistema, ya que
es un parámetro sobre el cual se mide la calidad de servicio al cliente.
Las caídas de voltaje que se han normalizado en empresas eléctricas, en algunos casos han
sido tomadas al azar y en otros corresponden a estudios realizados en otros países, y por lo
tanto estos no tienen respaldo técnico y económico que garantice su aplicación. Este es uno
de los factores principales que causan el gran porcentaje de pérdidas en el ámbito de
distribución.
En actualidad mediante la modelación de las redes eléctricas se puede definir la
participación de cada uno de los subsistemas de distribución, y cumplir con los límites
establecidos en la regulación.
Aprovechando la información y el software que dispone la Empresa Eléctrica Ambato, se
puede evaluar el grado de atención a la normativa de control de calidad, identificando las
zonas más comprometidas, en las mismas se deberán definir las acciones correctivas con el
fin de optimizar la calidad esperable luego de implementar las mejoras.
Estas simulaciones serán tomadas en cuenta a la hora de la implementación de las
normativas de calidad, evaluando tanto cuales serían los valores de los indicadores a ser
considerados en los límites admisibles, como también el grado de cumplimiento o
adaptación de la empresa a la normativa en diseño. La que se relaciona directamente con
garantizar el funcionamiento eficaz de los equipos en los rangos específicamente
determinados.
OBJETIVOS
El presente trabajo esta encaminado a constituirse en un soporte técnico que ayude a
corregir los evidentes problemas y confusiones que se presentan en las empresas de
distribución, a la hora de cumplir con el nivel de voltaje que requieren los equipos
eléctricos, razón por cual se plantean los siguientes objetivos:
• Analizar sí los límites para el nivel de voltaje establecidos por la Regulación 004/01.
son los adecuados para el sistema de distribución de la Empresa Eléctrica Ambaío S.A.
• Proponer a la Empresa Eléctrica Ambato S.A., una asignación de caídas de voltaje,
para manejar su sistema y cumplir con la referida regulación.
Estos objetivos asegurarán una calidad de servicio aceptable para los clientes de la
empresa, a más de los beneficios económicos que son el resultado de tener el control de un
sistema dinámico.
4
ALCANCE
En la actualidad las redes de distribución de casi todas las empresas eléctricas del país,
presentan variaciones de voltaje que exceden los límites recomendados, a pesar de que se
diseñen utilizando valores asumidos como convenientes para limitar las caídas de voltaje
dentro del sistema. Pero como estos valores carecen de un apoyo técnico y económico, su
utilización llevará necesariamente a situaciones críticas dentro del sistema; por tanto, se
propone realizar un análisis de la situación actual de los niveles de voltaje en los diferentes
subsistemas de la Empresa Eléctrica Ambato a fin de proponer, con esa base, la
distribución de caídas de voltaje más conveniente a los intereses de la empresa, ajustados a
sus condiciones particulares. Los resultados del estudio son dos:
• Una crítica constructiva de la regulación vigente expedida por el CONELEC.
• Una propuesta de asignación de caídas de voltaje para el sistema eléctrico de la
Empresa Eléctrica Ambato.
Dicha propuesta marcará el camino para prever las acciones adecuadas, y lograr una
solución, que conduzca en un futuro a la expansión del sistema eléctrico cumpliendo las
regulaciones con las menores inversiones posibles, con ingresos adecuados, minimizando
pérdidas eléctricas e incrementando la seguridad y encienda del sistema eléctrico.
METODOLOGÍA
La metodología desarrollada tiene como propósito: a) elaborar una propuesta de nuevos
límites de las variaciones de voltaje, en la que el desempeño de los equipos eléctricos sea
óptima y aplicable en las empresas de distribución, y b) determinar la calidad esperable
que las redes de la Empresa Eléctrica Ambato, puedan brindar con su topología actual,
considerando criterios de eficiencia respecto al manejo de las instalaciones que ella posee.
El desarrollo de esta metodología implica las siguientes etapas:
• Examinar los requerimientos de voltaje de los equipos más comunes, lo cual consiste
en la selección y aplicación de los rangos de voltaje definidos por la norma ANSÍ
C84.1-1995; investigando las especificaciones de voltajes, y los efectos de las
variaciones de voltaje en los equipos.
" Elaborar una propuesta de límites para modificar la Regulación, considerando lo
establecido en la norma.
• Estudio de casos específicos del sistema de distribución.
• Selección de 2 alimentadores críticos (1 rural, 1 urbano) del sistema de distribución.
• Recolección de la información de los alimentadores seleccionados, en todos los detalles
necesarios para la modelación, por medio de los sistemas de información existentes en
la empresa.
• Procesamiento de esta información para su migración al software de modelado y para
la identificación de las características de operación.
• Modelación del sistema primario de los casos en estudio, a través del software técnico
específico, el cual permite obtener la calidad de producto esperable, considerando
criterios de eficiencia y su relación con la normativa de control.
• Modelación de los secundarios y acometidas de la sección con mayor caída de voltaje
de los casos en estudio.
• Modelación del sistema de subtransmisión de la Empresa Eléctrica Ambato.
• Definición de la participación de los subsistemas de: Sub transmisión, transformador de
la subestación, sistema primario, transformadores de distribución, secundarios y
acometidas en los nuevos límites de voltaje.
• Propuesta de asignación de caídas de voltaje para el sistema eléctrico de la Empresa
Eléctrica Ambato.
• Evaluación económica de la propuesta, referida a la utilización de los transformadores
de distribución, costo de conductores y pérdidas de energía.
LA CONSTITUCIÓN DE LA REPÚBLICA, SÍNTESIS DE LA
CALIDAD DEL SEVICIO ELÉCTRICO [4]
La Constitución de la República del Ecuador, establece que todo ciudadano ecuatoriano
tiene derecho a disponer de bienes y servicios públicos y privados en óptima calidad,
siendo la energía eléctrica uno de estos, para lo cual el Congreso Nacional en ejercicio de
las atribuciones constitucionales y legales, expide la Ley de Régimen del Sector Eléctrico,
los Reglamentos y las Regulaciones con las cuales se complementa.
En materia de Calidad del Servicio Eléctrico, la Ley de Régimen del Sector Eléctrico
(LRSE), sus Reformas y su Reglamento General (RGLRSE), se refieren en resumen en los
siguientes artículos.
Art.4.- La LRSE regula las actividades de generación transmisión, distribución y
comercialización de la energía eléctrica; como su importación y exportación.
Art.5.- Fijase como objetivo fundamental de la política nacional en materia de generación
transmisión y distribución de electricidad:
a) Proporcionar al país un servicio de alta calidad y confiabilidad que garantice su
desarrollo económico y social.
Art.12.- Crease el Consejo Nacional de Electricidad CONELEC, como persona Jurídica de
derecho publico con patrimonio propio, autonomía administrativa, económica, financiera y
operativa.
El CONELEC se encargará de elaborar planes para el desarrollo de energía eléctrica.
Ejercerá además todas las actividades de regulación y control definidas en la LRSE.
Art.13.- Funciones y facultades: El CONELEC tendrá las siguientes funciones y facultades
en materia de calidad del servicio eléctrico que en resumen a continuación:
Regular el sector eléctrico y velar por el cumplimiento de las disposiciones legales y
reglamentarias y demás normas técnicas de electrificación del país de acuerdo con la
política energética nacional.
Preparar y proponer para su aprobación y expedición por parte del Presidente de la
República el Reglamento General y los Reglamentos especiales que se requieran para la
aplicación de la ley.
Dictar Regulaciones a las cuales deberán ajustarse los generadores, transmisor,
distribuidores, el CENACE y clientes del sector eléctrico.
Tales se darán en materia de seguridad y protección del medio ambiente, normas y
procedimientos técnicos de medición facturación de los consumos, de control y uso de
medidores, de interrupción y reconexión de los suministros, de acceso a inmuebles de
terceros, riesgo de falla y calidad de los servicios prestados; y las demás normas que
determinen la ley y los reglamentos.
A estos efectos las sociedades y personas sujetas a su control, están obligadas a
proporcionar al CONELEC, la información técnica y financiera que le sea requerida.
REGLAMENTO GENERAL: DE LA DISTRIBUCIÓN
Art. 68.- Empresas de distribución
La actividad de distribución y comercialización será realizada por las empresas de
distribución conformadas como sociedades anónimas, operando como únicas empresas
concesionarias en cada área geográfica, lo cual le impone un carácter de obligatoriedad a la
prestación de servicio y a la satisfacción de la demanda de energía requerida en la
respectiva zona de concesión.
Art 70.- Instalaciones
Las instalaciones de las empresas de distribución en cada área geográfica objeto de la
concesión, los sistemas de subtransmisión y los sistemas de distribución, tanto los actuales
como aquellos que sean necesarios construir para mantener o mejorara la calidad de
servicio y satisfacer el crecimiento de la demanda.
REGLAMENTO DE SUMINISTROS DEL SERVICIO DE ELECTRICIDAD
Art.L- Objetivo y alcance.- El presente Reglamento contiene las normas generales que
deben observarse para la prestación del servicio eléctrico de distribución y
comercialización; y, regula las relaciones entre el Distribuidor y el Consumidor, tanto en
los aspectos técnicos como en los comerciales.
Art.9.- Evaluación del servicio.- Los Distribuidores deberán proporcionar el servicio con
los niveles de calidad acordes con lo exigido en la Ley, su Reglamento General, este
Reglamento y las Regulaciones pertinentes, para lo cual adecuarán progresivamente sus
instalaciones, organización, estructura y procedimientos técnicos y comerciales.
La evaluación de la prestación del servicio se efectuará considerando los siguientes
aspectos:
a) Calidad del producto: Nivel de Voltaje, Perturbaciones, y Factor de Potencia,
Calidad del Producto
Árt.10.- Nivel de Voltaje.- El CONELEC evaluará las variaciones de voltaje existentes en
las redes del Distribuidor. El Distribuidor deberá efectuar pruebas mensuales de voltaje (V)
en los puntos de entrega del 0,01 % de los Consumidores de su sistema, por un período
mínimo de siete días continuos.
REGULACIÓN No. CONELEC-004/01 CALIDAD DEL SERVICIO ELÉCTRICO
2. CALIDAD DEL PRODUCTO
Los aspectos de calidad del producto técnico que se controlarán son el nivel de voltaje, las
perturbaciones y el factor de potencia, siendo el Distribuidor responsable de efectuar las
mediciones correspondientes, el procesamiento de los datos levantados, la determinación
de las compensaciones que pudieran corresponder a los consumidores afectados y su pago
a los mismos. Toda la información deberá estar a disposición del CONELBC al momento
que se le requiera.
2.1 Nivel de Voltaje
2.1.1 índice de Calidad
-Vn(1)
VnDonde:
i» variación de voltaje, en el punto de medición, en el intervalo k de 10 minutos.
Vk : voltaje eficaz (mis) medido en cada intervalo de medición k de 10 minutos.
Vn ; voltaje nominal en el punto de medición.
2.1.2 Mediciones
La calidad de voltaje se determina como las variaciones de los valores eficaces (rms)
medidos cada 10 minutos, con relación al voltaje nominal en los diferentes niveles.
El Distribuidor deberá realizar mensualmente lo siguiente:
1. Un registro de voltaje en cada uno de los siguientes puntos de medición:
a) 20% de las barras de salida de subestaciones de distribución AV/MV, no menos de 3.
b) 0,15% de los transformadores de distribución, no menos de 5.
c) 0,0! % de los Consumidores de Bajo Voltaje del área de concesión, no menos de 1 0.
2. Para la selección de los puntos se considerarán los niveles de voltaje, el tipo de zona
(urbana, rural), y la topología de la red, a fin de que las mediciones sean representativas de
todo el sistema, Una vez realizada la selección de los puntos, la Empresa Distribuidora
debe notificar al CONELEC, por lo menos 2 meses antes de efectuar las mediciones.
3. Simultáneamente con el registro del voltaje se deberá medir la energía entregada a
efectos de conocer la que resulta suministrada en malas condiciones de calidad.
Para cada mes, el registro en cada punto de medición se efectuará durante un período no
inferior a 7 días continuos, en intervalos de medición de 10 minutos.
2.1.3 Límites
El Distribuidor no cumple con el nivel de voltaje en el punto de medición respectivo,
cuando durante un 5 % o más del período de medición de 7 días continuos, en cada mes, el
servicio lo suministra incumpliendo los límites de voltaje.
Las variaciones de voltaje admitidas con respecto al valor del voltaje nominal se señalan a
continuación:
Alto VoltajeMedio VoltajeBajo Voltaje. UrbanasBajo Voltaje. Rurales
Subetapa 17.0%10.0 %10.0%13.0 %
Subetapa 25.0 %8.0 %8.0 %10.0%
DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN DE LA
EMPRESA ELÉCTRICA AMBATO S.A. [10]
Para realizar el análisis de la Regulación 004/01 Referida al Nivel de Voltaje como parte
de la Calidad del Servicio Eléctrico, se requiere de un escenario de trabajo, el cual no
puede ser mejor representado sino por una empresa distribuidora de energía eléctrica, la
que debe abarcar dentro de su área de concesión (Ver Anexo '!) a todo tipo de usuario
según: la configuración de la red, posición geográfica y la utilización de la energía, por lo
cual se considera a la Empresa Eléctrica Ambato, como el campo de trabajo.
Esta Empresa de distribución, tiene como misión la prestación de servicio eléctrico a las
provincias de Tungurahua y Pastaza en su totalidad, a los cantones Palora, Huamboya en la
provincia de Morona Santiago y la parte sur de la provincia de Ñapo, en un área de
aproximadamente 45,000 k m 2 .
A junio del 2002, la Empresa Eléctrica Ambato, tiene: 140,492 clientes, de los cuales el
S5.4 % son clientes residenciales el 9.8 % comerciales, y el 2.4 % industriales. Se puede
decir que aproximadamente el 92 % de los usuarios corresponden a la provincia de
Tungurahua. de los cuales el 65 % se concentran en las zonas urbana y rural del cantón
Ambato. Los componentes del sistema se resumen en:
Centrales de generación: Hidráulica "Península", Térmica "Batán", Térmica "Lligua"
Líneas de subtransmisión: Ambato - Oriente (Ambato -Nueva Loreto - Oriente), Oriente -
Totoras, Totoras - Montalvo, Montalvo ~ Huachi, Huachi — Atocha, Atocha - Samanga,
Samanga- Ambato, Samanga-Píllaro, Totoras -Pelileo, Pelileo - Baños, Baños - Puyo,
Puyo-Tena (SNI).
10
Líneas de interconexión: Oriente — Loreto, Nueva Loreto — Batán, Oriente — Lligua,
Península — Loreto
Subestaciones de distribución con sus respectivos alimentadores e interconexiones:
S/E ORIENTE: Olímpica, Universidad. Totoras, Oriente-Lligua y Oriente-Loreto
S/E MONTALVO: Quero-Cevallos, Sur y Tisaleo.
S/E HUACHI: Atahualpa, Pasa, Miraflores y Santa Rosa
S/E ATOCHA: Picoa, Quísapincha. Pilishurco, Hospital y Av. Áméricas.
S/E SAMANGA: Norte y Parque Industrial (P.I.A)
S/E PÍLLARO: Pillara.
S/E NUEVA LORETO: Subten-áneo 1 yNuevaLoreto-Batán.
S/E PELILEO: Huambaló, Pelileo y Patate.
S/E BAÑOS: Río Verde, Baños y Pititíc.
S/E PUYO; Shell-Mera, Central, Circunvalación, Tarqui-Palora y Capricho
S/E LORETO: Espejo, Bellavista, Ingahurco, Loreto-Orí ente y Loreto-Península
S/E BATAN: Bolívar, Central, Pérez de Anda, Vicentina y Batán-Nueva Loreto
S/E LLTGUÁ: Catiglata, Lligua-Oriente y Península-Loreto
Ver Anexo 21, Diagrama Unifilar Sistema del Sistema Eléctrico de laEEASA.
OBLIGACIONES DE LA EMPRESA Y DEL CONSUMIDOR
De la Empresa: La Constitución de la República, establece que, todo ciudadano
ecuatoriano tiene derecho a disponer de bienes y servicios públicos y privados de óptima
calidad; siendo la energía eléctrica uno de éstos, cuya responsabilidad atañe de manera
directa a la Empresa Eléctrica Ambaro S.A. la cual tiene como obligación:
Prestar el servicio eléctrico a todos los consumidores ubicados en su área de concesión
dentro de los límites de calidad prevista en el Contrato de Suministro de Energía (CSE)
suscrito con el consumidor, las disposiciones establecidas en la Ley de Régimen del Sector
Eléctrico y sus reformas (LRSE) y su Reglamento General (RGLRSE), Ley Orgánica de
Defensa del Consumidor (LODC) y su Reglamento General (RGLODC), Reglamento del
Suministro del Servicio Electricidad (RSSE)} Regulaciones del CONELEC y más normas
relacionadas con el servicio. [10]
Del Consumidor: Cumplir con las obligaciones que se establezcan en el CSE, LRSE,
RGLRSE, RSSE y normas relacionadas con el servicio de energía eléctrica y cancelar
oportunamente las facturas mensuales.
Construir las instalaciones eléctricas internas de acuerdo a las normas técnicas vigentes y
mantenerlas en perfecto estado de funcionamiento. [10]
11
CAPITULO I
REQUERIMIENTOS DE VOLTAJE DE LOS EQUIPOS
MÁS COMUNES
1.1 Selección de voltajes
La selección de los voltajes nominales y los rangos de variación definidos para cada nivel
de voltaje, es el criterio básico para iniciar este análisis, a fin de garantizar la calidad de
servicio eléctrico al cliente mantenido el nivel de voltaje dentro de las especificaciones del
equipo.
1.1.1 Definiciones [1]
Los términos y definiciones continuamente empleadas a lo largo de este trabajo son:
Voltaje o tensión. Como la diferencia de potencial efectivo del valor medio cuadrático
(RiVÍS) más grande entre dos conductores cualquiera del circuito en cuestión.
Caída de voltaje. La caída de voltaje (en el sistema de suministro) es la diferencia entre
los voltajes de inicio y recepción al final de un alimentador, troncal, o acometida.
Voltaje máximo. El voltaje máximo es el mayor voltaje del promedio de un intervalo
definido de tiempo que puede ser de: cinco, diez, quince minutos.
Voltaje mínimo. El voltaje mínimo es el voltaje más pequeño del promedio de un
intervalo definido de tiempo que puede ser de: cinco, diez, quince minutos.
Variación de voltaje. La variación de voltaje es la diferencia entre el voltaje máximo y
mínimo. Para sistemas eléctricos de potencia es ¡a variación de voltaje que existe en una
sola clase de voltaje en cierto punto del sistema en condiciones de estado estable. La
variación de voltaje no incluye el cambio de voltaje instantáneo debido al arranque de
motores denominado depresión momentánea de voltaje.
De acuerdo a la Regulación 004/01. [4]
"Fluctuaciones de voltaje (o variaciones de): Son perturbaciones en las cuales el valor
eficaz del voltaje de suministro cambia con respecto al valor nominal."
12
Voltaje nominal. El voltaje nominal de un circuito o sistema, es un valor nominal
asignado a un circuito o sistema de una clase de voltaje dada, con el propósito de la
designarlo convenientemente.
El voltaje nominal es una designación común para todos los sistemas cuyos voltajes de
operación están dentro de la misma clase general. Es el voltaje para el cual el sistema es
diseñado o identificado y respecto al cual ciertas características de operación son referidas.
De acuerdo a la Regulación 004/01. [4]
"Voltaje nominal (Vn): Es el valor del voltaje utilizado para identificar el voltaje de
referencia de una red eléctrica".
Voltaje de placa. El voltaje de placa es el voltaje al que las características de operación y
funcionamiento del equipo están referidos.
Es el voltaje que sirve de referencia para definir las características de operación y
funcionamiento del equipo.
EJ voltaje de placa del equipo normalmente es el voltaje para el cual se define el
desempeño óptimo.
Voltaje de acometida. El voltaje de acometida es el voltaje medido en los terminales del
equipo de acometida.
Este punto de acometida no es necesariamente el medidor de kWh. aunque para los
sistemas de la distribución se lo considera como este.
De acuerdo a la Regulación 004/01. [4]
"Voltaje de suministro (Vs): Es el valor del voltaje del servicio que el Distribuidor
suministra en el punto de entrega al Consumidor en un instante dado".
La regulación de voltaje. La regulación de voltaje es el porcentaje de caída de voltaje de
una línea con referencia al voltaje del extremo receptor.
100 Es ~ Er%Re guiad ón -de- voltaje = (2)
Er
Donde:Es: Voltaje del extremo que envía.Er: Voltaje del extremo que recibe.
13
La caída de voltaje en cualquier componente del sistema de distribución es a menudo
llamado porcentaje de caída de voltaje. Se lo obtiene utilizando la ecuación (1) pero al
referirse al porcentaje de caída de voltaje de los varios componentes del sistema de
distribución, son todos referidos al mismo voltaje base.
Voltaje de utilización. El voltaje de utilización es el voltaje medido en los terminales de la
máquina o dispositivo eléctrico. Es el voltaje en cualquier tomacorrieníe al que un aparato
o dispositivo se conectaría, o el voltaje en los termínales del equipo permanentemente
conectado.
Nota: El voltaje de utilización no deberá ser confundido con el voltaje de acometida, el
voltaje de utilización es un voltaje menor al voltaje de acometida, en una magnitud igual a
la caída de tensión de la instalación eléctrica interior hasta el punto de utilización.
Voltaje base. El voltaje base es un valor de referencia común para los valores de voltajes
de líneas de transmisión y distribución, equipo de transmisión y distribución, y equipo de
utilización.
De acuerdo a la Regulación 004/01. [4]
Niveles de voltaje. Se refiere a los niveles de alto-voltaje (AV), medio voltaje (MV) y bajo,
voltaje (BV) definidos en el Reglamento de Suministro del Servicio.
A los efectos de la prestación del servicio, se determinan los siguientes niveles de voltaje:
Bajo Voltaje: hasta 0.6 kV;
Medio Voltaje: entre 0.6 y 40 kV;
Alto Voltaje: mayor a 40 kV.
1.1.2 Regímenes de Voltaje para Equipos y Sistemas Eléctricos de Potencia a 60 Hz
El Código Eléctrico Nacional (NEC) en su glosario de conceptos define al Voltaje
nominal, como un voltaje nominal fijado a un circuito o sistema, con el propósito de
designar convenientemente su clase de voltaje. El voltaje real, al cual el circuito funciona,
puede variar del nominal} dentro de un rango que permita el funcionamiento satisfactorio
del equipo. [3]
14
Para lo cual el NEC recomienda el estudio de la norma ANSÍ C84.1-1995 "Electric Power
Systems and Equipment-Voltage Ratings (60Hz)" de la American National Standard
Instituto.
Esta norma establece los regímenes de voltaje nominal y las tolerancias de operación para
sistemas eléctricos de potencia a 60 Hz, sobre los 100 V hasta los 230 kV. [2]
Los propósitos de esta norma son:
• Desarrollar una mejor comprensión de los voltajes asociados con el sistema de potencia
y la utilización de equipos, conseguida en conjunto como un plan práctico, económico
y de funcionamiento.
• Desarrollar una nomenclatura uniforme en el campo de los voltajes.
• Establecer la normalización del voltaje nominal en el sistema y la utilización de los
rangos de variación de voltaje en sistemas operativos.
• Promover la normalización de los equipos en los regímenes de voltaje y sus
tolerancias.
• Desarrollar la coordinación de relaciones entre el sistema y el equipo, dentro de los
regímenes de voltaje y sus tolerancias.
• Facilitar una guía para un futuro desarrollo de equipos, y de esta forma alcanzar
mejores posibilidades para satisfacer las necesidades de los usuarios.
• Facilitar una guía de voltajes opcionales, para nuevas empresas en el sistema eléctrico
o cambios en las existentes.
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16
Tabla 1.1 Sistemas de Voltaje Nominales Estandarizados y Rangos de Voltaje de la
Norma ANSÍ C84.1 [2]
Clase de voltaje
Alto voltaje
Sistema de voltaje nominal (Nota a)
Dosconductores
Tresconductores
1150001.38000161000230000
Cuatroconductores
Voltaje nominalde utilización
(Nota i)
Dosconductores
Tresconductores
Cuatroconductores
Rango devoltaje A (Nota
b)
Máximo
Voltaje deutilización y
servicio
121000145000169000242000
(Nota h)
Extra _ Altovoltaje
Ultra _ Altovoltaje
345000500000765000
1100000
362000' 550000
800000
1200000
17
Nota a: Los sistemas trifásicos a 3 conductores son sistemas en los cuales, los conductores
de las fases son llevados para la conexión a las cargas. La fuente puede ser derivada de
cualquier tipo de conexión del transformador conectado a tierra o sin conectar a tierra. Los
sistemas trifásicos a 4 conductores son sistemas en los cuales un conductor neutro
conectado a tierra es también llevado de la fuente a la conexión de la carga.
Los sistemas a 4 conductores de la tabla anterior son diseñados para voltajes fase-fase,
seguidos por la letra Y (excepto para el sistema delta de 240/120 V), una línea inclinada y
el voltaje fase neutro. Los servicios monofásicos y las cargas pueden ser alimentados de
cualquier sistema monofásico o trifásico. En el Anexo 2A Se ilustran las principales
conexiones de transformadores que se usan para suministrar energía a través de sistemas
monofásicos o trifásicos.
Nota b: Los rangos de voltaje son ilustrados en el Anexo 2B.
Nota e: Para sistemas nominales de 120 a 600 V, los voltajes de esta columna son voltajes
de servicio máximos.
Los voltajes máximos de utilización no pueden exceder los 125 V para el sistema nominal
de 120 V, no hay múltiplos apropiados de esto para otros sistemas de sistemas de voltajes
hasta los 600 V.
Nota d: Una modificación de este sistema trifásico a 4 conductores esta disponible como
un voltaje de servicio 120-208 V Y para aplicaciones monofásicas, tres conductores, tres
conductores o estrella abierto.
Nota e: Ciertos casos de equipo de control y protección presentan capacidades que tienen
un límite de voltaje máximo de 600 V.
Note f: El equipo de utilización generalmente no opera directamente a estos voltajes. Para
el equipo suministró por medio de los transformadores, refiérase a los límites para el
voltaje nominal del sistema a la salida de los transformadores.
Note g: El Rango A y Rango B de estos sistemas no se muestran, porque donde ellos se
usan como voltajes de servicio, el nivel de voltaje operado normalmente se ajusta por
medio de regulaciones de voltaje para satisfacer los requerimientos de los clientes.
Note h: Sólo se repiten voltajes nominales de la norma American National Standard
C92.2-1987 para conveniencia.
18
Note i: Los voltajes nominales de utilización son para motores de bajo voltaje y su equipo
de mando. Ver Anexo 2C para los voltajes de utilización nominales de otros equipos (o
voltajes nominales de placa de los equipos). En casos de cargas especiales el fabricante o
distribuidor, o ambos deberían ser consultados para asegurar una propia aplicación.
Nota j: Los voltajes de utilización mínimos para circuitos de 120-600 V que no alimentan
cargas de iluminación, son los siguientes:
Tabla 2. Voltajes de utilización mínimos para circuitos de 120-600 V que no
alimentan cargas de iluminación
Voltaje Nominal
120120/240
20SY/120 (Notak)
240/120240
4SOY/2774SO600
Rango A
108IOS/216
1S7Y/108
216/108216
43 2 Y/249432540
Rango B
1041 04/208
180Y/104
208/104208
216Y/240416520
Nota k: Muchos motores de 220 V fueron aplicados en sistemas existentes de 208 V sobre
la condición que el voltaje de utilización no podría ser menor que 187 V. Se debe tener
cuidado en aplicar el mínimo voltaje del rango B de la Tabla 1 y la Nota j en sistemas
existentes de 208 V alimentando tales motores.
1,1.2.1 Definiciones [2]
La norma ANSÍ C84.1-1995 aporta las siguientes definiciones, empleadas para la
operación de sistemas eléctricos y equipos eléctricos a 60 Hz.
Sistema o sistema potencia. Es el sistema conectado al equipo eléctrico, entrega la
energía eléctrica desde la fuente al equipo de utilización. Partes de este sistema pueden
estar bajo pertenencias diferentes, como de un proveedor o un usuario.
Términos de voltaje en el sistema
Voltaje del sistema. Es la raíz media cuadrática (RMS) del voltaje fase a fase, de una parte
del sistema eléctrico de comente alterna. Cada voltaje del sistema corresponde a una parte
de él, limitado por los transformadores o equipo de utilización.
19
Voltaje nominal del sistema. Es el voltaje para el cual un sistema es diseñado o
identificado y respecto al cual ciertas características de operación son referidas. Cada
voltaje nominal del sistema corresponde a una parte de él, limitado por los transformadores
o equipo de utilización.
Voltaje máximo del sistema. Es el más alto voltaje del sistema que ocurre bajo
condiciones normales de operación, para el cual se diseñan los equipos y otros
componentes, sin alterar su funcionamiento continuo y sin reducir su capacidad nominal.
Voltaje de acometida. Es el voltaje en el punto donde el sistema eléctrico del distribuidor
y consumidor, se conectan.
Voltaje de utilización. Es el voltaje en los terminales del equipo de utilización.
Voltaje nominal de utilización. Es el voltaje nominal seguro para la utilización del equipo
en el sistema.
Los voltajes nominales de los sistemas se incluyen en la Tabla 1; aplicados en todas las
partes del sistema, tanto del proveedor como del usuario. Los rangos se dan separadamente
para el voltaje del servicio y para el voltaje de utilización, estos normalmente son de
ubicaciones diferentes.
Se recuerda que el voltaje en el punto de utilización está normalmente algo más bajo que
en el punto de servicio.
En contraste a ese hecho y debido a que los motores, aire acondicionado, equipo de
refrigeración o ambos, constituyen una carga pesada concentrada en varios circuitos, el
voltaje de placa de motores y sus equipos de control usualmente son mas bajos que el
voltaje nominal del sistema. Estos corresponden al rango de voltajes de utilización de la
Tabla 1.
Niveles de voltaje:
Bajo Voltaje: Son voltajes nominales de sistemas menores o iguales a 1 kV.
Medio Voltaje: Son voltajes nominales de sistemas mayores a 1 kV y menores a 100 kV.
Alto Voltaje: Son voltajes nominales de sistemas iguales o mayores que 100 kV e igual a o
menor que 230 kV.
20
1.1.3 Selección de voltajes nominales
Cuando se construye un nuevo sistema o un nuevo nivel de voltaje se introduce en uno ya
existente, es aconsejable seleccionar uno o más de los voltajes nominales que se muestran
en la Tabla 1, que corresponde a los presentados por las normas ANSÍ C84.1-1995. La
selección lógica y económica para un sistema particular entre los voltajes de esta manera
distinguida dependerá de varios factores, tal como el carácter y tamaño del sistema. [2]
Por ejemplo los sistemas a 4160, 6900 y 13800 V a 3 conductores son particularmente
adoptados en sistemas industriales, que alimentan cargas polifásicas, como grandes
motores, ya que satisfacen los rangos de voltaje normalizados para motores de 4000, 6600
y 13200 V. [2]
El sistema de distribución de la Empresa Eléctrica Ambato tiene los voltajes nominales de
69000 V para subtransmisión, y de 13800 Y/1970 V para la red primaria de distribución.
1.1.3.1 Rangos de voltaje
Para cierto voltaje nominal, los voltajes que realmente existen en varios puntos, en diversas
condiciones sobre cualquier sistema de potencia, en cualquier grupo de sistemas o en la
industria, estarán distribuidos dentro del límite mínimo y máximo de voltaje como lo
muestra la Tabla 1.
Es importante que el diseño y funcionamiento de los sistemas potencia, y el diseño de los
equipos a alimentarse deben estar coordinados con respecto a estos voltajes, para que su
funcionamiento sea satisfactorio en todos los puntos del rango del voltaje de utilización
real que se encontrarán en ese sistema.
Además es objetivo, de esta norma establecer, para cada voltaje nominal del sistema, dos
rangos de variaciones del voltaje de servicio y variaciones del voltaje de utilización,
designado como Rango A y Rango B, límites que son especificados en la Tablal.
Estos rangos de variación de voltaje corresponden a condiciones normales de operación del
sistema, no para voltajes momentáneos cuyas causas pueden ser maniobras, como el
arranque de motores, etc. [2]
21
1.1.4 Aplicación délos rangos de voltaje
1.1.4.1 Rango A: Voltaje de servicio
Los sistemas de distribución serán diseñados y operados, de tal forma que los voltajes de
servicio estén dentro de los límites especificados en este rango. La ocurrencia de voltajes
de servicio fuera de estos límites debe ser poco frecuente, cuando sucedan condiciones que
causan que el voltaje esté fuera de los limites del Rango A, deben ser tomadas medidas
correctivas dentro de un tiempo razonable para que el voltaje se encuentre dentro de los
límites establecidos, [2]
1.1.4.2 Rango A: Voltaje de utilización
Los sistemas del usuario serán diseñados y operados con los voltajes de utilización dentro
de los límites del Rango A, de tal forma que la mayoría de voltajes de utilización estén
dentro de los límites especificados por este rango. El equipo de utilización será diseñado y
nominado para funcionar satisfactoriamente en todo este rango. [2]
1.1.4.3 Rango B: Voltajes de servicio y utilización
El Rango B incluye voltajes sobre y por abajo del Rango A, límites que resultan necesarios
para condiciones de diseño y operación práctico, en el suministro, para el consumidor, o en
ambos. Aunque tales condiciones son parte del funcionamiento práctico, deben ser
limitados en magnitud, frecuencia, y duración. Cuando estos se presentan deben tomarse
medidas correctivas para mejorar los voltajes y mantenerlos dentro del Rango A.
Hasta donde sea factible, el equipo de utilización se diseñará para dar un aceptable
desempeño en los extremos de este rango, aunque no necesariamente con buen desempeño
como en el Rango A.
Se debe reconocer las causas de las condiciones del proveedor o usuario, o ambos, cuando
se mantenga condiciones de voltajes fuera de los límites del Rango B, serán períodos poco
frecuentes y limitados. El equipo de utilización no funcionaría satisfactoriamente debajo de
estas condiciones, y los aparatos de protección deben operar para proteger al equipo.
Cuando los voltajes salen fuera de los límites de Rango B, se sugiere tomar acciones
correctivas. La urgencia de tales acciones dependerá de muchos factores, tal como la
localidad y naturaleza de la carga o circuitos comprometidos, la magnitud y duración de la
desviación más allá de los límites del Rango B. [2]
99
1.2 Especificaciones de voltajes de los equipos
1.2.1 Voltajes nominales: Generadores, Transformadores, Motores, Lámparas,
Computadores y otros
Es evidente la atención que debe darse a la identificación de voltajes de placa de:
generadores, transformadores, motores, lámparas, computadores, de acuerdo al voltaje
nominal del sistema, algunas reglas fundamentales de identificación de voltajes son las
siguientes:
Cuando se trata del equipo, se usa el término voltaje de placa, y es al cual se refieren
sus características de operación. [5]
• Cuando se habla del sistema, el término voltaje de placa no se usa por que varios
equipos de un sistema dado, a menudo tiene diferentes voltajes de especificación. Por
lo tanto, el término voltaje nominal del sistema, se usa para designar convenientemente
la clase de voltaje de un sistema o circuito. [5]
• En generadores y transformadores, los voltajes generalmente son más altos que los del
equipo de utilización, para compensar la caída de voltaje entre la fuente y la carga. [5]
1.2.1.1 Voltajes nominales de generadores
La mayoría de empresas eléctricas tienen incorporados a sus sistemas grupos de generación
térmico o hidroeléctrico, como las centrales Batán,. Lligua y Península de la EEASA, por lo
que a continuación se hace una breve descripción de los voltajes normalizados para
generadores de CA, proporcionados por la NEMA (Tomada de [14]).
Tabla 3: Voltajes nominales de NEMA para generadores de CA
Voltajes entre líneas
120*, 240, 480*, 600, 2400*, 4160*, 4800, 6900*:
1200,13200,13800* 23000
*Se refiere para trabajo nuevo.
La razón de estos pocos niveles de voltajes para un rango tan extenso de equipos, se debe a
que son solo posibles los equipos normalizados. Para utilizar un voltaje diferente a la
norma, se requeriría de equipos construidos a la medida lo cual es poco inteligente. [14]
23
Frecuentemente un generador esta conectado a un centro de transformación de la
subestación primaria, por lo cual el voltaje y consecuentemente su especificación es
prácticamente en todos los casos la misma que el transformador para una clase de voltaje
dado. [5]
1.2.1.2 Voltajes nominales de transformadores
Los transformadores de distribución son normalmente bastante flexibles en los voltajes
primarios a los que ellos pueden conectarse, y en los voltajes secundarios que pueden
obtenerse. Por ejemplo un transformador particular podría ser favorable para la conexión
entre las fases o entre fase y tierra en un sistema (Y), con el mismo voltaje del bobinado,
dos o más voltajes pueden ser posibles en el lado secundario.
Una descripción completa de la designación de voltajes de los bobinados primarios y
secundarios es bastante larga y extensa, el método de taquigrafía normal de designar los
voltajes nominales ha evolucionado. Esta designación taquigráfica se basa en el uso del
guión (-), la barra inclinada (/), y la cruz (x).
El guión (-) se usa para separar el voltaje nominal o nominales de bobinados separados.
La barra inclinada (/) se usa para separar voltajes obtenidos en el mismo devanado, por
medio de: (a) arreglos de circuitos externos, en el cual el transformador se conecta como
un arrollamiento monofásico apropiado para la conexión en un banco delta o un banco Y;
(b) las reconexiones interiores de bobinados como en arrollamientos trifásicos para la
conexión en delta o Y. [1]
En el Anexo 2A se ilustran las principales conexiones de transformadores que se usan
para suministrar energía de sistemas monofásicos o trifásicos.
La cruz (x) se usa para designar voltajes separados que pueden ser obtenidos conectando
los bobinados de un mismo devanado en serie o en combinaciones múltiples.
Por ejemplo, un transformador designado 7200/12470Y-240x480 identifica un
transformador cuyos bobinados primarios se diseñan para ser conectados en un sistema a
7200 V delta o 12470 V Y, y el bobinado secundario se diseñó para 240 V o en conexión
múltiple para 480 V en conexión serie. [1]
Las potencias y voltajes nominales utilizados por los fabricantes de transformadores según
las normas americanas (ASA) C57.12.20-1964 (Tomada de [16]) son los siguientes:
24
Tabal 4: Voltajes nominales de la (ASA) para transformadores
kVAMonofásico
5101525
37.55075100167250333500
Trifásico304575
112.5150225300500
Alta tensiónMonofásico2400/4 160 Y4SOO/8320Y2400/4 160 Y4SOO/S320Y7200/I2470Y
12470GrdY*/72007620/13200Y
13200GMY/76201200
13200/22860GrdY*13200
13800/2390GGrdY*13800
14400/24940GrdY*
22900344004380067000
Trifásico2400
4 S 00 Y/24004 160 Y
. 4SOOS 3 20 Y/48 00
8320Y720012000
12470 Y/720012400Y
13200 Y/762013200Y13200
13800
229003440043SOO67000
Baja tensiónMonofásico
120/240240/4 SO
24002520480050406900720075607980
Trifásico208Y/120
240480
480Y/227240X4SO
24004 160 Y/2400
480012470 Y/720013200Y/7620
Las reglas para la designación de voltajes nominales de transformadores monofásicos y
trifásicos de distribución se resumen en el Anexo 3.
1.2,1.3 Voltajes nominales de motores
Los motores son carga conectada en el extremo de la línea, y sus especificaciones de
voltaje reflejan que el voltaje de utilización del equipo es mas bajo que el de la fuente, para
considerar la caída de voltaje. La NEMA (National Electrical Manufacturer Association)
recomienda los siguientes niveles de voltaje como norma para la especificación de motores
de CA (Tomada de [15]).
Tabla 5. Voltajes nominales de la NEMA para motores de CA
MotoresMonofásicos
MotoresPolifásicos
Voltaje de línea [V]115,230,460."
Voltajes entre líneas [V]
110, 208, 220, 440, 550, 2300, 4000, 4600, 6600
Obsérvese que un motor trifásico especificado de 220 V entre líneas, puede ser alimentado
desde un servicio de distribución que se especifica como 230 V entre líneas, el equipo de
control del motor tiene el mismo voltaje especificado para el motor.
25
En nuestro país, los voltajes normalizados son 115 o 230 V para motores monofásicos y
120/208 V} 220/240 V o 220/380 V, 440 V y 460 V para motores trifásicos. Los motores
con especificaciones de voltaje más altos, se alimentan desde el sistema primario, o
utilizando transformadores de distribución apropiados, son utilizados por grandes fabricas.
[5]
1.2.1.4 Voltajes nominales de computadores
Los-requisitos indispensables para el buen funcionamiento de equipos de cómputo y de
oficina según CBEMA (Computer & Business Equipment Manufacturéis Association)
indicados en la referencia [23] son los siguientes:
• Onda sinusoidal libre de distorsión (mínimo THD)
• Voltaje estabilizado en 120 V RMS
• Valor pico 120 Vx 1.414 = 170 V
• Frecuencia estable en 60 Hz
• Disponibilidad continúa sin interrupciones.-
• Libre de ruidos e interferencias.
Los límites en los cuales se espera que la fuente de voltaje pueda variar sin tratamiento
especial es aproximadamente -13 % a 5.8 %, para lo cual el voltaje de servicio no deberá
variar mas allá de —10 % a +3 % del valor nominal. Es importante tener presente que en
salas de computadores o sistema que alimenta a computadoras se instale una "Fuente
Continua o In- interrumpí da de Alimentación) UPS, por sus siglas en ingles, o una "Fuente
de Alimentación de Respaldo" SPS, por sus siglas en ingles, los que proporcionan los
requerimientos para el buen desempeño de los equipos de computo. [17]
1.2.1.5 Voltajes nominales de lámparas y otros equipos
Las especificaciones de voltaje, vida útil y rendimiento de las lámparas, están sujetas a las
tolerancias impuestas desde la fábrica que las produce, por lo cual se dispone de lámparas
de todo tipo y para cualquier voltaje, dependiendo de la potencia requerida.
En algunos países se ha normalizado 120 o 121 V y 210 o 240 V para lámparas
incandescentes, y se prevén los voltajes de diseño, de acuerdo a las variaciones de voltaje
del sistema, en la siguiente tabla (Tomada de [5]).
26
Tabla 6. Voltajes nominales de lámparas incandescentes
Voltaje de diseño
120 V125 V130V240 V '
Variaciones entre:
1 15-125 V120-130 V125-130 V230-250 V
Los voltajes de diseño indicados se deben usar sobre circuitos, cuyas variaciones están
dentro de los límites de los rangos señalados.
En lámparas fluorescentes los voltajes más comunes disponibles son: 120, 121, 210 y 240
V, para alumbrado publico. Otros equipos como condensadores y equipos de calefacción
industrial, se especifican entre los rangos de la fuente y el abonado, para una clase de
voltaje dado, por ejemplo:
Equipo de calefacción: 115, 230, 460, 575 V
Condensadores: 230, 460, 575, 2400, 4800, 7200, 12450 y 13800 V [5]
En el Anexo 2C se especifican los voltajes nominales para otros equipos, y en el Anexo
2D se muestra una lista de normas de especificaciones técnicas para diferentes equipos.
1.2.2 Efectos de las variaciones de voltaje en: lámparas incandescentes, lámparas,
aparatos de calefacción, motores de inducción, computadores y o tros
1,2.2.1 Variaciones de voltaje
Las variaciones de voltaje son la diferencia entre los voltajes máximo y mínimo que se
presentan en un punto particular del sistema en condiciones normales de operación. El
rango de variación de voltaje con respecto al voltaje nominal dependerá del punto donde se
realice la medición. Una ilustración de la variación de voltaje que ocurre en el punto de
utilización se muestra en la Figura 1 (Tomada de [1]).0~
El consumidor A, que es el primer consumidor servido por el alimentador, tiene una
variación de voltaje de 1 V al ir de condiciones de demanda mínima (123 V) a demanda
máxima (122 V). El consumidor B que es el último consumidor servido por el alimentador
de distribución, tiene una variación de voltaje de 7 V, 111 V en condiciones de demanda
máxima y 118 V en condiciones de demanda mínima. El voltaje de utilización de los
consumidores A y B para las condiciones a demanda máxima y demanda mínima tendrían
los valores dentro de su respectivo rango de variación. La variación de voltaje en el punto
de utilización de cualquier otro consumidor del mismo alimentador tendría un rango de
variación de voltaje, en alguna parte entre 1 y 7 V, dependiendo de su localización.
SUBESTACIÓN
C_ REGULADOR.BE VOLTAJE
«*-PRIMARIO TRANSÍ O JU.1ADOR
DE DISTRIBUCIÓNí
SECUNDARIO
r * 4 r iACQTitEITDAS
DELSTTEMADEBISXRIBUCIÓIÍ
PEDISTRTBUCIÓN
122 AÍRJJ.tER
CONSUMIDOR
IERELL DE VOLTAJEADEMADA J.TAXÜ.TA
••owu
¡23--
120
115
110-
B111V
ULTÜilOCONSUJiOBOR
1ERFIL DE VOLTAJEA DETiTAND A JilÍNIMA
Figura 1. (Tomada de [i]) Ilustración de la variación del voltaje en el punto de utilización
en un alimentador residencial.
El promedio de las variaciones de voltaje en los puntos de utilización es generalmente más
amplio para los alimentadores rurales que para los alimentadores urbanos. Los
consumidores urbanos generalmente tienen el promedio más pequeño de variación, por que
los alimentadores son de menor longitud y los tamaños del conductor son más grandes.
Para el alimentador de la Figura 1, el voltaje de utilización tiene un rango de variación es
de 12 V (123 V menos 111 V). [1]
Debe entenderse que la figura anterior considera un cambiador de taps bajo carga en la
subestación y se refiere a variaciones de voltaje que existen en conjunto en el sistema y no
se refiere a las variaciones de voltaje del servicio de cualquier consumidor individual. [1]
28
1.2.2.2 Efecto de las variaciones de voltaje
Si el voltaje aplicado en los terminales de un equipo eléctrico varía de su valor nominal o
de placa, la vida útil y el comportamiento de ese aparato, también se alternará. La gravedad
del efecto dependerá del uso, características del equipo y de la magnitud de la variación. A
continuación se indican los efectos que producen las variaciones de voltaje en algunos
equipos eléctricos de uso común. [5]
1.2.2.3 En lámparas incandescentes, fluorescentes y de mercurio
Los efectos en lámparas incandescentes revelan que, tanto la eficiencia lumínica como la
vida útil, como la vida media del filamento son críticamente alteradas por esas variaciones.
En la Figura 2 (Tomada de [1]) se muestran las curvas características para lámparas
incandescentes de gas con filamento de tungsteno. Se puede ver que cuando se reduce el
voltaje a un 10 % menor al nominal, la iluminación tiene un 70 % de eficiencia y se
produce una reducción del consumo de energía al 85 % del nominal. "Además un 15 % de
reducción en el rédito a la empresa de distribución", y la vida teórica de la lámpara
aumentará aproximadamente 350 %. Si el voltaje es un 10% mayor la vida media se reduce
aproximadamente 30 %, y el rendimiento del flujo luminoso y el consumo de energía
aumenta a 140 % y 115 %; respectivamente. [1]
180 n i 1 1 1 1 1720'
¡60
120
100
d 60
20
Las clavas son basadas en 16 lúmenes porvitío al IDO °A del voltaje
-^480
640
560
400
320
240
60
80
86 9O 95 100 105 ||0 ¡15P ORCZNTAJE DE VOLTAJE NO&HNAL
Figura 2. (Tomada de [1]) Curvas características para lámparas incandescentes de gas con
filamento de tungsteno. (Reproducido del Standard Handbook for Electrical Engineers, 8a
edición.)
29
En lámparas fluorescentes el efecto del voltaje en la emisión lumínica es menor que para
las anteriores3 tendiendo para el 1 % de variación del voltaje, a cambiar 15 % de la emisión
lumínica} en estas lámparas el voltaje se aplica al arrancador, y el arranque será malo e
incierto para un 90% o menos del voltaje nominal. Un 110 % del voltaje aplicado
provocará sobre-calentamiento del arrancador. La vida también se reduce por la frecuencia
de los arranques (basados sobre tres horas de funcionamiento cada arranque). Con 10 % de
funcionamiento de cada arranque, a voltaje normal aumenta la vida en un 35 %. Las curvas
características para lámparas fluorescentes en función del voltaje aplicado al balasto, se
muestran en la Figura 3 (Tomada de [1]).
120
90 35 100 105 I I O 113P ORCENTAJE DEL VOLTAJE NOMINAL DE LÍNEA
Figura 3. (Tomada de [1]) Curvas características para lámparas fluorescentes en función
del voltaje aplicado al balasto. (Reproducido del Standard Handbook for Electrical
Engineers, 8a edición.)
POR
CE
NT
AJE
DE
L V
AL
OR
NO
MIN
AL
«
10
O
—
rO
O
O
O
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, A
-""/\/
4'\^ Vatios de lars ' i •/ f\.
-'Lúmenesla Lámpai
dera
,
/X
/A•/\e cla Lámpar-
1
Voltaje de '.Lámpara
leL
3.
90 95 100 105 IIO 115PORCENTAJE DEL VOLTAJE NOMINA DE LÍNEA
Figura 4. (Tomada de [1]) Curvas características para lámparas de mercurio en función del
voltaje aplicado al balasto. (Reproducido del Westinghouse Booklet A5112, 1956).
30
La vida de las lámparas tipo precalentamiento, es satisfactoria en todo el rango de
variación de voltaje analizado,, para varios arrancadores, estos rangos son: 110 V-125 V
199-216 V, 220-250 V y 240-280 V. En lámparas slimlme, el cátodo de arranque
instantáneo puede operar sobre un amplio rango de corriente o sea a 120 a 430 mA con
poquísimo efecto sobre la vida. Las lámparas de vapor de mercurio o fluorescentes de
mercurio son utilizadas en plantas industriales y alumbrado publico, las curvas
características se muestran en la Figura 4 (Tomada de [1]).
1.2.2.4 En equipos de calefacción
El calor producido en el equipo de calefacción tipo resistivo, varía en función cuadrática al
voltaje aplicado (intervalo en el que la resistencia permanece constante), el tiempo
requerido para calentarlo es inversamente proporcional a la energía aplicada. La Figura 5
(Tomada de [1]) muestra como varia la potencia con el voltaje aplicado. [1]
Potencia Mifmicíóu del voltaje en míacarga re sis tiva
90 95 100 ¡05P ORCENAJE DE VOLTAJE NOMINAL
Figura 5. (Tomada de [1]) Potencia en función del voltaje en una carga resistiva.
Para asegurar la alta producción uniforme y la mejor condición de operación, el voltaje
debería mantenerse dentro de una variación de ± 5 % del voltaje nominal. [1]
1.2.2.5 En procesos de calentamiento por radiación infrarroja
Las lámparas usadas, en estas instalaciones tienen filamento tipo resistencia, pero la
energía de salida no varia con el cuadrado del voltaje por que la resistencia varía al mismo
tiempo. Las lámparas infrarrojas, se utilizan en el secado de pinturas, calentamiento de
productos de una banda de careo, en una fábrica, etc. [1]
31
1.2.2.6 En motores de inducción y sincrónicos
La variación de las características como una función del voltaje para el motor de inducción
más comúnmente usado se muestra en la Figura 6 (Tomada de [1]), los efectos más
significativos para bajos voltajes son, reducción del torque de arranque e incremento de la
temperatura a plena carga. [1]
El torque es función del cuadrado del voltaje, por tanto, con bajos torques de arranque, los
periodos de aceleración son más largos, y hay dificultad al mover equipo de gran inercia.
Por otro lado, el mayor calentamiento a plena carga reduce la vida del aislamiento. [1]
En voltajes mayores al nominal los efectos son el incremento del torque y de la corriente
de arranque y decremento del factor de potencia, los cuales producen daños del equipo,
mayores caídas de voltaje y penalización del factor de potencia, respectivamente. Además,
con variaciones de voltaje del 10 % del valor nominal, algunas aplicaciones de
acondicionamiento no serán afectadas, mientras si serán otras más importantes. [1]
\zo
IOO ' 105PORCENTAJE DE VOLTAJE NOMINAL
110
Figura 6. (Tomada de [1]) Características de motores de inducción normales en función
del voltaje aplicado.
Ecuaciones del torque, comente de arranque y velocidad del motor de inducción en
función del voltaje:
T ~. 2 . y T1 s2 ~ 2 * J si
V\
arranque ** 1
V,Velocidad - 1 — x Deslizamiento
32
En motores síncronos el efecto es similar sin embargo mientras el torque de arranque varia
con el cuadrado del voltaje, el torque critico varia directamente con el voltaje. En general,
los voltajes ligeramente mayores al dato de placa tienen efectos menos dañinos sobre el
funcionamiento del motor, que los voltajes menores al nominal. [1]
1.2.2.7 En equipo electrónico y condensadores
Las desviaciones de voltaje afectan notablemente a los dispositivos electrónicos usados a
nivel residencial, como radios y televisores. Generalmente los efectos experimentados en
los radios producen un mayor calentamiento con bajo voltaje y menor vida útil de los
transistores con altos voltajes. El volumen y tono se alteran ligeramente con razonables
variaciones de voltaje. En los televisores, los efectos son mayores sino se ajusta al voltaje
promedio que se tiene en ese punto, así la imagen puede empeorar en periodos de bajo
voltaje y el brillo y sensitividad serán gravemente afectados.
En estos equipos los efectos más importantes se presentan en la vida útil y en la capacidad
de emisión de corriente de los transistores. Las curvas de emisión del cátodo o máxima
corriente disponible aumentan en forma cuadrática en función del voltaje de alimentación.
Los sistemas industriales se diseñan para operar normalmente con una tolerancia de ± 5 %.
La capacidad de los condensadores varia con el cuadrado del voltaje, una caída del 10 %
en el voltaje, reduce en un 20 % su capacidad.
Si se ha utilizado para corregir el factor de potencia, con la misma variación de voltaje, se
ha perdido un 20 % de la inversión. [1]
1.2.2.8 En equipos de computación
Los equipos de computación no pueden operar sin el.voltaje apropiado, estos equipos
pueden congelarse y sufrir daños permanentes. En el pasado los voltajes no regulados
causaban grandes problemas con las fuentes de alimentación lineales, dificultando el
funcionamiento de los equipos de cómputo. Las fallas eran comunes, sin embargo, gracias
a las fuentes de modo de conmutación utilizadas en las computadoras actuales, los sistemas
de hoy en día han desarrollado su propia inmunidad a las variaciones de voltaje. (Esta
inmunidad es un resultado de la misma tecnología que hace que las fuentes de alimentación
de modo de conmutación sean más pequeñas y económicas). [17]
33
CAPITULO II
PROPUESTA DE LÍMITES PARA UNA NUEVA
REGULACIÓN
2.1 Conclusiones de los voltajes requeridos por los equipos más comunes
La síntesis de los voltajes requeridos por los equipos eléctricos más comunes, detallado en
el capítulo anterior, permite plasmar las siguientes conclusiones:
• La mayoría de equipos eléctricos son diseñados para un voltaje terminal definido o
voltaje de placa, en el cual su desempeño será eficiente y no se alteran sus
características físicas de funcionamiento.
• Es económicamente imposible en un sistema de distribución, suministrar a cada
consumidor y a todos los consumidores un voltaje de utilización constante, que
corresponda al voltaje de placa de cada artefacto.
• Una caída de-voltaje excesiva puede impedir que un equipo reciba la energía necesaria
- para funcionar correctamente, reduciendo su eficiencia y vida útil.
• Las caídas de voltaje se hallan en cada parte del sistema eléctrico de distribución, desde
la fuente hasta la acometida que sirve al usuario, así también ocurren en las
instalaciones eléctricas del usuario.
• La caída de voltaje es proporcional a la magnitud y al ángulo de fase de la corriente de
carga que fluye en todo el sistema de potencia. Esto significa esencialmente que el
consumidor eléctricamente más cercano a la fuente, recibiría un voltaje más alto que el
consumidor más alejado de la fuente. Pero cada uno de los consumidores sea este
urbano o rural, tienen prácticamente los mismos equipos de utilización; por
consiguiente requieren del mismo voltaje de acometida.
• Se requiere de un compromiso entre, la desviación aceptable sobre el voltaje de placa
del equipo, que provee el sistema de distribución y la desviación debajo del voltaje de
placa, en la que el desempeño favorable del equipo todavía puede obtenerse.
• Si los límites de voltaje demasiados amplios, fueran conservados por las empresas de
distribución, el costo de los aparatos y equipos fuese alto, porque ellos tendrían que ser
diseñados para operar satisfactoriamente a cualquier voltaje dentro de los límites. Y si
34
los límites de voltaje se conservaran demasiados estrechos, el costo de proporcionar
energía eléctrica sería demasiado alto.
• El compromiso que ha resultado y demostrado satisfactorio durante los últimos años,
aunque de vez en cuando deba reevaluarse cuando se hace un nuevo equipo de
utilización, se lista en Tabla 1, estos son los límites de voltaje de operació.n
determinados por la norma ANSÍ CS4.1-1995, para sistemas eléctricos a 60 Hz.
• Los sistemas de distribución serán diseñados y operados con los voltajes de servicio
dentro de los límites del Rango A, de tal forma que la mayoría de voltajes de
utilización estén dentro de los límites especificados por este rango
• El diseño y operación de los sistemas de distribución, y el diseño de los equipos
eléctricos a proveerse, deben estar coordinados con respecto a estos voltajes para que el
equipo funcione satisfactoriamente en todo el rango de voltajes de utilización que se
encontrará en ese sistema.
2.2 Definición de los límites adecuados
La causa principal para definir nuevos límites a las variaciones de voltaje, con respecto al
valor nominal, se relaciona con garantizar el funcionamiento de equipos en los rangos
específicamente determinados en las normas.
2.2.1 Norma ANSÍ C84.1-1995
La norma ANSÍ C84.1-1995, establece los regímenes de voltaje nominal y las tolerancias de
operación para sistemas eléctricos de potencia a 60 Hz, sobre los 100 V hasta los 230 kV.
Esta norma implanta, para cada voltaje nominal del sistema, dos rangos que incluyen las
variaciones del voltaje de servicio y variaciones del voltaje de utilización, designados
como Rango A y Rango B.
Límites que son especificados en la Tabla 1, del capítulo anterior. Estos rangos de
variación de voltaje corresponden a condiciones normales de operación del sistema, no
para voltajes momentáneos cuyas causas pueden ser maniobras, como el arranque de
motores, etc.
2.2.2 Límites de las variaciones de voltaje
Si consideramos los siguientes voltajes nominales: 120 V para bajo voltaje, 13800Y/7970V
para medio voltaje y 69000 V para alto voltaje, típicos de un sistema de distribución, los
límites admitidos por el Rango A y Rango B para la variación de voltaje en estas redes, son
calculados mediante la siguiente ecuación, aplicada para evaluar el índice de calidad de
voltaje en la regulación vigente.
Ecuación de índice de calidad:Yk-Yn-
VnxlOO (1)
Donde:
AVk: variación de voltaje, en el punto de medición, en el intervalo k de 10 minutos.
Vk: voltaje eficaz (rms) medido en cada intervalo de medición k de 10 minutos.
Vn: voltaje nominal en el punto de medición.
De acuerdo con la norma ANSÍ C84.1-1995, las variaciones de voltaje admitidas en los
puntos de entrega de electricidad a los consumidores respecto al voltaje nominal son:
Tabla 7. Límites de variación para un sistema nominal de 120 V
Nivel devoltaje
Bajovoltaje
V ar i aciónlímite
Voltajenominal
Dosconductores
120
AVk
Rango de voltaje A
Máximo
Voltaje deutilización y
servicio
126
5.0 %
Mínimo
Voltaje deservicio
114
-5.0 %
Voltaje deutilización
110
-8.5 %
Rango de voltaje B
Máximo
Voltaje deutilización y
servicio
127
6%
Mínimo
Voltaje deservicio
110
-8.5 %
Voltaje deutilización
106
-11.5%
Tabla 8. Límites de variación para un sistema nominal de 13800/7970 V
Clase devoltaje
Mediovoltaje
Variaciónlímite
Voltajenominal
Cuatroconductores
13800Y/7970
AVk
Rango de voltaje A
Máximo
Voltaje deutilización y
servicio
14490 Y/8370
5.0 %
Mínimo
Voltaje deservicio
13460Y/7770
-2.5 %
Rango de voltaje B
Máximo
Voltaje deutilización y
servicio
14520 Y/83 80
5.0%
Mínimo
Voltaje deservicio
13 HOY/7570
-5.0 %
36
Tabla 9. Límites de variación para sistemas de alto voltaje
Nivel devoltaje
Alto voltaje
Voltaje nominal
Tres conductores
69000138000230000
Rango de voltaje A (Nota a)Máximo
Voltaje de utilizacióny senado
72500145000242000
Variación límite
AVk
+5%+5%+5%
Note a: El Rango A y Rango B de estos sistemas no se muestran, porque donde ellos se usan como voltajes
de servicio, el nivel de voltaje operado normalmente se ajusta por medio de las regulaciones de voltaje para
satisfacer los requerimientos de los clientes.
La caída de voltaje en la instalación eléctrica interior del consumidor debe asociarse al
valor de límite de voltaje más bajo para alcanzar el Rango A y el Rango B a la entrada de
servicio al consumidor. Según la Westinghouse en la referencia [1], la caída de voltaje en
la instalación eléctrica interior es 2.5 %, durante las condiciones de demanda máxima. Por
consiguiente, para el voltaje nominal de 120 V el Rango A en el punto de servicio al
consumidor sería de 94 % a 105 % y el Rango B de 86 % a 106 %.
Con esta consideración, los límites de variación de voltaje admitido con respecto al voltaje
nominal del sistema, para el Rango A son los siguientes:
Tabla 10, Límites de variación para sistemas de bajo voltaje
Nivel devoltaje
Bajo voltajeVariación
límite
Voltaje nominal
Dos conductores
120
AVk
Rango de voltaje A
MáximoVoltaje de
utilización yservicio
126
5.0 %
Mínimo
Voltaje deservicio
113
-6%
Voltaje deutilización
110
-8.5 %
Entonces se establece que las desviaciones permisibles con respecto al voltaje nominal de
un sistema, deben limitarse a no más de 5 % sobre el nominal y -6 % bajo el nominal.
2.2.3 Normas Internacionales
2.2.3.1 Argentina:
Los tres contratos de concesión (de Edesur, Edenor y Edelap) prevén la aplicación de
multas y sanciones frente a fallas de las empresas distribuidoras en brindar un servicio con
los niveles de calidad que previamente fueron definidos como satisfactorios (o mínimos
admisibles).
37
Las variaciones porcentuales de la tensión admitidas en la etapa 2, medida en los puntos de
suministro, con respecto al valor nominal, son las siguientes:
ATAlimentación AEREA (MT o BT)Alimentación SUBTERRÁNEA (MT o BT)Rural
-5.0% +5.0%-8.0% +8.0%-5.0% +5.0%
-10.0% +10.0%
2.2.3.2 Bolivia:
El nuevo Reglamento de Calidad de Distribución, establece para un número de
consumidores mayor o igual a 10.000, las variaciones de tensión admitidas respecto al
valor de tensión nominal que son las siguientes:
TensiónAltaMediaBaja
Máximo5 %
7.5 %7.5 %
Mínimo5%
7.5 %10%
2.2.3.3 Chüe:
El Reglamento de la Ley General de Servicios Eléctricos, plantean las siguientes holguras
con respecto al voltaje nominal en cualquier punto de conexión entre una empresa eléctrica
y cada cliente:
Alto Voltaje < 154 kVAlto Voltaje > 154 kVMedio VoltajeBajo Voltaje.
AVk%
+ 6.0%+ 5.0%± 6.0 %+ 7.5 %
2.2.3.4 Guatemala:
La Ley General de Electricidad, por medio de sus Normas Técnicas de Distribución
establece las tolerancias admitidas en la desviación porcentual, respecto de las tensiones
nominales en los puntos de entrega de energía eléctrica, serán las indicadas para la Etapa
de Transición a partir del mes 13.
TensiónAltaMediaBaja
Servicio Urbano Servicio Rural5%
6%8%
7%• 10 %
38
2.2.3.5 Uruguay:
La Unidad Reguladora de la Energía Eléctrica (UREE), a través del Reglamento de
Calidad del Servicio de Distribución, diferenciando la totalidad de los consumidores del
servicio de distribución, considerará que una medición presenta mala calidad respecto al
nivel de tensión si el indicador definido para evaluar la tensión en un punto de la red del
distribuidor, no está dentro de los siguientes rangos admisibles establecidos:
SubtransmisiónMedia TensiónBaja Tensión
-7% <AV> +7%-7% <AV> +7%-12%<ÁV>+6%
2.2.3.6 Ecuador:
Regulación No. CONELEC-004/01 "Calidad del Servicio Eléctrico", textualmente expresa
Las variaciones de voltaje admitidas con respecto al valor del voltaje nominal se señalan a
continuación:
Alto VoltajeMedio VoltajeBajo Voltaje. UrbanasBajo Voltaje. Rurales
Sub etapa 17.0 %10.0%10.0 %13.0%
Sub etapa 25.0 %8.0 %8.0 %
10.0 %
Comentario:
Las normas indicadas en cada país emplean diferentes límites de variación de voltaje, los
mismos que permiten evaluar la calidad de servicio entregada al cliente acorde a las
condiciones particulares propias de cada sistema. Igualmente estos límites no se ajustan a
los requerimientos de voltaje que demandan los equipos eléctricos como lo recomienda la
norma ANSÍ C 84. 1-1995, siendo la norma de Chile la que posee los límites más
reducidos para la variación de voltaje.
Asimismo en casi todas las normas indicadas, los límites de variación voltaje para un
alimentador urbano es la misma que la de un alimentador rural.
Entonces los límites de la Regulación 004/01 necesitan de una base técnica la cual permita
establecer los límites adecuados para el funcionamiento eficaz de los sistemas de
distribución y los equipos, de tal forma que las empresas eléctricas de nuestro país las
pongan en practica en sus sistemas. Esta base técnica la proporciona la norma ANSÍ C 84.1.
39
2.2.3.7 Límites adecuados de variación para el nivel de voltaje
Los sistemas de distribución deben ser diseñados y operados, de manera que el voltaje en
el punto de entrega esté dentro de los límites apropiados para el funcionamiento normal de
los equipos.
Estos límites de las variaciones de voltaje con respecto al voltaje nominal deberían ser los
señalados a continuación:
Tabla 11. Límites adecuados para la variación de voltaje
Alto VoltajeMedio VoltajeBajo Voltaje.
AVk%
+5.0 %-5% y +5%-6 % y +5 %
Límites dados para condiciones normales de operación del Rango A.
En casos de mantenimiento, transferencia de carga entre alimentadores y otros eventos que
deben ser notificados con las respectivas mediciones, se pueden ocupar los límites
determinados en el Rango B, donde los equipos no pueden funcionar de forma permanente,
deben buscarse soluciones para regresar al Rango A.
Además el límite, dado para bajo voltaje, no debe hacer diferencia entre un consumidor
rural o urbano, ya que es el mismo equipo utilizado por los dos clientes.
Nota: Cuando se realicen las mediciones de voltaje en cualquier punto del sistema,
mediante equipo electrónico debe tomarse muy en cuenta, el voltaje nominal que se
especifica en cada punto de medición, ya que los valores de la muestra pueden ser
adulterados por medio de relaciones de transformación que se inserta en los registradores,
para de esta forma cumplir con la norma.
40
CAPITULO III
ESTUDIO DE CASOS ESPECÍFICOS DEL SISTEMA DE
DISTRIBUCIÓN DE LA EMPRESA ELÉCTRICA
AMBATO S. A.
De acuerdo con la Ley de Régimen del Sector Eléctrico, las instalaciones de las empresas
de distribución en cada área geográfica objeto de la concesión son: los sistemas de
subtransmisión y distribución, tanto los actuales como aquellos que sean necesarios
construir para mantener o mejorar la calidad de servicio y satisfacer el crecimiento de la
demanda. [2]
Para el estudio del sistema de distribución de la Empresa Eléctrica Ambato S.A. se ha
desarrollado una metodología que permite evaluar la calidad de servicio esperable en: la
red primaria, transformadores, secundarios y acometidas, de los alimentadores más críticos
del sistema. La que consiste en la modelación de los componentes del sistema de
distribución mediante el uso de un software particular, junto con el desarrollo de interfaces
con el usuario para mejor ubicación de las redes y equipo instalado, la modelación de las
redes se ha realizado aprovechando la información y el software que actualmente
disponible en la distribuidora como son: AutoCad, SED, CIMDYS y las bases de
facturación SYSCOM.
3.1 Selección de 2 alimentadores críticos (1 rural, 1 urbano) específicos
del sistema de distribución
Los alimentadores seleccionados para el análisis de calidad del servicio en voltaje del
sistema de distribución de la Empresa Eléctrica Ambato son: el alimentador rural Pasa y el
alimentador urbano Ficoa, cuyas características de operación representan las condiciones
de servicio que proporciona la empresa a los clientes ubicados en las zonas descritas.
3.1.1 Alimentador rural Pasa
El alimentador Pasa pertenece a la subestación de distribución Huachi, posee una
considerable carga instalada, distribuida en un área montañosa de 100 km , para lo cual
requiere de laterales monofásicos de incluso 20 km de longitud, los que sirven a las
poblaciones rurales de las parroquias de Santa Rosa, Chibuelo, Piíahuín y Pasa.
41
Tabla 12. Reseña del alímentador Pasa
Transformadorde potencia
asociado
Huachi 1
Nombre dela
Subestación
Huachi
"Nivelde
Voltaje[kV]
13. S
Longitud [km]
Fase A
17.232
Fase B
17.183
Fase C
21.745
Área deservicio[km2]
100
Número deTransformadores
1F
496
3F
16
Total
512
Potenciainstalada
MVA
4.69
3.1.2 Alüneiitador urbano Ficoa
El alimentador Ficoa pertenece a la subestación de distribución Atocha, posee una cargaT
distribuida en un área de 4 km , ubicada en el sector urbano de la ciudad, por lo que es
considerado como representativo para el sistema.
Tabla 13. Reseña del alimentador Ficoa
Transformadorde potencia
asociado
Atocha 1
Nombre dela
Subestación
Atocha
Nivelde
Voltaje[kVl13.8
Longitud (km)
Fase A
3.690
Fase B
4
FaseC
3.463
Área deservicio[km2]
4
Número detransformadores
1F
100
3F
75
Total
175
Potenciainstalada
MVA
6.78
3.2 Modelación del sistema primario de los casos de estudio.
3.2.1 Información délas redes primarias seleccionadas
La siguiente reseña describe las principales características de operación de las redes
primarias seleccionadas, en todos los detalles necesarios para su modelación.
3.2.1.1 Voltaje nominal utilizado
El voltaje nominal utilizado en media tensión por la Empresa Eléctrica Ambato S.A. y
especificado en la norma ANSÍ CS4.1, para sistemas primarios de distribución, se los
detalla en la siguiente tabla:
Tabla 14. Voltaje nominal utilizado por la Empresa Eléctrica Ambato S. A.
Nivel' devoltaje
Mediovoltaje
Tresconductores
13800
Cuatroconductores
13800Y/7970
Voltajes de operación Rango A
MáximoVoltaje de
utilización yservicio
14490Y/8370
14490
Mínimo
Voltaje deservicio
13460 Y/7770
13416
Voltaje deutilización
12420
42
3.2.1.2 Detalles de las subestaciones de distribución
Subestación Huachi: 69/13.8 kV
Se encuentra ubicada al sur-oeste de la ciudad de Ambato, en la Av. Manuelita Sáenz,
sector el Tropezón. Suministra potencia y energía a la parte sur y sur-occidental de la
ciudad de Ambato a las poblaciones de Santa Rosa. Aguajan-Tilulún, Juan B. Vela,
Chibuleo, Pasa y Pilahuín.
La disposición eléctrica es de barra simple tanto en el lado de 69 KV como en el lado de 13.8
kV. se dispone de un transformador de 10/12.5 MVA de capacidad OA/FA de relación
69/13.8/7.9 kV. Además dispone de compensación por reactivos, a través de un banco de
capacitores de 1.2 Mvar. La barra de 69 kV se conecta a dos posiciones de línea para la
interconexión con las subestaciones Montalvo y Atocha. La sección de 13.8 kV se encuentran
operando cinco posiciones para los alimentadores Pasa, Atahualpa, Miraflores, Santa Rosa y
una salida de reserva.
Subestación Atocha: 69/13.8 kV
Se encuentra localizada al nor-oeste de la ciudad de Ambato, en el sector de Laquigo.
Suministra potencia y energía al sector ñor-occidental rural de la provincia de Tungurahua, a
las poblaciones de Quisapincha, Constantino Fernández, Ambatillo y además, la parte norte y
oeste de la ciudad de Ambato.
La disposición eléctrica de esta subestación es de barra simple, tanto en el lado de 69 kV,
como en el lado de 13.8 kV, se dispone de un transformador de 10/12.5 MVA de capacidad
OA/FA de relación 69/13.8/7.9 kV. Además dispone de compensación por reactivos, a
través de un banco de capacitores de 0.6 Mvar. La barra de 69 KV posee dos posiciones, la
interconexión con la subestación Samanga y la subestación Huachi. La barra de 13.8 kV se
encuentran operando seis posiciones para los alimentadores Picoa, Hospital, Av. de las
Américas, Pilishurco, Quisapincha y la interconexión con la subestación Batán que se
encuentra fuera de servicio. Esta subestación entró en operación en el año 1985.
3.2.1.3 Demandas registradas
La Empresa Eléctrica Ambato posee los registros de magnitudes eléctricas adquiridos a la
salida de las subestaciones Huachi y Atocha, donde los alimentadores Pasa y Ficoa
registraron los siguientes valores de demanda máxima y demanda mínima correspondiente
al año 2002.
43
kW
2000.0.
1SOO.O •
1600.0
1400.0-1
1200.0
1000.0
800.0
600.0
400.0
200.0
0.0
Demanda anual 2002 alimentador Pasa
'M^ 'V\A/v0^vAA^
50 100 150 200Día
250 300 350 400
Figura 7. Demandas mínimas y máximas registradas a la salida del alimentador Pasa.
500.0
0.0
Demanda anual 2002 alimentador Ficoa
250.0
Figura 8. Demandas mínimas y máximas registradas a la salida del alimentador Ficoa.
k\
2000
1SOO
1600 -
1400
1200
1000
800
600 -
400
200
0:00
Curva de carga alimentador Pasa
4:4fi 0:00 4:48
Figura 9. Curva de carga de un día registrado por el alimeníador Pasa.
44
Curva de carga aliraentador FicoakW
2ÍOO.O
2000.0
1500.0
1000.0
500.0
0:00 9:36 14:24 19:12
Horas
0:00 4:48
Figura 10. Curva de carga de un día registrado por el alimentador Ficoa.
3.2.1.4 Demanda máxima anual
La modelación de los aíimentadores Pasa y Ficoa, toma en consideración los valores de
demanda máxima y mínima extremos registrados en año 2002, con el fin de obtener
mediante simulación la mayor caída de voltaje que se produce en la red primaria.
Sabiendo que en cualquier punto especifico de la red, el valor máximo de voltaje aparece
en condiciones de demanda mínima y el valor mínimo de voltaje aparece en condiciones de
demanda máxima. La demanda máxima y mínima anual que registran los aíimentadores en
estudio se detallan en las siguientes tablas:
Tabla 15. Demanda máxima y mínima anual registrada en el alimentador Pasa
S/E Huachi
Fecha31-DÍC-02Máxima18-Jui-02Mínima
HORA
19K45
15h45
33 PASAM
IA
75.6
5.4
MIB
82.7
19.9
r MIC
62.3
11.0
C
kW
1759
260
VoltajeM
13.8 kV
13.8
13.54
VoltajeM
69 kV
69.8
69.55
FrecuenciaM
Hz
61
60.3
F.P.C
0.98
0.92
Tabla 16. Demanda máxima y mínima anual registrada en el alimentador Ficoa
S/E Atocha
Fecha09-Jul-02Máxima
18-May-02Mínima
HORA
23:00
18H15
09 FICOAMIA
115
2.2
MIB
115
2.3
MIC
89.6
31.1
CkW
2347
266.6
VoltajeM
13.8 kV
13.9
13.4
VoltajeM
69 kV
70
70.7
FrecuenciaMHz
61
60
F.P.C
0.97
0.98
Donde: M: valor medido, promedio en un intervalo de demanda de 15 minutos y C: valor calculado.
45
3.2.1.5 Topología de las redes primarias de distribución
El programa SID "Sistema Informático de Distribución", implementado por la Empresa
Eléctrica Ambato, dispone de una información integral relacionada con la topología de
todas las redes de distribución.
3.2.1.5.1 Descripción del Programa SID [10]
La metodología implementada por el programa SID se basa principalmente en el
levantamiento de la información poste a poste con los ingresos respectivos de datos. Para
el levantamiento de la información se dispone de la base geográfica de la provincia de
Tungurahua, se utilizan formularios y planos referenciales por circuito, poste a poste,
incluyendo acometidas y medidores para posteriormente digitalizarla e ingresarla. Para el
ingreso de los datos se creo un programa que permite la digitalización e ingreso de la
información de las redes de distribución, aéreas y subterráneas. Este software, utiliza como
lenguaje de programación Visual Basic 6.0, visualizador a Autocad 14 y como base de
datos SYBASE, plataforma que es migrada a ORACLE.
SID recupera de la base de datos al visualizador Autocad de todos los antecedentes
ingresados, tales como postes, estructuras, conductores de media y de baja, alumbrado y
acometidas con las opciones de: recuperación por coordenadas, recuperación por fecha,
recuperación por proyecto, recuperación por número o intervalo de postes. La topología de
los alimentadores Pasa y Picoa se los puede apreciar en las láminas 1 y 2.
3.2.2 Diagramas unifllares de las redes primarias de distribución
El trazado de los diagramas unifilares y la modelación de las redes primarias se realizaron
por medio del programa CYMDIST.
3.2.2.1 Descripción del programa CYMDIST [13]
CYMDIST es un programa de flujos de carga en redes radiales de distribución, de la
empresa CYME, el cual permite simular redes eléctricas de distribución para facilitar su
planificación, diseño y operación. Además realiza en toda la red y de manera simultánea
estudios de caída de tensión, cortocircuito, coordinación de protecciones, y análisis de
confiabilidad, en sistemas radiales equilibrados o desequilibrados.
CYMDIST se ha venido empleando básicamente para el análisis de la calidad de producto
(nivel de tensión); y en la definición de los escenarios para la evaluación de la calidad.
46
Toda la información empleada por este programa, así como sus resultados son guardados
en bases de datos, lo cual permite su procesamiento posterior. A continuación se indican
los pasos para crear un alimentador.
Cómo crear un alimentador (Circuito): La función nuevo alimentador crea un nuevo
circuito e introduce un símbolo rectangular que indica el punto inicial del circuito.
•
EXAMPLE
Este es el primernodo de! circuito. t
DEMO-5TAT1ON Sólo se permite una sección a partircíe la subeslación pero se puedecreor una sección fictich como semuestra aquí ccn una longitud de 0.
La función Agregar hace que la nueva sección empiece siempre en el nodo de la sección
seleccionada cuando hace el doble clic.
Esta os la ¡acciónactualm&nie s&kcc tonada Lanuevo j«ciin empozará *nsuiwdo.
En el cuadro de diálogo "Características de la sección", se presiona el botón Editar carga.
El cuadro de diálogo "Características de la carga" se abrirá como se ilustra abajo (el
ejemplo presume que la opción Carga equilibrada no ha sido seleccionada).
La parte superior de este cuadro de diálogo trata de la Carga concentrada que se
concentra en un punto de la sección (en el extremo carga, medio o fuente).
La sección que trata de la Carga distribuida es idéntica a la superior excepto que no
requiere ninguna "Ubicación" ya que la carga se encuentra repartida uniformemente a lo
largo de la sección. Estos son los valores que CYMDIST usa cuando ejecuta cálculos de
Caída de tensión, Ubicación óptima de condensadores, Balance de cargas o Crecimiento de
cargas.
47
Las tres filas rotuladas ÍENo asignadas" sólo se usan en las rutinas de distribución de carga
a fin de estimar la carga distribuida usando la demanda del medidor y otros datos
conocidos sobre los abonados.
•= Cawa CDnceníf¿ría^^=
C) Dotcotwct iai d J-anta diihb.tacn carga Mí
Tipo de onti 'rtor [ Ra 'tJcrcial 1^1) foCO
O DI WJKM dVniíte cüiitb>*3c
Mediante el programa CYMDIST se procede a ingresar los datos de: topología, cargas
instaladas, longitudes de vanos, calibres de conductor, configuraciones (monofásicas, de
dos fases y trifásicas) así como localización de lugares, en los alimentadores Pasa y Picoa.
Los diagramas unifílares se muestran en las láminas 3 y 4.
3.2.2.2 Parámetros para la simulación de caídas de voltaje
Para la simulación de caídas de voltaje es necesario previamente ingresar los siguientes
parámetros de los alimentadores en estudio en el programa CYMDIST. Se presentan los
valores empleados en las simulaciones correspondientes a este estudio.
i) Parámetros generales para el cálculo de caída de voltaje
Sistema de unidades: SI Sistema Internacional.
Frecuencia del sistemaResistencia promedio a tierraTensión BaseMVA BaseTemperatura exteriorResistencia conductorNumero de iteracionesPrecisión cálculos
60 Hz60 Ohmios120 V100 MVA25 °C25 °C600.1 V
ii) Parámetros de la carga para el cálculo cíe caída de voltaje
Modelo de cargaFactor de carga activa k\Factor de carga reactiva kvar
Porcentajes de tipo de carga
Nominal1. pu1. puConstantekVA
Residencial %100
iíi) Ajustes de umbral de alarma
Límites de capacidad
Equipo Línea Transformador Regulador Generador S/E
Nominal 100 % 100 % 100 % 100 % 100 %
Condensadorserie100%
Tensiones límites y perfil de tensión
Alta tensiónBaja tensión
5%2.50 %
Máximo VoltiosMínimo Voltios
130100
3.2.3 Análisis de caídas de voltaje
3.2.3.1 Distribución de carga
Con frecuencia se desconoce la disposición exacta de la carga en un alimentador. Sin
embargo, si la demanda ya ha sido medida, y CYMDIST puede distribuir la carga a cada
sección según el kVA, kWh; corrientes por fase o el número de consumidores conectados.
Los resultados de la distribución de carga contienen: la potencia total instalada y asignada
a cada una de las fases y secciones ingresadas del alimentador simulado.
Tabla 17. Distribución de carga alimentador Pasa
Valores
Magn itud
FaseABC
Total
RegistradosCarga
Instalada[kVA]2235.51398
1135.54769
DemandaMáxima
[kW]602.5659.1496.51758.2
Corriente
[A]75.682.762.3
Factor dePotencia
%98989898
Asignados*DemandaMáxima
[kW]601.7658.3495.71755.7
Corriente
[A]75.582.662.2
Factor dePotencia
%98
97.997.9
*Debido al proceso iterativo de distribución de cargasTabla 18. Distribución de carga alimentador Fícoa
Valores
Magnitud
FaseABC
Total
RegistradosCarga
Instalada[kVA]2383,32170. S2223.36777.3
DemandaMáxima
[kW]S81.2882
686.62449.9
Corriente
[A]115
115.189.6
Factor dePotencia
%97979797
AsignadosDemandaMáxima
kW852.8852.6663
2368.7
Corriente
[A]111.4111.386.6
Factor dePotencia
%96.996.997
Los valores de carga asignados a cada una de las secciones de los alimentadores Pasa y Picoa, favor verAnexo 3 y Anexo 4.
49
3.2.3.2 Reporte de caídas de voltaje
Las caídas de voltaje más críticas derivadas de la simulación de los alimentadores, en
demanda máxima y en demanda mínima para cada una de las fases se especifican en las
siguientes tablas:
Tabla 19. Caídas de voltaje más críticas del alimentador Pasa
Sección delTransformador N°
Fase deConexión
Distanciatotal [m] [kVLN]
I[A] fp(%)
Flujo dePotencia[kVA]
FlujoTotal[kVA]
dVtotal[%1
Caídas de voltaje a demanda máximaT4298T4097
T20103
ABC
17,231.717,182.821,745
7.67.47.4
0.50.90.6
98.398.6
98.36
3.86.34.1
464
4.87.57.0
Caídas de voltaje a demanda mínimaT4298T4097T20103
ABC
17,231.717,182.821,745
7.97.87.9
00.20,1
89.5190.9489.15
0.31.60.8
021
0.22.31.1
Estas secciones tienen las siguientes ubicaciones:
T4298: Ubicado en Pitcaleo de la Parroquia Pilahuín.
T4097: Ubicado en La Comuna Tambo Loma de la Parroquia Pasa.
T200103: Ubicado en Siguitag Pitngoloma de la Parroquia Pilahuín.
Comentario: La mayor caída de voltaje que presenta el alimentador rural Pasa es de 7.5 %
en Tambo Loma.
Tabla 20. Caídas de voltaje más criticas del alimeutador Picoa
Sección delTransformador
N°
Fase deConexión
Distanciatotal [m] [kVLN] I [A] fp (%)
Flujo dePotencia
fkVA]
FlujoTotal[kVA]
dV total[%]
Caídas de voltaje a demanda máximaT2131T2062T2060
ABC
3,6904,0073,463
7.97.97.9
0.71.30.6
97.0797.0696.99
5.510.24.6
6105
1.250.920.58
Caídas de voltaje a demanda mínimaT2131T2062T2060
AB
ABC
3,6904,0073,463
8S
7.9
00
0.2
96.6894.9996.9
0.10.21.6
002
0.170.080.33
Estas secciones tienen las siguientes ubicaciones:
T2131: Ubicado en Picoa Las Palmas Av. Los Nísperos.
T2062: Ubicado en Picoa Av. El Sueño y Av, Los Guaytambos.
T2060: Ubicado enFicoaAv. Los Guaytambos y Av. Papayas.
50
Comentario: La mayor caída de voltaje que presenta el alimentador urbano Picoa es de
1.25 % en la Av. Los Nísperos
El reporte completo de caídas de voltaje para cada uno de los alimentadores en análisis, se
presenta en los Anexos 5, 6 y 7.
3.2.3.3 Variaciones de voltaje producidas en las redes primarias
Las variaciones de voltaje se definen como la diferencia entre los voltajes máximo y
mínimo que se presentan en cierto punto del sistema en condiciones normales de
operación, el valor máximo de voltaje aparece en condiciones de demanda mínima y el
valor mínimo de voltaje en condiciones de demanda máxima.
El primer consumidor servido por el alimentador Pasa tiene la variación del 0.5 %, como
resultado de la diferencia desde demanda mínima 100 %, a demanda máxima 99.5 % y el
último consumidor tiene la variación del 5 % desde demanda mínima 97.5 %, a demanda
máxima 92.5 %, el voltaje de utilización para cada consumidor en condiciones intermedias
de carga, tendría valores dentro de su respectivo rango de variación y para un consumidor
ubicado entre el inicio y el fin del alimentador, tendría un rango de variación entre 0.5 % y
6 %, según su localización.
De igual forma el primer consumidor senado por el alimentador Picoa tiene la variación
del 0.25 %, como resultado de la diferencia desde demanda mínima 100 %, a demanda
máxima 99.75 % y el ultimo consumidor tiene la variación del 1 % desde demanda mínima
99.8 %, a demanda máxima 98.8 %, el voltaje de utilización para cada consumidor en
condiciones intermedias de carga, tendría valores dentro de su respectivo rango de
variación y para un consumidor ubicado entre el inicio y el fin del alimentador, tendría un
rango de variación entre 0.25 % y 1 %, según su localización.
3.2.3.4 Caídas de voltaje en troncales y laterales de los alimentadores
Para un mejor análisis del perfil de voltaje en un alimentador primario de distribución, se
debe diferenciar, la caída de voltaje en el alimentador principal trifásico o troncal, y los
laterales monofásicos que se derivan de él, ya que la asignación de caídas de voltajes a
cada parte del alimentador permitirá cumplir con los voltajes de operación establecidos en
la norma. Visto de esta forma la caída de voltaje calculada en los troncales y laterales de
los alimentadores se indica en las siguientes tablas:
51
Tabla 21. Caídas de voltaje en el troncal del alimentador Pasa
InicioFinal
Trayecto
S/E HuachiTransformador N°:559S
Ubicación
HuachíPilahuín
Caída de voltaje calculadaConfiguración y calibre del conductor
FaseA
100%95.6 %4.4 %
B100 %94%6%
C100%96.1 %3.9 %
3P #1/OACSR #2N
Tabla 22. Caídas de voltaje en los laterales más críticos del alimentador Pasa
Trayectos
Inicio
FinalInicioFinalInicioFinal
T200S4
T429ST1358T4297T420IT20I03
Ubicación
San AntonioPasa
PucaleoPilahuín
TambolomaQuindibana
Siguitag ungoloma
Caída de voltaje calculadaConfiguración y calibre delconductor
FaseFase A
95.5 %
95.25 %
0.25 %
1P_#2ACSR_#2N
FaseB
94%92.5 %
1.5%
1PJÍ4ACSRJ/4N
FaseC
95.5 %93%2.5 %
1P_#4ACSRJMN
Tabla 23. Caídas de voltaje en la parte troncal del alimentador Ficoa
Trayecto
InicioFinal
S/E AtochaTransformador N°: 2000
Ubicación
AtochaEl sueño
Caída de voltaje calculada
FaseA
100%98.7 %
1 .3 %
B100 %99%1 %
C100%99.4
0.6 %
Tabla 24. Caídas de voltaje en los laterales más críticos del alimentador Ficoa
Trayectorias
InicioFinalInicioFinalInicioFinal
T3587T2131T1358T2062T2060T2060
Ubicación
Av. MagnoliasAv. Nísperos
El SueñoEl Sueño
Av. PapayasAv. Papayas
Caída de voltaje calculada
FaseA
98.75 %9S.6 %
0.15%
B
99%99%
0 %
C
99%99%0%
De los cálculos de caída de voltaje en troncales y laterales de los alimentador es se
concluye:
• El alimentador Pasa posee una caída de voltaje de 6 % en su parte troncal y de 2.5 % en
su ramal más crítico, por cual se necesita recurrir a acciones que permitan disminuir
dichas caídas de voltaje.
• El alimentador Ficoa posee una caída de voltaje de 1.25 % en su parte troncal y de
0.1 % en su ramal más crítico, no precisa de acciones para corregir su perfil de voltaje.
52
3.2.4 Acciones para controlar Jos niveles de voltaje primario
Las siguientes acciones ilustradas para mejorar el nivel de voltaje son recomendadas por la
Westinghouse en la referencia "Distribution Systems", que en resumen define varios
métodos para mejorar la regulación de voltaje a lo largo del sistema de distribución.
Algunos de estos métodos consisten en incrementar el voltaje al inicio del alimentador de
distribución con los aumentos de carga, reduciendo la medida de la diferencia de voltaje
entre las condiciones de demanda mínima y demanda máxima (variaciones de voltaje) para
todos los consumidores en los alimentadores. Otros métodos disminuyen la impedancia
entre la fuente y la carga del alimentador, de esta manera se reduce la caída de voltaje y las
variaciones de voltaje. También, la corriente de carga puede reducirse a través de
transferencias de carga, mientras reduce la caída de voltaje y las variaciones de voltaje. [1]
El equipo regulador de voltaje también puede aplicarse en un lugar del alimentador dónde
el voltaje se pone demasiado bajo o demasiado alto y para reducir las variaciones de
voltaje. Los diferentes métodos para mejorar la regulación de voltaje a lo largo de un
sistema de distribución se listan a continuación. Cada método tiene sus propias
características acerca de la cantidad de mejora de voltaje, costo-por-voltio de mejora, y
flexibilidad. [1]
• El uso de generadores para regulación del voltaje.
• La aplicación de equipos de regulación de voltaje en las subestaciones de distribución.
• La aplicación de capacitores en las subestaciones de la distribución.
• Equilibrar las cargas en los alimentadores primarios.
• Incremento del calibre de los conductores del alimentador.
• Cambio de configuración en las secciones del alimentador de monofásico a dos fases o
trifásico.
• Transferencia de carga entre alimentadores existentes y nuevos alimentadores.
• Instalación de nuevas subestaciones y alimentadores primarios.
• Incremento del nivel de voltaje primario.
• Aplicación de reguladores de voltaje en los alimentadores primarios.
53
• Aplicación de capacitores paralelo en los alimentadores primarios.
• Aplicación de capacitores serie en los alirnentadores primarios.
La selección del método o los métodos aplicables y qué regulador de voltaje es mejor.,
dependerá del sistema en particular o el problema que involucra.
Cabe indicar que no hay ninguna regla bien definida para seleccionar el mejor método. El
tamaño del sistema, el tipo de carga servida, la situación del equipo existente, la cantidad
de requisito de corrección de voltaje, que área sirve, la expansión futura del sistema, el
crecimiento de carga son los factores que se deben estudiar. [1]
3.2.4.1 Generadores para regulación del voltaje
Es el método de regulación donde el generador alimenta directamente al sistema de
distribución, y el voltaje de barra puede regularse para mantener un voltaje constante en la
carga, para cualquier condición de demanda. En los sistemas grandes se usan normalmente
sólo los reguladores de voltaje del generador, para mantener el voltaje deseado en la barra
y cumplir con las exigencias de potencia reactiva que la carga condiciona. [1]
Variando el voltaje de barra del generador, con las variaciones de carga por medio del
campo magnético del generador, es uno de los métodos caros de obtener el control de
voltaje. Dependiendo del sistema en particular y de la localización de la central de
generación, una variación de voltaje de ocho a diez por ciento puede utilizarse en la barra
de generación. El voltaje se incrementa con los aumentos de carga y recíprocamente. [1]
En la actualidad la generación distribuida está poniendo de relieve las ventajas de esta
posibilidad pues, generadores de energía renovable y microturbinas se incorporan al
sistema de distribución evitando costos y pérdidas en la transmisión.
3.2.4.2 Regulación de voltaje en las subestaciones
El diseño económico del sistema normalmente dicta el uso de equipo de regulación de
voltaje en las subestaciones. El equipo que regula el voltaje puede ser un LTC (Load Tap
Changer) mecanismo del transformador de la subestación, un regulador separado entre el
transformador y la barra de medio-voltaje, los condensadores conmutados en la barra de
medio-voltaje, o los reguladores separados localizados en cada alimentador individual de la
subestación. Sin el equipo de regulación de la subestación las variaciones de voltaje
pasarían del lado entrante de la subestación a lo largo de los alimentadores. Esto se ilustra
54
en la Figura 11 (Tomada de [1]) ya que la caída de voltaje aceptable del alimentador de
subtransmisión es la diferencia entre la variación del servicio a la entrada y la variación de
servicio a la salida de la subestación, el sistema de regulación de la subestación permite
obtener una caída de voltaje aceptable en el alimentador y se incrementa la habilidad de
transferir potencia. El voltaje máximo a la salida de la subestación está limitado por el
consumidor más cercano. [1]
Siib estaciónSalida del alimentador
Voltaje máximo aceptable
Voltaje mínimo aceptable |I
Voltaje máximo aceptable |
Voltaje mínimo aceptable
Incremeto- , aceptable!j para la caída
de voltaje
Figura 11. (Tomada [1]) Representa el perfil de voltaje en demanda máxima, del mismo
alimentador con y sin de regulador de voltaje en la subestación.
Note que el regulador de voltaje de la subestación aumenta la posible caída de voltaje
aceptable en el alimentador.
3.2.4.3 Balance de carga en alimentadores primarios
Uno de los primeros conceptos para verificar, si un alimentador primario tiene condiciones
de mala regulación de voltaje, es la carga en cada fase de las tres fases del alimentador. Sí
la carga en el alimentador no es equilibrada entre las fases, deben tomarse los medios para
lograr el equilibrio. Para un alimentador dado, el balance de carga quiere decir condiciones
de igual corriente en cada fase con la correspondiente regulación mínima. Además de la
posibilidad de una mala regulación de voltaje si la carga es muy desequilibrada, los
equipos de la subestación (los reguladores de voltaje, los transformadores, etc.) pueden
tomar carga excesiva en una fase, y producirse daños considerables en él. Esto es posible
aún cuando la carga total del alimentador trifásico no es excesiva.
55
El equilibrio de carga debe lograrse a lo largo de la longitud total del alimentador y no sólo
conforme a las comentes de línea del alimentador a la salida de la subestación. Si un
alimentador sólo sirve cargas trifásicas, el equilibrio no es un problema. Donde existen
ramales monofásicos, es decir cada fase de un alimentador sirve todos los transformadores
de distribución en un sector, es necesario seleccionar las áreas de la fase tal que la carga en
cada fase sea la misma.
El cálculo de caída de voltaje en el alimentador para la carga desequilibrada también es
una tarea embarazosa, depende si el sistema es de tres o cuatro hilos. [1]
3.2.4.4 Incremento de calibres de los conductores
El incremento del calibre del conductor en el alimentador disminuye la impedancia de la
línea y la caída de voltaje, para la misma carga del alimentador. Reacondicionar las líneas
es uno de los medios más caros de mejorar la regulación de voltaje cuando es considerado
el costo-por-voltio- de mejora, pero es a menudo necesario dónde se encuentra que el
crecimiento de carga es extensivo y la planificación es de una consideración mayor.
La Figura 12. (Tomada de [1]) muestra la reducción en la caída de voltaje para un
alimentador al cambiar, a un conductor de mayor calibre. [1]
3.0 -*¿> JO ZO
'Relación de .•caída de voltaj e ^
1.5 1.2Nuevo *
1.0
G-
v-Z/ ..
O
''oI
z
Mida de voltaje *iCQS* -X,S*JI
Conductor de cobre existente de calibre (AWGJ
(a)
La Fignra 12 (a). (Tomada de [1]) Muestra el cambio en la caída de voltaje para la misma
carga del alimentador si el conductor existente es de cobre, con el nuevo calibre de
conductor que puede ser de cobre o aluminio.
56
3.0 tO 1O
'Relación decaída de voltaje ["",. - - ;
J >• Nuevo '
Conductor de aluminio erótemte de calibre (AWG)
(b)
La Figura 12 (b). (Tomada [1]) Muestra el cambio en la caída de voltaje para la misma
carga del alimentador si el conductor existente es de aluminio, con el nuevo calibre de
conductor que puede ser de cobre o aluminio.
3.2.4,5 Cambio del alimentador de monofásico a trifásico
Muchos laterales en un alimentador primario son monofásicos, y la caída de voltaje se
debe a la comente de carga que se presenta en el conductor de retorno así como en el
conductor de la fase. Al agregar dos conductores es decir pasar de un lateral monofásico a
trifásico de cuatro conductores y dividiendo la carga existente uniformemente entre las tres
fases, la caída de voltaje se reducirá a un-sexto de la caída que ocurrió cuando el lateral era
monofásico. Como se demuestra en las siguientes ecuaciones (Tomadas de [1]):
Para un circuito monofásico:
(3)
Donde:
VD: Caída de voltaje en voltios por unidad de longitud del circuito.
I: Corriente por la línea en amperios.
Z: Impedancia en ohmios por unidad de longitud del conductor.
57
El subíndice 1 se refiere al circuito de una sola fase.
Donde:
E: Voltaje línea a neutro en voltios.
Para un circuito trifásico que sirve a la misma carga,
El subíndice (3 <p} se refiere al circuito trifásico.
Donde:
E: Voltaje línea a neutro en voltios.
Con la misma carga que se sirvió con el circuito monofásico se la ha dividido entre las tres
fases del circuito trifásico nuevo, entonces:
Entonces, la relación entre las ecuaciones (4) y (6) de caída de voltaje es:
9 7 "- J.
E(30^ 7(30
3
Los resultados de la ecuación son exactos cuando se trata de carga trifásica o monofásica
perfectamente balanceada en todo el alimentador. Con carga monofásica esto no ocurre y
el resultado que se obtiene es menor que 6.
3.2.4.6 Reducir la carga del alimentador
La reducción de carga en un alimentador como resultado de agregar nuevos alimentadores
en el área de carga, reducirá la corriente que circula en el alimentador y por consiguiente la
caída de voltaje. Generalmente no se reducirían específicamente la carga de los
alimentadores para mejorar la regulación de voltaje, pero se reducirá como la parte de un
plan global de crecimiento del sistema. [1]
58
3.2.4.7 Incremento del nivel de voltaje primario.
Cuando se cambia el nivel de voltaje de un alimentador primario y se mantiene la misma
carga, la corriente de línea en el alimentador cambiará en proporción inversa al cambio de
voltaje y la regulación de voltaje cambiará con el cuadrado del cambio de voltaje.
Cambiando de un sistema y de cuatro conductores a un sistema delta de tres conductores
(aumentando el nivel de voltaje por -V3 ) se reduce la caída de voltaje de un alimentador a
un tercio de la caída original. El parpadeo de voltaje o flicker debido al arranque de
motores también se reducirá.
Subir el nivel de voltaje primario es otro medio caro de mejorar la regulación de voltaje. El
rango planeado, la disponibilidad de sitios en la subestación, y el crecimiento de carga, son
las condiciones que dictan cuando el aumento de nivel de voltaje es necesario. [1]
3.2.4.8 Instalación de reguladores de voltaje suplementarios
Los reguladores de voltaje instalados a lo largo de los alimentadores primarios sirven para
corregir la excesiva caída de voltaje del alimentador y reducir las variaciones del voltaje de
servicio. Ellos se localizan,en el punto donde el voltaje del alimentador en condiciones de
demanda máxima queda por debajo del valor aceptable como mínimo, con la consideración
debida al crecimiento de la carga. Un alimentador con alta demanda presenta su perfil de
voltaje con caídas de voltaje excesivas y la instalación del regulador suplementario ayudara
a corregir la condición de voltaje como se muestra en la Figura 13 (Tomada [1]).
Voltaje mínimo acrptahle
Figura 13. (Tomada [1]) Esta figura ilustra un caso en el cual se requiere subir el voltaje
empleando reguladores de voltaje.
59
En algunos alimentadores una disminución de voltaje es necesaria, cuando un alimentador
contiene varios bancos de capacitores shunt fijos, los que causan un voltaje superior al
máximo permisible que ocurre durante las condiciones de demanda mínima.
Pueden aplicarse reguladores suplementarios en serie a lo largo de un alimentador, pero la
capacidad térmica y las pérdidas en la línea del alimentador limitan su número. En los
alimentadores rurales largos ha}' a menudo dos, a veces tres reguladores en serie, pero
raramente más. Donde se requieren dos o tres reguladores suplementarios en serie, un
incremento fijo sería lo más conveniente en lugar de usar un regulador de voltaje
automático, 'esto es posible si el incremento fijado no causa que el voltaje sea
excesivamente alto durante las condiciones de demanda mínima.
El incremento fijo puede obtenerse con los taps que operan sin carga en los
transformadores de distribución o agregando un transformador que proporciona un cierto
porcentaje de subida de voltaje. [1]
3.2.4.9 Instalación de condensadores paralelo
Los condensadores paralelo instalados en un sistema de distribución causarán una
elevación de voltaje atrás del sitio donde fue ubicado el banco de capacitores a la fuente al
reducir los reactivos que circulan. Los condensadores cambian el factor de potencia a la
corriente principal, y esta corriente principal que fluye a través de la reactancia serie del
circuito causa la reducción de la caída de voltaje en proporción al condensador instalado
dependiendo de la reactancia que el circuito presente. El efecto en el voltaje es
independiente de las condiciones de carga y este es más grande en el sitio de conexión del
condensador. [1]
El porcentaje de voltaje que incrementa la instalación del condensador es:
%_Voltaje ^Incrementa = (Ckva)WW (9)
Donde:
CkVA: Capacitor trifásico en kVA o kvar.
d.: Distancia en unidades de longitud.
X: Reactancia del conductor en ohmios por unidad de longitud.
KV: Voltaje de la línea en kV.
Los condensadores fijos no mejorarán la regulación de voltaje apreciablemente., pero
proporcionan un aumento constante en el nivel de voltaje. [1]
60
3.2.4.10 Instalación de condensadores serie
Cuando se instalan capacitores serie un alimentador primario se reduce la caída de voltaje
que es aproximadamente.
fRLcosO + IXLsenO (10)
Donde: "RL" resistencia de la línea, "XL" reactancia de la línea, y" 9 " es el ángulo de
desfase. Con la instalación de un capacitor serie en el alimentador primario, la caída de
voltaje llega a ser.
IRLcos& + I(XL-Xc)sen0 (11)
Donde "XC" es la reactancia capacitiva. Si "Xc" iguala "XL" la caída de voltaje del
alimentador es simplemente "IRL eos 9 ". Por eso, el efecto de los capacitores serie es de
reducir la reactancia del circuito. El uso de condensadores serie se ha visto limitado por los
requerimientos sobre el sistema de control, que debe ser suficientemente fino para ajustar
el valor de reactancia capacitiva sin riesgo de resonancia. [1]
3.2.5 Acciones para controlar el nivel de voltaje primario del alimentador Pasa
3.2.5.1 Balance de cargas en los alimentadores primarios eu estudio
El análisis de balance de carga del programa CYMDIST muestra como reconectar cargas
de una fase a otra para minimizar pérdidas de kW, buscando nuevas conexiones hasta no
encontrar ningún otro cambio que pueda reducir las pérdidas.
Algunos de los factores que pueden influenciar el tiempo de procesamiento de la
simulación son: el número de secciones monofásicas, de dos fases y trifásicas
desbalanceadas, transformadores conectados en triángulo (delta) y reguladores. El
porcentaje desequilibrio de carga entre las fases se determina por medio de la siguiente
ecuación.
„, T ., , . (carea de fase-carga de fase promedio] 1 r t r t s-\\ = ¿ 2__=—=^L §_=—=J =±£—_ J. x\Q (12)
c arg a _ de _ fase _ promedio
Los reportes del análisis de balance de carga del programa CYMDIST indican que no es
posible realizar cambios en su configuración para mejorar el desbalance de carga en el
alimentador, debido a que la configuración actual posee varios laterales monofásicos, por
lo que se analizan otros métodos para mejorar su perfil de voltaje.
El siguiente gráfico muestra el desequilibrio que existe entre las fases del troncal del
alimentador Pasa:
Desbalance de carga alimentador Pasa% desequilibrio *"
O 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000Distancia [m]
Figura 14. Balance de carga en la parte troncal del alimentador Pasa
3.2.5.2 Aplicación de capacitores en las subestaciones de distribución y en la red.
La subestación Huachi posee instalados 1.2 Mvar en la barra de 13.8 kV, para compensar
los requerimientos de reactivos del sistema, se analiza a continuación el requerimiento de
reactivos fuera de la subestación.
Aplicación de capacitores paralelo
El dimensionamiento y la ubicación óptima de los capacitores a ser instalados en el
alimentador., se lo realiza mediante CYMDIST, a fin de obtener un mejor perfil de voltaje
y reducir las pérdidas en la red primaria. Para ejecutar este análisis en el programa
debemos definir tres niveles de carga con sus respectivos factores de potencia, utilizando
como referencia la carga normal obtenida de la curva de demanda diaria del alimentador,
estos niveles de carga se muestran a continuación:
Tabla 25. Niveles de carga del alimentador Pasa
Nivel decarga
LigeraNormal
Pico
Demanda[kW]
659.6788.11461.0
Cargadistribuida
%
65100205
Factor depotencia
889196
Factor depotenciadeseado
999999
Horas
22:00 a 9:009:00 a 18:0018:00 a 22:00
Duración%
374617
Ingresados estos valores el programa determina la cantidad de reactivos que se necesita en
cada nivel de carga, exigencia que es compensada con la instalación de bancos de
capacitores fijos y conmutables, como resultado de la instalación de estos capacitores el
programa despliega un reporte de la reducción de pérdidas que se obtendrían al instalar
determinado tamaño de capacitor.
62
La siguiente tabla detalla la reducción de pérdidas que se consigue al instalar diferentes
capacidades de bancos.
Tabla 26. Capacidades de bancos modelados
AlimentadorPasa
Capacidad[kvar]
2550100150200
CapacitoresShunt
Numero decapacitores
2210521
kvar Instalados
Fijo
52100
Conmutable
17852
1
Reducción de pérdidas [kW]
Ligera
0.80.70.600
Normal
2.31.91.200
Pico
13.912.8
13
9.16
En la Tabla 26 se observa que la aplicación de capacitores de menor capacidad permite
reducir en mayor proporción las pérdidas en la red, de tal forma que los capacitores de
SOkvar son considerados como la opción más discreta para ser instalada. La ubicación y los
beneficios que se logran con la instalación de estos capacitores, se muestran en el Anexo 7.
En resumen se determina que la aplicación de capacitores paralelo en la red primaría de
distribución del alimentador Pasa, reduce la caída de voltaje y mejora el perfil de voltaje en
1 % al extremo de la red.
Aplicación de capacitores serie
Los condensadores en serie son instalados para disminuir la reactancia de una línea y
mejorar el flujo de potencia a través de la red, no se considera la instalación estos debido a
su costo.
3.2.5.3 Aplicación de equipos de regulación de voltaje en las subestaciones de
distribución
La aplicación de reguladores de voltaje en las subestaciones de distribución, permite
obtener una caída de voltaje aceptable en el alimentador, incrementado el nivel de voltaje y
por consiguiente la habilidad de transferir potencia, lo que obliga a reconocer los límites de
voltaje en los que se puede actuar sin afectar el funcionamiento normal del sistema y de los
equipos instalados en él.
La norma ANSÍ C84.1 analizada en el capítulo I, fija los límites de operación para los
voltajes utilización y de servicio, en los cuales los equipos eléctricos tienen un desempeño
normal y eficaz.
63
De acuerdo con esta norma, el voltaje mínimo de servicio en condiciones normales de
operación es del 95 % y el voltaje máximo de servicio es del 105 %, de tal forma que el
voltaje máximo que se puede alcanzar por medio de un regulador de voltaje es de 105 %,
considerando que el primer cliente del alimentador se encuentra cerca de la subestación. A
demás para la aplicación de los equipos de regulación de voltaje, se debe considerar el
ancho de banda del equipo de regulación que es por lo general de+1 %. Entonces el
equipo de regulación ubicado en la subestación permitirá elevar el voltaje nominal de la
subestación de 100 % a 105 %, con lo cual se ganarían 4 % para ser distribuidos como
caída de voltaje en los otros componentes del sistema y mejorar el perfil de voltaje de la
red, como se muestra en la siguiente figura.
126.ai
11?3H33 63BS
Distancia £in)30-179 33379
Figura 15. Perfil de voltaje del alimentador Pasa en condiciones de demanda máxima,
alcanzado luego de la instalación del equipo de regulación en la subestación Huachi.
Las características del regulador a ser instalado son las siguientes;
Tabla 27. Características del regulador a ser instalado en la subestación Huachi
Subestación
Huachi
Fase
ABC
Alimentado!
PASA
Vset
126126126
Ancho debanda [V]
2
Rset
0.210.210.21
TC
500
Xset
0.240.240.24
TP
120
Tap
777
Sobretensión (%)
10
kVLN
7.97.97.9
Reducciónde tensión
(%)10
I [A]
75.975.975.9
Número deTaps
32Nominal
fkVA]600600600
Si el regulador de voltaje es instalado en la subestación Huachi, permitirá mejorar el perfil
de voltaje en el alimentador Pasa en condiciones demanda máxima, de tal forma que las
secciones con menor voltaje serían las siguientes:
64
Tabla 28. Voltajes al extremo de Ja red primaria instalado el regulador de voltaje
Sección delTransformador
N°T4298T4097
T20103
Fase deConexión
ABC
Distanciatotal [m]
17231.717182.8
21745
[kVLN]
13.813.413.5
I [A]
0.50.80.5
íp (%)
989998
Flujo dePotencia
IkVAl3.96.34.2
FlujoTotal|kVA]
464
dVtotalro/i\/0\2
2.92.3
Nota; La instalación del regulador de voltaje en cualquier lugar de la red primaria, no
disminuye la caída de voltaje en el extremo del alimentador, pero si aumenta el rango
voltaje a ser distribuido entre los componentes de la red.
3.2.5.4 Aplicación de reguladores en alimentadores primarios
Con el objetivo de conseguir un mejor perfil de voltaje en el sistema primario de
distribución rural, se hace inevitable el uso de 3 reguladores monofásicos, uno en cada
fase, fuera de la subestación, obteniendo los siguientes resultados.
Tabla 29. Características de los reguladores a ser instalado en la red primaria
Subestación
Huachi
Fase
ABC
Ubicación
(Miñarica JuanB. Vela)
(La Merced)
Aümenladoi
PASA
Vset
124124124
Anchode banda
(V)2
Rset
0.150.341.4
TC
500
Xset
0.10.363.75
TP
120
Tap
454
Sobretensión(%)
10
kV [kVLN]
7.97.97.9
Reducciónde tensión
(%)10
I [A]
47.359.840
Número deTaps
32Nominal
[kVA]400500400
El perfil de voltaje que presenta el alimentador Pasa luego de haber aplicado reguladores
monofásicos fuera de la subestación se muestra en la siguiente Figura:126. e
-i- Tentlort íacp P-E- Irrisión -fosr B-4- Ir^siofi ias-r C
3-133 63B6D i s t a n c ] a tml
J9-Í79
Figura 16. Perfil de voltaje del alimentador Pasa en condiciones de demanda máxima,
obtenida luego de la instalación de reguladores en la red primaria de distribución.
65
3.2.5.5 Incremento de calibres de los conductores en el alimentador
El incremento del calibre de conductores en una red se debe a dos condiciones particulares:
la sobrecarga y las caídas de voltaje, las mismas que afectan al funcionamiento del sistema
ocasionándole pérdidas de energía. Situaciones evidentes ocurren en el alimentador Pasa,
las que son analizadas por medio del programa CYMDIST para realizar los cambios de
calibre, necesarios para ofrecer un correcto suministro de energía.
Asimismo para los cambios de calibres de conductor que son plasmados en este estudio, se
estima el costo total que representaría a la empresa implementar estas correcciones,
considerando el costo del calibre del conductor y costo referencial para la construcción de
un kilómetro de línea de media tensión, el que incluye los costos de: materiales, mano de
obra, costos indirectos y de estructura para configuraciones trifásicas y monofásicas con y
sin neutro, los mismos que fueron tomados del estudio realizado por la Empresa Eléctrica
Ambato en abril del 2003 (Ver Anexos 8 y 9). De los que se asume solo un porcentaje del
indicado en las tablas por razones de imprevistos o cambios de estructuras en mal estado.
Los tramos que se encuentran sobrecargados en condiciones de demanda máxima y
requieren incrementar el calibre del conductor se muestran en el Anexo 10.
Con el propósito de reducir la caída de voltaje al extremo del alimentador, y definir una
caída de voltaje que represente a la red primaria de distribución. Se ejecuta la modelación
de la parte troncal y de laterales más críticos con diferentes calibres conductor, dando
como resultado la reducción de la caída de voltaje "mejora del perfil de voltaje",
acompañado del costo que implica realizar este cambio, detallado en el Anexo l'O. La
siguiente tabla permite indicar el costo y beneficio que se conseguiría en cada fase con el
incremento del calibre de los conductores en la parte troncal del alimentador Pasa.
Tabla 30. Relación entre el costo y la mejora del perfil del alimentador Pasa
Numero
12
34
Nuevo Calibre
2/OACSR #2N3/OACSR #2N4/OACSR #2N266ACSR #2N
Costo $
12,455.421,524.623,14723,147
Mejora [%]
12
2.5^
De la Tabla 30 se puede deducir que el alimentador Pasa debe reforzar su parte troncal, con
un calibre de conductor de por lo menos 4/OACSR, para justificar la inversión y
disminuirla caída de voltaje de 6 % a 3.5 %. es decir mejorar el perfil de voltaje en 2.5 %.
66
De igual manera se puede reducir la caída de voltaje en los laterales más críticos de 1.5 %
a 0.35 %, con una inversión de $3859.
Si consideramos el costo total del cambio de calibres en tramos troncales y laterales del
alimentador para obtener un mejor perfil de voltaje este costo sería de USD $ 27.006, con
el cual la caída de voltaje podría disminuir de 7.5 % a 3.85 %, es decir 3.65 % de mejora
en el extremo de la red.
3.2.5.6 Cambio de la configuración del alimentador de monofásico a trifásico
El cambio de configuración monofásica a trifásica en los laterales permitirá disminuir el
porcentaje de desequilibrio de carga que se posee entre las fases del alimentador y mejorar
el perfil de voltaje en el alimentador.
Los cambios de configuración de los laterales monofásicos del alimentador Pasa y sus
costos se muestran en el Anexo 11.
La caída de voltaje se reduce casi totalmente pero el costo de estos cambios asciende a
$41,718.5 por lo que la carga del alimentador se debe equilibrar por medio de áreas
equivalentes.
3.2.5.7 Transferencias de carga entre alimentadores existentes y nuevos
alimentadores.
Este método consiste en reducir la carga senada por un alimentador la cual será asignada a
otro, disminuyendo la corriente que circula en el alimentador y por consiguiente la caída de
voltaje. Para mejorar el perfil de voltaje en el alimentador Pasa, se analiza la posibilidad de
transferir carga al alimentador Quisapincha, lo cual se desarrolla en el Anexol2.
Los resultados son los siguientes:
a) Para realizar la transferencia de carga, se necesita reforzar la parte troncal del
alimentador Quisapincha y construir la red trifásica que interconectara los dos
alimentadores, tramos que son indícaos en el Anexo 12.
b) El costo total para realizar la transferencia es: $ 12,400, y la caída de voltaje disminuye
en 3.5 % al extremo de la red.
67
3.3 Modelación de los secundarios y acometidas de la sección con mayor
caída de voltaje de los casos de estudio
Los secundarios y acometidas a ser modelados para el estudio de calidad del nivel voltaje,
corresponden a las secciones con mayor caída de voltaje producida en la red primaria de
distribución.
3.3.1 Información de las redes secundarias y acometidas
3.3.1.1 Ubicación
Las secciones de los primarios modelados son codificadas a través del número del
transformador cuya carga concentrada se encuentra situada en el extremo de la sección.
Las láminas 3 y 4 incluyen la ubicación geográfica de las redes primarias, determinando el
lugar específico de los secundarios y acometidas a ser modelados..
Secundarios del Alimentado! Pasa.
T429S: Transformador ubicado en Pucaleo de la Parroquia Pilahuin
T3338: Transformador ubicado en La Comuna Tambo Loma de la Parroquia Pasa.
T20103: Transformador ubicado en Sigiiitag Pungoloma de la Parroquia Pilahuin.
Secundarios del Alimentador Picoa.
T2131 Transformador ubicado en Picoa Las Palmas Av. Los Nísperos.
T2062: Transformador ubicado QnFicoa Av. Los Guaylambos y Av, El Sueño
T2060: Transformador ubicado en Picoa Av. Los Guaylambos y Av. Papayas.
3.3.1.2 Características de los transformadores
Las principales características de los transformadores indicados son las siguientes:
Tabla 31. Características de los transformadores
TransformadorN°
4298
333S
20103
4280
2062
2060
N°deAbonados
14
18
13
35
14
41
# Poste
83385
2S490
30950
20138
20222
20190
Marca
ECUATRAN
ECUATRAN
ECUATRAN
ECUATRAN
ECUATRAN
ECUATRAN
Tipo
CSP
CSP
CSP
CSP
CSP
CSP
Fase
A
B
C
A
B
ABC
kVANominal
15
10
10
37.5
25
45
VoltajePrimario
13.8/7.9
13.8/7.9
13.8/7.9
13.8/7.9
13.8/7.9
13.8/7.9
VoltajeSecundario
120/240
120/240
120/240
120/240
120/240
220/127
68
3.3.1.3 Demandas registradas
Los registradores EPR-31 y Topas 1000 que posee la Empresa Eléctrica Ambato, fueron
instalados en los bornes de bajo voltaje de cada uno de los transformadores, con el
propósito de hallar la demanda máxima que sirven estas redes secundarias. El equipo fue
instalado durante 7 días continuos con un período de registro de variables eléctricas de 10
minutos. Las demandas registradas en cada transformador se muestran en el Anexo 13. La
demanda máxima registrada en cada transformador son las siguientes:
Tabla 32. Registros de demandas máximas
TransformadorN°429SFase 1Fase 2
Fecha / Hora
27/07/2003/19:2025/07/2003/19:50
Voltaje[V]122122
Corriente[A]1314
Factor dePotencia
11
Demanda[W]16281687
TransformadorN°2062Fase 1Fase 2
Fecha/ Hora
03/11/2003/19:5004/11/2003/21 :00
Voltaje[V]
115.8116.17
Corriente[A]
95.6672.25
Factor dePotencia
0.9460.96
Demanda[W]
107607999
TransformadorN°2060Fase IFase 2FaseS
Fecha/ Hora
30/09/2003/18:2026/09/2003/18:5026/09/2003/19:30
Voltaje[V]
129.5129.6129.2
Corriente[A]
171.79133.2199.94
Factor dePotencia
0.9360.9760.952
Demanda[W]
202261637012295
3.3.1.4 Topología de las redes secundarias
La topología de la red secundaria, correspondiente a cada transformador se la consiguió
mediante el programa SÍD, la cual consiste en: la ubicación de postes, número de fases,
calibre de conductores, longitudes de los tramos, numero de acometidas por poste, longitud
de las acometidas, tipos de acometida, números de medidor y cuenta correspondientes a
cada cliente servido.
69
El promedio de los consumos mensuales de energía eléctrica, correspondiente al periodo
de un año, se lo obtuvo de los registros de facturas que posee el programa para cada cliente
identificado a través de los números de medidor y cuenta, Ver Anexo 14.
3.3.2 Modelación de Secundarios
La modelación del sistema secundario de distribución, se realiza en el programa de
simulación CYMDIST, empleando los datos recolectados para cada una de las redes. Los
diagramas unifilares se muestran en el Anexo 15.
3.3.2.1 Distribución de carga
CYMDIST emplea el método de los kWh conectados, el que consiste en repartir una
porción de la demanda medida a cada fase de cada sección según los kWh conectados. Los
kWh conectados en cada nodo corresponde a la suma algébrica de los consumos
registrados por los clientes que se encuentran conectados a dicho nodo.
3.3.2.2 Reporte de caídas de voltaje
Las caídas de voltaje más críticas derivadas de la simulación de los secundarios en estudio,
para condiciones de demanda máxima se especifican en las siguientes tablas:
Tabla 33. Caídas de voltajes más criticas en secundarios rurales
TransformadorND:
4298
3338
20103
N°Poste
P3P3
P8P5PSP7
Fase
ABABAB
Calibre Conductor
ES #2ACS #4NES #2ACS #4NES_#2ACS_#4NES_#2ACS_#4NES #2ACS #4NESJ/2ACSJ/4N
Distanciatotal [m]
331.5331.53S2.5156.5222.5242.5
Fp («/o)
989898989999
Total[kVA]
0.4002
0.17
0.17
dVAtotal [%]
0.60.72.12.10.50.3
Tabla 34. Caídas de voltajes más criticas en secundarios urbanos
TransformadorN°:
4280
2062
2060
N°Poste
P Í OP Í OPó
P7
P l l
P11
P l l
Fase
A
B
A
B
A
B
C
Calibre Conductor
ESJHACSJ/4N
ESJ/4ACSJ/4N
£S_#2ACS_#2N
ES_#2ACS_#2N
ES 1/OACS 1/ON
ES 1/OACS 1/ON
ESJ/OACSJ/ON
Distanciatotal [m]
247.5
247.5
120.5
152.5
201
201
201
Fp (%)
98
98
9S
98
96
96
96
Total[kVAl
0.1
0.7
2.4
2.41
3.7
3.7
3.6
dVAtotal [%]
5.2
5.0
2.6
4.0
5.7
5.0
6.1
El reporte de las caídas de voltaje producido en las redes secundarias se muestran en elAnexo 16.
70
3.3.2.3 Análisis para disminuir las caídas de voltaje en las redes secundarias
La metodología a seguir para disminuir las caídas de voltaje en la red secundaria de
distribución consisten en: a) La reubicación de los transformadores al centro de carga, y b)
La aplicación de los métodos indicados anteriormente para las redes primarias de
distribución.
a) Reubicación de los transformadores
Los transformadores de distribución deben ser localizados lo más cerca posible del centro
de carga, para evitar caídas de voltaje muy altas en los extremos de los circuitos
secundarios. Para localizar un transformador en el centro de carga se considera: la distancia
y la carga asignada en cada nodo, los cuales están distribuidos en una línea recta que se
encuentra en el eje de las abscisas, de tal forma que la posición del transformador en la
recta es indicada por la siguiente ecuación:
PosiciónX ~ (13)^kWhtotal
Aplicada la ecuación (13) se revela que los secundarios rurales en estudio no requieren de
la reubicación de sus transformadores, no así los secundarios urbanos que requieren de un
cambio de posición de sus transformadores a su centro de carga lo cual se indica en el
Anexo 17. El empleo de estas acciones permite reducir la caída de voltaje en los circuitos
secundarios a los siguientes valores;
Tabla 35. Caídas de voltajes más críticas aplicado los métodos de regulación en lasredes secundarias rurales
TransformadorN°:
4298
3338
20103
N° Poste
P3P3PSP5PSP7
Fase
ABABAB
Calibre Conductor
ES #2ACS #4NES #2ACS #4NES #2ACS #4NES #2ACS #4NES #2ACS #4NES #2ACS #4N
Distanciatotal [m]
331.5331.53S2.5156.5222.5242.5
Fp (%)
989898989999
Total[kVA]
0.4002
0.170.17
dVAtotal [%]
0.6%0.7%2.1%2.1%0.5%0.3%
Tabla 36. Caídas de voltajes más criticas aplicado los métodos de regulación en lasredes secundarias urbanas
TransformadorN°:
4280
2062
2060
N°Poste
P3P3P7PlP l lP l lP l l
FaseABABABC
Calibre ConductorES #2ACS #4NES #2ACS #4NES #2ACS #2NES #2ACS #2N
ES #3/OACS #]/ONES #3/OACS #1/ONES #3/OACS #]/ON
Distanciatotal [m]
205.S205.8205.8205.8162.4162.4162.4
Fp (%)98989595969696
Total[kVA]
00.72.10.4
23.73.73.5
dVAtotal [%]
2.4%2.3%1.9%2.0%2.4%2.1%2.4%
71
33.3 Modelación de Acometidas
La modelación de las acometidas, se realiza empleando el método de estimación de la
demanda a partir del consumo de energía propuesto por la REA, empleando los datos
recolectados para cada una de las redes que se muestran en el Anexo 14.
3.3.3.1 Información recopilada
La información recopilada para la modelación de acometidas se refiere: a) Tipos de
acometida empleados para servir a los clientes desde las redes secundarias y b) La
demanda promedio anual que consume cada cliente asociado a la red secundaría en
cuestión, información que se obtiene de los registros de consumos mensuales
proporcionados por el programa SYSCOM. Los tipos de acometida instalados en las redes
de la EEASA se muestran en el Anexo 18.
Tabla 37-TÍpos de acometidas más comunes
CódigoEstructura
C106C107C205C207C20S
C327
Descripción
Aerea__AereaAerea AereaAerea AereaAerea AereaAerea Aerea
Trafo_Subterranea
Duplex2x6 AlDuplex2x '4 AITriplex 3 x 8 AlTriplex 3 x4 AlTriplex 3 x 6 AIDucto 3 X 2 (4)
TTU
Calibre
6 AWG AI4 AWG Al8 AWG Al4 AWG AI6 AWG Al2 AWG Cu4 AWG Cu
Resistencia[ohrn/km]
2,17.1,353,421,352,170,520,83
Capacidad[A]10013470100134175130
La proporción de caída de voltaje en acometidas se evaluará para dos muestras
correspondientes a los alimentadores en estudio, estas acometidas se toman de los nodos
que poseen las mayores caídas de voltaje en los circuitos secundarios modelados mostrados
a continuación:
Tabla 38. Acometidas rurales modeladas
TransformadorN°:
429S
3338
20103
ND: Poste
P3
PSP5
P7
PS
Longitud deacometida [m]
304012122715202010
Fase deConexión
ABABBBBAA
ConsumoPromedio
Anual [kWh]45634
2376337328683
Tipo deAcometida
C106C106C107C106C107C107C107C107CI07
72
Tabla 39. Acometidas urbanas modeladas
TransformadorN°:
4280
2062
2060
N° Poste
PÍO
P6
P7
P l l
Longitud deacometida [m]
102010203020815302060151215
Fase deConexión
ABAAAABBBBB
ABCABC
ConsumoPromedio
Anual [kWh]11
10649S270134S334
3247050
381261119
Tipo deAcometida
C107C107C106C106C106C106C106C106C106C106C106C208C106C106
33,4 Cálculo del a demanda individual por acometida
Para el cálculo de la demanda individual de cada cliente, se utiliza el método de estimación
de la demanda a partir del consumo de energía, tomando como soporte los datos
proporcionados por la referencia [6].
Este método propuesto por la REA emplea dos factores denominados A y B para
determinar la demanda coincidente de un determinado número de usuarios tipificados.
El factor A refleja el mejoramiento de la diversidad debido al incremento en el número de
consumidores y puede ser evaluado por la ecuación:
j_factorA = n(l-QAxTi + QA(n2+4ty2) (14)
Donde: n es el número de clientes tipificado.
El factor B refleja el mejoramiento en el factor de carga con el incremento del uso y es la
demanda por consumidor que se espera en una subestación con diversidad máxima, puede
ser calculado.
factorB = 0.005925(WA)°-8Í!5 (15)
Donde: kWh es el consumo mensual registrado por el cliente tipo.
Las ecuaciones no son exactas y sirven solo a partir de cinco consumidores. El producto de
las dos ecuaciones permite determinar la demanda diversificada o coincidente del conjunto.
Dcoincidente ~ factor A x factorB (16)
73
En este trabajo la demanda individual calcula para cada cliente, toma como punto de
partida un conjunto de 6 consumidores y un factor de diversidad de 1.58. La demanda
individual se la calcula por medio de la siguiente ecuación:
DMU = D'accidente X <">' (17)
Donde:
N: Número de usuarios.
DMU: Demanda máxima unitaria.
Tabla 40. Demanda individual de clientes rurales
TransformadorN°:
4298
3338
20103
N° Poste
P3
P8P5
P7
PS
Longitud deacometida
[m]304012122715202010
Fase deConexión
ABABBBBAA
Consumo[kWh]
45634
2376337328683
Factor A
12.512.512.512.512.512.512.512.512.5
Factor B
0.00.20.10.70.20.10.10.30.3
Demandacoincident
e[KW]0.32.61.79.42.91.81.63.S3.7
DMU[kW]
0.070.690.442.470.760.480.421.010.98
Tabla 41. Demanda individual de clientes urbanos
TransformadoiN°:
42SO
2062
2060
N° Poste
P Í O
P6
•P7
P l l
Longitud deacometida [m]
102010203020815302060151215
Fase deConexión
ABAAAABBBBB
ABCABC
Consumo[kWh]
111064982701348334
3247050
381261119
Factor A
12.5312.5312.5312,5312,5312.5312.5312.5312.5312.5312.5312.5312.5312.53
Factor B
0.050.370.190.290.250.450.300.130.990.250.191.140.820.41
Demandaco incidente
[KW]0.624.602.323.673.195.663.711.68
12.373.192.3714.2810.225.10
DMU[k\V]
0.161,210.610.970,841.490.980.443.260.840.623.762.691.34
74
3.3.4.1 Caídas de voltaje en acometidas
Las caídas de voltaje en las acometidas consideradas son las siguientes:
Tabla 42. Caídas de voltaje en acometidas rurales
TransformadorN°:
4298
3338
20103
N°:Poste
P3
P8P5P7
PS
Longitudde
Acometida[m]304012122715202010
Fase deConexión
ABABBBBAA
DMU[kW]
0.070.690.442.470.760.480.421.010.98
Tipo deAcometida
C106C106C107C106C107C107C107C107C107
Calibre
6 AWG Al6 AWG Al4 AWG Al6 AWG AI3 AWG Al4AWGAlj4 AWG AI4 AWG Al4 AWG Al
Resístencia
[ohm/km]
2.172.171.352.171.351.351,351,351,35
Caída deVoltaje
[%]
0,060,830,100,890,380,130,160,380,18
Tabla 43. Caídas de voltaje en acometidas urbanas
TransformadorN°:
42SO
2062
2060
N°:Poste
P Í O
P6
P7
P l l
Longitudde
AcometidaM102010203020815102060151215
Fase deConexión
ABAAAABBBBB
ABCABC
DMU[k\V]
0.161.210.610.970.841.490.980.443.260.840.623.762.691.34
Tipo deAcometida
C107C107C106C106C106C106C106C106C107C106C106C208CI06C106
Calibre
4 AWG Al4 AWG Al6 AWG AI6 AWG Al6 AWG AI6 AWG Al6 AWG A!6 AWG AI4 AWG Aló AWG Al6 AWG Al6 AWG Al6 AWG AI6 AWG AI
Resistencia
[ohm/km]
1.351.352.172.172,172,172,172.171.352.172.172.172.172.17
Caída deVoltaje
[%]
0,030,460,180,580,760,900,230,200,610,511,130,280,980,61
75
CAPITULO IV
DEFINICIÓN DE LA PARTICIPACIÓN DE LOS
SUBSISTEMAS DE: SUBTRANSMISIÓN Y
DISTRIBUCIÓN EN LOS LÍMITES DE VOLTAJE
VIGENTES
4.1 Flujos de carga del sistema de subtransmisión
El propósito de esta modelación es deducir una caída de voltaje, que se pueda asignar al
sistema de subtransmisión de la Empresa Eléctrica Ambato.
Mediante el programa de simulación de flujos de potencia Pov/erWorld, se configura las
líneas de subtransmisión y transformadores de las subestaciones distribución, para
determinar la calidad de servicio de voltaje que el sistema de subtransmisión puede
entregar.
4.1.1 Información recopilada
La siguiente información describe las características de funcionamiento del sistema de
subtransmisión registradas para el año 2002.
4.1.1.1 Voltaje nominal de subtransmisión
El voltaje nominal utilizado en media tensión por la Empresa Eléctrica.Ambato S. A. y
especiñcado en la norma ANSÍ C84.1, para la subtransmisión es el siguiente:
Tabla 44. Voltaje nominal de subtransmisión
Nivel de Voltaje
Medio voltaje
Tres conductores
69000
Máximo
Voltaje deutilización y
servicio
72500 nota *
*Para estos sistemas no se muestran los limites para el Rango A y Rango B por que, donde ellos
son usados como voltaje de servicio, el nivel del voltaje de operación en el sistema del usuario
normalmente son ajustados por medio del regulador de voltaje para satisfacer los requerimientos
del usuario.
76
4.1.1.2 Subestaciones de Distribución y Líneas de Subtransmisión
El sistema de subtransmisión esta compuesto de subestaciones de distribución y líneas
subtransmisión estratégicamente ubicadas dentro del área de concesión de la empresa. Este
sistema conecta al sistema nacional interconectado con el sistema de distribución, donde
igualmente se producen caídas de voltaje debido a la impedancia que poseen sus
componentes.
En el Anexo 19 se detalla las subestaciones y las líneas que pertenecen al sistema de
subtransmisión de la Empresa Eléctrica Ambato con sus respectivos valores de inductancia
y resistencia en por unidad.
4.1.1.3 Posición de los taps
Para cumplir con el voltaje que requiere el sistema de distribución, se acude al uso de taps
fijos que poseen los transformadores de las subestaciones de distribución, lo cual permite
compensar el flujo de potencia reactiva del sistema, produciéndose un incremento fijo en el
nivel de voltaje. Los taps que poseen los transformadores presentes en las subestaciones de
distribución de la Empresa Eléctrica Ambato tienen cinco pasos, los que permiten operar el
sistema de subtransmisión en los siguientes niveles de voltaje.
Tabla 45. Voltajes de tap
Posición Tap12345
Voltaje en Pu0.9500.9751.0001.0251.050
Voltaje [kV]*65.550.0769.000.07
72.45
* Hstos valores cumplen con el Rango A de voltajes operación para sistemas en medio voltaje establecido por
la norma ANSÍ CS4.1.
La posición de los taps en cada uno de los transformadores de las subestaciones de
distribución es:
Tabla 46. Posición de los Taps en el sistema de subtransmisión de la EEASA
SubestaciónTotoras
MontalvoHuachiAtocha
SamangaAmbatoPelileoBaños
Posición del Tap243332*>
2
SubestaciónPuyoTena
OrienteLligua
PenínsulaLoreíoBatanPíllaro
Posición del Tap1133i
333
77
4.1.1.4 Configuración del sistema de subtransmísión
En la actualidad, el sistema de subtransmisión de la Empresa Eléctrica Ambato, se halla
configurado en un anillo con las subestaciones Oriente, Samanga, Atocha, Huachi y
Montalvo, más las subestaciones Ámbato y Totoras del Sistema Nacional Interconectado
(SNI) propiedad de TRANSELECTRIC.
Conjuntamente se tiene dos sistemas radiales, el primero parte de la subestación Samanga
hacia Píllaro y el otro es una derivación de la línea Ámbato - Oriente, como punto de
arranque se conecta a la subestación Loreto a 69 kV. Asimismo en forma radial partiendo
de la subestación Totoras, las subestaciones Pelileo, Baños, Puyo y Tena, se encuentran
ubicadas en la parte sur-oriental de la provincia del Tungurahua y en las provincias de
PastazayNapo.
Por razones de operación se mantiene una línea de interconexión a 13.S kV entre la
subestación Oriente y la subestación Península y entre la subestación Nueva Loreto y Batan, y
las interconexiones entre la subestación Loreto y la central península a nivel de voltaje 6.9kV,
Ver diagrama unifilar en el Anexo 20
4.1.2 Reporte de voltajes de barra
Las condiciones descritas anteriormente son insertadas en el programa Power World, el
cual despliega el siguiente reporte de voltajes, en cada barra del sistema de subtransmisión.
Tabla 47. Voltajes de barra en las subestaciones de la EEASA
Subestación
TotorasMontalvoMontalvo
HuachiHuachiAtochaAtocha
SamangaSamangaÁmbatoPelileoPelileoBañosBañosPuyoPuyoTena
VoltajeNominal
barra[kV]6969
13. S69
13.869
13.869
13.86969
13.869
13.869
13.869
VoltajeenPU
1.03611.03061.00351.02651.02481.01301.01141.01471.01421.01851.01621.01520.99451.01880.95291.00140.9146
VoltajeOperación
[kV]
72.5071.1013.8072.4014.1071.4014.0071.5014.0071. SO71.6014.0070.1014.1067.2013.8064.50
Ángulo
-5.35-5.76-5.92-6.13-6.53-4.31-4.68-4.15-4.32-3.84-6.78
-7-8.66-8.76
-14.24-14.38-17.92
Subestación
TenaOrienteOrienteLliguaLligua
PenínsulaPenínsula
LoretoLoretoLoretoBatanBatan
TotorasÁmbatoÁmbatoPíllaroPíllaro
VoltajeNominal
barra[kV]13.869
13. S13. S4.166.96.9
4.1613.869
13.84.161381386969
13.8
VoltajeenPU
0.96231.02731.02391.00051.00031.00031.01071.01131.01211.01640.98910.98901. 00001.00001.02531.01371.0126
VoltajeOperación
[kV]
13.3070.9014.1013.804.206.907.004.2014.0071.7013.604.10
138.00138.0070.7071.50
. 14.00
Ángulo
-18.13-5.62-5.91-3.93-3.9
-3.91-5.97-5.99-5.98-5.54-7.08-7.16-2.83-2.48-5.7-4.24 <-i ->
.jj
78
4.1.3 Validación de la simulación
Para validar la simulación realizada, a continuación se comparan los valores de voltaje
obtenidos por el programa PowerWorld, con los valores de voltaje registrados en las
subestaciones Huachi y Atocha,
4.1.3.1 Registros de voltajes en las subestaciones Huachi y Atocha
Los registros de voltajes producidos a demanda máxima, en las barras de 13.8 kV y 69 kV
de las subestaciones Huachi y Atocha, son mostrados en los siguientes gráficos.
Voltajes Rejíistrudus S/E HuiiL'lii
kV80.00 -j
70.00 -
60.00 -
50.00 -
20.00 -
0.00 -
( 50 100 150 200 250 300 350 4C
Figura 17. Registros de voltajes en la barra de IS.SkV y 69kV de la Subestación Huachi
Voltajes Regístrenlos S/Ii AtochakV
80.00
70.00
60.00
50.00 -
40.00
30.00
20.00
10.00
0.00
O 50 100 150 250. 300 350•Atocha 13.8 kV•Atocha 69 kV
400
Día
"Figura 18. Registros de voltajes en la barra de 13.8W y 69kV de la Subestación Atocha
Los voltajes desplegados en las figuras anteriores, presentan los siguientes valores
estadísticos en relación al voltaje nominal.
79
Tabla 48. Voltajes de barra en las S/E Huachi y Atocha
SubestaciónVoltaje NominalVoltaje MáximoVoltaje Mínimo
% Variación positiva% Variación negativa
Huachi
13.8kV14.0613.691.9%
-0.8 %
69 kV71.6369.513.8 %0.7 %
Atocha
13.8 kV14.1513.682.5 %-0.9 %
69 kV71.6569.693.8 %1 .0 %
El resultado de comparar los voltajes registrados en las subestaciones de distribución con
los valores derivados de la simulación del sistema de subtransmisión, se resume en la
siguiente tabla y se establece que corroboran los voltajes obtenidos por el programa
PowerWorld.
Tabla 49. Voltaje medido vs. Voltaje simulado
SubestaciónVoltaje Nominal
Valor medidoValor simulado
% error
Huachi13.SkV14.0614.1
0.28
69 kV71.6372.41.07
Atocha13.8kV14.15
14-1.06
69kV• 71.15
71.40.35
4.1.4 Proporción de la caída de voltaje en las líneas y transformadores del sistema
de subtransmisión
Las caídas de voltaje calculadas para líneas de subtransmisión en base a los reportes de
voltaje que proporciona el programa PowerWorld son las siguientes:
Tabla 50. Caída de voltaje en líneas de subtransmisión
Subestación departida
TotorasTotorasTotoras
MontalvoHuachiAtocha
SamangaSamangaLoretoPelileoBañosPuyo
OrienteOriente
penínsulaLoreto
Subestación dellegada
MontalvoPelileoOrienteHuachiAtocha
SamangaAmbatoPillara
AmbatoBañosPuyoTena
AmbatoLliguaLoretoBatan
Longitud
km7.612.6
59.14774.754.87.51.7
20.451.466.5
2
Calibre
AWG477
266.8266.8477477477
599.5266.8300
266.8266.8266.S300
Caída devoltaje
[%]0.551.982.000.420.000.180.380.111.101.984.163.S32.002.331.102.29
La caída de voltaje en las líneas y en los transformadores de subtransmisión esta mitigada
por medio del uso de taps. para entregar un voltaje en torno al valor nominal al sistema de
distribución.
80
Los voltajes de operación registrados en la subestación de distribución permiten establecer
que la variación de voltaje en el arranque de los alimentadores Pasa y Ficoa varía de entre
el 4-2.5 % y ~ 1 %. Por lo que se puede considerar que la variación de voltaje de± 1 %
corresponde al sistema de subtransmisión.
4.2 Conclusiones de los estudios de los casos específicos del sistema de
distribución:
Como conclusión de los estudios realizados para las caídas de voltaje en los componentes
del sistema de distribución de la Empresa Eléctrica Ambato, se discutirá la calidad de
servicio de voltaje que pueden ofrecer los alimentadores rural y urbano, a los clientes
ubicados al inicio y al final del alimentador. Para lo cual se fijan las proporciones de caída
de voltaje en cada uno de estos componentes hasta llegar al punto de conexión entre el
cliente y el sistema.
Si consideramos para el siguiente análisis un voltaje nominal de 120 V, se determina que el
voltaje en el punto de utilización cuando se mantiene dentro del Rango A de operación,
este puede variar entre el 91.5 % a 105 %.
Entonces el diseño lógico del alimentador primario permitiría que el primer consumidor,
eléctricamente el más cercano a la fuente, tenga el voltaje máximo permisible de 105 %,
durante las condiciones de demanda máxima, y el consumidor más remoto eléctricamente a
la fuente tenga el voltaje mínimo permisible de 91.5 %.
Se recomienda que los consumidores físicamente más próximos a la fuente no deben estar
eléctricamente cercanos, porque a menudo es económico permitir un voltaje en la barra de
la subestación más alto que 105 %, durante las condiciones de demanda máxima.
La media de la caída de voltaje en las instalaciones eléctricas interiores, durante las
condiciones de demanda máxima es de 2.5 %; ahora para disponer de un voltaje de
utilización no más bajo que 91.5 %, el voltaje a la entrada de servicio del consumidor o en
el medidor de kWh debe ser de 94 %, o por encima de este. Con este razonamiento se
concluye que la variación del voltaje de acometida en un alimentador rural o urbano debe
estar entre el 94 % al 105 %, o en un rango de 11 %.
El 11% de caída permitida debe distribuirse entre todos los componentes del sistema, entre
la primera y la última entrega al consumidor. Para asegurar completamente que el voltaje
de acometida no irá más allá de los límites del Rango A, (excluyendo las depresiones y
transitorios de voltaje debido a arranque de motores), además debe ser incluido el ancho de
81
banda del regulador para cualquier voltaje que controle el equipo de regulación del
sistema. El ancho de banda es la diferencia entre los límites de voltaje establecidos por el
Rango A de operación, y los fijados en el equipo de regulación. Es decir, el voltaje del
regulador puede variar dentro de esta banda y no funcionará fuera de ella, pero si el voltaje
del regulador saliera de esta banda, el regulador actuaría subiendo o bajando el voltaje de
salida dentro de la banda especificada. [1]
Los anchos de banda mínimos normalmente usados para los reguladores de voltaje en los
sistemas eléctricos de distribución son de: ± 1 % ó 2 %. [1]
Del 1 1 % de caída deben asignarse 1 % al ancho de banda, lo que deja 10 % de caída para
ser distribuidos en los componentes del alimentador.
Se encuentra a menudo en la práctica que el ancho de banda no es incluido al determinar la
caída de voltaje permisible, y el voltaje se permite variar fuera del Rango A de voltajes de
operación con el valor de 1 %. Con el ancho de banda omitido, significa que de vez en
cuando el voltaje de algún consumidor cercano a la salida o extremo del alimentador,
saldrá del Rango A y entrará en el Rango B. Los componentes de un alimentador se
muestran en el diagrama mutilar de la Figura 20. (Tomada de [1])
PRIMARIO PRINCIPALTRIFÁSICO
TRASFORMADORDE DISTRIBUCIÓN
PRIMARIOLATERAL
MONOFÁSICO
ULTIMOCONSUMIDOR
Figura 19. (Tomada de [1]) Diagrama unifilar del sistema primario de distribución.
Estudios de diseño de alimentadores han mostrado que una cantidad definida de caída de
voltaje puede asignarse a cada componente para una máxima economía.
De manera que el desglose de caída de voltaje para los varios componentes de un
alimentador rural o urbano, debe mantenerse dentro del Rango A de operación, incluido el
ancho de banda.
82
4.2.1 Proporción de caídas de voltaje en las líneas primarías
La modelación de las redes primarias de distribución más críticas de Empresa Eléctrica
Ambato, permite definir la proporción de caída de voltaje que corresponde a cada uno de
los siguientes alimentadores, de manera que estos cumplan con los límites de voltaje,
planteados anteriormente para modificación de la Regulación CONELEC-004/01 referida a
calidad del servicio eléctrico.Y además establecen el camino para que todos alimentadores
de este sistema tomen como base estas porciones de caída de voltaje y ofrezcan el
suministro de servicio eléctrico a sus clientes. Esto representará un paso gigante en la
modernización del sistema de distribución de la Empresa Eléctrica Ambato, mejorando sus
índices de calidad y disminuyendo sus pérdidas de energía.
4.2.1.1 Alimeutador rural
Un alimentador rural es generalmente más largo que un alimentador urbano, en algunos
casos la mayor parte de los circuitos de estos alimentadores son de configuración
monofásica, como es el caso del alimentador Pasa, en el cual la mayor caída de voltaje que
se presenta en el extremo de la red es de 7.5 %, distribuidos en su parte troncal con 6 % y
lateral monofásico con 1.5 %.
La caída de voltaje que tiene esta red primaria es mu}' alta, por la cual se debieron aplicar
acciones para disminuir dicha caída; estableciendo como el método más adecuado para
mejorar el perfil de voltaje "el incremento de calibre en los conductores en el alimentador"
sin dejar de lado los otros métodos que son necesarios para disminuir las caídas de voltaje,
que serán aplicados conforme se incremente la demanda. Como resultado del incremento
del calibre de los conductores en el alimentador Pasa, la caída de voltaje en la parte troncal
se reduce de 6 % a 3.5 % y en el lateral monofásico más critico de 1.5 % a 0.35 %,
acumulando una caída de voltaje en el extremo de la red de 3.85 %.
Entonces la caída de voltaje que se define para la red primaria del alimentador rural es del
4 % en el punto extremo.
Con esa base, se presenta la siguiente propuesta a seguir en el diseño y análisis de estas
redes: En el alimentador trifásico, desde donde inician los laterales monofásicos, la caída
de voltaje no deben superar el 3.5 %. Los laterales monofásicos no deben superar el 1 % de
caída en sus puntos más extremos, y los laterales monofásicos o trifásicos derivados del
alimentador principal cerca del primer transformador de distribución no deben superar el
2.5 %.
83
4.2.1.2 Alimentador urbano
Este posee una red primaria muy robusta ya que sirve a clientes situados en un área
relativamente pequeña, donde la mayor parte de sus laterales son trifásicos y de corta
distancia, motivo por el cual se tiene una caída de voltaje en el extremo del alimentador de
1.25 %, distribuido en su parte troncal y lateral trifásico. Entonces la caída de voltaje
asignada a la red primaria del alimentador urbano es de 2 % en su punto extremo.
Con base en lo cual se realizan las siguientes recomendaciones a seguir en el diseño y
análisis de estas redes: La caída de voltaje en el alimentador principal desde donde inician
los laterales trifásicos o monofásicos no deben superar el 1.5 %, los laterales no deben
superar el 0.5 % de caída en sus puntos extremos y los laterales monofásicos o trifásicos
derivados del alimentador principal cerca del primer transformador de distribución no
deben superar el 1 % de caída de voltaje.
4.2.2 Proporción de caídas de voltaje en el transformador de distribución
El transformador es el elemento eléctrico que permite convertir la comente alterna de alto
voltaje y pequeña corriente en otro nivel de bajo voltaje y gran comente y es utilizado para
servir a la mayoría de usuarios. Las principales características de un transformador para
que se le estipule una caída de voltaje son: su capacidad nominal, el porcentaje de carga
que posee y el factor de potencia de la carga conectada.
En la Figura 21 (Tomada de [1]) se representa la caída de voltaje para un transformador de
distribución monofásico de 25 kVA, como función de carga.
£»+-rt•íCO
10I-J
PORCENTAJE DE CARGAEN EL TRANSFORMAD OR
Figura 20. (Tomada de [1]) Caída de voltaje en un transformador monofásico de 25kVA
en función del porcentaje de carga.
84
La EEASÁ tiene instalados alrededor de 6,548 transformadores de los cuales 3,690 (57 %)
son fabricados por ECUATRAN, los que establecen caídas de voltaje a sus
transformadores de acuerdo a la capacidad nominal, factor de potencia y un nivel de carga
de 100 %, valores que se presentan en el Anexo 21.
4.2.2.1 Transformador de distribución rural
Los transformadores son ubicados centralmente entre todas las construcciones del poblado,
sus capacidades nominales son más pequeñas que los utilizados en el sector urbano, y el
factor de utilización oscila entre el 30 % y 60 % de su capacidad nominal por lo cual se le
asigna una caída de 2.5 %.
4.2.2.2 Transformador de distribución urbano
Según lo recomendado por la Westinghouse en la referencia [1]. En el momento de
instalación de un transformador en un área urbana desarrollada, la carga del transformador
durante los periodos máximos debería ser generalmente de 80 % a 100 %.
Para el valor promedio del transformador distribución, esto representa una caída de voltaje
de 1.75 a 2.5V. El transformador permanece en servicio hasta que los aumentos de carga
máximos son aproximadamente de 140 a 160 %, esto representa una caída de voltaje de
3% a 3.5 %, en estas condiciones suelen ser reemplazados por una unidad más grande.
Conocidas estas condiciones la cantidad de caída de voltaje asignada al transformador de
distribución será de 2.5 %.
4.2.3 Proporción de caídas de voltaje en el circuito secundario
4.2.3.1 Red secundaria rural
La mayor caída de voltaje que presenta en estas redes es de 2 %, que puede ser reducida
por medio del incremento del calibre de conductor a 1.5 %, con base en lo cual se puede
recomendar:
Cuando se diseñen o construyan nuevas redes secundarias en el área rural, los conductores
secundarios instalados, deben tener una caída de voltaje máxima de 1.5 %, y cuando la
carga suba se permitirá aumentar la caída de voltaje a 2.5 %.
Cuando la de caída de voltaje alcance el límite superior, se agregará otro transformador de
distribución entre los transformadores existentes y la red secundaria será dividida entre las
unidades existentes, incluida la nueva.
85
Este procedimiento reduce la caída de voltaje secundaria a menos de 2 %. Entonces la
cantidad de caída de voltaje que será distribuida en la línea rural secundaria generalmente
será inferior a 2.5 %.
4.2.3.2 Red secundaria urbana
Estas redes secundarias al igual que sus primarios son muy robustas pero a la vez muy
dinámicas ya que varían su configuración y topología constantemente para abastecer los
requerimientos de los clientes de la empresa, motivo por el cual las caídas de voltaje
producidas en estas redes secundarias llegan a valores muy altos de hasta 6 %, como se
demostró con su modelación.
Mantener el control sobre estas redes es una tarea que debe asumir la empresa, con la
ingeniería de distribución, con el apoyo de herramientas computacionales y equipos de
medición que faciliten la operación y control de estos sistemas.
Mediante la reubicación de los transformadores, lo más cerca posible de su centro de carga
y con el incremento del calibre de los conductores es posible reducir considerablemente
esas caídas de voltaje hasta un valor dentro de las capacidades de inversión que pueda
realizar la empresa.
Aplicando estos procedimientos la mayor caída de voltaje que presentan las redes
secundarias en condiciones de demanda máxima es de 2.5 %. Con esa base se realizan las
siguientes recomendaciones a seguir en el diseño y estudio de estas redes:
Cuando se diseñen o construyan nuevas redes secundarias en el área urbana, los
conductores secundarios instalados deberán tener una caída de voltaje de aproximadamente
2.5 %. y cuando la carga aumente la caída de voltaje puede llegar a 3.5 %.
Cuando la caída de voltaje alcance el límite superior, se agrega otro transformador de
distribución entre los transformadores existentes, y la red secundaria se dividirá entre todas
las nuevas unidades. Este procedimiento reduce la caída de voltaje secundaria a menos de
3%.
Visto de esta forma la caída de voltaje que será asignada a la red urbana secundaria
generalmente será inferior al 3.5 %.
86
4.2.4 Proporción de caídas de voltaje en acometidas
4.2.4.1 Acometidas rurales
La caída de voltaje que se encontró durante las condiciones de demanda máxima es de 1%.
Este valor raramente se excede a menos que las acometidas sean anormalmente largas o
posean una carga artesanal o comercial, casos en los que se debe tener precaución al
seleccionar el calibre del conductor con el que se construirá la acometida.
4.2.4.2 Acometidas urbanas
La caída de voltaje que se encontró en las acometidas urbanas durante las condiciones de
demanda máxima es de 1 %.• Proporción de caídas de voltaje de instalaciones interiores
La media caída de voltaje para instalaciones eléctricas de interiores será inferior a 2.5 %,
durante las condiciones de carga de máxima.
4.2.5 Propuesta de asignación de caídas de voltaje para el sistema eléctrico de la
Empresa Eléctrica Ambato
De acuerdo con la norma ANSÍ C84.1-1995. El voltaje en el punto de utilización,
manteniéndolo dentro del Rango A de operación, puede variar entre 91.5 % y 105 %. Pero
debido a la caída de voltaje en la instalación eléctrica interior de 2.5 %, el voltaje de
servicio mínimo debe de ser 94 %, o sea el rango de variación que se deja es de 11 % para
los otros componentes. También es usual no considerar el ancho de banda de 1 % del
equipo de regulación, con lo cual el rango de 10 % se mantiene para los otros
componentes.
La suma de las caídas de voltaje asignadas a cada parte del sistema debe sumar 11 %}
incluido el 1 % del ancho de banda. Para aplicar este rango de variación el sistema de la
Empresa Eléctrica Ambato, debe incrementar su nivel de voltaje en el arranque del
alimentado!* a 105 % (126 V considerando un voltaje nominal de 120 V) por medio de:
a) El tap fíjo del transformador de la subestación de distribución, para lo cual es necesario
solicitar la regulación de las variaciones de voltaje al Sistema Nacional Interconectado.
b) La instalación de reguladores de voltaje, que permitan incrementar el nivel de voltaje a
la salida del alimentador, está considerada como la mejor opción debido a las
propiedades que poseen mencionados equipos.
87
Entonces el rango de variación que se deja para los otros componentes del sistema de
distribución laEEASA es de 10 %.
La siguiente tabla muestra la propuesta de asignación de caídas de voltaje a los
componentes del sistema eléctrico de la Empresa Eléctrica Ambato} para condiciones de
demanda máxima.
Tabla 51. Caídas de voltaje asignadas a los componentes del sistema de distribución
de la Empresa Eléctrica Ambato S.A. *
Componentes del sistema dedistribución de la EEASA
Sistema de SubtransmisiónPrimario desde el primero al
ultimo transformadorTransformador
Secundario
Acometida
Total
Alimentad or
Urbano
Caída de voltaje
1%
2%
2.5 %
3.5 %
1%
10%
Rural
Caída de voltaje
1%
4%
2.5 %
2.5 %
1%
10%
* Considerando que el voltaje de operación de la barra de la subestación es de 105 % del nominal
Con esta propuesta el objetivo del presente estudio de permanecer dentro del Rango A de
operación especificado por la norma ANSÍ C84.13 se cumple y las estimaciones de la Tabla
51 mantienen el voltaje de acometida dentro de los límites establecidos como adecuados
para una nueva regulación en el capítulo II. por lo que se pueden emplear para el diseño y
mantenimiento del sistema de distribución de la Empresa Eléctrica Ambato S.A.
4.3 Evaluación económica de la propuesta
4.3.1 Utilización de los transformadores de distribución
El perfil de voltaje en un sistema eléctrico de distribución depende de la instalación y uso
de los transformadores, por lo que se propone la siguiente guía de aplicación para
transformadores:
La localización.- Los transformadores de distribución deben ser localizados lo más cerca
posible del centro de carga, por que la caída de voltaje en el conductor secundario es
mucho más grande que su correspondiente en longitud para el conductor primario.
Taps.- Las variaciones de la red pueden compensarse por medio de derivaciones o taps, en
los devanados de alto voltaje, los cuales deben cambiarse únicamente cuando el
transformador se encuentra en des-energizado. Normalmente se usan transformadores con
derivaciones de ±2 x 2.5 % del voltaje nominal e irán colocadas en el interior del
transformador. De lo contrario se deberán instalar transformadores con taps, para
compensar las caídas de tensión excesivas.
c) Conexiones.- En el Anexo 3A se ilustran las principales conexiones de transformadores
que se usan para suministrar energía a través de sistemas monofásicos o trifásicos.
4.3.2 Costo de conductores
Para los cambios de calibres de conductor que fueron modelados en este estudio, se estima
el costo total que representaría a la empresa implementar estos cambios, considerando el
costo del calibre del conductor y costo referencial para la construcción de un kilómetro de
línea de media tensión, el que incluye los costos de: materiales, mano de obra, costos
indirectos y de estructura para configuraciones trifásicas y monofásicas con y sin neutro,
los mismos que fueron tomados del estudio realizado por la Empresa Eléctrica Ambato en
abril del 2003. Ver Anexos 9 y 10.
El costo referencial para la construcción de un kilómetro de red primaria que. se asume,
solo estima un porcentaje del indicado en las tablas por razones de imprevistos o cambios
de estructuras u otros equipos en mal estado, esto para donde ya existen redes primarias
construidas. Los costos totales son especificados para cambio de calibre en los anexos
correspondientes,
89
4.3.3 Pérdidas de energía
El concepto de ahorro de energía es un aspecto importante en las instalaciones eléctricas,
esto se debe a que las empresas pagan altas cuotas por la energía que consumen, por lo cual
es necesario buscar alternativas para tratar de ahorrar energía y reducir sus costos. Existen
dos tipos de pérdidas así las que se producen por efectos físicos de los conductores y de los
núcleos de los transformadores denominadas "Pérdidas Técnicas" presentes en todos los
componentes del sistema y las que se producen por robo o fraude o por diferencias
administrativas se las denomina "Pérdidas No Técnicas".
Las Pérdidas Técnicas pueden clasificarse de acuerdo al tipo y causa que las produce en: a)
Pérdidas asociadas con la variación de lo demanda. Son aquellas que se encuentran
relacionadas con las corrientes que circulan por los elementos del sistema (efecto joule).
Su magnitud es proporcional al cuadrado de la demanda. [20]
b) Pérdidas independientes de la demanda. Estas pérdidas dependen principalmente de la
variación de voltaje se presentan en los transformadores y máquinas eléctricas, se deben a
Jas comentes de Foucault y ciclos de histéresis en los núcleos ferromagnéticos. Aquí
también se incluyen las pérdidas por efecto corona. [20]
Las caídas de voltaje presentes en la red de distribución al igual que las Pérdidas Técnicas
asociadas con la variación de la demanda, son directamente proporcionales a las corrientes
que circulan por los elementos del sistema y varían en función de la demanda, Estas
variaciones de voltaje en la red son las que producen las Pérdidas Técnicas independientes
de la demanda en transformadores y máquinas eléctricas.
De tal forma que la magnitud de las caídas de voltaje es un índice que refleja en forma
clara el funcionamiento adecuado o no de las redes de distribución de un sistema y permite
establecer cuan eficiente es la empresa eléctrica distribuidora, por lo tanto es importante
conocer y evaluar un valor óptimo de caída de voltaje para cada componente del sistema, el
que permitirá disminuir las Pérdidas Técnicas y ofrecer un nivel de voltaje invariable.
Mediante la modelación de las redes de distribución utilizando herramientas
computacionales, como las descritas en el presente trabajo, se puede evaluar las distintas
condiciones eléctricas de operación a las que el sistema esta sujeto, con el fin de mejorar el
perfil de voltaje, aumentar la capacidad eléctrica del sistema para de esta forma disminuir
las Pérdidas Técnicas.
90
4.3.4 Análisis económico de pérdidas en la Empresa Eléctrica Ambato
El ambiente competitivo de la industria eléctrica en la actualidad requiere un mejor
conocimiento de costos y los beneficios para realizar inversiones en el sistema. Razón por
la cual en el presente trabajo se evalúan los costos para mejorar el perfil de voltaje en redes
primarías y secundarias, considerando el ahorro de energía que se obtiene como resultado
de disminuir las caídas de voltaje en la red.
4.3.4.1 Costos para mejorar el perfil de voltaje en el alimentador Pasa
Este análisis de costos tiene como objetivo establecer el método más adecuado para
mejorar el perfil de voltaje del alimentador Pasa, considerando el costo de inversión y el
beneficio que este proporciona.
Tabla 52. Costo y mejorar del perfil de voltaje en el alimentador Pasa
N°12o
45
Método AplicadoCapacitores
Equipos de regulación de voltajeIncremento de calibre en conductores
Cambios de configuraciónTransferencias de carga
Costo [USS] Total2,000
30,00027,000
41,718.512,400
Mejora [%]1 %5%
4.5 %6%3%
Los costos de materiales y equipos eléctricos presentados en la Tabla 52 han sido
proporcionados por la EEASA y sus proveedores.
Para poner en marcha la propuesta establecida en este estudio, se sugiere en primera
instancia la aplicación de transferencia de carga, sin dejar de lado como la mejor opción el
incremento del calibre de conductores en la parte troncal y en los laterales monofásicos
más críticos del alimentador Pasa. Dejando para el futuro la utilización de reguladores de
voltaje para cargas muy alejadas de la subestación la carga.
4.3.4.2 Costos para mejorar el nivel de voltaje en redes secundarias
Las soluciones propuestas para la redes primarias también se aplican en circuitos
secundarios para mejorar el nivel de voltaje, teniendo como objetivo reducir las caídas de
voltaje a los límites recomendados en este estudio, de lo que se puede concluir que es
necesario realizar la reubicación de los transformadores a sus centros de carga respectivos,
reducir la longitud de los circuitos, cambios de calibres de conductores, cambios de
configuración complementado con el equilibrio de carga.
La inversión que se deberá realizar en un circuito secundario típico del sistema se
distribuye así:
91
> Costos del conductor y mano de obra para realizar el cambio de calibres de conductores
en la red secundaria, ver costos Anexo 9.
> Costo de reubicación del transformador al centro de carga. Dividido en Costo de mano
de obra y costo por la construcción de red primaria si esta no existe.
Si consideramos la red secundaria del transformador N° 2060 que pertenece al alimentador
Picoa el costo total para disminuir la caída de voltaje en el extremo de la red es;
Tabla 53. Costo del cambio de calibre de conductor en )a red secundaria
Calibre Anterior
ES 21/OACS #1/0N
Calibre Nuevo
ES_#3/OACS_#1/ON
Longitud deCalibre [m]
487.2
Costo Km
1071.99
Costo Total[US$1
522.3
Tabla 54. Costo de reubicación del transformador 2060 a su centro de carga
Costo del grupo de trabajo por horaHoras estimadas para el cambioConstrucción red de media si esta no existeCosto Total
24 USS/h2 h4 h
144 US$
Tabla 55. Costo y mejorar del perfil de voltaje aplicado los métodos de regulación
Caída de voltaje alextremo de la red
MejoraCosto Total
Inicio
6%
Reubicación delTransformador
4%48USS
Incremento delcalibre
2.5 %522.3USS
MejoradV
3.5%570.3USS
4.3.4.3 Pérdidas de energía registradas por la Empresa Eléctrica Ambato
Normalmente las empresas eléctricas deben conocer el porcentaje de energía que esta
perdiendo y en qué dispositivo o parte del sistema se originan y aun más a cuánto asciende
el costo de la pérdida.
Las pérdidas de energía presentadas por la Empresa Eléctrica Ambato S.A. al Consejo
Nacional de Electricidad (CONELEC) evaluado para el año 2002 son las siguientes:
Tabla 56. Pérdidas de energía Empresa Eléctrica Ambato, año 2002
DisponibleDistribuidor
MWh330,724.38
PérdidastécnicasMWh
35,829.82
Pérdidastécnicas
%10.83
Pérdidasno técnicas
MWh8,338.95
Pérdidasno técnicas
%2,53
PérdidastotalesMWh
44,168.61
Pérdidastotales
%13,36
Asimismo se detallan las pérdidas técnicas de energía en las diferentes etapas funcionales
de la empresa distribuidora.
92
Tabla 57. Pérdidas técnicas de energía en los componentes del sistema de distribución
DisponibleDistribuidor
MWh330,724.38
Alta tensión
S/E
MWh-
L/S
MWh3,784.98
Medía tensión
S/E
MWh1,861.2
Baja tensiónTransfonn.
MWh8,749.27
SecundariosMWh
9,304.35
A. PublicoMWh
2,229.19
AcometidasMWh
4,532.43
Primarios
MWh5,368.25
No técnicas
MWh-
Total TécnicasTécnicas
MWh35,829.82
Técnicas%
10.83
Comentario:
> La Tabla 54, indica que las Pérdidas Técnicas son mayores que las Pérdidas No
Técnicas, razón por la cual la Empresa Eléctrica Ambato debe realizar inversiones
inmediatas para disminuirlas: tomando en cuenta que esta energía puede ser ahorrada y
además no volverá a ser facturada, ni representará un costo posterior para la empresa.
> En la Tabla 55 se detallan las pérdidas técnicas producidas en cada uno de los
subsistemas de distribución, donde la mayor parte se concentran en el subsistema de
baja tensión, en el cual se debe aplicar de mejor forma la ingeniería y tomar mayor
atención en el control y mantenimiento que requieren estas redes.
Gracias a las características de como se producen las pérdidas técnicas se las puede reducir
con base en estudios de ingeniería desarrollados en la misma Empresa, realizando la
selección de un valor económico de la caída de voltaje y estableciendo un compromiso
entre la inversión y los gastos anuales incurridos debido a las pérdidas de energía.
4.3.4.4 Energía que ahorra la Empresa Eléctrica Ambato por cumplir la regulación
El ahorro de energía que se obtiene como resultado de disminuir las caídas de voltaje
(reducción de Pérdidas Técnicas) en las redes primarias y secundarias, se lo calcula por
medio del método establecido en la referencia [8] !'A New Method to Calcúlate Power
Distribution Losses in an Environment of High Unregistered Loads". La metodología
propuesta emplea:
> Los registros de demanda del alimentador en estudio.
La pérdida de potencia en la red derivada de la modelación del sistema en condiciones
de demanda máxima.
93
Las pérdidas de potencia para cada intervalo de demanda se las calcula considerando el
mismo perfil de demanda máxima, mediante la siguiente ecuación:
PTPi = PTPn,,Dam max
/ • f_ .Armax
(Dma.xxjpi(18)
Donde:
PTPi
PTP1 -irDem.
Di
fpmax
: Pérdidas técnicas de potencia en cualquier intervalo i.
: Pérdidas técnicas de potencia en el intervalo de demanda máxima.
: Demanda de potencia en cualquier intervalo i.
: Demanda máxima de potencia
: Factor de potencia en cualquier intervalo de demanda i.
: Factor de potencia en el intervalo de demanda máxima.
La energía ahorrada luego del cambio del calibre del conductor, se calcula por medio de la
siguiente ecuación:
Eahorro = EpílfQ - (19)
Donde:
Eahorro : Energía ahorrada con el cambio de calibre del conductor.
Ept:io : Energía de pérdidas técnicas con el calibre 1/0.
Epf266 : Energía de pérdidas técnicas con el calibre 266.
Los resultados obtenidos son los siguientes:
Tabla 58. Ahorro de energía reducida las pérdidas técnicas en el alimentador Pasa
Alimentador Pasa
[kWh]Costo [US$]
%
Energía TotalDisponible
6,433,541.7720,556.7
100.0
Pérdida deEnergía con el
Calibre 1/0130,775.014,646.8
2.0
Pérdida deEnergía con el
Calibre 26659,178.66,628.0
0.9
Ahorro deEnergía
71,596.38,018.8
1.1
Entonces la inversión que se debe realizar en el alimentador Pasa asciende a un costo de
USS 27,000 que será amortizada por ahorros de energía anuales de USS 8,018.80
Además esta inversión ayudará a reducir el índice de pérdidas resistivas en el alimentador
del 2 % al 0.9 % y por ende también se reduciría el índice total de pérdidas de la empresa.
94
Si consideramos la misma inversión en otros alimentadores del sistema con los iguales
beneficios se podría reducir el índice de pérdidas totales en 0.8 % del total.
De la misma forma en la red secundaria que pertenece al transformador N° 2060 se
requiere de inversiones para lograr los siguientes ahorros de energía:
Tabla 59. Ahorro de energía reducida las pérdidas técnicas en el la red secundaria
Transformador 2060
BeneficioCosto de inversión
Ahorro de energía anual
Reubicación delTransformador
4 %48USS50US$
Incremento delcalibre deconductor
2.5 %522.3 US$
15USS
Total
3.5 %570.3USS
65USS
Así mismo la reubicación de los transformadores de circuitos secundarios asciende a un
costo de USS 4S3 inversión recuperada en un año., mejorando el perfil de voltaje del
circuito y disminuyendo las pérdidas técnicas de energía del subsistema de bajo voltaje que
es el más elevado en comparación con los otros subsistemas de distribución.
4.4 CONCLUSIONES
La Calidad de la Energía es un término utilizado para referirse al estándar de calidad que
debe tener el suministro eléctrico de las instalaciones que poseen las compañías de
distribución o los usuarios, lo cual es pautado en el "Reglamento de Suministro del
Servicio de Electricidad" y la Regulación 004/01 de "Calidad del Servicio Eléctrico de
Distribución"
El primer aspecto para cumplir con la calidad del servicio eléctrico es el "Nivel Voltaje",
donde se determinan las variaciones máximas de voltaje con relación al voltaje nominal
permitidas en las redes del distribuidor, valores que deberán estar dentro de los límites de
variación establecidos por normas o los fabricantes de equipo eléctrico.
Los equipos eléctricos para su correcto funcionamiento y desempeño requieren de un
voltaje normalizado, antecedentes que son proporcionados por los fabricantes de equipos o
en normas internacionales, como la ANSÍ C84.1-1995 citada en el National Electrical
Code (NEC). Esta norma establece los regímenes de voltaje nominal y las tolerancias de
operación para sistemas eléctricos de potencia a 60 Hz. También establece para cada
voltaje nominal, dos rangos de variación para el voltaje de servicio y el voltaje de
utilización, designado como Rango A y Rango B, rangos que corresponden a condiciones
normales de operación del sistema y no a voltajes momentáneos.
95
Los sistemas de distribución serán diseñados y operados, de tal forma que los voltajes de
servicio estén dentro de los límites especificados del Rango A.
El Rango B incluye voltajes sobre y abajo el Rango A, límites que resultan necesarios para
condiciones de diseño y operación prácticas, para el suministrador, o el consumidor, o
ambos. Aunque tales condiciones son parte del funcionamiento práctico, deben ser
limitadas en magnitud, frecuencia, y duración. Donde estos se presenten deben tomarse
medidas correctivas para mejorar los voltajes y mantenerlos dentro del Rango A.
Cuando se mantenga condiciones de voltajes fuera de los límites del Rango B, serán
períodos poco frecuentes y limitados.
La causa principal para definir límites a las variaciones de voltaje, con respecto al valor
nominal, se relaciona con garantizar el funcionamiento de equipos en los rangos
específicamente determinados, para lo cual se requiere de un compromiso entre la
Regulación No CONELEC-004/01 y la norma ANSÍ C84.1 respecto a la desviación
aceptable sobre y por debajo del voltaje de placa del equipo, que provee el sistema de
distribución, en la que el desempeño favorable del equipo todavía puede obtenerse. Estos
límites a las variaciones de voltaje con respecto al voltaje nominal deberían ser los
señalados a continuación:
Tabla 60. Límites adecuados para la variación de voltaje
Alto VoltajeMedio VoltajeBajo Voltaje.
AVk%+5.0 %
-5 % y +5 %-6 % y +5 %
Estos Límites son dados para condiciones normales de operación en el Rango A. Además
el límite para bajo voltaje, no debe hacer diferencia entre un consumidor rural o urbano, ya
que es el mismo equipo utilizado por los dos clientes.
El presente estudio del sistema de distribución de la Empresa Eléctrica Ambato ha
desarrollado una metodología que permite evaluar la calidad de servicio esperable en: la
red primaria., transformadores, secundarios y acometidas de los alimentadores más críticos
del sistema, lo cual ayudado ha definir la participación de cada uno de los subsistemas de
distribución, permitiendo a la Empresa Eléctrica Ambato S. A. cumplir con los límites
establecidos en por la norma ANSÍ CS4.1 y con mayor razón los limites de la regulación
vigente. Como indica la siguiente propuesta:
96
Tabla 61. Caídas de voltaje asignadas a los componentes del sistema de distribución
de la Empresa Eléctrica Ambato S.A. *
Componentes del sistema dedistribución de la EEASA
Sistema de SubtransmisiónPrimario desde el primero al
ultimo transformadorTransformador
Secundario
Acometida
Total
Alimentador
Urbano
Caída de voltaje
1%
2%
2.5 %
3.5 %
1 %
10%
Rural
Caída de voltaje
1 %
4 %
2.5 %
2.5 %
1%
10%
* Considerando que el voltaje de operación de la barra de la subestación es de 105% del nominal.
Con esta propuesta el objetivo principal del presente estudio de permanecer dentro del
Rango A de operación especificado por la norma ANSÍ C84.1 se cumple y las
estimaciones de la Tabla 61 mantienen el voltaje de acometida dentro de los límites
establecidos como adecuados para una nueva regulación en el capítulo II, por lo que se
pueden emplear para el diseño y mantenimiento del sistema de distribución de la Empresa
Eléctrica Ambato S.A.
Las caídas de voltaje presentes en la red de distribución al igual que las Pérdidas Técnicas
asociadas con la variación de la demanda, son directamente proporcionales a las corrientes
que circulan por los elementos del sistema y varían en función de la demanda, Estas
variaciones de voltaje en la red son las que producen las Pérdidas Técnicas independientes
de la demanda en transformadores y máquinas eléctricas.
De tal forma que la magnitud de las caídas de voltaje es un índice que refleja en forma
clara el funcionamiento adecuado o no de las redes de distribución de un sistema y permite
establecer cuan eficiente es la empresa eléctrica distribuidora, por lo tanto es importante
conocer y evaluar un valor óptimo de caída de voltaje para cada componente del sistema, el
que permitirá disminuir las Pérdidas Técnicas y ofrecer un nivel de voltaje acorde a las
exigencias de los equipos eléctricos.
97
RECOMENDACIONES
El presente estudio realiza una crítica constructiva de la Regulación 004/01 expedida por el
CONELEC, referida al nivel de voltaje como parte de la calidad del servicio y elaborar una
propuesta de límites a las variaciones de voltaje con propósito de incluirlos en una nueva
Regulación. Considerando que se requiere de un compromiso entre los fabricantes de
equipos eléctricos (norma ANSÍ C84.1), distribuidores (Empresas Eléctricas) y
consumidores, el cual deberá ser regulado por El CONELEC en ejercicio de sus funciones
y facultades que la LRSE le atribuye, siendo encargado preparar y proponer para su
aprobación y expedición por parte del Presidente de la República el Reglamento General y
los Reglamentos especiales que se requieran para la aplicación de la ley.
Además se deja abierta la opción de realizar nuevos estudios para diferentes condiciones
de servicio, los cuales permitirán desarrollar una mejor comprensión acerca de los límites
de variación de voltaje que deberían ser tomados en cuenta para una nueva regulación.
En la actualidad para el diseño y mantenimiento de redes eléctricas es conveniente contar
con el respaldo técnico que ofrecen los diagramas unífilares y estudios de ingeniería, los
mismos que permiten evaluar y cumplir con lo exigido por el "Reglamento de Suministro
dei Servicio de Electricidad" y la Regulación 004/01 de "Calidad del Sen'icio Eléctrico
de Distribución", dando como resultado ahorros económicos de energía y control sobre el
sistema, por lo cual se recomienda a la Empresa Eléctrica Ámbato S. A. adquirir el
software CYMD1ST para realizar los estudios de ingeniería que el sistema requiere.
Para un correcto desempeño del sistema de distribución de la Empresa Eléctrica Ámbato S.
A. los encargados de su planificación deben familiarizarse de manera práctica y adecuada
con las definiciones y las de caídas de voltaje asignadas a cada subsistema, propuestas en
el presente trabajo. Además transmitirlas de manera que todo el personal de la empresa
maneje el mismo vocabulario técnico facilitando su operación y mantenimiento.
4.5 Normas utilizadas
Las Normas enunciadas en el presente estudio son las siguientes:
ANSÍ: American National Standards Instituto. Los comités de este instituto dictan las
normas en Estados Unidos.
ISO: International Standardization Organization. Organismo relacionado con la ONU para
la unificación de las normas a escala internacional.
NEMA: National Electrical Manufacturar Association. Elabora la mayoría de normas
referentes a electricidad y electrónica e instalaciones industriales.
IEEE: Instituto of Electrical and Electronics Engineers. Organización científica y técnica
privada.
CBEMA: Computer & Business Equipment Manufacturéis Association.
4.6 Bibliografía:
[1] Westinghouse Electric Corporation, "Electric Utility Reference Book: Distributions
System", First Edition, Second Printing, 1965.
[2] American National Standard, "Electric Power System and Equipment Voltage
Ratings (60Hz)", ANSÍ C84.1-1995.
[3] Pedro A. de Cárdenas González, "Código Eléctrico Nacional (NEC)" National Fire
Protection Association (NFPA70) An International Standards - Making
Organization, 1993.
[4] Marco Legal y Regulatorio del Sector Eléctrico Ecuatoriano: Ley de Régimen del
Sector Eléctrico Ecuatoriano, Reglamento del Suministro de Electricidad,
Regulación No. CONELEC - 004/01 (Calidad del Servicio Eléctrico de
Distribución).
[5] Sotomayor, Agustín, "Determinación de las caídas de tensión óptimas de los
componentes de un sistema de distribución". Tesis Escuela Politécnica Nacional,
1987.
[6] Salazar, Osear; Tisalema, ~Wilson} "Actualización de las guías de diseño de la
Empresa Eléctrica Ambato Regional Centro Norte S.A."., Tesis Escuela Politécnica
Nacional, 2002.
[7] Mena, Richard, "Definición y valoración de unidades de propiedad estándar, caso
de aplicación Empresa Eléctrica Ambato Regional Centro Norte S.A.", Tesis
Escuela Politécnica Nacional, 2001.
99
[8] Poveda, Mentor, "A New Method to Calcúlate Power Distributíon Losses in an
Environment of High Unregistered Loads", presented in The 1999 IEEE/PES
Transmission and Distribution Conference. New Orleans, USA 1999.
[9] Empresa Eléctrica Ambato Regional Centro Norte S.A.:"Guías de Diseño",
Ambato, Edición 2001.
[10] ?. "Mejoramiento Continuo", Revista Institucional N° 6. Empresa Eléctrica Ambato
Regional Centro Norte S. A. 2002.
[11] Mayorga, Kléver; Empresa Eléctrica Ambato S.A., Departamento de planificación,
£:Estudio del costo de kilómetro de línea de media tensión", Abril 21. 2003.
[12] Archivos del Departamento Comercial de la Empresa Eléctrica Ambato "Comisión
de calidad del servicio eléctrico"
[13] CYME INTERNATIONAL INC, "Guía del Usuario y Manual de Referencia
CYMDIST, 1999.
[14] Richardson, Donald; Caisse, Arthur Jr. Maquinas Eléctricas Rotativas y
Transformadores, 4a edición. Editorial Prentice-ITall, AÑO 1997.
[15] Kosow, Irving L.; Maquinas Eléctricas y Transformadores. 2a edición. Editorial
Prentice-Hall, 1993
[16] General Electric, "Manual de Transformadores de Distribución", Pub No. IGE-
6624-S, Impreso en E.U.Á.
[17] Díaz, Pablo, Soluciones Prácticas Para Puesta a Tierra de Sistemas Eléctricos de
Distribución.
[18] Poveda, Mentor.- "Planificación de Sistemas de Distribución", Escuela Politécnica
Nacional, Quito, 1987.
[19] Topanta, Milton, "Cátedra de Calidad de Energía Eléctrica", presentación Power
Point, Escuela Politécnica Nacional, 2003.
[20] Organización Latinoamericana de Energía OLADE, "Manual Latinoamericano y
del Caribe para control de pérdidas eléctricas", Vol. I y II, Quito, Ecuador, 1993.
[21] Biblioteca de Consulta Microsoft® Encarta® 2004. © 1993-2003 Microsoft
Corporación.
100
[22] Pagina Web del Consejo Nacional de Electricidad, www.conelec.gov.ee
[23] Pagina Web Energex www.energex.com
[24] Pagina Web Meditec www.meditec.com
[25] Pagina Web Qually Integración y Sistemas
www.consultoría en sistemas electricos.com.
Anexo 1
Área de Concesión de la Empresa Eléctrica Ambato S. A. Regional Centro Norte
Tomada de [22]
Anexo 2A
ANSÍ C84.1-1995
Principales conexiones de transformadores distribución
(3)Y
17)V
SISTEMAS MONOFÁSICOS
t i )"DOSCONDUCTORES
Í Z lTJ1ESCONDUCTORES
SISTEMAS TRIFÁSICOS TRESCONDUCTORES
(«IT
NOTA (Q (3)DELTA.
SISTEMA TRIFÁSICO CUATROCONDUCTORES
( a iT
[91DELTA
KOTA(C)DELTA ABIERTO
UOÍDELTA AI3IEHTO
Figura 2A. Sistemas de la Tabla 1. (Tomada de [2])
Notas:
a) Los diagramas anteriores muestran los bobinados secundarios a las conexiones de transformadores para
proporcionar los voltajes nominales del sistema de tablal. Sistemas de más de 600 V nominales son es
trifásicos y proporcionado por las conexiones (3), (5) sin conexión a tierra, o (7). Los Sistema de 120-
600V pueden ser monofásicos o trifásicos, y todas las conexiones mostradas son utilizadas para alguna
parte de algunos sistemas en este rango de voltaje.
b) Los sistemas trifásicos de tres conductores pueden ser conectados sólidamente a tierra, a través de la
impedancia conectado a tierra, o sin conexión a tierra, pero no son recomendables para conectar a cargas
entre fase y neutro (corno es le caso de los sistemas de 4).
c) En las conexiones (5) y (6) delta abierto, la tierra puede conectarse al punto medio de un bobinado como
es mostrado (sí esta disponible), a una fase de un conductor (un extremo aterrado), u omitió
completamente (sin conexión a tierra).
d) Puede proporcionarse servicio monofásico y a cargas monofásicas desde los sistemas de monofásicos o
de los sistemas trifásicos. Ellos son conectados fase a fase cuando el suministró es de trifásico de tres
conductores y fase a fase o fase a neutral de sistemas trifásicos de cuatro conductores.
Anexo 2B
ANSICS4.1-1995
VOLTAJE a2CV.BASE)
í i 1 t ! i I
íiS^S! VOLTAJE DE imUZACIÓN f^j
| VOLTAJE LE SERVICIO SISTEJ.IAS EE120-ÉOQ V
VO LTAJE DE SERVl CI 0 SISTEMAS >([i
VOLTAJE DE •UTILTIA.L'IOIT
VOLTAJE DE SEXVICIO SISTEMAS BE12CI-60Ü V
VOLTAJE DE SERVICIO SISTEJrtA5>6íiOV
Figura 3A. Ilustración de los rangos de voltaje de Tabla 1. (Tomada de [19])
Figura 3A muestra la base de los Rangos A y Rango B limites de Tabla 1. Los límites en Tabla 1 frieron
determinados multiplicando los límites mostrados en esta gráfica por la relación de cada voltaje nominal del
sistema 120 V base. [Para las excepciones, vea nota (d) para figurar 3A].
Notas:
a) Estas partes sombreadas de los rangos no se aplican a los circuitos que abastecen a las cargas de la
iluminación. Ver nota la Tabla 1.
b) Estas partes sombreadas de los rangos no se aplica a sistemas de 120-600 V, vea nota (c) a Tabla 1.
c) La diferencia entre el voltaje mínimo de servicio y el voltaje mínimo de utilización c) es proyectado para
permitir la caída de voltaje en las instalaciones interiores del cliente. Esta diferencia es mayor para el
servicio a más de 600 V permite tomar en cuenta la caída de voltaje adicional en transformaciones entre
voltaje de servicio y utilización del equipo.
d) El voltaje límite de utilización del Rango B en la Tabla 1 para sistemas de 6900 Vy 13800 V es 90% y
110% de los valores nominales de voltaje de los motores normales usados en éstos el sistema y se desvía
ligeramente de esta figura.
Anexo 2C
ANSÍ C84.1-1995
Voltajes nominales para equipo de utilización eléctrico a 60 Hz
En tabla C2 sólo categorías representativas de equipos se listan porque el fino número presente y el equipo
de protección lo hacen impráctico cubrir todos ellos.
(El anexo D describe una lista parcial de normas aplicables.)
Tabla Cl. Lámparas, balastos, y los aparatos misceláneos
Voltaje de Piuca üu
.yb]
120120208240277480
Fundón de tnulu™. tn upniloa [nutu {ñccadore. dopcloRelojc»íí uca dor- ro n aVctilHiulorc.
Kopa
12012D
120/^dO. 240/120, 20BY120
CrunúrncuuiAspiradoraLuvudoiin
120I20/2-IO.340/120
208 Y/120
120I2O/2'1012O/20H
Dlutikcl»Apnrnlo* cocción, mt-sa y mostrador
Ilou^hulJ - .mulllloilichold - largoCommerclal - small
Comincrclal-liiijic
lIcuKT!», purtiitiln ulrHratin« puda
Kungcr* - hou^-chold rypc
Wmer he» tereTnnk-«inullTiink - lurge
24D2O8-IWO
I20/2«10,240/!2{)20BY/I2O
120
24 O
240
2SO
2 402OS
48O
120
120
120
120
I20/2JO12 0/20 812O/2 JO
2402HO
Tabla C2, Calentadores, Refrigeración, y equipo del aire acondicionado
Equipo Fase
Aplicable EL todo los sistemas de voltajes
nominales que contienen estevoltage(s),
Voltaje de Placa del
Equipo
Gas and oíl fumacM and fractional Iip
Coi! uníls
Slokers
Refrigeradores y congeladores
Room aireondíiioncrs
Un ¡la/)' oír eondiliuners añil ti cal püitipj
Motores de los Compresores
Coodensing units
U'ater-chilling packages
Inlegral hp fan coil unils, etc.
Duct and auxilian/ el ce Ir i o hcalcrs fot
air-condilioning units and lical pumps"
Hornos eléctricos
Comforl hcating
Kefrigeiated drinkina-w'ater cooleis
Dchiirnidifícrs
120
240
120
120
120
20S
240
.20B/240
240
208/240
277
480
600
240
240
277
120
120
115
230
115
115
115
208,{200J'
230
20S/230-f,(200/230)--t-
208, (200)"
230
2Q8/230+.(200/230)*
265
460
575
230
20B, (200)'
120
20S
. 240
277
115
Notas Tabla Cl:
a) El sistema de encendiendo que incorpora dos conductores sin conexión a tierra para el servicio puede
requerir balastos especiales y auxiliares.
b) Algunos balastos son nominales para el uso más adelante de un voltaje del sistema por taps o múltiples
bobinados primarios.
c) Se llama Atención al hecho que bajo las condiciones de ia emergencia en el sistema eléctrico, los voltajes
puede encontrarse debajo del Rango B de tabla 1. Esto se debe tener en cuenta particularmente en el diseño
de motor, en la operación para el arranque automático y la aplicación de motores y control.
Notas Tabla C2:
* Valores considerados para un plan futuro.
Para los propósitos de este anexo, el término equipo de mando del motor se usa en un sentido general y
incluye algunos tipos de equipo clasificados como "mecanismos de control" para las normas aplicables, vea
anexo d.
Los voltajes nominales de motores monofásicos y trifásicos y dispositivos de control son mostrados en tabla
c3 los que satisfacen a los voltajes nomínales del sistema indicado. Generalmente debe entenderse que los
motores con estos valores nominales serán considerados como convenientes para el uso ordinario en su
sistema correspondiente. El funcionamiento de motores 230 voltios en sistemas de 208V no se recomienda
porque el voltaje de utilización normalmente estará debajo del -10% la tolerancia del voltaje nominal para el
que el motor diseñó.
Apéndice
Las medidas convenientes a tomarse por fabricantes y empresas distribuidoras, deben indicar al comprador
que el equipo que se piensa usar en el sistema con cuyo voltaje nominal es asociado, pero puede que ¡os dos
sean numéricamente igual al voltaje de placa del equipo, por ejemplo un motor y su control nominal de 230
voltios se piensa para el uso en un sistema de 240voltios nominal.
Debe notarse que el rendimiento satisfactorio de un motor dado en bajas condiciones de funcionamiento,
necesariamente no significa que podrá arrancar y acelerar a todas las cargas que pueden aplicarse bajo estas
mismas condiciones de operación.
Debe reconocerse que los motores síncronos, sobre todo aquellos de 0.8 de factor de potencia nominal, son
fuentes de poder reactivo y por consiguiente pueden aumentar el voltaje en sus términos a valores más altos
que aquellos experimentaron para los motores de la inducción bajo las condiciones similares.
Tabla C3 - Volíaies nomínales de nlaca narn motores V canino de control de motores
Voltaje Nominaldel Sislema
120208240480600*240041604800690013800
Voltaje nominal de placaPotencia Total
Trifásico
-200230460575230040004600660013200
Monofásico
115.
230-------
Potencia Fraccionaria
Trifásico
-200230460575
-----
Monofásico
115-
230-------
*Cíertos casos de equipo de control y protección disponibles tienen un limite de voltaje máximo de SQOV. El fabricante y la empresa deenergía o ambos deberían ser consultados para asegurar una aplicación propia.
Anexo 2D
ANSÍ C84.1-1995Normas Aplicables
D.l Lista de Normas
Lo siguiente es una lista parcial de normas (por número general) donde puede obtenerse voltaje nominal y
otras características para equipo.EouírmtnlAlfConditioninc 3nd rcfrifiAir fillct equipmcnl
Sl-ndard'
rating cquiprocntnamtplati; voltages ARI 110
Ammonll comprelsors and compresior unitsADplication, instalfation. aiAutor na tic commctcisl ice
d ¡cr^'JCinKDf unitar>' svslonunakets
Cable lerminatinK devices {poner)Central forced-air clcctric hcatinu CQUipmcrnCentrnl-síation air-handlinaConneclon for clectric útil
UllltSti' applications
Dcfinite paróme inasacüc contactanDehumidifiersElcttricil measurine instniEléctrica! PO«CT ¡tisulalorsElectric i IV metcri núForecd círculation, free'dclCss-fucd fu mace»Industrial control apparatuíInsulatcd conductors
ntnts
AR16SOARI i IDAR126UARISIOIEEE4ÜARI2SOARI43UANSÍ C 119. 1ARI7SOANSUAIIAUDH-IANSICjySeritíANS1C29 SeriesANSICllScties
vrav üir coolírs for refrieeration AR1410ANSIZ2I SeriesANSÍ/NEMA ICS Sedes
1 ANEI/NFPA7U-S AEIC SeriesL ICEA Sttit!
LampíBactericida 1] la musElectiical dischartic larop f~ ANSIC7K SeriesIncandcsccnl lamps -1
Limo ballastsLon'-iolUiefuii-sLou'-VDllast: molded-caicc rcuit bf eakcnMnhanícal tranipaitrdiiKcrationuriíLsOil-fircd futnaccsPactaucd terminal air cmidilioncis
AN5ICX2 SeriesANSIrtJEMAFU 1NEMA AB 1AHÍ MIÓCS 1 95
Posiliie diiplaccincnl rcfri(rciai« compicssor and condcns ñu Unils AR1 3 10Ponír JiMtcliwarAuu-matic circuil rtcloscrsAutomatic linescctionalizerjCapacitor sivitchcsDistribulion curicnt- limilinU fuscsDisuibufion cutou! and fusc linksDiitribution enclcncd singlc'polc air mitchesDiittibulion oil cutouts and fuit linksFuseildisconncciinil nvilcln»HiEh-volüee air siiitchcsManual and automalic siaüon contmlPo^ci circuit breakcrs ;Po«CT CunaRelavs ind rcla\ svitcmsSecondarv TUSCÍSuDcti'isori- and aisociatcd tdcmeicrinu couiDmínt
ANSI/ARIÍ20
Vf ANSIC375crií!
/Suílcngear jiícmblics íncludinc nidal cncloscd bulRecíproca tina wjier-chillinatiackJi'cíRccrwtinnal \cliiel* d¡r-conditioninjj equiprncm
ANSI/AR1 Í90ARI 250
Remóle mcchanieal drali sil-cooletl refrieaant condcnscrs ARI 460Rooni. lit condilioncrs ANSUAHAM RAC-I
Room faii'Coil air conditioncrsRotaurigcltcu-icalmacliincr)'AC ¡niluction molors ]Cjlíndrica! rote» i)iKhroncsii gcníiatori 1Salient polc sj'nclironoui gcncralor and condenscfs [Sj'íichronous motors 1Untictiíl motntsSclf-conuined humidífiersSelf-contained mecha nícülly rcfrigírotcd drinfclng- waterShunt po«tr capacitor!Solcitoid valtel fot liquid ind gascous flowSuiic pai%erconiH)Íon equipracnlSurge arrestasTrarufoimcrs, rcgubiors, and reaciorsAre furnacc traniformetsConsta n!-currenl iraniformctjCurrtnt-limiting tcaclorsDistribu ti on translbirncrs, conventiona] jubivaj'-tj'pcDr,- tj pe >Instruí lien I UansrornicrsPOWK transformenRectifíer iranspondirsSccondirj1 nilvsork transfmmcrsSpctialtj' .Sttp-voltagc and InductiDivvoltagc regulatorsThtcc'phase Irad-lap-chanuing trun formenUnil vcnúlatwsUnitarj'air-conditioningcqulpmentCommcrclal and Industrial unítarj' aif'Condilionlnti equipUniUr)'ticat'piimp equípmenlWirin» dcvices
AR1441
ANSÍ CÍO Seríes andNEMAMOI
ANSt/ARl 620ANSL/ARI 1010
ookií ANSI/1EEE U
AR1760ANSl C34ANSf CG2.61&NEMALA1
ANSÍ CJ7 SeríesANSÍrtJEMASTIO
AR1330AR12IO
•ncnl ANS1/AR1 3úUA FU 240ANSÍ C73 Seríes
Anexo 3Las reglas para designación de voltajes nominales de transformadores de distribución
Designación de voltajes nominales para transformadores monofásicos.
Designación del bobinado dealto voltaje
E
E/V3 E Y
A/3 EGrd.Y/E
E/V3 EGrd.Y
E/V3 EGrd.Yx
2E/2 A/3 EY
e/2e
e x2e
2c/e
Ejemplo de Voltaje Nominal
12000
2400/4 160 Y
!2470Grd. Y/7200
14400/24940 Grd.Y
2400/4160Yx4SOO/8320Y
120/240
240/480
240/120
Descripción
Para conexión línea - linea, en un sistema de E voltioslínea- línea.
Para conexión línea - línea, en un sistema de E voltioslínea - línea, o conexiones línea - neutro en sistemas
A/3 E voltios línea a línea
Único busliing del transformador para conexión línea- tierra, en un eficazmente sistema de tierra , de
A/3 E voltios línca-línea
Para conexión línea - linea en un sistema de E voltioslínea - línea, o conexiones línea - neutro en un
/reficazmente sistema de tierra, de -\ E voltios línea -
líneaDos bobinados primarios reconectares de conexiónlínea - línea, en un sistema de E o 2E voltios línea -
línea. Pude ser conectado línea - neutro en sistemas de
A/3 E o 2 A/3 E voltios línea - línea porreconexioncs.
Doble bobinado secundario que puede coneciarse enparalelo para voltaje de salida e, en serie para la salida
voltaje 2e, o en serie para 3 conductores para elservicio e/2e voltaje de salida.
Doble bobinado secundario que puede conectarse enparalelo para un voltaje de la salida e, en serie para la
salida voltaje 2e, pero no para 3 conductores deservicio.
La mitad del bobinado secundario conveniente para 2conductores de servicio a voltaje 2e, o para 3-
conductorcs servicio, no puede ser reconectado para 2-conductores de servicio a volta¡e e.
Designación de voltajes nominales para transformadores trifásicos.
Designación del bobinado de
alto voltaje
E o E Delta
. EY
A/3 EY/E
A/3 cY/e
ex2 e
e o e delta
Ejemplo de Voltaje Nominal
2400 02400- Delta
4 160 Y
12470 Y/7200
20SY/120
240x480
480 o480 delta
Descripción
Bobinados en conexión delta, en un sistema de E
voltios línea -línea
Bobinados en conexión Y, con salida de neutro
disponible, en un sistema de E voltios línea a línea
Bobinados en conexión Y, con salida de neutro
disponible, en un sistema de E/ V 3 EY voltios.
Bobinados secundario en conexión Y, con salida de
neutro disponible, en un sistema de e/A/3 e Y
voltios.
Doble enrollamiento apropiado para conexión múltiple
en delta e o conexión serie para 2e delta
Bobinados en conexión delta, en un sistema de e
voltios línea -linea
Anexo 4Distribución de carga alimentador Pasa
•Jímjfmnwloi
TI 139TI 311T1331T13B9tifaTU
T166IT1667T16ͻT1M9
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T1721TI 744
TI 761TI 797
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TI129T4Í.TOTII3IT4O1
T4133'IJ134T«36T4I37TJDBTJ139T4Í40T4211TllllTJlaTIU1T4143•rnuíT«<9T4131'N!13Tin
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OJ
OJ13
Anexo 5
Distribución de carga alimentador FicoaTrausfoniLidor
T133B
TI 3 19
TI 3-10
TI 3-11TI 3-12
T1343
T1Í4-I
T1711TI 721TI 995T2000T2U03
T20G6
T2007ÍI008'20<«
110073
T20076
T200S9
1201 QO11 1
'I2012/W13
T2015
T201612019
TÍO»T2021
'ROMC023
T2026T2027T202S120»T203ÍT2036T203ÍT204B
T2Ü4(i
12030
17053
12QM12030
Carga IcnUladaFue
AB
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ABCABCABcCAcB
ABCABCABCABCABCABCABCABCAB
CcABCBCABCAAA
AAAAABCABCABCABCA
A
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17171717171717133381510101010010010010
1010ii5U1717131515150
i»150333333333li15153800
3»1513101010153323153815iJ8383815131S0300151515253S
Carga divi/itaiidafciv6.0
6.65.06.06.63.06.06.65.09.06.06.63.1»6.06.é3.06.06.65.04.31.81155.?3.63.93.033.839.430.03.63.93.01.82.01.56.0ü.65.03.-I5.94.553.S59.243.0li»l .2210.4160.05.4
5.94.511.20.00.011.29.97.33.6
3.93.09.09.09.03.413.45.41.813/114.81125.45.94.50.019.70.05.43.94J9.0
13.4
kvr1.51.6
UU1.6UU1.6U2.31.51.6UU1.6U1.31.6131.10.52J>U0.91.00.89.09.97.60.91.00.80.50.50.41.51.61-31.4
U1.1
13.514.81M48.152.7•10.61.41.51.12.90.00.02.92.31.9031.00.82.32J2J1.43.4
1.40.53.43.72.91.4
U1.10.04.90.0
1.4U1.11J3.4
Tiwsf «mador
T2056T2056T2057
T2058
T20S9
T2060
T206I
T2UÓ2T205I
T2067
T2068
T2069
T2070T2072•HU73
1307-1TI075T2076
'12077
T2078
T2D79
12080
T2081
1208!
T2085TI093T21WT2107T2108T2109T2110T21I1
T21I2
T211413121
T2122T2126T2I27
Carga InstiladaFase
BCABCAB
CAB
CABCABCaABCABCABCABCACAaCccABCABCABC
ABCABCABCABCABacABBABCABCBABCCCABC
kVA3838101010151315101010
1315151717172515131515151515
13151010
10153S2525251525151513
151515131515131515151515151513101010
381023338383838
3838
252525153838383
23152S25
Carga distribuidakw14.811.23.Ú3.9J.O3.43.9•U3.61.93.03.43.94.56.06.65.09.95.43.9•L53.45.9435.43.94.53.6
3.93.03.4
11.2u.o9.97-Í•1.57.55.43.94.55,4
5.9-135.43.93
. .49
5. .45.9
4.33.4
3.94.53,63.93.013.-13.99.91313.414.8M.813,114.811.29.09.97.33.913.4l'.S11.21.57.39,09.97.3
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1.51.61.31.51.61.31.9
Anexo 6
Reporte de Caídas de Voltaje
El reporte de caídas de voltaje para cada uno de los alimentado res en análisis incluye:' la
caída de voltaje de cada sección, la potencia desde la subestación, las pérdidas técnicas y
los reactivos necesarios para el flujo de energía en el sistema, resultados presentados en las
siguientes tablas.
Tabla a.l Potencia desde la Subestación HuachiS
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FP%
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Tabla a.3 Potencia desde la Subestación AtochaS
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FP
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Tabla a.2 Pérdidas en el alimentador Pasa
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Tabla a.4 Pérdidas en el Alimentador FicoaSkVA20.12
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ANEXO 7
Ubicación y beneficios que se obtienen con la instalación de capacitores 50 kvars, en
la red primaria del alimentador Pasa
Bancos Trifásicos de 50 kvar
Carga
Normal
Pico
Secciones deltransformador
T4227T4227
T20084
T4066T694
Ubicación
GuaírapataGuair apataPasa SanAntonioPilahuin
La Merced
Capacitor
ConmutableConmutable
Conmutable
ConmutableConmutable
ReducciónPérdidas
1.74.7
3.7
2.21.2
Mejora %dv0.50.99
0.56
0.420.26
Bancos Alón o fu sk os de 50 kvar
Carga
Ligera
Normal
Pico
Secciones deltransformador
T4252
T4094
T4252
T4094
T700
T4252
T4094
T700
T20095
T4171
T40S6
T4058
T16G9
T20105
T566Q
Ubicación
Mogato
San Carlos
Mogato
San Carlos
J.B Novela
Mogato
San Carlos
J.B Novela
SiguitagPucauclio
Pasa SanFernando
Pilahuin
Clii'bitleo
Las Lajas
Pasa SanAntonio
CachapungO
Capacitor
Fijo
Fijo
Fijo
Fijo
Conmutable
ConmutableConmutable
Conmutable
Conmutable
Conmutable
Conmutable
Conmutable
Conmutable
Conmutable
Conmutable
ReducciónPérdidas
0.4
. 0.3
0.9
0.6
0.4
2.4
1.8
1.2
1.6
1.4
1.2
1
0.8
0.8
0.6
Mejora % dv
0.91
0.71
0.46
0.35
0.22
0.91
0.71
0.44
0.53
0.42
0.34
0.29
0.22
0.39
0.28
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336.
7940
6.51
81.1
716
8.3]
20S.
S42S
4.6S
í.72
21.9
92S
.07
5S.7
7S
6.Í6
243.
71
243.
7!
39.2
15.0
733
.360
.79
51.9
36.1
94.
73.
959.
937.
714.
7S12
.05
17.2
19.4
9
925
24.8
634
.85
40.5
5.S6
24.9
34.9
140
.58
1.3
6.5
43
24.
77
MA
NO
DE
M/O
32.4
7.7
6.4
6.4
6.4
6.4
6.4
6.4
6.4
6.4
6.4
6.4
6.4
3.7
3.7
3.7
3.7
8.4 16 0 8.4
S.4
S.4
10.1
10.1
10. 1
10.1
3.8
4.4
4.4 4.4
4.4
4.4
4.4
4,4
4.4
4.4
4.4 4.4
4.4
4.4
4.4 4.4
4.4
4.4
4.4
4.4
CO
ST
OS
IN
D1R
EC
Z96 1.92
2,11
2.11
2.11
2.11
2.11
2.1
1
2.11
2.11
2.11
2.1
12.
11
1.93
1.93
1.93
1.93
2.11
2.25
2.25
2.25
2.25
2.11
1.52
1.52
1.52
1.52
1.52
1.52
1.52
1.52
1.52
1.52
1.52
1.52
1.52
1.52
1.52
1.52
1.52
1.52
1.52
1.52
1.52
1.52
1.52
1.52
CO
ST
OE
STR
UC
TU
RA
131.
9414
..57
74.3
915
4.03
1S3.
4225
8.66
141.
7
345.
2941
5.01
89.6
717
6.81
21734
293.
1811
.36
27.6
333
.71
64.4
1
9704
261.
912.
2525
4.33
49.8
225
.55
44.9
672
4563
.46
47.8
510 9.S
9
IS.S
713
.65
10.7
217
.99
23.1
425
.43
15.1
930
.S
40.7
946
.44
ll.S
30.8
440
.E5
46.5
27.
2411
44
10.2
6
10.7
1
CO
STO
TO
TA
L
UR
BA
NA
CO
ST
O K
ILÓ
ME
TR
O
TR
IFÁ
SIC
O K
M37
43.9
921
.4S
1 14
5.26
251.
3296
9.71
537.
927.
4574
,31
45.6
535
S.S1
124.
9211
S.2I
20.5
S1.
990.
48
16.7
24.
52
613.
3764
2.4
0.2
440
3S9.
S57S
.S2
221.
0513
3.55
9S.4
2I.
OS
1006
2.66
MO
NO
FÁ
SIC
O K
M31
24,9
216
.11
43.0
7
48.2
827
.24
179.
359.
326
3.09
30.S
714
1.13
24.7
222
7.11
61.0
221
4.56
13.7
8
93.7
131.
1299
.52
227.
1511
0.58
¡57.
222.
52
5246
.36
RU
RA
LC
OS
TO
KIL
ÓM
ET
RO
TR
IFÁ
SIC
O K
MC
ON
NE
UT
RO
1232
.33
2.19
441.
967
.77
231.
1126
9.01
120.
8549
.8
1S.S
3
1.7
37.7
63.
K6
105.
7S11
5.24
3S.1
5
52.8
1
1.53
220.
74S.
695.
7243
L
12.1
1S
.]]
0.95
1.23
42.1
56J
12.9
6
129
15.8
I.B
56.
12 139
S.74 3.7
4.9
1.49
35.3
1
3195
.48
SIN
NE
UT
RO
1928
.98
I5.S
945
7.52
104.
74
245.
7933
8.E
5
141.
571S
6.76
334.
48
78.2
4
4.66
48.2
1
12.S
S10
5.78
201.
67
5S.5
150.
474.
627
1.99
6.52
5.72
2S.2
33.
6
4735
.65
BIF
ÁS
ICO
KM
^
CO
N N
EU
TR
O10
29.1
41.
4648
3.56
1 10
.05
77.6
S.97
3.41
43.J
58.2
3
127.
17
104.
632.
5613
4 .87
11.0
12.
974.
76
3.22 5.4
37.0
32.
54
4.08
3.6S
6.22
72.8
7
233906
SIN
NE
UT
RO
1242
.89
4.96
550.
51
249.
468536
30.4
9
7.61
44.8
4
32.0
286
.3
151.
76
90.S
1
6.7
2ÍS
3.S
4
MO
NO
FÁ
SIC
O K
MC
ON
NE
UT
RO
976.
37
4.15
64.9
97.
1842
.81
50.2
431
.05
15.2
6
21.9
20.
7711
8.69
2.17
4.78 4.5
2236
6.S3
6.01
15.4
44.
6S19
.21
0.25
6.69
0.62
4,08
4,01
1,85
0.22
5.35
33.0
50,
96
1476
.49
SIN
NE
UT
RO
1452
.67
1.02
1.49
1.S3
2.17
8S.7
49.
9579
.22
72.7
942
,7Z
62
3S
.I5
65.2
73.
0718
0.2S
6.52
2.54
S.61 1.4
2061
.04
ANEXO 9
COSTO DEL KM DE CONDUCTOR
DESCRIPCIÓN
CONDUCTOR AL 5005 # 4CONDUCTOR AL 5005 # 2CONDUCTOR AL 5005 # 1/0CONDUCTOR AL 5005 # 2/0CONDUCTOR AL 5005 # 3/0CONDUCTOR AL 5005 # 4/0
CONDUCTOR AL ACSR # 4CONDUCTOR AL ACSR # 2CONDUCTOR AL ACSR # 1/0CONDUCTOR AL ACSR # 2/0CONDUCTOR AL ACSR # 3/0CONDUCTOR AL ACSR # 4/0CONDUCTOR AL ACSR # 266
COSTOSUNIT.
0.20.240.460.690.981.05
0.20.2490.4650.6S
11.121.12
MANO DEOBRA
77.677.6
90.4690.4690.46111.22
77.677.690.4690.46111.2111.2111.2
INDIRECTOS
1.51.5
1.521.521.531.56
1.51.51.521.521.531.531.53
COSTOSKM
279.1319.1551.98781.981071.991162.78
279.1328.1556.98771.981112.731232.731232.73
[11]
ANEXO 10
Incremento de calibre de los conductores para mejorar el perfil de voltaje del
alimentador Pasa
Los siguientes tramos del alimentador Pasa en condiciones de demanda máxima se
encuentran sobrecargados, por tal motivo es necesario el incremento del calibre del
conductor a un calibre inmediato superior del tramo cercano, estos cambios son
especificados en la siguiente tabla:
Ubicación
Sania RosaJerusalen
Santa Rosa LaMercedAgiia¡anChibuleo
Mogaio CentroPucalo
Mogato Grande
Tramo
T694 a T695
T734 aT740
T566SaT715T4063aT4081T166I aT806T4627 a T4225T5453 aT5676
Fase
ABC
A
AABAC
Calibre
de
3PJ2ACSRJ/2N
1PJ/6ACSRJ/6N
1P #6ACSR #6NIP #6ACSR #6NIP ÍÍ6ACSR #6NIP tf6ACSR #6NIP #6ACSR #6N
a
3PJ/OACSRJ2N
1PJÉ4ACSRJÍ4N
I P #4ACSR #4NIP #4ACSR #4NIP Í/2ACSR #2NIP #2ACSR #2NIP tf2ACSR #2N
LongitudVano [m]
183
1032
568863115112791176
Costos
10%PorkmdeRHD
639.1
295.3
295.3295.3295.3295.3295.3
Conductorpor km
556.98
279.1
279.1279.1328.1328.1328.1
Total [S]
218.9
592.8
326.3495.7717.5797.3733.1
Los cambios de calibre que se pueden realizar en la parte troncal del alimentador Pasa,
para disminuir la caída de voltaje se muestran a continuación:
Incremento de calibre en el troncal del alimentador Pasa
Tramo
T652 a T20084 Sta Rosa aPasa San Antonio
T870aT200S4S/EaPasaSan Antonio
T870 a T200S4 S/E a PasaSan Antonio
T870 a T200S4 S/E a PasaSan Antonio
Calibre
de
1/OACSRJ2N
I/OACSR #2N
I/OACSRJ/2N
1/OACSRJ/2N
a
2/OACSRJÍ2N
3/OACSR #2N
4/OACSRJ2N
266ACSRJ2N
LongitudVano [m]
11411
13520
13520
13520
Fase
ABCABCABCABC
Mejora dv[V]
0.71
0.81.52.11.52.12.92.32.73.82.8
Costos%Por kmde RED
10%
319.55
15%
479.325
15%
479.325
15%
479.325
Conductor porkm
771.98
1 1 12.73
1232.73
1232.73
Total [S]
12455.4
21524.6
23147.0
23147.0
En la siguiente tabla se muestran los cambios realizados en los laterales monofásicos más
críticos del alimentador Pasa:
Incremento de calibre en Laterales
Tramo
T200S4nT4]72 Pasa SanAntonio a San Femando
T135SaT40S4PilaliuinaSan Lucas
T4201 aT5676Quindibana a Mogato
Centro
Calibre
de
2ACSR #2N2ACSR #2N2ACSR tf2N2ACSR Í/2N4ACSR #2N
4ACSRJ/2N
a
1/OACSR #2N2/OACSR #2N1/OACSR #2N2/OACSR ÍÍ2N2ACSR ÍÍ2N
1/OACSRJÍ2N
Longitud Vano[m]
16951695133613361521
1521
Fase
AABBC
C
DV m
0.10.10.71.50.4
1
Costos10%Porkm deRED
147.651147.651147.651147.651147.651
147.651
Conductor porkm
556.98771.98556.98771.98328.1
556.98
Total [S]
1194.31558.8941.41228.6723.6
1071.7
ANEXO 11
Cambio de la configuración del alimentador de monofásico a trifásico
El alimentador Pasa necesita realizar la siguiente inversión para que sus tramos laterales
pasen de monofásicos a trifásicos. Se considera el 60% del costo por construcción de una
unidad de kilómetro de red.
Cambio de configuración en Laterales
Tramo
T3670aT1702SlaRosa a Aguajan
T695aT701 LaMerced a San José
T20071aT20l71LaCompañía aTotoraloma
T4048aT4058LaLibertad a San Juan
T1358aT4059Pilahuíti a San Carlos
T4201 aT5676Quindibana a Mogato
Centro
Total
Calibre
2ACSRJ/2N
2ACSRJ2N
2ACSRJ/2N
2ACSRJ/2N
2ACSRJ/2N
2ACSRJ2N
LongitudVano [m]
3388
2636
2556
2372
2530
3388
Fase
ABC
ABC
ABC
ABC
ABC
ABC
Mejora Dv[V]
3.8
4.3
4.1
4.5
7
6
Costos
Por km deRED
2143.8
2143.8
2143.8
2143.8
2143.8
2143.8
Conductor porkm
328.1
328.1
328.1
329.1
330.1
331.1
Tolal [S]
8374.S
6515.9
6318.2
5865.7
6259.0
83S5.0
41718.5
ANEXO 12
Análisis de transferencia de carga entre los alimentadores Pasa y Quizapincha
La reducción de carga en el alimentador Pasa permitirá mejorar el perfil de voltaje en su
red, por esta razón se analiza la posibilidad de transferir carga al alimentador Quisapincha,
lo cual se desarrolla a continuación:
1) Detalles de la subestación
Subestación
Atocha
PotenciaNominal11MVA
PotenciaForzada12,5 MVA
TensiónNominal13,8 kV
2) Demandas registradas
Las demandas máximas y mínimas registradas por la EEASA en el alimentador
Quisapincha durante el año 2002 son los siguientes:
S/E Atocha
Fecha]3-Jun-02Máxima
13-Miiy-02Mínima
HORA
19:15
IShlS
10 QuisapinchaMIA
52.S
6.1
MIB
35.4
5.7
MIC
40.3
1.8
Gkw.984
103
VOLT.M
13.8 kV.
13,69
13,6
VOLT.M
69 kV.
69.98
70
Frec.MHz.
60
60
F.P.C
0,96
0,97
Donde: M: valor medido en intervalo de I ¿minutos.C: valor calculado.
2.1) Demanda anual registrada en el alimentador
C
kW1200 i
800 -
600 -
400-
200 •
0 -0
Jemanda anual allmentador Qulsaplncha
vM
-fif'
I
0
>^wYYvWwyvíi
-y,*~*-
50.0
VvwVWV1'
^/w-p-v rv^vV^a
TV~
100.0 150.0 200.0 250.0Día
2.2) Curva diaria de carga
kw
1000.0 -i
Alimentador Quisapincha
/\ J \ ^ - ^ ^
0:00 4:48 9:36 1 4:24 1 9:1 2 0:00 4:48Hora
3) Topología y Diagrama unifílar del alimentador
La topología y del el diagrama unifílar alimentador Quisapincha se la puede apreciar en la
lamina 5.
4) Análisis de caídas de voltaje
4.1) Distribución de carga.
Valores
Magnitud
Fase
ABCTOTAL
Registrados
Carga
Instalada
[kVA]645.8
433.3
753.3
1832.5
Demanda
Máxima
[kW]404.3
2.71308.6
983.9
Corriente
[A]52.835.440.3
Factor de
Potencia
%96969696
Asignados
Demanda
Máxima
[kW]394262300956
Corriente
[A]51.634.339.2
Factor de
Potencia
%95.795.895,9
4.2) Reporte de caídas de voltaje alimentador Quisapincha
Sección delTransformador
N°
Fase de
ConexiónDistancia
total [m][kVLN] I [A] fp (%)
Flujo de
Potencia
[kVA]
Flujo
Total
[kVA]
dVtotal
[VI
dVtotal
[%1Caída de voltaje a demanda máxima
T2870
T20060
T2884
A
B
C
11246
10207
13060
7.7
7.9
7.8
0.8
0.8
0.5
96.07
96.19
95.82
6.2
6.2
4.1
66
4
4.35
1.52
2,46
3.6%
1.27%2.05%
4.3) Aplicación de acciones para controlar el nivel de voltaje primario del
alimentador Quisapincha
4.3.1) Balance de carga alimentador Quisapincha
Incremento de calibre en el Tramo Troncal
Tramo
T2S01aT28G9AmbatíIIo Tablón
de LacónT2S11 aT2872
Palama aChumalicaTramo por
construir T2813 aT1703 Palama a
Chumalica
Total [$]
Calibre
de
1/OACSRJ2N
4ACSR_#4N
4ACSRJ4N
a
2/OACSR #2N
2/OACSRJ2N
2/OACSRJÍ2N
LongitudVano [m]
1983
1230
610
Fase
ABCABCAB
C
Dv [V]
0.10.10.10.50.10.10.20.1
0.1
Costos%Por km de
RED10%
319.55
10%
319.55
3195.5
Conductorpor km
771.98
771.98
771.98
Total [$]
2164.5
1342.6
470.9
3978.0
Ningún balance de carga requerido o posible
4.3.2 Incremento de calibre en conductores
El alimentador Quisapincha requiere de los siguientes cambios en su configuración debidoa sobrecarga:
Ubicación
T5733aT20068Chumalica
T5733aT2871Chumalica
T20061 Puganza
Configuración
de
. A
A
C
a
B
C
C
Calibre
de
#6ACSR_#6N
86ACSR.JÍ6N
#4ACSR #4N
a
#4ACSR_#4N
#4ACSR_tf4N
#2ACSR #2N
LongitudVano [m]
791
610
972
Costos15%Porkmde
RED
221.4765
221.4765
221.4765
Conductorpor km
279.1
279.1
328.1
Total [$]
396.0
305.4
534.2
Para realizar la transferencia de carga entre los alimentadores se requiere reforzar el y
hacer los siguientes cambios en el alimentador Quisapincha:
Se realiza balance de carga donde se requiere modificar las siguientes secciones:
Tramo desde eltransformador.
T4934T5733
Desplazamientosugerido(A a B)(A a B)
Estos cambios permiten mejorar el perfil de voltaje en el alimentador Quisapincha cuyas
secciones con mayor caída de voltaje son:
Sección delTransformador
N°
Fase deConexión
Distanciatotal [m] [kVLN] I [AJ fp (%)
Flujo dePotencia
[kVA]
FlujoTotal[kVAl
dVtotal[VI
dVtotalr%]
Caída de voltaje a demanda máximaT2S75
T20060
T28S4
AB
C
10969
1020713060
7.8
7.Ü
7.8
0.8
0.8
0.5
95.93
96.2
95.8
6.3
6.2
4.2
6
6
4
2.78
2.09
2.2
2.31%1 .74%1.83%
Los tramos adicionales construidos en su totalidad, para realizar la transferencia son lossiguientes:
Red Adicional Para Transferencia
Tramo
T2872aT20106Chumalica a
Siguitag PucauchoT2872aT4IS6
Siguitag Pungolomaa San Antonio Pasa
Total
Calibre
2/OACSRJ2N
1/OACSRJ2N
LongitudLongitud [m]
2667
3370
Fase
ABC
ABC
Costos
Por km de RED
1278.2
319.55
Conductor porkm
771.98
557
Tota! [S]
5467.8
2954
8421.8
Se considera el 40% del costo referencial por construcción de un kilómetro de línea en el
tramo que cruza desde la loma Chunalica a la Loma Siguitag Pucaucho. Y el 10% del
costo para reforzar tramos del alimentador Pasa desde Siguitag Pucaucho a San Antonio de
Pasa. El costo total para Realizar la transferencia es: $ 12400.
Carga Transferida del alimentador Pasa a Quisapincha
Tramo
de a
Siguitag PucauchoSiguitag
PucauchoSiguitag
Pucaucho
La Libertad
SiguitagPungoloma
MogatoCentro
San AntonioPasa
Total
Carga I [A]
A0
S
0
2.2
10.2
B
0
0
4.S
5.S
10.6
C
1.1
0
0
10.8
11.9
4.4) Reporte de caídas de voltaje luego de la transferencia
Alimentador Quisapincha
Sección delTransformadorN°T20I03T4198
TI 762
Fase deConexión
A
B
C
Distanciatotal [m]
1253S.5
14620.117294.4
[kVLN]
7.77.7
7.S
1 [A]
0.8
0.7
0.5
fp (%)
95.86
95.93
95.75
Flujo dePotencia[kVA]65.6
4.1
FlujoTotal[kVA]66
4
dVtotal[V]3.363.47
2.9S
dVtotal[%]2.8%2.9%2.5
Realizada la transferencia de carga, el alimentador Pasa requiere de los siguientes cambios
en su configuración para un mejorar el balance de carga, estos tramos son:
Desplazamientos sugeridos para el balance de cargaTramo que inicia en el
transformadorT695 Sta Rosa La Merced
T20079 San Antonio de Pasa
De
A
B
a
C
C
Alimentador Pasa:Sección del
TransformadorN°
T4298
T4097
T4254
Fase deConexión
AB
C
Distanciatotal [m]
17231.7
17182.8
17371
[kVLN]
7.67.5
7.7
I [A]
0.5
0.9
0.7
fp (%)
98.2
98.46
98.01
Flujo dePotencia[kVA]
3.9
6.4
5.3
FlujoTotal[kVA]
4
6
5
dVtotal[V]5.05
7.67
4.53
dVtotal
[%14.26.43.8
Caídas anteriores.Sección del
TransformadorN°
T4298T4097
T20103
Fase deConexión
ABC
Distanciatotal [m]
17231.717 1S2.S21 745
[kVLN]
7.67.47.4
I [A]
0.50.90.6
fp (%)
98.398.6
98.36
Flujo dePotencia[kVA]
3.86.34.1
FlujoTotalfkVA]
464
dVtotalrvi5.79.138.36
dVtotal[%]4.87.67.0
Del análisis de transferencia de carga entre los alimentadores Pasa y Quisapincha se
concluye que la caída de voltaje disminuye en 1.5V; con un costo inversión de: $ 12400.
Anexo 13
Demandas registradas en los transformadores con mayor caída de voltaje
Empresa: Eléctrica Ambato RCN SADepartamento:Responsable: Ing. Dunker Aguilar.Motivo de la medición: ÍNDICES DE CALIDAD
Realizada por: Darío MujiilemaTransformador: 3338Potencia: 10 KVA (1 Fase, 3 Hilos)Sector: Pasa San Fernando - Alimentador PASAPeriodo de medida: desde: 24/07/2003/12:10 hasta: 31/07/2003/1:30
Transformador 4298 (Pot. Activa: Fase 1 +)
1500
1250 -
1000
750 -•
SDO •-
250 -
1750 -F
1500 -
1250 -
1000 -
7SD -
5DD -
25D -
Fri 25 Sel 26 Sun 27 Mon 28 Tue 29
Transformador 4298 (Pot. Activa: Fase 2 +)
Wed3D Thu31
Fri 25 Sal 26 Sun 27 Morí 28 Tue29 Wed3Q Thu31
Empresa: Eléctrica Ambato RCN SADepartamento:Responsable: Ing. Dunker Aguilar.Motivo de la medición: ÍNDICES DE CALIDAD
Realizada por: Darío MuyulemaTransformador: 20103Potencia: 15 KVA (1 Fase, 3 Hilos)Sector: Pasa San Anlonio - Alimenlador FAS APeríodo de medida: desde: 24/07/2003/13:50 hasta; 31/07/2003/14:40
Transformador20103 (Corriente: Fase 1)
Fri25 Sat26 Sun 27 Mon 26 Twe 29 Wed30 Thu 31
mA
Transformador 20103 (Corriente: Fase 2)
Fri 25 Sal 26 Sun 27 Mon 28 Tue29 Wed30 Thu 31
Empresa: Eléctrica Ambato RCN SADepartamento: ComercialResponsable: Ing. Alex Orellana O.Motivo de la medición: ÍNDICES DE CALIDAD
Realizada por: Darío MuyuleniaTransformador: 3338Potencia: 10 KVA (1 Fase, 3 Hilos)Sector: Pilahin - Alimentador PASAPeriodo de medida: desde: 28/os/2003/ii:40 basta: 04/09/2003/14=20
29 .OO 3O.OO 31 .OO O1 .OO O2.OO
Dia.Hora
O3.00 04.OO
Empresa: Eléctrica Ambato RCN SADepartamento: ComercialResponsable: Ing. Alex Orellana O.Motivo de la medición: ÍNDICES DE CALIDAD
Realizada por: Darío MujulemaTransformador: 4280Potencia: 37.5 KVA (1 Fase; 3 Hilos)Sector: Av. Los Nísperos - Alimentador FicoaPeriodo de medida: desde: 12/09/2003/11:00 hasta: 19/09/2003/14:3o
•14O.O-
o.o-1
13.00 14.OO 15.00 16.00
Día.Hora
17.OO 18.00I
1Q.OO
Empresa: Eléctrica Ambato RCN SADepartamento: ComercialResponsable: Ing. Alex Orellana O.Motivo de la medición: ÍNDICES DE CALIDAD
Realizada por: Darío MuyulemaTransformador: 2062Potencia: 25 KVA (1 Fase, 3 Hilos)Sector: Av. El Sueño - Alimentador FicoaPeriodo de medida: desde: 30/10/2003/14:3o hasta: oe/i 1/2003/15:00
-12.0-
•1Q.G-
31.OO O5.OO os.oo
Empresa: Eléctrica Ambato RCN SADepartamento: ComercialResponsable: Ing. Alex Orellana O.Motivo de la medición: ÍNDICES DE CALIDAD
Realizada por: Darío MujiilemaTransformador: 2060Potencia: 45 KVA (3 Fase, 4 Hilos)Sector: Av. Papayas - Alimentador FicoaPeriodo de medida: desde: 24/09/2003/11:00 hasta: 01/10/2003/14:30
i25.00 26.00 27.00 28.00
Dia.Hora
29.00I
30.00I
01.00
Anexo 14
Topología Redes de Baja Tensión
^>^cAMBATO RCN
DIRPLAN
Red Baja Tensión
Transformador N°: 4298Dirección: Pasa San Francisco | S: 15 kVA.
Anexo 14.a
Alimentador: PASAVN : 240/120
p 7 ^
']t~'{'~* l ''''[ ^
"7^ V^'j'' 3^ /* r " - "1^-V
í ' :
Acomeb'das Servidas Transformador 4298
N° Poste
PO
PlP2
P3
P4
P5
P6
P8
P7
Longitud deacometida [m]
40
20
40
303530
40
40
30
30
35
35
45
30
Fase deConexión
A
B
B
ABA
B
B
A
A
A
B
B
B
ND Medidor
85122
82443
82443
107476
82803
83815
81622
83807
80210
81628
91757
80592
113522
85121
NDCuenta
178522
175843
177203
249476
177201
172115
175022
177202
173610
175028
94965
173932
7468793
178521
Consumo Promediomensual [kWh]
31
17
3
25294
56
56
32
9
62
48
25
10
Tipo deAcometida
C106
C106
C106
C106
C106
C106
CIO 6
C106
C106
CIO 6
C106
CIO 6
C106
CIO 6
Luminaria
no
nonono
no
nononono
->^vAMBATD RCN
DIRPLAN
Red Baja Tensión
Transformador N°: 3338Dirección: Tamboloma Pilahuin S: lOkVA.
Anexo 14. b
Alimentados PASAVN : 240/120
%'-> r^ / ' J1
•• ^x /P Í O xx <#K^c
f" '^ x- r^, - _ - ,'X'^-v ,
i T • -- -^- i ^fó .&&^•'~>-> f^-, ¡c,>- ... « > = • •^0, .<
**. \^V^ X.^J r.,-, ^
I " 1 7 r • '• r*j
Acometidas Servidas Transformador 3333
NO Poste
PO
Pl
P2
P3
P4
P5
P6
P7
P8
pío
Pll
Longitud deacometida [m]
30
26
H
25
28
14
21
10
30
25
12
40
12
12
30
26
16
Fase deConexión
A
B
A
B
AB
A
A
B
B
A
B
B
B
A
A
A
A
H° Medidor
162946
83396
83396
105553
115976
83074
83083
82889
83418
105553
73108
83079
136644
73074
83381
83156
N°Cuenta
137715
1767781
176796
249135
245259
175065
176433
86445
176818
249135
15005
176492
153956
158956
162945
17681
176556
Consumo Promediomensual [hWh]
50
53
53
57
100
15
30
49
53
57
237
13
16
34
8
16
2
Tipo deAcometida
C107
C107
C107
C107
C210
C107
C107
C107
C107
C107
C106
C107
C107
C107
C107
C106
C107
Luminaria
Luminaria
no
no
no
no
no
nonononono
no
>^cAMBATO RCN
DIRPLAN
Red Baja Tensión
Transformador N°: 20103Dirección: Siguitag Púngelo ma | S: 10 kVA.
Anexo 14. c
Alimentador: PASAVN : 240/120
^^/^•- ^0103 1LKVA
^¿¿-•'iP4
Acometidas Servidas Transformador 20103
N° Poste
PO
Pl
P2
P3
P4
P6
P7
P8
Longitud deacó metida [m]
35
20
20
25
37
27
30
20
20
27
15
20
20
10
Fase deConexión
A
B
B
B
A
A
A
B
A
B
B
B
A
A
N° Medidor
164026
164025
164654
164652
164656
164022
164623
164019
164021
164651
164657
164655
164653
164845
N°Cuenta
124511
9518
116103
94023
124794
124753
138199
28862
94021
94025
94719
124799
94026
125039
Consumo Promedio
mensual [kWh]
18
57
SO
63
70
25
17
89
11
63
37
32
86
83
Tipo deAcometida
C107
C107
C107
C107
C107
C107
C107
C107
C107
C107
C107
CÍO?
C107
C107
Luminaria
no
no
nono
no
no
^y^cAMBATO RCH
DIRPLAN
Red Baja Tensión
Transformador N°: 4280Dirección: Las Palmas Av. Nísperos | S: 37.5 kVA.
y ^t \\ K V A ^^^^t^-a"-~ST p¿ Aí P4
^
~ 40 -'
Anexo 14.d
Alimentado!*: PicoaVN : 240/120
P6
/ ^^5" (t<¿j £^ ' ,0 P c> P "7 V \
x*F1U
Acometidas Instaladas Transformador 4280
N° Poste
PO
Pl
P2
P3
P4
P5
P6P7
P8
P9
PÍO
Longitud deacometida [m]
2020401520303040
40
25
15
15
18
18
18
15
15
15
25
20
70
20
25
10
15
20
15
30
80
150
10
20
Fase deConexión
ABB
AA
AB
A
B
B
A
A
B
A
AB
A
B
B
A
B
B
AB
AB
A
B
A
B
A
B
B
A
A
B
N° Medidor
1302850
5973492275
9278
6886061701
1212652234656
14094461297
7631788
173111136192
100166101398
161647
85799
103681158495156311
8876815631315631215870174781
96709S632269656
46774129966130100
96709
N°Cuenta
29803
6198064890
588247247363261
1019992234656
12773063261
11732102127965
103398
104437
29762
76441063832979429808
337542981813693B
32336100334
7371229813123767
58824
100334
Consumo PromedioMensual [kWh]
23
50
78
110
3
255
74
7745
49
50
50
50
54
54
87
118
29
141
87
228
204
97
82
198
68
8
67
50
92
11
106
Tipo deAcometida
C107C107
C107
C107C107
C208
C107
C107
C107
C107
C107
C107
C107
C107
C208
C107
C107
C107
C107
C107
C208C208
C107
C107
C107
C107
C107
C107
C107
C107
C107
C107
Luminaria
SÍ
no
SI
no
si
no
sisi
no
no
AMBATO RCH
Red Baja Tensión Anexo 14,e
DIRPLAN Transformador N°: 2062 Alimentador: PicoaDirección: Av.Los Guaytambos y El Sueño | S: 25 kVA. VN :240/120
Acometidas Servidas Transformador 2062
N° Poste
PO
Pl
P2
P4
P6
P7
Longitud deacometida [m]
8
15
20
15
20
15
10
10
20
30
20
15
30
_2Q_
60
Fase deConexión
AB
AB
AB
AB
AB
N° Medidor
SOZS6
55699
56689
1987163
166751
151300
133834
161611
124668
611246
19324
81753
156315_
321318
158675
7469470
N°Cuenta
498826
57787
58312
58352
138416
29950
850553
136565
150354
623332
29955
121698
29955
156317
136134
29960
Consumo PromedioMensua
206
203
10039
100
100
9749
82
70
13483
34
324
70
50
Tipo deAcometida
C20S_
C20S
C101 _
C208 _
C107 _
C107
C106
C106 _
C1Q6 _
C106___
CIO 6__
CIO6 __
CIO 6 _
CIO 6 _
CIO 6 _
CIO 6
Luminaria
^>^cAMBATO RCN
DIRPLAN
Red Baja Tensión
Transformador N°: 2060
Dirección: Av. Los Guaytambos y Papayas S: 45 kVA.
Anexo 14. f
Alimentador: Picoa
VN : 208/120
. - r ' / f t l'">
r- * 1* ' ' ' rtV- M -j C¿^ _ ,
G 'V '"Ci-
Acometidas Servidas Transformador 2060
N° Poste
PO
Pl
P2
P3
P4
P5
P7
PÍO
Pll
Longitud deacometida [m]
10
12
12
12
8
80
15
15
20
10
15
15
10
18
10
12
15
12
15
Fase deConexión
C
AC
B
ABC
AB
C
A
C
B
AB
AB
A
BC
B
AB
AC
ABC
AB
C
N° Medidor
13649
73723
73728
126052
126122
29906056
114673
92698
114696
125974
143389
126318
90074
67992
443134
47235
12S9B2
126076
126118
N°C lienta
17755
81369
81213
17756
17766
17764
96079
116261
64925
4834906
8998S
92350
72094
17775
17776
17782
17781
Consumo PromedioMensual [kWh]
182
329
155
405
186
100
176
93
113
183
100
109
313
7
100
154
381
261
119
Tipo deAcometida
C106
C208
C208
C208
CIO 6
C327
C208
C20S
C206
C208
C208
C208
C106
C107
C208
C107
C208
C106
C106
Luminaria
si
si
S!
si
si
si
SI
Anexo 15
Diagramas unifílares de los secundarios
1. Secundarios rurales
Red Secundaria de DistribuciónTransformador 4298
.A0
$*
2. Secundarios urbanos
Red Secundaria de DistfiíniclónTiansformadar 4280
7- V V V
B @
•
Red Secundaria de DistribuciónTransformador 3333
N*
r—i
Red Secundaria de DistribuciónTransformador 2062
K
Red Secundaria de DistribuciónTransió rmador201D3
0-O
Red Secundaria de DistribuciónTransformador 2060
Anexo 16
Reporte de caídas de voltaje de los secundarios modeladosCaída de tensión red secundaria del transformador N": 4298
Sección
PO
POP2P4PS
P7PlP3P6Pi
Fa«
ABCABABAflABABABABABAB
Calibre de conductor
ES imACS I/ONES *2ACS #4NES «ACS #4NES «ACS IWNES «ACS WNES «ACS WNES «ACS *4NES «ACS *4NES «ACS WNES «ACS »4N
Uncitud [m]
00.5BO
4439
. 10!103228104
61
Distancia lotal[-10
O.iBO.i
124.5119.3I SI. i
103,5331.5207.3164.5
IA[AI
7,S7.a1.70
1.20.34.S0.20
3.1
m¡Ai7,67.61.4000
5.22.a2.40
PfA('/,)IWIDO
-IDO0
-100• 100100
-IDO
0.03100
P1B(•/.)IDO
100-100
00
0
100100
• 1000
Potencia deliaio A IkVAl
I . ll . l0.200.!0.10.600
0.4
Potrn el» deO"o B IkVAJ
1.11.10.2000
0.7D.40.30
TotalIkVAl
200
001000
dVA [V¡
00
O.IJ0
O.D40.040.5
0.16O.D50.16
dVB [VI
00
0.060
-0.01-0.020.320.530.21-0.06
dVAtotal |V|
00
0.140.140.190.190,5
0.660.550.66
dVB lula]IV!0o
O.OÚ
0.060040040.32O.S50.530.26
Caída de tensión red secundaria del transformador N": 3338
Sección
POP3PIÓP l lP2P5PlP4
P6PSP9P7
Fair
ABAAA
ABABABABABABABAB
Calibre lie conduclnr
ES 1/OACS I/ONES «ACS WNES «ACS S4NES «ACS WNES «ACS WNES «ACS «NES «ACS Mtí
ES #2 ACS WNES «ACS WNES «ACS WNES «ACS WNES «ACS WN
Lonültuil [mi
0.51169470649250130¡38442342
D ¡-tanda totalInl0.5
IIG.521 O.i186,564.5156.550.3200,333S.5382.3366.5408. 5
1A[A]
224.61.5O.I3.20
II7.13.43.400
IB [A]
34
1916128,51.9011
PfA(M)98989893
98.10.16989S93ss
0.0100!
PiB(«)97.9
97.9
939398
98. 1
093,1
9S.1
Potencia depi.o A IkVA|
3060.20
Ü.40
1.51
0.5Ü. 5
00
Potencia dena.,o B FkVAt
4.7
2.É2.11.71.20.30
O.IO.I
Total[kVAl
S
1
0032321000
IIVAHT
0.0 10.520.14o.o iD.36O.IB061.220.5
0.150
0.0 1
dVB [V|
0.01
1.12I.J
0.4-10.930 1 !
-O.DS0.030.04
tlVALoUI [VI
0.01O.i 30680.540.370.550.611.832.321.472.332.33
cíVB totalM
0.01
1.132.330.451,371.491.441.511.56
Caída de tensión red secundaria del transformador N°: 20103
Sección
PO
POP3PüP2P5PS
P7PlP4
Fa>c
ABCABABABABABAB
AflAB
Calibre de conductor
TES I/OACS I/UNES «ACS «NES «ACS WNES «ACS WNES «ACS »4NES «ACS WNES «ACS WNES «ACS *4NES «ACS «NES «ACS WN
Longitud [mj
00.5671627371769f.7760
Oiitaiicla totalIn.10
O.i67.5
229.5. 73.3
146.5222.52«.577.5137,5
U [AI
6.36.31.61.23.42.42.4
10.2
IB [A]
3.63.6D.20.23.4
1.9
1.900
PfA{«)99999999999999
9999
PfB
<*>999999999999
9900
Potencia (Irpuo A [kVAl
0.90.90.20.20.50.30.3
0!0
Pu lene i a depa>o B fkVAJ
0.50.500
0.50.3
0.300
TolalTkVAl
1I0D
11
000D
cIVAIVJ
00
O.I
0.20.2BO.IS0.17
oos001
UVB [V|
00
•0.02•0.040.17O07
0.17-0.02
0
dVAtotal |V1
00
0.110.3
0.2 a0.460.63
0.080.09
cIVB total(VI0D
-002,0060.170.24
0.41-002-003
Caída de tensión red secundaría del transformador N°: 4280
Sección
POP2P4P5P6P7PSP9PÍOPlP3
Fa>t
ABABABABABABABABABABAfl
C-Iibrc de conductor
ES 1/ÜACS I/ONES «2ACS WNES «ACS #4NES «2ACS *4NES «2ACS «4NES «ACS WN
ES S4ACSR WNES WACSR WNES WACSR WNES «ACS *4NES «ACS *4N
Lenjítud [m]
O.i393930523533412i2275
Dimncli tolalIml0.535.57S.5IOS i160.Í143.5181.5222.3247.522.597.5
IA[AJ
5233312B022225.40.5131.2
IB|A|
69484i
41
6,73319
I I5.115
3.6
PfA(•/.)98
97.99398
004989898
9B.193
98.1
PfB[W>97 ,897 .697.897.998.298
98.19N.298.298.29S.2
Patencia denaio A IkVAl
7.24.6J.23.S0 '33
0.7O.I1-30.2
Potrn cía liemío B IkVA)
9.5666.25.60.94.43.91.40.7
2.1
0.5
Tolal[kVAl
17I I¡D91772141
sv\T0.02
l íl.J
0.99
0.05
0.92
1.02
0.29
O.D3Olí0.13
dVB (V|
0.02
1.46
1.39
0.97
0.3J
0.908
0.36
0.1}0.240.23
dVAlo.al |V|
0021.532.933.923.964.845.866.146.IS0.3Í0.43
JVBtr,tílrvi
0.021.482.K63.834.174.733.53Í. 9
6.020.260.49
Caída de tensión red secundaría del transformador 2062
Sección
PO
P2
P3
Pi
Pú
P7
P4
Pl
Fi.c
AB
AB
AB
AB
A
B
AS
AB
Calibre de conductor
ESJ/OACSJ/ON
ES_«ACS_*2N
ES_*2ACS_#2N
ES_«ACS.«H
ES_S2ACS_«N
ES_«ACS.«N
ES_»2ACS.WN
ES_*2ACS,*2N
LonRitud [m]
0.5
34
15
28
43
75
40
33
DivUncia [ilta]
0,5
34.5
49.Í
77.Í
I30.Í
132,5
S9.5
33.5
U [AI
40
27
26
18
18
7.9
2,6
IB [A]
32
39
38
30
30
7,8
2.6
PfA(M)95
95
95
94.9
94.9
95
95
PtB
(•/.)94.a94.7
94.8
94,8
94.9
93.2
9i,2
Potencia líer>a.ioA|kVA|
5,6
3,7
3,5
2.5
2.4
l.l
0.4
Potencia depa,o B IfcVA]
7.3 .
5.4
5.2
4.1
4,1
!.]
0.4
TotalIkVAl
13
9
9
7
2
4
2
1
dVA [\'j
0.02
1,13
0.48
0.63
0.52
0.3Ú
Q.I
itVB [V|
0.0 1
1. 11
0.43
0,73
2.41
0,23
006
dVAtouirvj
0.02
Ll í
1.61
2.26
3.08
1.99
0.12
dVB totaltvi
0.01
1.13
1.6
2.34
J.75
I.B4
omCaída de tensión red secundaria del transformador 2060
Sección
POP3P4
P6PSP7PIÓP l lPlP3P5
Fax
ABCABCABCABCABCABCABCABCABCABCABC
Calibre lieconductur
ES I/OACS IADNES 1/0 ACS I/ONES 1/OACS 1ÍONES 1/OACS I/ONES 1/OACS I/ONES 1/OACS I/ONES I/OACS I/ONES 1/OACS 1/ONES 1ÍOACS 1ÍONES I/OACS I/ONES I/OACS I/ON
LongitudM0.23948
29252525
r~ 353640
40
Di.tj/icU total
0.239.1S7.2116.1
141.1141. 1
166.2201.23S.I76.2116.1
IA[AJ
13S.4
K3.X56.338.90
3S.93S.932.654.6J4.7IJ.3
IB
1A127.377.349.932.40
32.432.432.450.131.320
ICAl
I53.J78.750.210.2
0
50.2JV.D
31.3Í2.9JJ19.2
PTBC«)94. B94.694.794.9
095
9Í.I95.29i
9S.I9S.3
PfA{SI9J.S94.794. S95093
95.195-195
95.195.2
PfC(M)94.894 ú94.694.80
9i95.193.195
95.195.1
Pottncla deOJ.o A IkVAl
16.610. 16.7
4.50
4.5
4.53.7
664.1
1.6
Potencia flepaiii B [kV'A|
15.19.35.93.80
3.S3.73.76
3.72.J
Potencia depa,ú C |kVA|
18.49. i5.95.B0
i. 84.3
3.66.4
3.92.3
Total|kVA]
iO29
1314
014
13
I I19
126
dVA totaltvi0.012.264.164.814.S15.366.016.791.342.232.59
dVB tulal[VI0.011.983.5
4,134.134.685.195.951.19
22.62
dVC tutalN0.022. U].K
4.914.915.866.537.261.342.262.7 J
Anexo 17
Reubicación de transformadores a su centro de carga
Posición eficaz del transformador:
PosiciónX =
a) Reubicación del transformador 4280
N° PosteDistancia fin]
Consumo [kWh]k\Vh*m
P30
1040
Pl40504
20160
PO62
26116182
P2101100
10100
P4145141
20445
P5175288
50400
P721087
18270
P8248730
181040
P9289217
62713
PÍO314117
36738
Total
2549416048
El transformador debe ser reubicado a 163m del origen en P3, precisamente en P5 como se
muestra en la siguiente figura.
Red Secundaria Transformador -Í28QUbicado en el Centro de Carga
@*
t>
. .. , _A
A TPen
V
La nueva ubicación del transformador permite reducir la caída de voltaje en la red
secundaria a los valores que se muestra en la siguiente tabla:
TransformadorN°:
4280
N° Poste
P3P3
Fase
AB
Calibre Conductor
ES #2ACS #4NES #2ACS #4N
Distanciatotal [m]
205.8205.S
Fp (%)
9898
TotalfkVA]
00.7
dVA total [V]
2.932.71
dVA total
[%12,4%
2,3%
b) Reubicación del transformador 4280
N° PosteDistancia [m]
Consumo [kWh]kWh* m
P60
3350
P543561
24123
P386
29825628
P210140
4040
PO135410
55350
PI205100
20500
Total
1744129641
El transformador debe ser reubicado a 74m del origen en P6, precisamente en P3 como se
muestra en la siguiente figura.Red Secundarla Transformador 2D62Ubicado an el Centro de Carga
La nueva ubicación del transformador permite reducir la caída de voltaje en la red
secundaria a los valores que se muestra en la siguiente tabla:
TransformadorN°:
2062
N° Poste
P7Pl
Fase
AB
Calibre Conductor
ES #2ACS #2NES #2ACS #2N
Distanciatotal [mi
205.8205.8
Fp (%}
9595
Total[kVAl
2.10.4
dVA total [V]
2.332.41
dVA total[%1
1.9%2.0%
c) Reubicación del transformador 2060.
N° PosteDistancia [m]Consumo[k\Vh]
kWh* m
Pll07620
PIÓ351003500
P7601006000
P41102 8431240
P21526S5
104120
PO19018234580
Pl226485
109610
P326636496824
P5306430
131580
Total
3392517454
El transformador debe ser reubicado a 152m del origen en P11, precisamente en P2 como
se muestra en la siguiente figura.
Red Secundaria Transformador 2GGOUbicado en oí Centro de Carga
La nueva ubicación del transformador permite reducir la caída de voltaje en la red
secundaria a los valores que se muestra en la siguiente tabla: -
TransformadorN°:
2060
N° Poste
P l lP l lP l l
Fase
ABC
Calibre Conductor
ES //1/OACS tfl/ONES tfl/OACS tfl/ONES í/l/OACS tfl/ON
Distanciatotal [mi
162.4162.4162.4
Fp(%)
969696
Total[kVAl23.73.73.5
dVA total[V]
4.363.854.92
d VA total[%]
4.36%3.85%4.92%
Incremento del calibre del conductor
El cambio de calibre de conductor realizado en el circuito secundario del transformador
3338 permite disminuir la caída de voltaje a los siguientes valores:
TransformadorN":
333S
N" Poste
P8P5
Fase
AB
Calibre Conductor
ES í/l/OACS ÍÍ2NES # 1/OACS #2N
Distanciatotal fm]
382,5156.5
Fp (%)
9S9S
Total[kVAl
02
dVA total [V]
1.651.7
d VA totalÍ%11.4%1.4%
El cambio de calibre de conductor realizado en el circuito secundario del transformador
2060 permite disminuir la caída de voltaje a los siguientes valores:
TransformadorN°:
2060
N° Poste
P I 1PllPll
Fase
ABC
Calibre Conductor
ES #3/OACS tfl/ONES tf3/OACS tfl/ONES í/3/OACS ffl/ON
Distancia total[mi
162.4162.4162.4
Fp(%)
969696
Total[kVA]23.73.73.5
dVA total[V]
2,912.572,91
dVA total[%1
2,4%2,1%2,4%
Anexo 18
Tipos de Acometida que posee EEASA
CódigoEstructura
C103C106C105C104CIO]CI02C113C201C202C203C204C205C206C207C20EC209C210C21IC2I2C213C214C215C216C2I7C2I8C2I9C220C221C301C302C303C304C305C306C307C30SC309C310C3IIC312
Descripción Estructura
Aerea AereaAerea AereaAerea AereaAerea AereaAerea AereaAerea AereaAerea AereaAerea AereaAerea AereaAerea AereaAerea AereaAerea AereaAerea AereaAerea AereaAerea AereaAerea AereaAerea AereaAerea Aerea
Aerea SublerraneaAerea SublerraneaAerea Sublcnanea
Subterránea SubterráneaSubterránea Subterránea
TratoTratoTratoTrafo
Aerea AereaAerea AereaAerea AereaAerea AereaAerea AereaAerea AereaAerea AereaAerea AereaAerea AereaAerea AereaAerea AereaAerea AereaAerea Aerea
2x1 OCu2x6AI2x8A!2xSCu
2xl2Cu2X1 OCu
Duelo 2X8(10) Al3X1 OCu
3x8Cu3x6Cu3x4Cu3xSAl3x6AI3x4AI
Triplex 3x6 AITriplex 3x4 AlTriplex 3x2 AI
Triplex 3x1/0 AlSubterránea Duelo 2X 6 (6) TTUSublerranea Duelo 2X 4 (6) TTUSublerranea Ducto 2X 2 f6) TTUSublerranea Duelo 2X 6 (6) TTUSublerranea Duelo 2X 6 (6) TTU
Trio Con Duelo 3*6CuTrfo Con Duelo 3x4Cu
Trfo Con Ducto 2(3x4)CuTrfo Con Ducto 2xSTTU
Ducto 2X4 (8) Al4X8 Cu4X6 Cu4X4 Cu4XSAI4X6A14X4A14X4A1
Cuádruplex3X4 AlCuádruplex3X2AI
Cuádruple* 3X 1/0 Al3X 1/0(4) Al3X2 (6) Al
CódigoEstructura
C313C314C315C316C317C318C319C320C321C322C323C324C325C326C327C32SC329C340C341C342C343C344C345C346
C347 AC347 B
C349C350C112C I I 1C 1 I OC109CIOSCI07C351C352C353C3Í4C355C356
Descripción Estructura
Aerea AereaAerea AereaAerea AereaAerea Aerea
Aerea SubterráneaAerea SubterráneaAerea SubterráneaAerea SubterráneaAerea Subterránea
Subterránea SubterráneaSubterránea SublerraneaSublerranea SublerraneaSubterránea SublerraneaSublerranea Subterránea
Trafo SubterráneaTrafo SubterráneaTrafo SubterráneaTrafo Subterránea
Cámara SubterráneaCámara SubterráneaCámara SubterráneaCámara SubterráneaTrafo SublerraneaTrafo Subterránea
Aerea AereaAerea AereaTrafo Aereo
Trafo SubterráneaAerea AereaAerea AereaAerea AereaAerea AereaAerea AereaAerea Aerea
Trafo SubterráneaCámara SubterráneaCámara SubterráneaCámara SubterráneaCámara Subterránea
Trafo Aereo
3X 6 (8) AIDuelo 4 X 8 CuDuelo 4 X 6 CuDuelo 4 X 4 Cu
Ducto 3 X 6 (6) TTUDucto 3 X 4 (6) TTUDucto3X2(4)TTU
Duelo 3X1/0 (2) TTUDuelo 3 X 2/0 (2) TTU
Ducto 4X6 CuDuelo 3 X 6 (6) TTUDuclo3X4(ó}TTUDucto3X2(4)TTU
Ducto 3 X ¡/O (2) TTUDucto3X2(4)TTU
Ducto 3 X 1/0 (2) TTUDuelo 3X4/0 (1/0) TTUDucto 3X2/0 (2) TTUDuelo3X2(4)TTU
Ducto 3 X 1/0 (2) TTUDucto 3X2/0 (2) TTU
Ducto 3X4/0 (1/0) TTUDucto 3 X 2 (4) TTU
Ducto 3 X I/O (2) TTUDucto 2(4 X S) CuDuelo 2(4 X ' D C uDucto 2Í4X-0 Cu
Ducto 3(2 X 1/0)+ I/O TTUD u c t o 2 X S ( 1 0 ) C u
Ducto 2 X 10 AlDucto 2 X 1 OCuDúplex 2.x I / O A IDup lex2x2 A!Dúplex 2 x 4 AI
Ducto 3 (2X3/0) + 3/0 TTUDuelo 3(2 X 1/0} + 1/0 TTUDucto 3 (2 X 3/0) -f 3/0 TTU
Ducto 3 (2 X 4/0) TTU + 4/0 CuDuelo 3 (2 X 4/0) TTU -i- 2x2/0 Cu
Duplex 3 x I/O Al
ANEXO 19
Subestaciones de Distribución y Líneas de Subtransmisión
La Empresa Eléctrica Ambato S. A posee las siguientes subestaciones de distribución, para
proveer de energía a los usuarios dentro de su área de concesión.
SUBESTACIÓN
S/E TOTORASS/E
MONTALVOS/E H U ACHÍS/E ATOCHA
S/E S AMANO AS/E AM ABATO
S/E PEL1LEOS/E BAÑOSS/E PUYOS/E TENA
S/E ORIENTES/E LLIGUA
S/EPENÍNSULAS/E LORETOS/E BATAN
S/E PILLAROSUCUMBIOS
PotenciaInstalada
IMVA]100
5
10105
43105105105
5
1655
Relación detransformación
kV/kV138/69
69/1 3. S
69/13.869/13.869/13.8138/6969/13.869/13.869/13.S69/13.869/13.869/13.S
13.8/6.9
69/13.869/4.1669/13.8
69
Reactancia
Transformador XT
pu0.0843
0.072
0.07670.0820.0720.1591
0.069140.0750.0360.072O.OS20.029
0.019
0.0730.0740.072
Demanda Máxima
MWSNI
3.9
9.68.14.1SNI5.82.46.14.67
3.5
7.14.33.35
MvarSNI
1.9
3.52.51.4
SNI1.50.70.40.51.8.1.7
4 •1.61.50.3
Generación
MW59.9
15.6
2
2.8
Mvar19
5.9
0.4
1.5
Los valores en por unidad (pu), para líneas y transformadores que posee la empresa
corresponden una potencia base de 100MVA y un voltaje base de 69 Kv.
Líneas de Subtransmisión
Las líneas que conforman el sistema de Subtransmisión de la EEASA son las siguientes.
Líneas de Subtransmisión
S/E de Partid^
TOTORAS
TOTORAS
TOTORAS
MONTALVO
H U ACHÍ
ATOCHA
SAMANGA
SAMANGA
LOORETO
PELILEO
BAÑOS
PUYO
ORIENTE
ORIENTE
PENÍNSULA
LORETO
S/E de Llegada
MONTALVO
PELILEO
ORIENTE
HUACHI
ATOCHA
SAMANGA
AMBATO
PILLARO
AMBATO
BAÑOS
PUYO
TENA
AMBATO
LLIGUA
LORETO
BATAN
# Circuitos
1111111111I11111
R
pu0.0214
0.0633
0.0251
0.0256
0.0236
0.0127
0.0135
0.01748
0.0121
0.0985
0.2584
0.3342
O.OOS9
O.S178
1.98
0.3924
Xpu
0.0639
0.1119
0.0444
0.0766
0.0706
0.0379
0.0404
'0.03171
0.0237
0.1791
0.556
0.5907
0.0176
0.7731
2.30.5391
Longitudkm7.612.6
59.14774.754.87.51.7
20.451.466.5
2
CalibreAWG477
266.8266.8477477477
599.5266.8300
266.8266.8266.8300
Ane
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0
Dia
gram
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Anexo 21
Caída de voltaje en Transformadores de Distribución
Caídas de voltaje en transformadores monofásicos ECUATRAN
Polcncía Nominal
[kVA]
5
10
15
25
37,5
50
Voltaje Nomina!
[kV]
13800GRDY/7900
13800GRDY/7900
13SOOGRDY/7900
I3800GRDY/7900
13800GRDY/7900
13800GRDY/7900
Pérdidas totales a85°C.
f\V]
175
280
3ÍÍO
530
700
670
Impedancía a 85°C.
[%]
3,6
3,2
3
3,2
2,6
1.9
Regulación [%]
fp-I
3,2
2,6
2,4
22
1,8
1,2
fjH>,8
3,6
2,8
2,9
3,2
2,4
1,7
Todos los casos indicados, están basados en un voltaje secundario de 120/240 V, y un nivel
de carga de 100%
Caídas de voltaje en transformadores Trifásicos ECUATRAN
Potencia Nominal
[kVA]
15
30
45
50
75
112,5
Voltaje Nominal
[kV]
13800
13800
13800
13800
13800
13800
Pérdidas totalesa S5"C.
[W]
380
530
670
1445
1700
2000
Impedancia a85°C.
[%]
3
3,4
3,6
4
4
4
Regulación [%]
fp=l
2,4
2 2
1,9
1,6
1,5
1,1
fp-0,8
3.6
3,5
3
3,5
2,81
3,38
Todos los casos indicados, están basados en un voltaje secundario de 220, 210, 208 V, y un
nivel de cama de 100%
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Ca
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