Estudio integral de pérdidas en el municipio de Taguasco

Texto completo

(1)Facultad de Ingeniería Eléctrica Departamento de Electroenergética. TRABAJO DE DIPLOMA Estudio integral de pérdidas en el municipio de Taguasco. Autor: Oney García Camacho. Tutor: Ing. Yoandrys Rodríguez Quintana Ing. Carlos Misael Rodríguez Márquez Consultante: M.Sc. José Alejandro López Sarmiento. Sancti Spíritus 2011 Año 53 de la Revolución.

(2) Facultad de Ingeniería Eléctrica Departamento de Electroenergética. TRABAJO DE DIPLOMA Estudio integral de pérdidas en el municipio de Taguasco Autor: Oney García Camacho Tutor: Ing. Yoandrys Rodríguez Quintana e-mail: [email protected]. Ing. Carlos Misael Rodríguez Márquez e-mail: [email protected]. Consultante: M.Sc. José Alejandro López Sarmiento e-mail: [email protected]. Sancti Spíritus 2011 Año 53 de la Revolución.

(3) Hago constar que el presente trabajo de diploma fue realizado en la Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas como parte de la culminación de estudios de la especialidad de Ingeniería Eléctrica, autorizando a que el mismo sea utilizado por la Institución, para los fines que estime conveniente, tanto de forma parcial como total y que además no podrá ser presentado en eventos, ni publicados sin autorización de la Universidad.. Firma del Autor Los abajo firmantes certificamos que el presente trabajo ha sido realizado según acuerdo de la dirección de nuestro centro y el mismo cumple con los requisitos que debe tener un trabajo de esta envergadura referido a la temática señalada.. Firma del Tutor. Firma del Jefe de Departamento donde se defiende el trabajo. Firma del Responsable de Información Científico-Técnica.

(4) i. PENSAMIENTO. “Todos y cada uno de. nosotros paga puntualmente su cuota de sacrificio consciente de recibir el premio en la satisfacción del deber cumplido, conscientes de avanzar con todos hacia el Hombre Nuevo que se vislumbra en el horizonte’’. Ch e.

(5) ii. DEDICATORIA. A mis padres que con su ejemplo han sabido guiarme por el camino correcto hasta llegar a alcanzar este sueño. A mi hermano por su preocupación y consagración. A mi mujer por el amor que siempre me ha brindado..

(6) iii. AGRADECIMIENTOS. A mis padres por todo su esfuerzo y dedicación. A mi hermano que ha depositado toda su confianza en mí. A mi mujer por toda su comprensión y dedicación. A mis suegros por su preocupación. A mis tutores por dedicarme su tiempo y ayudarme a lograr esta meta. A los profesores de la facultad de Ingeniería Eléctrica por su guía constante. A todos los que ayudaron de una forma u otra al alcance de esta meta..

(7) iv. TAREA TÉCNICA. 1. Análisis y recopilación de información referente al tema de las pérdidas eléctricas. 2. Recorrido y levantamiento en el municipio de Taguasco, siguiendo la metodología sobre determinados objetivos, para realizar el cálculo de las pérdidas. 3. Confección y actualización de los ficheros, a partir del levantamiento, en los software Radial 7.6 y WinGeneral. 4. Recopilación de información referente al área comercial y su enlace con la parte técnica del estudio. 5. Cálculo de las pérdidas eléctricas del municipio de Taguasco. 6. Análisis de las mismas y propuestas de variantes para su disminución.. Firma del Autor. Firma del Tutor.

(8) v. RESUMEN. El presente Trabajo de Diploma, consiste en un estudio de las pérdidas de energía eléctrica en el municipio de Taguasco, así como la planificación de medidas estratégicas para su reducción. La necesidad para acometer el estudio radica en la incertidumbre relacionada con los cálculos realizados en años anteriores, la utilización de herramientas adecuadas y bases de datos confiables. El objetivo fundamental es la realización de los cálculos necesarios y la revisión al procedimiento, para la determinación y control de las pérdidas totales, comerciales y técnicas; en la subtransmisión, distribución primaria, secundaria y servicio. Al concluir el estudio, se pudo determinar un grupo de zonas o niveles, donde las pérdidas son más pronunciadas. Las medidas propuestas contribuyen a su reducción, garantizando una mejor operación de los parámetros para cada circuito. De esta manera se pretende que el municipio de Taguasco, utilice el estudio en aras de mejorar su comportamiento en cuanto a pérdidas eléctricas y enmarcarse en los rangos establecidos..

(9) vi. TABLA DE CONTENIDOS. PENSAMIENTO .....................................................................................................................i DEDICATORIA .................................................................................................................... ii AGRADECIMIENTOS ........................................................................................................ iii TAREA TÉCNICA................................................................................................................iv RESUMEN .............................................................................................................................v INTRODUCCIÓN ..................................................................................................................1 CAPÍTULO 1. 1.1. PANORAMA SOBRE LAS PÉRDIDAS DE ENERGÍA ELÉCTRICA...3. Clasificación de las pérdidas de energía eléctrica ..................................................3. 1.1.1. Pérdidas técnicas.................................................................................................4. 1.1.2. Pérdidas no técnicas o comerciales.....................................................................6. 1.2. Comportamiento porcentual de las Pérdidas ..........................................................8. 1.3. Panorama Mundial ..................................................................................................8. 1.4. Panorama Nacional ...............................................................................................13. 1.5. Comportamiento histórico de las pérdidas en Sancti Spíritus ..............................13. 1.6. Premisas históricas del municipio Taguasco ........................................................17. 1.6.1. Características del sistema actual .....................................................................18. CAPÍTULO 2.. REVISIÓN DE LA METODOLOGÍA PARA EL CÁLCULO DE LAS. PÉRDIDAS………...............................................................................................................21 2.1. Pérdidas globales de energía.................................................................................21.

(10) vii 2.2. Determinación de las pérdidas técnicas ................................................................22. 2.3. Elección del software para el cálculo de la subtransmisión..............................22. 2.4. Cálculo de pérdidas de energía en subtransmisión ...........................................23. 2.5. Determinación de las pérdidas de potencia y energía en línea y transformación .25. 2.6. Cálculo de pérdidas en distribución primaria a partir del Radial 7.6 ...............25. 2.7. Cálculo de pérdidas de energía en circuitos de distribución secundaria...........26. 2.8. Cálculo estimado de las pérdidas de energía en las acometidas .......................27. 2.8.1 2.9. Pérdidas de energía en acometidas ...............................................................27 Cálculo estimado de las pérdidas de energía en los Contadores de Energía. Eléctrica.. ..........................................................................................................................29 2.10. Recopilación de datos .......................................................................................31. 2.11. Recorrido en el terreno de los circuitos de distribución primaria y. secundaria. ........................................................................................................................31 2.12. Descripción de los circuitos de subtransmisión del municipio Taguasco ........32. 2.13. Descripción de los circuitos de distribución primaria ......................................32. 2.14. Actualización del Radial...................................................................................35. 2.15. Actualización de WinGeneral...........................................................................36. CAPÍTULO 3. 3.1. CÁLCULO DE LAS PÉRDIDAS DEL MUNICIPIO TAGUASCO. .....39. Cálculo de las pérdidas globales del municipio de Taguasco...........................39. 3.2 Pérdidas de energía en circuitos de subtransmisión..............................................40 3.3 Pérdidas de energía en circuitos primarios ...........................................................40 3.4 Pérdidas de energía en circuitos secundarios........................................................41 3.5 Pérdidas de servicios.............................................................................................42 3.6 Análisis de los resultados y propuestas de variantes para su disminución ...........44 3.7 Resultados finales .................................................................................................46.

(11) viii CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ...................................................................47 Conclusiones.....................................................................................................................47 Recomendaciones .............................................................................................................47 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS .................................................................................48 ANEXOS ..............................................................................................................................50 Anexo I: Comportamiento de las pérdidas en Sancti Spíritus ..........................................50 Anexo II: Diagrama monolineal del circuito 3000 y 1495 ...............................................51 Anexo III: Modelo de celaje para los circuitos secundarios .............................................52 Anexo IV: Modelo para la captación de los datos de los clientes ....................................53 Anexo V: Pérdidas de energía en acometidas residenciales en servicio de (110 V) ........54 Anexo VI: Pérdidas de energía en acometidas residenciales en (220 V 3 hilos)..............55 Anexo VII: Pérdidas de energía en acometidas residenciales en (220 V 4 hilos) ............56 Anexo VIII: Pérdidas de energía en acometidas no residenciales según el servicio ........57 Anexo IX: Pérdidas de energía eléctrica por niveles de voltaje .......................................58 Anexo X: Distribución de las pérdidas eléctricas en el municipio de Taguasco ..............58 Anexo XII: Cambio de calibre en el tronco......................................................................59 Anexo XIII: Cambio de calibre en los ramales.................................................................60 Anexo XIV: Resultado de las variantes propuestas..........................................................61 Anexo XV: Comportamiento de las pérdidas técnicas después de las mejoras................67 Anexo XVI: Ahorro de energía después de realizadas las mejoras ..................................68.

(12) INTRODUCCIÓN. 1. INTRODUCCIÓN. El ahorro de energía eléctrica, en los últimos años, se convierte en una de las principales tareas del país, dirigido al desarrollo y consolidación de la eficiencia económica en todos los sectores y niveles, utilizándose para ello los más diversos adelantos de la ciencia y la tecnología que incluye la aplicación de la computación. La energía, desde el punto de vista social, es un factor importante en el desarrollo de las fuerzas productivas y en la elevación del nivel de vida en la población. En el País la infraestructura eléctrica no está al margen de los problemas presentados en los últimos tiempos, por lo que el consumo debe ser planificado racionalmente, traduciéndose en la disminución de interrupciones, fallas y pérdidas eléctricas en todos los eslabones del Sistema Electroenergético Nacional (SEN), logrando con ello una mayor calidad del servicio a los clientes. Las pérdidas, constituyen un indicador fundamental para medir la eficiencia de la actividad eléctrica en las redes, su control resulta de gran importancia para la estabilidad, rentabilidad y el direccionamiento de futuras inversiones asociadas con la planificación de mediano y largo plazo de una empresa. Para disminuirlas se establecen estrategias de trabajo nacionales, rectoradas por la Unión Eléctrica Nacional (UNE) sobre las diferentes empresas eléctricas del país. Las acciones que se toman por parte de las direcciones técnicas y comerciales son agrupadas en programas provinciales de reducción de pérdidas. Llegando a validar los niveles de pérdidas, desagregarlas en técnicas y comerciales; zonificar las mismas, desglosarlas por causas y niveles de tensión, identificar las medidas remediables por impacto económico, o sea proyectos ejecutivos de mejoras e inversiones, además de alcanzar los parámetros de pérdidas establecidos para cada año..

(13) INTRODUCCIÓN. 2. El objetivo general del trabajo es estudiar y determinar todas las pérdidas técnicas en los diferentes niveles de voltajes. Para el logro de este propósito, se plantearon los siguientes objetivos específicos:  Actualizar las bibliotecas de los programas Radial y WinGeneral con los datos que se recopilan en los levantamientos realizados.  Identificar donde radican los mayores problemas de pérdidas de energía eléctrica realizando todos los cálculos según el procedimiento.  Proponer diferentes variantes de mejoras, con el fin de lograr la operación más óptima de dichas redes. El trabajo está estructurado de la siguiente forma: introducción, capitulario, conclusiones, recomendaciones, referencias bibliográficas y anexos. A continuación se muestra un breve resumen del capitulario. Capítulo 1 Este capítulo abarca lo relacionado con las pérdidas de energía eléctrica y su clasificación, aspectos técnicos, un estudio minucioso del panorama mundial, comportamiento histórico de las mismas en la provincia de Sancti Spíritus y características del sistema actual del municipio de Taguasco. Capítulo 2 Este capítulo amplía la metodología para el cálculo y determinación de las pérdidas de energía que se utiliza en la provincia de Sancti Spíritus, se caracteriza brevemente los circuitos de subtransmisión y distribución primaria. Además se actualizaron los ficheros del Radial 7.6 y WinGeneral. Capítulo 3 Se encuentran plasmados, en este capítulo, todos los cálculos realizados, haciendo un análisis y desglose de los mismos. Son propuestas una serie de mejoras para la reducción de las pérdidas de energía eléctricas, en los diferentes sectores que se analizan..

(14) CAPÍTULO 1. PANORAMA SOBRE LAS PÉRDIDAS DE ENERGÍA ELÉCTRICA. 3. CAPÍTULO 1. PANORAMA SOBRE LAS PÉRDIDAS DE ENERGÍA ELÉCTRICA. Todos los sistemas eléctricos son afectados, en mayor o menor medida, por pérdidas de energía, causando diversos daños al medio ambiente y requieren mayor consumo de recursos para la generación, conforme al aumento de las pérdidas [1]. Para poder disfrutar del servicio eléctrico, es necesario un correcto funcionamiento de cada componente de los sistemas eléctricos de potencia. El Sistema Electroenergético Nacional (SEN) está formado por diferentes niveles: 1. Nivel de generación. 2. Nivel de transmisión. 3. Nivel de subtransmisión. 4. Nivel de distribución primaria. 5. Nivel de distribución secundaria. El presente trabajo es dedicado al estudio integral de pérdidas en el municipio de Taguasco. Abordando, en este capítulo, temas afines al estudio en sus diferentes niveles, exceptuando los niveles de transmisión y generación [2]. 1.1. Clasificación de las pérdidas de energía eléctrica. La energía eléctrica, en el País, se genera empleando mayoritariamente tecnologías que funcionan, a partir, de la quema de combustibles fósiles, ya sean centrales térmicas o grupos electrógenos, agrupados en baterías para la generación distribuida. En mucha menor medida, se emplean para la satisfacción de la demanda eléctrica nacional, tecnologías que permiten el aprovechamiento de las fuentes renovables de energía; pero estas tecnologías.

(15) CAPÍTULO 1. PANORAMA SOBRE LAS PÉRDIDAS DE ENERGÍA ELÉCTRICA. 4 constituyen un porciento muy pequeño de la generación en el País; para que la electricidad llegue hasta los usuarios finales, es necesario transportarla largas distancias mediante los tendidos eléctricos de las redes de transmisión, subtransmisión y distribución del Sistema Electroenergético Nacional (SEN) [3]. Las leyes de la naturaleza no permiten que la energía se pierda. En Física se habla de transformaciones de un tipo de energía en otro; pero la energía total siempre se mantiene constante, esta ni se crea ni se destruye, en el caso de las pérdidas eléctricas lo que ocurre es una transformación de energía. La energía eléctrica que cambia a otras formas de energía, no se puede aprovechar para transportarla nuevamente, ni se puede emplear por los usuarios; a efectos técnicos, se contabiliza como pérdida de energía. Se producen pérdidas, en el proceso de generación, transmisión y distribución para suministrar la energía eléctrica a cada consumidor, en una u otra medida. Estas son comunes e inherentes en las empresas eléctricas y se tornan en un problema muchas veces grave, cuando rebasan ciertos límites lógicos. Las pérdidas de energía equivalen a la diferencia entre la energía generada, la energía distribuida y comercializada que pueden clasificarse en dos grandes grupos según su origen: pérdidas técnicas y pérdidas no técnicas o comerciales [4]. 1.1.1. Pérdidas técnicas. Las pérdidas técnicas, se deben a la energía perdida en los equipos relacionados con los procesos de generación, transmisión y distribución. Es un fiel reflejo del estado y la ingeniería de las instalaciones eléctricas, dependen básicamente del grado de optimización de la estructura del sistema eléctrico, de las políticas de operación y mantenimiento. Su mayor concentración, es ocasionada por la transmisión de energía eléctrica por medio de conductores, transformadores y otros equipos del sistema de distribución (efecto Joule, pérdidas en el núcleo), así como por las ocasionadas en las líneas de transmisión por el efecto Corona. Las pérdidas técnicas, representan una verdadera pérdida de energía desde el punto de vista físico; es energía que no puede ser utilizada de ninguna manera, cualquier medida que permita reducirlas representa un beneficio para la empresa y para la economía en general..

(16) CAPÍTULO 1. PANORAMA SOBRE LAS PÉRDIDAS DE ENERGÍA ELÉCTRICA. 5 Estas pueden subdividirse, a su vez, en correspondencia con el tipo y las causas de origen [5]. Se pueden considerar, según el tipo: 1). Pérdidas por transporte:.  En las líneas de transmisión.  En las líneas de subtransmisión.  En los circuitos de distribución primaria.  En los circuitos de distribución secundaria.  En acometidas. 2). Pérdidas por transformación:.  En transformadores de transmisión-subtransmisión.  En transformadores de subtransmisión-distribución.  En transformadores de distribución. 3). Pérdidas en las mediciones. Son las que se producen en los equipos y aparatos de medición, incluidas las pérdidas en los transformadores de medición, cuando la medición es indirecta. Teniendo en cuenta la causa de origen: 1). Pérdidas por efecto Corona: estas son sólo consideradas en los niveles de voltaje elevados.. 2). Pérdidas por efecto Joule: las ocasionadas por el paso de la corriente, a través del conductor.. 3). Pérdidas. por. corrientes parásitas o histéresis: estas. transformadores [5].. aparecen. en los.

(17) CAPÍTULO 1. PANORAMA SOBRE LAS PÉRDIDAS DE ENERGÍA ELÉCTRICA. 6 1.1.2. Pérdidas no técnicas o comerciales. Las pérdidas no técnicas o comerciales constituyen una merma real para la economía, esta energía es consumida por los usuarios en alguna actividad; pero no contabilizada en la facturación. Estas pérdidas son reflejo de la efectividad de los sistemas de facturación, la precisión de los equipos de medición de energía empleados, las dificultades en las empresas para cobrar por el servicio prestado, para detectar el fraude por parte de los clientes, el nivel de las tarifas y de la calidad del servicio. En algunas ocasiones los sistemas de facturación de los propios distribuidores son deficientes e incapaces de facturar toda la energía servida y detectar dónde se producen los robos. Las pérdidas no técnicas representan energía que está siendo utilizada para algún fin, por lo cual la empresa no recibe pago alguno. Desde el punto de vista macroeconómico, esto no representa una pérdida real; sin embargo, para las finanzas de la empresa conlleva a una carga real, la cual generalmente tiene que ser transferida a los clientes que pagan por el servicio de una energía eléctrica [5]. El criterio más acertado para clasificar y evaluar estas pérdidas es la causa que la originan, donde se agrupan según las siguientes: 1) Consumo de usuarios no contratados. Comprende fundamentalmente la conexión directa de usuarios del servicio a una red sin haber suscrito un contrato o acuerdo con la empresa encargada de la distribución de energía. En este grupo se incluyen aquellos usuarios que habiendo tenido un contrato con la empresa distribuidora, son desconectados de la red y se vuelven a conectar a ésta sin autorización. Estos usuarios obviamente no tienen medición de energía consumida. 2) Pérdidas por fraude o hurto (por parte de clientes contratados). Comprende todos los casos en los cuales el usuario, siendo un suscriptor de la empresa distribuidora, altera el equipo de medición o toma directamente la energía. Las formas en que estas pueden manifestarse son: a. Puente de la bobina de potencial abierto. b. Puente de la bobina de potencial aislado. c. Conexión invertida..

(18) CAPÍTULO 1. PANORAMA SOBRE LAS PÉRDIDAS DE ENERGÍA ELÉCTRICA. 7 d. Contador inclinado. e. Intercambio de una fase con el conductor neutro. f. Contador perforado. g. Freno del disco (para los contadores electromagnéticos) ya sea total o parcial y de cualquier manera como:  Alteración de sus órganos de ajuste de la máxima o de la mínima.  Utilizando limallas u otro objeto entre imanes.  Alterando la posición de la relojería logrando una mayor fricción. h. Línea interrumpida. i. Línea directa. j. Alteración de la bobina de potencial logrando un menor flujo de esta. k. Alteración en el circuito de control de los metros electrónicos. 3) Pérdidas debido al fallo de la medición. Las causas fundamentales que originan estas pérdidas son: a. Una mala conexión del metro contador de los transformadores de medición en caso que la medición sea indirecta. b. Transformadores de medición no adecuados, o sea, subempleados, en mal estado o sin protección. c. Descalibración de los metros contadores debido a la obsolescencia, suciedad, mala manipulación, ineficiente reparación e interrupción del ciclo de verificación, poca capacidad. 4) Pérdidas por administración. Estas pérdidas corresponden a la energía no registrada por problema de gestión administrativa de la empresa (energía estimada) como son: a. Errores en la medición de los consumos (de lectura y cobro). b. Errores en los procesos del registro de los consumos. c. Inadecuada información que produce errores y/o demoras en la facturación..

(19) CAPÍTULO 1. PANORAMA SOBRE LAS PÉRDIDAS DE ENERGÍA ELÉCTRICA. 8 d. Errores en la estimación de consumos en los casos en que por cualquier motivo, tanto en consumidores o en algún punto de interés, no es posible registrarlo con la medición. e. Errores y/o atrasos en los registros y censos de instalaciones de alumbrado público. 5) Pérdidas por los insumos de la empresa. Se entiende por consumo propio o insumo de la empresa a toda la energía que se consume en oficinas, talleres, subestaciones, etc. de la empresa y que no se contabiliza o se hace de forma incorrecta [5]. 1.2. Comportamiento porcentual de las Pérdidas. Tomando en consideración todos los componentes que conforman un sistema eléctrico de potencia, es difícil establecer lo que podría ser un nivel óptimo de pérdidas totales. En estudios realizados, se puede observar que existen diferencias en cuanto a los criterios de los niveles de pérdidas entre empresas, se puede estimar que el nivel porcentual de pérdidas no debe exceder el rango del 10 al 12 %; pero es deseable que sea del 8 al 9 %. Como referencia, algunos valores de pérdidas en las partes y componentes de un sistema de distribución se pueden hacer consideraciones tomando las pérdidas del sistema total como el 100 % de las mismas. En este sentido el rango para transformadores de subestaciones de transmisión oscila por el 11.6 %, mientras que las líneas de este nivel hasta la subtransmisión se mantienen por debajo del 21 %. Las subestaciones de subtransmisión se mantienen alrededor de 13 %. Por último, los equipos de la distribución primaria, los transformadores de distribución y líneas secundarias se mantienen con valores cercanos al 25, 17 y 12 % respectivamente [6]. 1.3. Panorama Mundial. Un valor o índice de pérdidas, para determinar cuándo se puede considerar como aceptable o es elevado se debe hacer suposiciones sobre si las pérdidas representan un impacto importante sobre el sistema, valorando el costo de la energía no suministrada, o también el costo de reducción de las pérdidas, en cuánto salen las inversiones que se tienen que.

(20) CAPÍTULO 1. PANORAMA SOBRE LAS PÉRDIDAS DE ENERGÍA ELÉCTRICA. 9 realizar para tal fin. Como índice global, se pueden establecer comparaciones con las empresas eléctricas de distintos países con sus pérdidas. Los países altamente industrializados presentan valores de pérdidas que oscilan dentro de un rango considerablemente más bajos que los restantes países; un ejemplo de las pérdidas de distribución de estos países se manifiesta en la Unión Europea figura 1.1. En el caso de los países en vías de desarrollo el margen es mayor. Estos valores son básicamente de referencia y finalmente constituyen una idea de orden, en los que se enmarcan sus pérdidas [6].. Figura 1.1: Pérdidas de distribución de los países de la Unión Europea, en el 2004. Como se comentó anteriormente, en el caso de los países desarrollados, se puede observar en la figura 1.1 cómo los valores se encuentran enmarcados casi en su totalidad por debajo del 7 %. Un caso atípico resulta Luxemburgo, cuyo valor sobrepasa levemente la unidad, si se tiene en cuenta que es un país sumamente pequeño y rodeado por el sistema eléctrico europeo que lo provee de energía reduciendo los costos auxiliares. [6] Figura 1.2: se presenta el comportamiento de otros países industrializados con un bajo porciento de pérdidas, esto se debe por su avance tecnológico sin frenos en el área de la electrotecnia que permite alcanzar valores reducidos de pérdidas técnicas, las características que presentan estos sistemas eléctricos son muy distintas a los países subdesarrollados,.

(21) CAPÍTULO 1. PANORAMA SOBRE LAS PÉRDIDAS DE ENERGÍA ELÉCTRICA. 10 estos no presentan ventajas tecnológicas; hay que destacar que el problema del hurto de la energía no tiene las mismas proporciones en comparación con otros países. [7]. Figura 1.2: Comportamiento de las pérdidas, en porciento, de países industrializados. El comportamiento, de los países de América Latina y el Caribe, presenta un rango mayor con valores alarmantes de pérdidas de la energía que entra a sus sistemas. Posteriormente se describe el comportamiento de algunos donde se evidencian otros factores en determinadas zonas geográficas. Venezuela: La República Bolivariana de Venezuela, país que enfrenta serias distorsiones en sus estructuras culturales, económicas y urbanas, entre otras. Presenta una electrificación que supera el 97% del territorio, su Sistema Eléctrico Nacional reporta pérdidas consolidadas del orden del 50% de la energía en algunas partes de su territorio, donde un 40% corresponde a pérdidas no técnicas. Los sectores socioeconómicos de menores recursos de la población (según la clasificación del gobierno venezolano) tienen a su vez una contribución significativa en estos indicadores energéticos. Sorprende encontrar que sólo un 5,94% de las viviendas de barrios urbanos contribuyen a las pérdidas no técnicas de energía, lo que hace suponer que los mayores contribuyentes a las pérdidas no técnicas parecen ubicarse entre los consumidores comerciales y residenciales formales. La red de distribución de energía eléctrica en Venezuela se vale de transformadores, principalmente de montaje en postes, con capacidades que van de 25 kVA.

(22) CAPÍTULO 1. PANORAMA SOBRE LAS PÉRDIDAS DE ENERGÍA ELÉCTRICA. 11 hasta 100 kVA por fase, cuyos bancos de transformación presentan pérdidas bajo carga globales del orden de 11.244 MVA, lo que significa el 1,39% respecto a la Disponibilidad Neta Puntual (en MVA) en Baja Tensión. El índice de energía no facturada en el sistema eléctrico, las pérdidas que registra por aspectos técnicos y tomas ilegales, aumentó 20,8% en 2010, con respecto a 2006, último año que estuvo presente el sector privado en esta área energética. "Durante muchos años se han dedicado esfuerzos y recursos para su solución; sin embargo, la situación persiste y la tendencia va a un incremento del problema"[8], reconoce el Gobierno hace cinco años cuando presenta el Plan de Desarrollo del Servicio Eléctrico Nacional. Las pérdidas, en 2006, fueron de 26.742 GW-h/año, es la medida de potencia energética que surge entre la generación y la energía no facturada, eso representa 23,46% de la energía producida. El año pasado ese índice se elevó a 32.329 GW-h/año, para abarcar 28,78% de la generación, según la memoria y cuenta del Ministerio de Energía Eléctrica de 2010, el reporte anual no menciona la continuidad de los proyectos que desarrollan las empresas privadas cuando el Estado asumió el control del sector en 2007 [8]. México: Una de las entidades más reconocidas, en el caso de México, es la Compañía de Luz y Fuerza del Centro (LyFC) que suministra electricidad a cerca de 6 millones de hogares en la Ciudad y parte de la zona central del país, las pérdidas sobrepasan actualmente el 29% de la “energía recibida” (LyFC genera menos del 3% de la energía que distribuye, adquiriendo la mayor parte de la Comisión Federal de Electricidad, CFE). La mitad de dichas pérdidas, cerca del 15%, son pérdidas "no técnicas", en Baja Tensión (es decir, corresponden al sector de consumidores domésticos). Entre las causas de este quebranto destacan: "medidor alterado" (equivalente al 4.06%), "instalación clandestina" (3.33%) y asentamientos irregulares (2.19%). [9]. Argentina: Un ejemplo más, que ilustra un enfoque totalmente distinto (aunque igualmente inadecuado) al problema del robo de energía, es el de la ciudad de Buenos Aires, Argentina, donde se reportó que en el período en que las empresas distribuidoras pertenecieron al.

(23) CAPÍTULO 1. PANORAMA SOBRE LAS PÉRDIDAS DE ENERGÍA ELÉCTRICA. 12 Estado las pérdidas "no técnicas" ruedan el 25% de la producción de electricidad y que, en cambio, a partir de la privatización estas se reducen a menos del 5% [9]. Colombia: Aproximadamente 271 expedientes se abrieron en la capital nortesantandereana por parte de la división de Control y Reducción de Pérdidas, debido al hurto de 859.220 kW-h/año, con un costo de $263,9 millones desde enero del 2010 hasta la fecha. Las pérdidas anuales por el robo de energía llegan a 204 GW-h/año. Esto es equivalente a dos meses del consumo de energía por parte de los 370.000 usuarios que es una cantidad muy alta. Se pierden dos meses al año de la electricidad ingresada al sistema. Eso serían $60.000 millones, correspondientes a la facturación del período a los clientes, situando a las pérdidas comerciales de CENS en un 15.76% [9]. Ecuador: El estudio de pérdidas de energía eléctrica no depende solo del país sino de sus empresas, cada una tiene sus propias pérdidas; la figura 1.3 muestra una comparación de las distintas empresas eléctricas del Ecuador demostrando la variación que existe entre ellas [10].. Figura 1.3: Pérdidas de energía de las empresas eléctricas del Ecuador en el 2007..

(24) CAPÍTULO 1. PANORAMA SOBRE LAS PÉRDIDAS DE ENERGÍA ELÉCTRICA. 13 1.4. Panorama Nacional. En Cuba La Oficina Nacional de Estadísticas (ONE), reporta en su sitio en Internet que al cierre de 2009, Cuba generó 17 709,1 GW-h/año, Según la ONE, en 2009 las pérdidas eléctricas ascendieron a 2 532,9 GW-h/año, cifra que representa alrededor del 14 porciento respecto al total de la electricidad generada en el País. Gracias a los trabajos de mejoramiento que se realizan en las redes eléctricas de distribución, así como a la creación de nuevas subestaciones eléctricas. Todo ello redunda en una mayor calidad de la electricidad y en la disminución de la cantidad de energía eléctrica que se pierde. Se incrementa, con la Revolución Energética, la potencia instalada y la disponibilidad de las unidades generadoras, al incorporarse las baterías de grupos electrógenos. Con estas acciones, la energía eléctrica comienza a generarse más cerca de los consumidores, disminuyéndose las pérdidas por transmisión. Al eliminarse el apagón por déficit de capacidad generadora, decrece apreciablemente la electricidad dejada de servir a los usuarios; propiciando que en el período 2006-2007, las pérdidas eléctricas aumenten. El aumento del consumo eléctrico por los clientes del sector residencial provoca que aumenten las pérdidas técnicas por distribución, debido a que crece la cantidad de energía eléctrica que circula en dichas redes, en las que la tensión es más baja y por tanto la intensidad de la corriente es mayor. La cifra de pérdidas eléctricas que reporta la ONE incluye el fraude eléctrico. En 2009 se contabilizan en el País un total de 26 833 fraudes eléctricos, y al cierre de noviembre de 2010 se detectan 24 688 acciones ilegales en el uso de la electricidad [11]. Se trabaja por aumentar la eficiencia energética, pero los ciudadanos deben ser conscientes en el uso racional y responsable de la electricidad. Así se demuestra la educación energética. 1.5. Comportamiento histórico de las pérdidas en Sancti Spíritus. El control de pérdidas, resulta de gran importancia para la estabilidad y rentabilidad de las empresas. Con este objetivo se realizan diversos estudios en la Organización Básica Eléctrica (OBE) provincial. Sus resultados demuestran que desde 1989 las pérdidas de.

(25) CAPÍTULO 1. PANORAMA SOBRE LAS PÉRDIDAS DE ENERGÍA ELÉCTRICA. 14 energía en la Provincia oscilan entre un 10 y 19 %(Ver anexo I). Al cierre del 2010 representan el 16.4 % de la energía total disponible en la distribución. La figura 1.4, representa el comportamiento de las pérdidas de distribución y la energía disponible en los últimos 22 años. En el gráfico todos los valores son en por unidad (p.u) referidos a los resultados obtenidos en 1989 [5].. Pérdidas.. 10. 09. 20. 08. 20. 07. 20. 06. 20. 05. 20. 04. 20. 03. 20. 02. 20. 01. 20. 00. 20. 99. 20. 98. 19. 97. 19. 96. Energía Disponible. 19. 95. 19. 94. 19. 93. 19. 92. 19. 91. 19. 90. 19. 19. 19. 89. 2 1.8 1.6 1.4 1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0. % de Pérdidas.. Figura 1.4: Comportamiento de las pérdidas de distribución en los últimos 22 años. Se puede apreciar, en el gráfico que la curva de pérdidas en todo momento, a partir del año de referencia, se mantiene por encima de la energía disponible, estableciendo un indicador que va en ascenso todos los años a un ritmo de 2 % como promedio anual, hasta alcanzar el valor máximo de las pérdidas en 1995, lo que denota las insuficiencias tanto en el control de las pérdidas como en la aplicación de medidas de reducción con que afronta la empresa en el período. Se logra invertir el sentido de la curva de pérdidas a partir de 1995, disminuyendo esta en 1.1 % como promedio anual (33.2 GW-h/año de ahorro). Los esfuerzos en este sentido están concentrados fundamentalmente en la reducción de pérdidas comerciales. En el año 2005 comienzan de nuevo a incrementarse las pérdidas, el ascenso fue de 0.6 % como promedio anual con un decrecimiento en el 2008 de 0.8 %, después ocurre un aumento de 1 % en el 2009 y un marcado incremento del 3 % en el 2010..

(26) CAPÍTULO 1. PANORAMA SOBRE LAS PÉRDIDAS DE ENERGÍA ELÉCTRICA. 15 Las causas fundamentales por las que ocurre este incremento son:  Disminución de la recuperación de energía en el sector estatal que representa el 2.59 %.  Normalización de los bateyes azucareros Araselio Iglesias y Simón Bolívar a 1536 MW-h/año con 0.27 %.  Se aumenta la exactitud, de la medición, de la energía de entrada al ser medida con contadores eléctricos de energía (CEE) al 100 % de la energía total consumida en distribución, mientras que sólo el 46 % de las ventas es medido con esta tecnología. La instalación de los contadores de tipo ION registra en el mes de abril 140 MW-h/año de incremento en las pérdidas.  El aumento del consumo en el sector residencial en un 7.7 % con respecto al 2009. (representa el 67 % de las ventas). La Tabla 1.1, representa una comparación de la estructura de las pérdidas obtenidas, según los estudios de pérdidas técnicas efectuados. Tabla 1.1: Comportamiento histórico de las pérdidas en Sancti Spíritus. Año 1990. Año 1995. Año 1999. Año 2007. GW-h. %. GW-h. %. GW-h. %. GW-h. %. E. Disponible. 389,1. 100. 338,6. 100. 439. 100. 564,9. 100. Pérdidas Totales. 46,1. 11,8. 67. 19,8. 53,5. 12,2. 74,6. 13,2. Pérdidas Técnicas. 42,7. 11,0. 25,5. 7,5. 46. 10,5. 66,1. 11,7. Pérdidas no Técnicas. 3,4. 0,9. 41,5. 12,3. 7,5. 1,7. 8,5. 1,5. Se debe resaltar que en el año 1990 existen las condiciones propicias para obtener un bajo índice de pérdidas, en lo fundamental por:  La papelera de Jatibonico, sobrepasa el consumo de los 24 GW-h/año, que representa un 0,8 punto porciento de disminución.  Los casos de fraudes son puntuales.  La medición se presenta sin déficit de recursos..

(27) CAPÍTULO 1. PANORAMA SOBRE LAS PÉRDIDAS DE ENERGÍA ELÉCTRICA. 16  La posibilidad de consumidores clandestinos es mínima, pues las variaciones de contrato son escasas. El incremento de la energía consumida en el sector residencial, es un factor determinante en el crecimiento de las pérdidas técnicas de la distribución, en todos los niveles de tensión, en líneas y en transformadores. El incremento de nuevos servicios contribuye al aumento de las pérdidas fijas en transformadores y metros contadores. El cambio de la estructura del consumo que tiene la Provincia en los años 1989, 1995, 2004 y 2009, experimenta un incremento en un 94.4 % respecto al de 1989, a esto se le añade la descapitalización de las redes por falta de mejoras y una pésima infraestructura eléctrica. Las pérdidas comerciales en 1995 son del orden de los 41.1 GW-h/año, constituyendo el valor más grande alcanzado en la historia. El acelerado crecimiento estuvo determinado fundamentalmente por:  La proliferación del fraude eléctrico, primeramente por las restricciones del consumo residencial, mediante un plan de consumo mensual y posteriormente por el consumidor que trata de evadir el pago de la electricidad, desde el cambio de tarifa en 1994. A esto se le añade insuficiencias en el trabajo de inspección porque en el territorio solo el 16 % de los consumidores cuentan con una correcta instalación sin posibilidades reales de cometer fraude debido al deterioro del sellaje y las limitaciones de recursos para el servicio tales como: gabinetes, tapas de block y mangueras para conductores, etc. Un estudio realizado sobre el tema arroja que en ese año el 13 % de los clientes cometen fraude y la energía perdida por esta causa, es del orden de los 17,5 GW-h/año.  Falta de recursos para la medición: esta situación provoca pérdidas comerciales del orden de los 10 GW-h/año, sólo por concepto de empates directos, metros defectuosos, fallos en la medición de mayores y errores de relación en transformadores de corriente (TC) por falta de mantenimientos.  Las transferencias estimadas, aunque no constituyen pérdidas como tal, sí influyen considerablemente en la cuantificación de las pérdidas de la Provincia. El hecho de metrar las transferencias con Villa Clara demuestra que ese año se considera de más, una energía de entrada a la Provincia superior a los 3 GW-h/año..

(28) CAPÍTULO 1. PANORAMA SOBRE LAS PÉRDIDAS DE ENERGÍA ELÉCTRICA. 17  Se estima, en ese año, que las pérdidas comerciales por concepto de tendederas y consumos sin contrato (clandestino), entre los que se encuentran más de un centenar de consumidores estatales, están en el orden de los 3.1 GW-h/año. [5]. 1.6. Premisas históricas del municipio Taguasco. El fenómeno de las pérdidas técnicas evoluciona con la transformación de los sistemas eléctricos en todo el mundo, en relación con el incremento de las cargas, llegando a convertirse en una premisa básica para el estudio de las mismas. Las características técnicas de los sistemas como factores de carácter social, juegan roles fundamentales, en el proceso de pérdidas en cada país o provincia. En el caso del municipio de Taguasco, no se encuentra ajeno a este fenómeno. El asentamiento de Taguasco, según registros históricos locales, comienza a formarse desde el año 1905 por ciudadanos canarios, debido a que el territorio quedó devastado desde la guerra de 1895. En el año 1906 se termina la construcción del Ingenio Tuinucú Sugar Company, hoy CAI Melanio Hernández en el actual Consejo Popular Tuinucú. Las primeras experiencias para brindar energía eléctrica al caserío del ingenio datan de 1913 que se comienza con el alumbrado en las principales casas y establecimientos de los dueños del central y obreros calificados. Esta fue realizada por el Ingeniero Eléctrico Frank Johnes, el 26 de abril de 1919 se autoriza a Wenceslao Menéndez y Fernández para establecer una planta eléctrica en el pueblo de Zaza del Medio. En el 1920 se instala una pequeña planta que abastece a 10 casas en la finca La Palma, el mismo se puede ver en el Museo de la localidad. Posteriormente el 7 de septiembre de 1930 se aprueba el proyecto de una planta de alumbrado y fuerza motriz en el pueblo de Taguasco, con ampliación a Naranjo, Jíbaro y Siguaney. Con el triunfo de la Revolución y el posterior desarrollo de la Industria Electroenergética a nivel nacional se acelera el proceso de electrificación a nivel provincial y municipal. Esto lo evidencia la información recogida, en la que se afirma que antes del triunfo de la Revolución, la Compañía Cubana de Electricidad brinda servicio a menos de 28000 clientes, los que generalmente se localizan en las ciudades y pueblos más céntricos. Actualmente los niveles de electrificación alcanzan más del 95% de la población a nivel.

(29) CAPÍTULO 1. PANORAMA SOBRE LAS PÉRDIDAS DE ENERGÍA ELÉCTRICA. 18 nacional y se multiplican por todo el territorio las subestaciones de transmisión y distribución, así como las redes, los transformadores [2]. 1.6.1. Características del sistema actual. El Municipio cuenta con una población de 36225 habitantes, distribuidos en un territorio de 515.18 km², con 11460 clientes residenciales, 71 no residenciales y de bombeo, 462 estatales, 89 mayores y divisa, para un total de 12144 clientes. La extensión de todos los circuitos de distribución primaria del Municipio, arroja una distancia cercana a los 188.795km de línea, a los cuales están conectados unos 453 bancos de transformadores con una capacidad total instalada de 19984.5 kVA y seis bancos de capacitores, con una capacidad de 1650 CkVAr. La Fábrica de Cemento Siguaney es el mayor consumidor del Municipio, aunque existen otros como son Asbesto Cemento y la Empresa Azucarera Melanio Hernández. Taguasco se alimenta de dos líneas de 34.5 kV (33 kV) procedentes de la Subestación Jatibonico 110/33 kV y de la Subestación Tuinucú 110/33 kV. El Municipio cuenta con una infraestructura eléctrica formada por seis subestaciones de distribución: tres alimentan circuitos de distribución de 13.8 kV (13 kV) y tres a circuitos de 4.16 kV (4 kV) de voltaje nominal. Esta fuente deriva: nueve circuitos de distribución primaria y uno que se alimenta de la subestación de Jíquima de Peláez en Cabaiguán, de ellos cuatro circuitos de 4 kV y seis son de 13 kV [3]. En la figura 1.5 se muestra el comportamiento (en %) de las pérdidas de energía eléctrica, según la OBE Provincial de Sancti Spíritus, desde el 2005 hasta 2010 tomando todos los valores recogidos en el mes de diciembre de cada año, aquí se muestran las irregularidades que tiene el Municipio en comparación con la Provincia..

(30) CAPÍTULO 1. PANORAMA SOBRE LAS PÉRDIDAS DE ENERGÍA ELÉCTRICA. 19 30. Sancti Spíritus Taguasco. 25. 20. 15. 10. 5. 0 2005. 2006. 2007. 2008. 2009. 2010. Figura 1.5: Comportamiento de las pérdidas de energía eléctrica (en %). Todos estos circuitos, analizados en el presente estudio poseen una configuración radial, recibiendo suministro energético desde un solo punto. Las principales ventajas de esta configuración radial consisten en su bajo costo de instalación y la simplicidad de su operación. Corren, a través de las calles, en zonas urbanas y de caminos en zonas rurales. Las principales desventajas que presentan los sistemas radiales son su pobre regulación de voltaje y su poca fiabilidad, al ser alimentados por un solo punto del circuito, cualquier falla en la línea deja sin servicio a sus clientes. Se considera preferible la distribución a 13 kV como nivel de voltaje en todo el territorio nacional, según la norma cubana NC 62-05, basada lógicamente en que los circuitos de 13 kV pueden llevar una mayor carga y recorrer mayor extensión en comparación con los circuitos de 4 kV, gracias a que los mismos requieren de la circulación de una corriente menor, lo que trae consigo a su vez menores caídas de voltaje y pérdidas en las líneas para distribuir determinada potencia. Resultan de forma general mucho más eficientes que los sistemas operados a 4 kV. Los circuitos primarios con niveles de voltaje de 33 kV no dejan de ser una variante más de la distribución que se considera deben ser más explotadas, aún con solo algunos casos aislados en todo el País. Los sistemas de distribución a 33 kV pueden ser una vía de solución para poblados aislados donde resulta muy costosa la construcción de una.

(31) CAPÍTULO 1. PANORAMA SOBRE LAS PÉRDIDAS DE ENERGÍA ELÉCTRICA. 20 subestación e infraestructura eléctrica para abastecer a pocos clientes, situación que se puede solucionar utilizando dicho nivel de voltaje para la distribución primaria, al colocar transformadores en las líneas de subtransmisión. El valor de voltaje de 33 kV (19 kV por fase) resulta un caso particular dado sus características, las cuales limitan su utilización. Se puede decir entre sus principales desventajas que se nombran las condiciones físicas y su gran tendencia al desbalance. Entre sus ventajas se puede citar lo económico que resulta dado su menor índice de pérdidas y su capacidad para cubrir grandes distancias [2], además de la eliminación de la doble transformación. El caso de Taguasco, con la 33 kV se utiliza para alimentar las subestaciones de subtransmisión de los circuitos primarios, las subestaciones exclusivas de consumidores estatales y los transformadores directamente conectados a este nivel para alimentar cargas aisladas con bancos de poca capacidad. Los alimentadores del Municipio son el 3000 y el 1495 de las subestación Tuinucú y de Jatibonico de 110/33 kV respectivamente..

(32) CAPÍTULO 2. REVISIÓN DE LA METODOLOGÍA PARA EL CÁLCULO DE LAS PÉRDIDAS. 21. CAPÍTULO 2. REVISIÓN DE LA METODOLOGÍA PARA EL CÁLCULO DE LAS PÉRDIDAS. El análisis para obtener las pérdidas sirve también para mejorar la planificación, el diseño, la operación de los diferentes sistemas eléctricos de potencia y zonas administrativas. Es decir, que la obtención de las pérdidas a nivel de componente, produce beneficios que van más allá del alcance del programa de reducción y control porque permite una mejora sustancial de su eficiencia, objetivo fundamental de las Empresas Eléctricas Provinciales. En este capítulo se plasma el procedimiento para la determinación y control de las pérdidas de energía en el sistema eléctrico de distribución y la actualización del software Radial 7.6 y WinGeneral porque son de vital importancia para el cálculo de las mismas. Este procedimiento está abalado por la Unión Eléctrica Nacional (UNE), lo que no dice que pueden ser reajustados, aspectos determinados, cuando se realizan los cálculos. En todo caso, se considera esencial contribuir al perfeccionamiento de la metodología que no se puede lograr sin experiencia, en situaciones reales. 2.1. Pérdidas globales de energía. El cálculo y determinación de las pérdidas globales de energía eléctrica en la distribución a nivel de Municipio se debe realizar con base en las lecturas de los contadores instalados en los alimentadores (afectado por el % del balance en barra de las subestaciones de alta tensión a media tensión (AT/MT)), la generación neta de los emplazamientos distribuidos en el territorio (mediante lectura de los (CEE) que miden la Generación Bruta y los CEE y miden los insumos), la compra de energía a terceros y los puntos fronteras de.

(33) CAPÍTULO 2. REVISIÓN DE LA METODOLOGÍA PARA EL CÁLCULO DE LAS PÉRDIDAS. 22. entrega-recepción de energía eléctrica con otras Empresas Provinciales y/o municipio y las ventas de energía mediante lecturas de los CEE instalados en cada cliente. 2.2. Determinación de las pérdidas técnicas. Para la determinación de las pérdidas técnicas es preciso: . Las pérdidas en % de cada elemento de la cadena distribuidora, se determina con. respecto a la energía en distribución (ETST) sin considerar a los consumidores de 110 y 220 kV, es decir: % ∆E = (∆E T *100)/ ETST Donde: % ∆E: porciento de pérdidas. ∆E T: pérdidas totales de energía. E TST: energía total sin transmisión. . La estructura básica de las pérdidas técnicas es la siguiente:. . Líneas de Subtransmisión (incluye la distribución a este nivel de voltaje).. . Transformadores de Subtransmisión o Subestaciones.. . Líneas de Distribución Primaria.. . Transformadores de Distribución Primaria.. . Circuitos de Distribución Secundaria.. . Acometidas.. . Contadores de Energía Eléctrica.. 2.3. Elección del software para el cálculo de la subtransmisión. Se pueden utilizar dos software, para el cálculo de las pérdidas a este nivel: el Radial 7.6 y el Power System Xplorer (PSX). El PSX es utilizado por los despachos eléctricos del País para la determinación de las mínimas transferencias, variaciones de lazo y normalmente abiertos. La ventaja del cálculo con el Radial 7.6 deriva, en la posibilidad que brinda el mismo de apoyarse en las lecturas de los Interruptores tipo Nu-Lec e incluso los.

(34) CAPÍTULO 2. REVISIÓN DE LA METODOLOGÍA PARA EL CÁLCULO DE LAS PÉRDIDAS. 23. recientemente instalados ION para actualizar los valores de carga y el comportamiento de sus curvas en el período determinado para el estudio. 2.4. Cálculo de pérdidas de energía en subtransmisión. Se debe seguir la siguiente secuencia de actividades, para calcular las pérdidas a estos niveles: 1. Crear o actualizar los ficheros en el Radial 7.6. Para ello se puede auxiliar del MapInfo, del cual se obtienen los datos de distancia entre las subestaciones de 110/33 kV y las diferentes subestaciones de subtransmisión y sus respectivos alimentadores. Los calibres son recopilados del departamento de Líneas Provinciales. Las capacidades de los transformadores de subtransmisión y de distribución se toman según los monoliniales y esquemas del Sore. 2. Obtener los valores máximos de potencia activa y reactiva para cada subestación mediante las lecturas realizadas a los interruptores Nu-Lec. 3. De igual manera con el registro mensual se obtienen los gráficos de carga para los circuitos de distribución según el comportamiento real en el interruptor. Los consumidores del mayor conectados a las líneas de 33 kV, también se actualizan, a través de las lecturas realizadas por el departamento comercial. 4. Obtener las mediciones de potencia y energía anual para cada alimentador; se actualiza un gráfico diario recopilado para cada uno de ello. Utilizando el software Radial 7.6:  Se actualiza la Biblioteca del radial con los gráficos de carga y otros elementos como estructuras, transformadores, tramos de línea, bancos de capacitores y conductores.  Los gráficos de carga se realizan a partir de las lecturas realizadas a los interruptores Nu-Lec, aportando considerablemente a las corridas obtenidas, para cada circuito de distribución o subtransmisión.  Se procede a realizar las corridas de flujo para obtener las pérdidas de potencia y energía..

(35) CAPÍTULO 2. REVISIÓN DE LA METODOLOGÍA PARA EL CÁLCULO DE LAS PÉRDIDAS. 24. Las gráficas implementadas, a partir de las lecturas, posibilitan la optimización de los circuitos y permite que los mismos sean corridos con la opción de ajuste de carga dando mayor fiabilidad en los resultados. Siguiendo este método realizan las corridas de todos los alimentadores de 33 kV de un municipio. En el caso de los alimentadores que alimentan dos municipios se realizan corridas sin ajuste de carga, dado la imposibilidad de tener mediciones en los diferentes estados de ello. No obstante esto se puede solucionar si se logran determinar valores de medición en las fronteras de los municipios.. Figura.2.1: Sistema eléctrico.. La figura 2.1, muestra la sección de un alimentador de 33 kV. que cuenta con dos. subestaciones reductoras de voltaje una de 33 kV a 13 kV perteneciente al circuito uno y otra de 33 kV a 4 kV perteneciente al circuito dos, con sus correspondientes derivaciones. El Radial no permite realizar el cálculo de las pérdidas de energía en la distribución primaria y la 33 kV conjuntamente; se deben calcular, por separado, las pérdidas totales de energía para cada nivel de voltaje y circuito a circuito. En la distribución primaria, por ejemplo, para el circuito uno el Radial da sus pérdidas totales de energía conjuntamente con.

(36) CAPÍTULO 2. REVISIÓN DE LA METODOLOGÍA PARA EL CÁLCULO DE LAS PÉRDIDAS. 25. otros resultados y de forma similar ocurre para el circuito dos y para los n circuitos de distribución primaria que tenga el alimentador. 2.5. Determinación de las pérdidas de potencia y energía en línea y transformación.  Se debe efectuar una corrida con los bancos de transformadores exclusivos conectados, de esta corrida se toma solamente el valor de pérdidas de energía activa en líneas.  Se realiza otra corrida del mismo circuito sin la conexión de los servicios exclusivos, de esta corrida se toman solamente las pérdidas de energía por concepto de transformación. La suma de las pérdidas de energía activa en líneas y las pérdidas de energía por concepto de transformación dan las pérdidas totales de energía del circuito. De esta forma se procede para todos los circuitos de distribución y subtransmisión. 2.6. Cálculo de pérdidas en distribución primaria a partir del Radial 7.6. Las pérdidas en la distribución primaria, para calcularlas, se debe seguir una secuencia similar que para la subtransmisión. Como se explica anteriormente el Radial, tiene la ventaja de utilizar las gráficas y los valores máximos de potencia activa (P) y reactiva (Q) tomadas de las lecturas del Nu-Lec e incorporar a la biblioteca los gráficos de carga tipo para cada banco de transformadores. Resulta indispensable el control sobre los diferentes departamentos técnicos de la entrega y actualización de los ficheros, para lograr que los cálculos sean fiables, así como que estos se encuentren actualizados con todos sus bancos, calibres y demás elementos existentes. Para los municipios que el período de zafra tiene una marcada influencia en su consumo anual se realizan dos corridas de flujo: una para el período de zafra y otra para el de no zafra. Las pérdidas totales de energía a estos niveles de tensión se obtienen como la suma de las pérdidas de cada circuito por municipio, es decir: ∆EDP = ∑ ∆E C.1-n donde ∆E DP: pérdida de energía en distribución primaria. ∆E C.1-n: pérdida de energía de los n circuitos..

(37) CAPÍTULO 2. REVISIÓN DE LA METODOLOGÍA PARA EL CÁLCULO DE LAS PÉRDIDAS. 2.7. 26. Cálculo de pérdidas de energía en circuitos de distribución secundaria. Dado el nivel de actualización de los ficheros secundarios, se puede realizar las corridas en el software General de todos los circuitos secundarios; como es lógico ello garantiza la fiabilidad de los parámetros obtenidos. El proceso tiene como primer eslabón el levantamiento secundario de todos sus bancos de transformadores residenciales. En caso de estar levantados, la actualización de sus parámetros técnicos en cuanto a consumidores y características de sus calibres. Una vez completado este proceso se realizan las corridas del software y se extraen los resultados para cada banco, sumándose para cada circuito primario; de lo contrario se realiza el cálculo por muestreo estratificado, utilizando la teoría de la decisión estadística, considerando los siguientes estratos: 1er. Estrato: circuitos secundarios urbanos. En este estrato entran todos los circuitos de la capital provincial y los municipios. 2do Estrato: circuitos secundarios suburbanos. Se consideran los circuitos de las periferias y los poblados de la provincia. 3er. Estrato: circuitos marginales o rurales.  La muestra se selecciona siguiendo un grupo de premisas.  El tamaño de la muestra se determina mediante un proceso para un nivel de significación mínimo de 0.05 (95 %).  En el caso que se utilice este método es necesario reflejar los cálculos del tamaño de la muestra y el nivel de significación empleado.  Para seleccionar los circuitos de la muestra se determina la media de la capacidad instalada en kVA en el estrato se le halla la media y se toma la capacidad predominante.  Se extrapola los valores obtenidos a la capacidad instalada de cada estrato para obtener el valor de pérdidas de energía a este nivel..

(38) CAPÍTULO 2. REVISIÓN DE LA METODOLOGÍA PARA EL CÁLCULO DE LAS PÉRDIDAS. 2.8. 27. Cálculo estimado de las pérdidas de energía en las acometidas. Se debe seguir las siguientes secuencias de actividades, para calcular las pérdidas en este sector. Recopilación de datos: 1. Se obtiene de los sistemas de facturación los datos de cantidad de clientes por tipo de servicio (110V-2hilos, 220V-3hilos, 3  -4hilos y 3  -3hilos), así como el consumo promedio mensual. 2. Se realizan los muestreos correspondientes, utilizándose los mismos estratos que para el secundario de los cuales se obtiene:  Factor de Carga (FC) promedio.  Factor de potencia promedio.  Índice de acometida por usuario (I A/C = NTA / NC ≤ 1) Donde: NTA : número total de acometidas. NC : número de consumidores..  Calibre promedio de la acometida.  Longitud promedio de la acometida.  Resistencia promedio del conductor Ω /km. 2.8.1. Pérdidas de energía en acometidas. Se procede a calcular las pérdidas en acometidas de los servicios de dos a cuatro hilos. Para ello se obtiene el consumo promedio mensual de energía en kW-h/usuario, por estratos (urbanos, suburbanos, rurales), a nivel de municipios y se determina la corriente promedio de los mismos en tarifa residenciales y no residenciales por separado. La corriente promedio por acometida es determinada como la corriente promedio por usuario entre el número total de acometidas del estrato considerado. Demanda promedio mensual:. D=. kW  h / mensuales FC * 720. (kW).

(39) CAPÍTULO 2. REVISIÓN DE LA METODOLOGÍA PARA EL CÁLCULO DE LAS PÉRDIDAS. 28. Donde: FC es el Factor de Carga. Este es calculado por muestreo y extrapolado al resto de los circuitos del estrato; son seleccionados los circuitos urbanos, suburbanos y rurales teniendo en cuenta el tipo de carga que presenta el circuito (residencial pura o mixto) y que cuenten con mediciones; también se puede proceder a la toma de carga directa de muestras de acometidas, por estratos y se determina la Carga Promedio entre la Carga Máxima, es decir: FC = (Carga promedio / Carga máxima) Corriente promedio mensual:. Ip =. D *1000 nfase * U * fp. (A). Donde: Ip: corriente promedio (A) D: demanda promedio mensual. U: voltaje de servicio (V). fp : factor de potencia promedio Pérdidas de potencia:. ΔP=. I ² * (/km) * (longitud prom) * (hilos/usuario) 1000. (kW). Se debe considerar el hilo de corriente más el neutro, en hilos/ usuario; por lo tanto los servicios se clasifican en bifilar, trifilar y de 4 hilos. Con la potencia perdida por acometida multiplicada por el total de acometidas se tiene el total de pérdidas de potencia. Ptotales= (ΔP) (Nta) El número total de acometidas se obtiene como el producto del índice de acometida por usuario, por el número de consumidores y se calcula según la expresión: NTa = I A/ C x NC Donde: I A/C: índice de acometida por consumidor NC: número de consumidores. Las horas equivalentes se determinan según la expresión siguiente:.

(40) CAPÍTULO 2. REVISIÓN DE LA METODOLOGÍA PARA EL CÁLCULO DE LAS PÉRDIDAS. 29. Heq = 8760*[A*(FC2) + B* FC] Donde: A y B: coeficientes que dependen del tipo de carga. Se propone A=0.85 y B=0.15 Se calculan las pérdidas totales de energía de la OBE Territorial ó Municipal como: ΔE = (ΔP x Heq) Después de obtener todos los datos necesarios se procede a la conformación de una tabla en Excel para facilitar el procedimiento de cálculo. 2.9. Cálculo estimado de las pérdidas de energía en los Contadores de Energía Eléctrica. Las pérdidas en los equipos de medición se tienen en las bobinas de potencial de los contadores analógicos de energía eléctrica, en los transformadores potenciales (TP), en los circuitos electrónicos de los CEE de esta tecnología que se tienen instalados en los servicios. Hay que obtener de los sistemas de facturación la cantidad de clientes a considerar.  Para el cálculo de las pérdidas de energía se deben hacer las siguientes consideraciones:  Se determina el número total de contadores analógicos y electrónicos, monofásicos y trifásicos, se toman como un contador de una y tres bobinas respectivamente, determinando dentro de los monofásicos la cantidad de 110 V y la de 220 V.  Se obtienen las pérdidas de potencia de las bobinas potenciales para los contadores analógicos más típicos. Para los contadores 110V monofásicos se considera ΔP=2W, para los 220V monofásicos ΔP=3W y para los contadores trifásicos se considera ΔP=6W promedio por contador.  Se considera 2W de consumo del circuito de los CEE electrónicos.  Se calculan las pérdidas de energía activa por tipo de contador analógico como: ΔE T110 V =. 8.760 * P 110 V * N1 1000. (MW-h/año).

(41) CAPÍTULO 2. REVISIÓN DE LA METODOLOGÍA PARA EL CÁLCULO DE LAS PÉRDIDAS. 30. Donde: ΔE T110: pérdidas totales de energía en contadores de 110V. ΔP 110 V: pérdidas de potencia en la bobina de potencial de los contadores de 110V. N1: número total de bobinas de 110V. ΔE T220V =. 8.760 * P 220 V * N2 1000. (MW-h/año). Donde: ΔP T220 V: pérdidas totales de energía en contadores de 220V. ΔP 220 V: pérdidas de potencia en la bobina de potencial de los contadores de 220V. N2: número total de bobinas de 220V. ΔE T3Φ =. 8.760 * P 3 * N3 1000. (MW-h/año). Donde: ΔP T3Φ: pérdidas totales de energía en contadores trifásicos. ΔP 3Φ: pérdidas de potencia por bobina de potencial en contadores trifásicos. N3: número total de bobinas de contadores trifásicos. Las pérdidas totales en contadores analógicos ΔE TCA se determinan como: ΔETCA = ΔE T110 + ΔEP T220 + ΔEP T3Φ. (MW-h/año).  Para los contadores electrónicos se sigue el mismo procedimiento descrito que para los analógicos.  Se calcula las pérdidas de energía para los transformadores de potencial (TP). ΔE TP =. 8.760 * P TP * N 1000. (MW-h/año). Donde: ΔE TP: pérdidas totales de energía en transformadores de potencial. ΔP TP: pérdidas de potencia por transformador de potencial. Considerar 11W por unidad..

(42) CAPÍTULO 2. REVISIÓN DE LA METODOLOGÍA PARA EL CÁLCULO DE LAS PÉRDIDAS. 31. N: número total de transformadores potenciales. Después de obtener todos los datos necesarios son recopilados en tabla de Excel, para facilitar el procedimiento de cálculo. 2.10. Recopilación de datos. Es de vital importancia, para realizar este trabajo, tener un grupo de parámetros actualizados los que garantizan la obtención de resultados fiables. Al no disponer de estos datos resulta necesaria la obtención de los mismos mediante un recorrido por el terreno, en caso de ser necesario. 2.11. Recorrido en el terreno de los circuitos de distribución primaria y secundaria.. La realización del levantamiento de la red primaria de aquellos circuitos desactualizados, exige tener en cuenta una serie de aspectos para lograr este objetivo, con la máxima rapidez y calidad, como son:  Localización de la correspondiente subestación de la cual se alimenta el circuito a recorrer, con el objetivo de tomar como referencia la secuencia de fase, voltaje de operación y capacidad instalada.  La captura de datos partiendo por el tronco principal de la línea, como son: calibre, distancia y número de fases.  En los bancos, el código, la capacidad y la dirección de los mismos. Terminada la recopilación de estos datos, se realiza el recorrido de los circuitos secundarios de todos los bancos de transformadores residenciales pertenecientes a los circuitos SJ54, SK2 y SK107. Los mismos. están conformados por una gran cantidad de clientes. pertenecientes a los estratos (urbano, suburbano y rural).  La información que se tiene de estos circuitos es:  Capacidad del banco.  Calibre del conductor.  Número de acometidas por fase..