Metodología para Estimación de Demanda de Grandes Centros Comerciales

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(2) ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL. FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA. METODOLOGÍA PARA ESTIMACIÓN DE DEMANDA DE GRANDES CENTROS COMERCIALES. PROYECTO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO ELÉCTRICO. PAÚL EDUARDO GAVILEMA TIPANTUÑA [email protected]. DIRECTOR: ING. MENTOR E. POVEDA [email protected]. Quito, Marzo 2011.

(3) I. DECLARACIÓN. Yo, PAÚL EDUARDO GAVILEMA TIPANTUÑA, declaro bajo juramento que el trabajo aquí descrito es de mi autoría; que no ha sido previamente presentada para ningún grado o calificación profesional; y, que he consultado las referencias bibliográficas que se incluyen en este documento.. A través de la siguiente declaración cedo mis derechos de propiedad intelectual correspondientes a este trabajo, a la Escuela Politécnica Nacional, según lo establecido por la ley de propiedad intelectual, por su Reglamento y por su normatividad institucional vigente.. ________________ Paul Eduardo Gavilema Tipantuña.

(4) II. CERTIFICACIÓN. Certifico que el presente trabajo fue desarrollado por PAÚL EDUARDO GAVILEMA TIPANTUÑA, bajo mi supervisión.. __________________________ Ing. Mentor E. Poveda DIRECTOR DEL PROYECTO.

(5) III. AGRADECIMIENTOS. Primeramente agradezco a Dios por bendecirme en mi camino, darme la salud, la sabiduría, y la fuerza necesaria para seguir adelante.. A mis padres, hermanos, y en forma muy especial el agradecimiento a mi madre, Magdalena Tipantuña, que con su apoyo incondicional supo alentarme y respaldarme en todo momento de mi carrera universitaria, gracias por todo el sacrificio, los consejos, abnegación y el más grande amor que me diste, gracias a ti principalmente he podido culminar esta etapa de mi vida . Descansa en paz madre mía.. Adicionalmente, deseo expresar mis agradecimientos a Gaby, por amarme y alentarme en los momentos más difíciles que he pasado, y al Ing. Mentor Poveda que con sus conocimientos y experiencia, guio de la mejor manera este Proyecto de Titulación.. Así también para la elaboración del presente Proyecto de Titulación he contado con la colaboración y ayuda incondicional de muchas personas, por tanto es imposible poder citar a todas aquellas personas que directa e indirectamente han contribuido al desarrollo y ejecución de este proyecto.. Muchas gracias a todas aquellas personas que me respaldaron y transmitieron todo su entusiasmo para la consecución de este Proyecto de Titulación..

(6) IV. DEDICATORIA. Es mi deseo como sencillo gesto de agradecimiento, dedicarle el presente trabajo a mi madre, lucero que desde el cielo ilumina mi camino, quien mientras vivió fue un apoyo incondicional en mis estudios y estuvo siempre a mi lado apoyándome en las adversidades de la vida.. A toda mi familia con quienes convivo día a día, mi padre Alfredo, mi mujer Gaby, mis hermanos Danny, Bryan, Anthony y mi hijo Mateo, quienes permanentemente me apoyaron con espíritu alentador, contribuyendo incondicionalmente a lograr las metas y objetivos propuestos.. Finalmente quiero dedicar también este trabajo a todos mis amigos y amigas, que supieron brindarme su apoyo, cariño y comprensión..

(7) V. TABLA DE CONTENIDO RESUMEN CAPÍTULO 1. 1.. INTRODUCCIÓN Y ANTECEDENTES __________________________________ 1 1.1. 1.2. 1.3. 1.4.. CAPÍTULO 2. 2.. 1 ANTECEDENTES _______________________________________________ ALCANCE _____________________________________________________ JUSTIFICACIÓN DEL PROYECTO _________________________________ RESULTADOS ESPERADOS ______________________________________. 1 2 3 3. 5. DEMANDA ESTIMADA POR LOS PROYECTISTAS. ______________________ 5 2.1. INTRODUCCIÓN ________________________________________________ 5 2.2. BASES UTILIZADAS PARA EL ESTUDIO DE LA DEMANDA _____________ 5 2.3. MÉTODOS PARA LA DETERMINACIÓN DE LA DEMANDA ____________ 12 2.3.1. INTRODUCCIÓN _______________________________________________ 12 2.3.2. IMPORTANCIA DE LA ESTIMACIÓN DE LA DEMANDA DE ENERGÍA ELÉCTRICA ________________________________________________________ 12 2.3.3. MÉTODO DE DETERMINACIÓN DE LA DEMANDA MÁXIMA UNITARIA DE LA E.E.Q.S.A. ______________________________________________________ 13 2.4. PRINCIPALES CENTROS COMERCIALES DE QUITO _________________ 17 2.4.1. CENTRO COMERCIAL EL BOSQUE _______________________________ 18 2.4.1.1. Descripción General _________________________________________ 18 2.4.1.2. Características Eléctricas ______________________________________ 19 2.4.2. CENTRO COMERCIAL IÑAQUITO (CCI) ____________________________ 20 2.4.2.1. Descripción General __________________________________________ 20 2.4.2.2. Características Eléctricas ______________________________________ 21 2.4.3. CENTRO COMERCIAL EL RECREO _______________________________ 22 2.4.3.1. Descripción General _________________________________________ 22 2.4.3.2. Características Eléctricas ______________________________________ 23 2.4.4. CONDADO SHOPPING __________________________________________ 25 2.4.4.1. Descripción General _________________________________________ 25 2.4.4.2. Características Eléctricas ______________________________________ 25 2.4.5. SAN LUIS SHOPPING ___________________________________________ 26 2.4.5.1. Descripción General _________________________________________ 26 2.4.5.2. Características Eléctricas ______________________________________ 27 2.5. DEMANDA ESTIMADA PARA LOS CENTROS COMERCIALES _________ 28 2.5.1. DEMANDA ESTIMADA CONDADO SHOPPING ______________________ 28 2.5.1.1. Determinación de la Demanda __________________________________ 28 2.5.2. DEMANDA ESTIMADA SAN LUIS SHOPPING _______________________ 30 2.5.2.1. Determinación de la Demanda _________________________________ 30. CAPÍTULO 3.. 31.

(8) VI. 3. ANÁLISIS DE LOS REGISTROS DE DEMANDA DE CENTROS COMERCIALES EXISTENTES _________________________________________________________ 31 3.1. EQUIPOS DE MEDICIÓN ________________________________________ 31 3.1.1. EQUIPO DE MEDICIÓN TOPAS 1000 ______________________________ 31 3.1.1.1. Características Generales _____________________________________ 32 3.1.1.2. Partes Constitutivas del Topas 1000 _____________________________ 33 3.1.1.3. Modo de Conexión ___________________________________________ 34 3.1.1.4. Instalación del Equipo en los Transformadores _____________________ 34 3.2. INTERVALO DE DEMANDA ______________________________________ 35 3.3. OBTENCIÓN DE RESULTADOS DE REGISTROS DE DEMANDA _______ 37 3.3.1. RECOPILACIÓN DE DATOS DE LAS CÁMARAS DE TRANSFORMACIÓN DE LOS CENTROS COMERCIALES _______________________________________ 38 3.3.2. RECOPILACIÓN DE LISTA DE ABONADOS DE LAS CÁMARAS DE TRANSFORMACIÓN. ________________________________________________ 41 3.3.3. OBTENCIÓN DE INFORMACIÓN DE LOS REGISTROS DE CARGA _____ 41 3.3.3.1. TOPAS Software V3.6. LEM ____________________________________ 42 3.3.3.2. Resultados obtenidos de los Registros de Carga ___________________ 45 3.4. DATOS DISPONIBLES DE LA FACTURACIÓN DE LA EMPRESA ELÉCTRICA QUITO S.A. ________________________________________________________ 46 3.5. RECOPILACIÓN DE LOS DATOS HISTÓRICOS DE CONSUMOS DE ENERGÍA __________________________________________________________ 47. CAPÍTULO 4. 4.. 52. RELACIONES ENTRE CARGA INSTALADA Y DEMANDA ________________ 52 4.1. SELECCIÓN DE LOCALES COMERCIALES _________________________ 4.1.1. LOCALES ESCOGIDOS _________________________________________ 4.1.2. LOCALES DESCARTADOS ______________________________________ 4.2. INSPECCIONES DE CAMPO A LOS CENTROS COMERCIALES ________ 4.2.1. PRIMERA INSPECCIÓN DE CAMPO _______________________________ 4.2.2. SEGUNDA INSPECCIÓN DE CAMPO ______________________________ 4.3. DETERMINACIÓN DE LA DEMANDA REAL DE LOS CENTROS COMERCIALES _____________________________________________________ 4.3.1. PERFIL DE CARGA DE TRANSFORMADORES DE CENTROS COMERCIALES _____________________________________________________ 4.3.1.1. Periodo de baja carga _________________________________________ 4.3.1.2. Ascenso y Descenso _________________________________________ 4.3.1.3. Picos y Valles _______________________________________________ 4.3.1.4. Perfil de Carga Centro Comercial El Bosque _______________________ 4.3.1.5. Perfil de Carga Centro Comercial Iñaquito _________________________ 4.3.1.6. Perfil de Carga Ciudad Comercial El Recreo _______________________ 4.3.1.7. Perfil de Carga Condado Shopping ______________________________ 4.3.1.8. Perfil de Carga San Luis Shopping_______________________________ 4.3.2. DEMANDA MÁXIMA DE TRANSFORMADORES DE CENTROS COMERCIALES _____________________________________________________ 4.3.3. FACTOR DE CARGA DE TRANSFORMADORES DE CENTROS COMERCIALES _____________________________________________________ 4.4. COMPARACIONES ENTRE CARGA INSTALADA Y DEMANDA REAL ____ 4.4.1. FACTOR DE COINCIDENCIA Y FACTOR DE DEMANDA CONDADO SHOPPING ________________________________________________________. 52 52 56 57 57 59 59 61 61 61 61 62 63 63 64 64 65 67 68 68.

(9) VII. 4.4.2. FACTOR DE COINCIDENCIA Y FACTOR DE DEMANDA SAN LUIS SHOPPING ________________________________________________________ 70. CAPITULO 5. 5.. 71. PROPUESTA DE METODOLOGÍA DE ESTIMACIÓN DE DEMANDA ________ 71 5.1. CONDICIONES DE LA METODOLOGÍA PARA LA ESTIMACIÓN DE DEMANDA _________________________________________________________ 72 5.1.1. ÍNDICES DE ENERGÍA Y DEMANDA PARA LOCALES COMERCIALES __ 72 5.1.2. ÍNDICES DE DEMANDA DE SUPERMERCADOS_____________________ 74 5.1.3. ÍNDICES DE DEMANDA PARA SERVICIOS GENERALES _____________ 75 5.1.3.1. Índice de demanda para Iluminación _____________________________ 76 5.1.3.2. Demanda para Ascensores, Escaleras Eléctricas y Bombas de Agua ___ 77 5.1.3.2.1. Ascensores y Escaleras Eléctricas ______________________________ 77 5.1.3.2.2. Bombas de Agua ____________________________________________ 78 5.1.4. INCLUSIÓN DEL CÓDIGO CIIU __________________________________ 79 5.1.4.1. Comercio Minorista___________________________________________ 79 5.1.4.1.1. Comercio Minorista General ____________________________________ 80 5.1.4.1.2. Comercio Minorista Especifico __________________________________ 80 5.1.4.2. Comercio Especializado _______________________________________ 81 5.1.4.3. Alimentación ________________________________________________ 82 5.1.4.4. Cines _____________________________________________________ 82 5.1.4.5. Entretenimiento _____________________________________________ 82 5.1.4.6. Supermercados _____________________________________________ 82 5.2. PROPUESTA DE METODOLOGÍA ________________________________ 84 5.2.1. DEMANDA PARA LOCALES COMERCIALES ________________________ 84 5.2.2. DEMANDA PARA SERVICIOS GENERALES ________________________ 86 5.3. ANÁLISIS Y VALIDACIÓN DE RESULTADOS OBTENIDOS CON LA METODOLOGÍA ____________________________________________________ 87 5.3.1. APLICACIÓN DE LA METODOLOGÍA ______________________________ 87 5.3.2. COMPARACIÓN Y VALIDACIÓN DE RESULTADOS OBTENIDOS _______ 91 5.4. PRESENTACIÓN DE LA PROPUESTA DE METODOLOGÍA ____________ 93 5.4.1. PROCESO DE ESTIMACIÓN DE DEMANDA ________________________ 93 5.4.1.1. Estimación de demanda para locales comerciales __________________ 93 5.4.1.1.1. Método por Porcentajes _______________________________________ 93 5.4.1.1.2. Método por actividades comerciales _____________________________ 94 5.4.1.2. Estimación de demanda para servicios generales ___________________ 96 5.4.2. FORMATO DE LA PLANILLA PARA LA ESTIMACIÓN DE DEMANDA ____ 97 5.4.3. FACTOR DE POTENCIA A CONSIDERAR _________________________ 101. CAPITULO 6. 6.. 102. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ____________________________ 102 6.1. 6.2.. CONCLUSIONES _____________________________________________ 102 RECOMENDACIONES _________________________________________ 104. BIBLIOGRAFÍA ANEXOS.

(10) VIII.

(11) IX. CONTENIDO DE FIGURAS Figura 2-1. Ejemplo de Carga Máxima en Curva de Carga Tipo Comercial ____ 7 Figura 2-2. Factor de Carga a Nivel Nacional de los Sistemas de Distribución __ 9 Figura 2-3. Curvas de carga de diferentes usuarios y la curva de carga equivalente del grupo _____________________________________________ 11 Figura 3-1. Equipo de Medición Topas 1000 y sus componentes ___________ 32 Figura 3-2. Partes Principales Topas 1000 ____________________________ 33 Figura 3-3. Conexión a la Red Topas 1000 ____________________________ 34 Figura 3-4. Instalación del Equipo Topas 1000 _________________________ 35 Figura 3-5. Curva de Demanda y Potencia con Intervalo de Demanda_______ 36 Figura 3-6. Información Obtenida del GIS, El Condado Shopping __________ 39 Figura 3-7. Programa de análisis de la Calidad de Red __________________ 42 Figura 3-8. Facturación durante el año 2009 para el suministro 1455209 Almacenes DE PRATI S.A. ________________________________________ 47 Figura 3-9. Facturación año 2009 DE PRATI S.A. ______________________ 48 Figura 4-1. Porcentaje de Locales Comerciales según su Razón Social _____ 54 Figura 4-2. Tablero General de Medidores San Luis Shopping. ____________ 58 Figura 4-3. Perfil de Carga Transformador 11554. ______________________ 62 Figura 4-4 Perfil de Carga Transformador 31271. ______________________ 63 Figura 4-5. Perfil de Carga Transformador 115097. _____________________ 63 Figura 4-6. Perfil de Carga Transformador 164892. _____________________ 64 Figura 4-7. Perfil de Carga Transformador 164112. _____________________ 64 Figura 4-8. Factor de Utilización de los transformadores del Condado Shopping. ______________________________________________________________ 66 Figura 4-9. Comparación Carga Instalada y Demanda Real Condado Shopping69 Figura 4-10. Comparación Carga Instalada, Capacidad Instalada y Demanda Real San Luis Shopping. __________________________________________ 70.

(12) X. CONTENIDO DE TABLAS. Tabla 2.1. Factores de Diversidad para determinación de Demandas Máximas Diversificadas de Usuarios Comerciales ______________________________ 16 Tabla 2.2. Principales Centros Comerciales de Quito en estudio. ___________ 17 Tabla 2.3. Transformadores del Centro Comercial El Bosque ______________ 20 Tabla 2.4. Transformadores del Centro Comercial Iñaquito. _______________ 21 Tabla 2.5. Transformadores de Ciudad Comercial El Recreo. ______________ 24 Tabla 2.6. Transformadores del Condado Shopping. ____________________ 26 Tabla 2.7. Transformadores del San Luis Shopping. _____________________ 27 Tabla 2.8. Distribución de Carga El Condado Shopping. __________________ 29 Tabla 3.1. Lista de Transformadores de los Centros Comerciales. __________ 40 Tabla 3.2. Parámetros Eléctricos obtenidos del Archivo Original. ___________ 43 Tabla 3.3. Transformadores Descartados del Estudio. ___________________ 44 Tabla 3.4. Numero de Transformadores de cada Centro Comercial en estudio. 44 Tabla 3.5. Datos que resultan del Registro de Carga. ____________________ 45 Tabla 3.6. Facturación mensual DE PRATI S.A. ________________________ 48 Tabla 3.7. Índices de Energía DE PRATI S.A. _________________________ 51 Tabla 4.1. Categorización Común de Razón Social de Centros Comerciales __ 53 Tabla 4.2. Locales Representativos Seleccionados______________________ 54 Tabla 4.3. Administradores de Centros Comerciales en estudio ____________ 58 Tabla 4.4. Demanda real a 15 minutos Transformador 11554 (1000 kVA) El Bosque ________________________________________________________ 60 Tabla 4.5. Determinación del Factor de Utilización ______________________ 65 Tabla 4.6. Factor de Utilización (%) __________________________________ 66 Tabla 4.7. Factor de Carga de Transformadores en estudio _______________ 67 Tabla 4.8. Factor de Demanda y Coincidencia Condado Shopping__________ 69 Tabla 4.9. Factor de Demanda y Coincidencia San Luis Shopping __________ 70 Tabla 5.1. Índices de Energía y Demanda preliminar de Locales Seleccionados 72 Tabla 5.2. Análisis de Demanda y Factor de Carga para Supermercados ____ 75 Tabla 5.3. Índices de Demanda para Supermercados ____________________ 75.

(13) XI. Tabla 5.4. Prescriptive Unit Power Allowance (ULPA) (w/m2) ______________ 77 Tabla 5.5. Código CIIU para el Comercio Minorista General _______________ 80 Tabla 5.6. Código CIIU para el Comercio Minorista Especifico _____________ 81 Tabla 5.7. Código CIIU para el Comercio Especializado __________________ 81 Tabla 5.8. Código CIIU para Alimentación, Cines, Entretenimiento y Supermercados _________________________________________________ 82 Tabla 5.9. Asignación del Código CIIU a las actividades comerciales según los W/m2__________________________________________________________ 83 Tabla 5.10. Índices de Demanda de locales comerciales _________________ 85 Tabla 5.11. Porcentaje de áreas por categoría _________________________ 85 Tabla 5.12. Tabla de Especificaciones de Escaleras Eléctricas ____________ 86 Tabla 5.13. Tabla de Especificaciones de Ascensores ___________________ 86 Tabla 5.14. Resumen de escalas de potencia de equipos eléctricos_________ 87 Tabla 5.15. Distribución de Carga para El condado y San Luis Shopping _____ 88 Tabla 5.16. Resultados obtenidos ___________________________________ 91 Tabla 5.17. Comparación de resultados ______________________________ 92 Tabla 5.18. Índices de demanda de locales comerciales __________________ 94 Tabla 5.19. Categorías de locales comerciales _________________________ 95 Tabla 5.20. Índices de demanda para servicios generales iluminación (W/m2) _ 96 Tabla 5.21. Factor de demanda para equipos eléctricos __________________ 96.

(14) XII. CONTENIDO DE ANEXOS. ANEXOS _____________________________________________________ 107 ANEXO 2.1 PLANILLA PARA LA DETERMINACIÓN DE DEMANDAS DE DISEÑO PARA USUARIOS COMERCIALES EEQSA ___________________ 107 ANEXO 2.2 DISTRIBUCIÓN DE TABLEROS DE MEDIDORES EL CONDADO SHOPPING ___________________________________________________ 108 ANEXO 2.3. ESTUDIO DE CARGA Y DEMANDA SAN LUIS SHOPPING ___ 112 ANEXO 4.1 LISTADO COMPLETO DE LOCALES CON SU RAZÓN SOCIAL Y CATEGORÍA A LA QUE PERTENECEN _____________________________ 133 ANEXO 4.2 PERFIL DE CARGA DIARIA DEL TRANSFORMADOR 11554 DEL CENTRO COMERCIAL EL BOSQUE _______________________________ 144 ANEXO 4.3 PERFIL DE CARGA DE TRANSFORMADORES DE CENTROS COMERCIALES ________________________________________________ 147 ANEXO 4.4 FACTOR DE UTILIZACIÓN DE TRANSFORMADORES DE CENTROS COMERCIALES _______________________________________ 158 ANEXO 5.1 ÍNDICES DE ENERGÍA DE LOCALES SELECCIONADOS _____ 161 ANEXO 5.2 CÓDIGO CIIU PARTE G, H, J, O _________________________ 181 ANEXO 5.3 DETERMINACIÓN DE DEMANDA UTILIZANDO LA METODOLOGÍA PARA EL CONDADO SHOPPING Y SAN LUIS SHOPPING______________ 184.

(15) XIII. RESUMEN Con el constante aumento poblacional dentro de la ciudad de Quito, grandes centros comerciales se han ido incorporando, representando cargas importantes dentro del área de concesión de la Empresa Eléctrica Quito S. A., por esta razón, la estimación de demanda de los centros comerciales, tiene un papel importante dentro de sus Normas de Distribución.. El presente trabajo de investigación propone una metodología que estima la demanda de grandes centros comerciales de manera cercana a la realidad, sustentándose en un estudio de la demanda real de los centros comerciales más representativos de la ciudad de Quito.. El estudio representa un crecimiento sustancial en la Ingeniería de distribución y llena el vacío que existe en las Normas de la Empresa, al no poseer un proceso especifico de estimación de demanda para este tipo de carga.. El análisis se sustenta en una clasificación de la actividad comercial de los locales que integran los centros comerciales, empleando los códigos CIIU (Clasificación Industrial Internacional Uniforme), y a partir de los consumos mensuales de energía, obtener el verdadero comportamiento de la carga, al relacionarlos con los registros de carga realizados con la ayuda de la EEQSA. Con esa base se obtienen demandas unitarias y factores de carga que permiten obtener los índices que son la base de la metodología.. El estudio culmina con la comparación de los valores de las demandas reales obtenidos de los registros de carga, con las demandas establecidas en las.

(16) XIV. memorias técnicas de los proyectistas y las demandas que se obtienen mediante la aplicación de la propuesta, validando de esta manera la metodología..

(17) 1. CAPÍTULO 1. 1. INTRODUCCIÓN Y ANTECEDENTES 1.1.. ANTECEDENTES. En un sistema eléctrico de potencia las etapas constitutivas son, generación, transmisión, distribución y utilización de la energía eléctrica, lo cual hace que su función principal sea la de llevar energía a los centros de consumo de forma segura y con altos niveles de calidad.. Un gran porcentaje de inversión en el sector eléctrico está dedicado a la parte de distribución, siendo en esta etapa donde se producen los porcentajes más altos de pérdidas de energía en todas sus manifestaciones debido al gran volumen de elementos que lo conforman, lo que implica necesariamente un trabajo cuidadoso en el planeamiento, diseño y construcción y en la operación del sistema de distribución. Por esto es necesario realizar estudios de ingeniería que optimicen el trabajo de las distribuidoras.. Con el crecimiento poblacional durante los últimos años, el Distrito Metropolitano de Quito ha tenido un gran avance en cuanto se refiere a la construcción de lugares de distracción y compras, un ejemplo de esto es que se cuenta actualmente con Centros Comerciales de primer orden ya funcionando, otros en proyecto y otros a punto de concluirse.. En el Ecuador, Quito una de la ciudades más importantes, está en constante proceso de desarrollo, por lo que se enfrenta al problema económico básico de asignar recursos limitados a proyectos eléctricos, siendo necesario establecer nuevos métodos de Ingeniería, que reduzcan los costos de inversión en proyectos grandes como es la de un Centro Comercial..

(18) 2. La Empresa Eléctrica Quito S.A. con el fin de brindar un servicio de calidad a todos sus usuarios, posee normas de diseño que están en constante proceso de actualización, razón por la cual una metodología que se ajuste a las necesidades colectivas de un centro comercial y que optimice los recursos económicos, sustentada en datos reales de demanda, puede ser considerada como parte de las guías de diseño.. En la realización de grandes proyectos es importante contar con metodologías que mejoren y optimicen los sistemas de distribución, lo que conlleva a no tener transformadores sobredimensionados en los Centros Comerciales, con la consiguiente reducción de la inversión.. 1.2.. ALCANCE. Para la ejecución de un proyecto de gran envergadura, como son los centros comerciales, donde la inversión a realizar es cuantiosa, no se pueden correr riesgos, es decir, la estimación de la demanda viene a ser la parte primordial, es por esto que el presente proyecto busca desarrollar una metodología para la estimación de la demanda para Centros Comerciales de Quito.. Mediante registros de demanda máxima y consumos de energía en los 5 principales centros comerciales que se encuentran dentro del área de concesión de la EEQSA, se obtendrán los parámetros iniciales de estudio, que servirán para definir los diferentes aspectos en los que se fundamente la estimación de la demanda considerando los requerimientos reales de la carga.. Por lo expuesto se trata de proponer la metodología de estimación de demanda en centros comerciales de Quito para uso de los proyectistas que, con esa base puedan realizar un diseño y dimensionamiento del equipo eléctrico acorde a la demanda real de las cargas..

(19) 3. 1.3.. JUSTIFICACIÓN DEL PROYECTO. La distribución de energía eléctrica es una actividad cuyas técnicas están en un proceso constante de evolución reflejada con el explosivo aumento de la población de la ciudad y los procesos de desarrollo, la construcción de un centro comercial es muy viable, por lo que se requiere implementar una metodología que estime la demanda real en los transformadores que los alimentan, lo cual reducirá los costos de inversión, teniendo en cuenta que los actuales transformadores de los centros comerciales se encuentran sobredimensionados.. En las actuales Normas de Distribución establecidas por la EEQSA, no existe una metodología para Estimación de Demanda de Centros Comerciales, es por esto que el presente proyecto propondrá incluir este tema en la guía de diseño para los proyectistas.. 1.4.. RESULTADOS ESPERADOS. Verificar el sobredimensionamiento de los transformadores instalados en los Centros Comerciales, encontrar los diferentes factores que involucran el dimensionamiento del transformador y de esta manera proponer la metodología a la Empresa Eléctrica Quito.. Luego de realizar un análisis completo de la demanda real, obtenida de los registros de carga y de la estadística de la facturación mensual de cada uno de los locales de los centros comerciales, establecer un lineamiento que permita determinar la demanda real de los transformadores.. Definir parámetros que relacionen el área del local y la actividad comercial con la energía habitual consumida, que refleja la demanda de los locales comerciales, y de esta forma obtener una guía que se ajuste a la realidad en la estimación de la demanda..

(20) 4. Involucrar el CÓDIGO CIIU (Clasificación Industrial Internacional Uniforme), en la Metodología para categorizar las actividades productivas de los locales que forman parte de los Centros Comerciales, y con los parámetros establecidos estimar la demanda real de los transformadores..

(21) 5. CAPÍTULO 2. 2. DEMANDA ESTIMADA POR LOS PROYECTISTAS. 2.1.. INTRODUCCIÓN. Las características de la carga influyen en los sistemas de potencia y distribución, estas características reflejan el comportamiento de los usuarios frente al sistema de distribución y por lo tanto, imponen las condiciones (dónde está y cómo establece la demanda durante el período de carga).. El uso al que el usuario destina la energía eléctrica en el sector comercial está dominado por cargas resistivas y se localizan en áreas céntricas de las ciudades donde se realizan actividades comerciales, centros comerciales y edificios de oficinas. Tienen algún componente inductivo que baja un poco el factor de potencia, con este antecedente el estudio de la demanda en los Centros Comerciales tiene énfasis en este tipo de cargas.. 2.2.. BASES UTILIZADAS PARA EL ESTUDIO DE LA DEMANDA. Previo a realizar estudios acerca de la demanda de energía eléctrica en un proyecto, es necesario tener bien claro varios conceptos de los diferentes factores y elementos que influyen en el desarrollo de la estimación de la demanda. CARGA INSTALADA1 (CI) Es la suma de todas las potencias nominales de los aparatos de consumo conectados a un sistema o a parte de él, se expresa generalmente en kVA, MVA, kW o MW. Matemáticamente se indica como:. 1. RAMÍREZ CASTAÑO, Samuel. Redes de Distribución de Energía. Tercera Edición. Colombia.

(22) 6. (Ec. 2.1). CAPACIDAD INSTALADA (PI) Corresponde a la suma de las potencias nominales de los equipos transformadores, generadores, instalados a líneas que suministran la potencia eléctrica a las cargas o servicios conectados. Es llamada también capacidad nominal del sistema.. DEMANDA ELÉCTRICA D (t). “La demanda eléctrica es la potencia requerida por un sistema o parte de él promediada en un intervalo de tiempo previamente establecido. Los valores instantáneos tienen un interés limitado en el análisis de un sistema de distribución cabe recalcar que lo que realmente sirve para dimensionar un sistema es la demanda”2.. El período durante el cual se toma el valor promedio se denomina intervalo de demanda, para entender mejor este tema su estudio se profundizara en el capítulo 3. La duración que se fije en este intervalo dependerá del valor de demanda que se desee conocer, el intervalo más empleado es de 15 minutos.. Para establecer una demanda es indispensable indicar el intervalo de demanda ya que sin él no tendría sentido práctico.. La demanda se puede expresar en kVA, kW, kVAR, A, etc. La variación de la demanda en el tiempo para una carga dada origina el ciclo de carga que es una CURVA DE CARGA (demanda vs tiempo).. 2. Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc. The IEEE Standard Dictionary of Electrical and Electronics. Sixth Edition. 1996.

(23) 7. DEMANDA MÁXIMA (kW Ó kVA)3 (DM) Se conoce también como la demanda máxima y corresponde a la carga mayor que se presenta en un sistema en un período de trabajo previamente establecido. En la figura 2-1, la carga máxima es la que se presenta a las 19:45.. Figura 2-1. Ejemplo de Carga Máxima en Curva de Carga Tipo Comercial. Es esta demanda máxima la que ofrece mayor interés ya que aquí es donde se presenta la máxima caída de tensión en el sistema y por lo tanto cuando se presentan las mayores pérdidas de energía y potencia.. Para establecerla se debe especificar el intervalo de demanda para medirla. La carga puede expresarse en p.u de la carga pico del sistema; por ejemplo, se puede encontrar la demanda máxima de 15 minutos, 30 minutos y 1 hora.. DEMANDA MEDIA (DP) Se define como la relación entre el consumo de energía del usuario durante un período dado y el tiempo total del período. Se calcula mediante. 3. RAMÍREZ CASTAÑO, Samuel. Redes de Distribución de Energía. Tercera Edición. Colombia.

(24) 8. (Ec. 2.2). Es un valor constante sobre el período de tiempo especificado y que establece el mismo consumo de energía que la requerida por la curva de carga real sobre el mismo período de tiempo especificado.. FACTOR DE DEMANDA (FD) El factor de demanda en un intervalo de tiempo t, de una carga, es la razón entre la demanda máxima y la carga total instalada. El factor de demanda por lo general es menor que 1, siendo 1 sólo cuando en el intervalo considerado, todos los aparatos conectados al sistema estén absorbiendo sus potencias nominales, lo cual es muy poco probable. Matemáticamente, este concepto se puede expresar como:. (Ec. 2.3). El factor de demanda indica el grado al cual la carga total instalada se opera simultáneamente.. FACTOR DE UTILIZACIÓN (FU) El factor de utilización en un sistema eléctrico en un intervalo de tiempo t, es la razón entre la demanda máxima y la capacidad nominal del sistema (capacidad instalada), es decir:. (Ec. 2.4). Es conveniente hacer notar que mientras el factor de demanda, da el porcentaje de carga instalada que se está alimentando, el factor de utilización indica la fracción de la capacidad del sistema que se está utilizando durante el pico de.

(25) 9. carga en el intervalo considerado, (es decir, indica la utilización máxima del equipo o instalación).. FACTOR DE CARGA (FC) Se define como la razón entre la demanda media en un período de tiempo dado y la demanda máxima observada en el mismo período de tiempo. Matemáticamente se puede expresar como:. (Ec. 2.5). En la determinación del factor de carga de un sistema, es necesario especificar el período en el que están considerados los valores de demanda máxima y la demanda media ya que para una misma carga, un período establecido mayor, dará como resultado un factor de carga más pequeño, o sea:. En la Figura 2-2, se observa como el factor de carga en el Ecuador a nivel de los sistemas de distribución ha ido mejorando con el paso de los años.. Figura 2-2. Factor de Carga a Nivel Nacional de los Sistemas de Distribución.

(26) 10. “El Factor de Carga indica hasta qué punto el pico de la carga es sostenido durante el periodo establecido. Esto quiere decir que si el factor de carga es 1, la DM se mantiene constante, si el factor de carga es alto (por ejemplo 0.9), la curva de carga tiene muy pocas variaciones y en cambio si el factor de carga es bajo (por ejemplo 0.2), la curva de carga sufre muchas variaciones con picos y valles pronunciados”4.. Económicamente un FC cercano a 1 representa un sistema menos costoso. FACTOR DE DIVERSIDAD (FDIV) Es la relación entre la sumatoria de las DM individuales de las subdivisiones de un sistema a la máxima demanda del sistema completo.. (Ec. 2.6). El factor de diversidad es criterio fundamental para el diseño económico de los sistemas de distribución. Podrá aplicarse a diferentes niveles del sistema; es decir,. entre. consumidores. energizados. desde. una. misma. red,. entre. transformadores de un mismo alimentador, entre alimentadores pertenecientes a un misma fuente o subestación de distribución; o entre subestaciones de un mismo sistema de distribución, por lo tanto, resulta importante establecer el nivel en que se quiere calcular o aplicar el factor de diversidad.. Los factores de diversidad son diferentes también para las distintas regiones del país pues dependen del clima, las condiciones de vida locales, las costumbres, grado de industrialización de la zona y de las distintas clases de consumo.. En la Figura 2-3. Se observa como ejemplo las curvas de consumo diario de tres usuarios del mismo estatus social con demandas máximas similares pero no coincidentes en el tiempo pues tienen costumbres diferentes.. 4. RAMÍREZ CASTAÑO, Samuel. Redes de Distribución de Energía. Tercera Edición. Colombia.

(27) 11. Figura 2-3. Curvas de carga de diferentes usuarios y la curva de carga equivalente del grupo FACTOR DE COINCIDENCIA (FCO)5 Es la relación de la demanda máxima total de un sistema y las demandas máximas individuales de dicho sistema. Es básicamente el inverso del factor de diversidad, ambos tomados en el mismo punto de alimentación para el mismo tiempo.. (Ec. 2.7). Este elemento es un factor muy importante en la planeación de un sistema eléctrico, ya que la demanda máxima del conjunto será corregida por este factor que hará un diseño más real y económico.. 5. Electrical Transmission and Distribution Reference Book, fifth edition. USA. 1997..

(28) 12. 2.3.. MÉTODOS PARA LA DETERMINACIÓN DE LA DEMANDA. 2.3.1. INTRODUCCIÓN Los problemas de exceso de capacidad de generación de potencia, o por el contrario de capacidad insuficiente, pueden tener costos muy elevados, no solo en términos económicos, sino también en la imagen que el cliente o abonado percibe en cuanto a la calidad de servicio que recibe.. La segmentación de los usuarios es importante en el sector eléctrico, pues pueden presentar características muy diferentes. No todos los factores tienen igual relevancia en los sectores residencial, industrial y comercial, por lo que es necesario establecer lineamientos de predicción de demanda para cada sector.. Un método de predicción de la demanda eléctrica debe contar entre sus propiedades con las de optimidad, robustez y confiabilidad.. La determinación de la demanda eléctrica en el sector comercial, específicamente centros comerciales, considera varios puntos importantes que deben ser analizados detenidamente por los proyectistas, para considerar la capacidad del transformador a instalarse, dichos puntos se analizaran posteriormente.. 2.3.2. IMPORTANCIA DE LA ESTIMACIÓN DE LA DEMANDA DE ENERGÍA ELÉCTRICA La importancia de la predicción de la demanda de energía eléctrica surge, de forma obvia, de la incertidumbre asociada a una magnitud que se refiere al futuro. La mencionada predicción puede ayudar a determinar si, previsiblemente, se va a producir una carencia de capacidad generadora o, por el contrario, en el futuro existirá un exceso de capacidad.. La estimación de la demanda es una actividad esencial de los suministradores de energía eléctrica. Sin una adecuada representación de las verdaderas.

(29) 13. necesidades de la clientela, los problemas de exceso de capacidad, o por el contrario de capacidad insuficiente, pueden tener costos sorprendentemente altos.. Con estos antecedentes es necesario indicar el método que se ha venido utilizando para la determinación de la demanda en el caso de usuarios comerciales.. 2.3.3. MÉTODO DE DETERMINACIÓN UNITARIA DE LA E.E.Q.S.A.6. DE. LA. DEMANDA. MÁXIMA. Las normas establecidas por la EEQSA, que se encuentran vigentes para establecer la Demanda Máxima Unitaria en lo que se refiere al Consumidor Comercial establecen los siguientes parámetros de Diseño:. Como paso previo al dimensionamiento y localización de los elementos de la red, el proyectista debe establecer los parámetros que en función de los antecedentes del proyecto y de los criterios técnicos y económicos aplicables al caso específico determinan, en forma preliminar, valores límites, escalas de capacidades de los equipos, dimensiones mínimas de los componentes, disposiciones a considerar, etc., dentro de los cuales se analizarán alternativas y se desarrollarán los cómputos para justificar en el paso siguiente la selección definitiva de la configuración de la red, localización, dimensiones y capacidades de sus elementos. Los criterios y valores que se recomiendan, se orientan principalmente al diseño de redes de distribución en sectores residenciales, que constituyen el caso más frecuente; sin embargo, para proyectos que consideren otras aplicaciones diferentes, la Norma establece la metodología y los principios generales que se deben seguir.. 6. Normas de la Empresa Eléctrica Quito S.A., Parte “A”, 2009..

(30) 14. El propósito es la determinación del valor de la demanda máxima unitaria correspondiente al consumidor comercial o industrial representativo de un grupo de consumidores comerciales o industriales.. Determinación de la Demanda Máxima Unitaria. a) Determinar la Carga Instalada del consumidor comercial o industrial con los máximos requerimientos, enlistar los artefactos indicando su descripción, cantidad y potencia nominal.. b) Carga Instalada del Consumidor Comercial o Industrial Representativo:. (Ec. 2.8). Donde: CIR= Carga Instalada del Consumidor Representativo Pn= Potencia Nominal FFUn= Factor de Frecuencia de Uso, este Factor determina la incidencia en porcentaje de la carga correspondiente al consumidor comercial o industrial de máximas posibilidades sobre aquel que tiene condiciones promedio y que se adopta como representativo del grupo para propósitos de estimación de la demanda de diseño.. c) Determinación de la Demanda Máxima Unitaria (DMU), definida como el valor máximo de la potencia que en un intervalo de tiempo de 15 minutos es requerida de la red por el consumidor comercial o industrial individual.. (Ec. 2.9). Donde: DMU= Demanda Máxima Unitaria CIR= Carga Instalada del Consumidor Representativo.

(31) 15. FSn= Factor de Simultaneidad, este factor determina la incidencia de la carga considerada en la demanda coincidente durante el período de máxima solicitación.. El Factor de Demanda FDM definido por la relación entre la Demanda Máxima Unitaria (DMU) y la Carga Instalada Representativa (CIR) indica la fracción de la carga instalada que es utilizada simultáneamente en el período de máxima solicitación y permite evaluar los valores adoptados por comparación con aquellos en instalaciones existentes similares, el Factor de Demanda FDM debe ser máximo de 0,6.. d) La Demanda Máxima Unitaria obtenida, expresada en Vatios, es convertida a kilovatios y kilovoltamperios, mediante la reducción correspondiente y la consideración del factor de potencia que, en general, para instalaciones comerciales e industriales es del 0,85.. Determinación de la Demanda de Diseño. a) El valor de la Demanda a considerar para el dimensionamiento de la red en un punto dado, debe ser calculado de la siguiente expresión:. (Ec. 2.10). Donde: DD= Demanda de Diseño DMU= Demanda Máxima Unitaria N= Numero de abonados comerciales FD= Factor de Diversidad, que es dependiente de N El factor de diversidad FD para los usuarios tipo comercial se encuentra tabulado en la tabla 2.1.

(32) 16. Tabla 2.1. Factores de Diversidad para determinación de Demandas Máximas Diversificadas de Usuarios Comerciales7 Número de Usuarios. Factor de Diversidad. Número de Usuarios. Factor de Diversidad. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25. 1,00 1,50 1,78 2,01 2,19 2,32 2,44 2,54 2,61 2,66 2,71 2,75 2,79 2,83 2,86 2,88 2,90 2,92 2,93 2,94 2,95 2,96 2,97 2,98 2,99. 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50. 3,00 3,01 3,02 3,03 3,04 3,04 3,05 3,05 3,06 3,06 3,07 3,07 3,08 3,08 3,09 3,09 3,10 3,10 3,10 3,10 3,10 3,10 3,10 3,10 3,10. Determinación de la Capacidad del Transformador. a) Para establecer la capacidad del transformador de distribución correspondiente a cada uno de los centros de transformación, se determinará la Demanda de Diseño (DD), que depende del número y tipo de usuarios alimentados a partir del mismo. La capacidad del transformador requerida, viene dada por la expresión:. (Ec. 2.11) 7. Normas de la Empresa Eléctrica Quito S.A., Parte “A”, Apendice A-11-D1, 2009..

(33) 17. Donde: kVA (t)= Capacidad del Transformador DD= Demanda de Diseño (%)=Porcentaje de acuerdo al tipo de usuario, para el usuario comercial es del 90%. DMe=Demanda máxima correspondiente a cargas especiales, en caso de existir.. La planilla utilizada en la Guía de Diseño, para la Determinación de Demandas de Diseño para usuarios comerciales se indica en el apéndice A-11-D Ver Anexo 2.1. 2.4.. PRINCIPALES CENTROS COMERCIALES DE QUITO. La ciudad de Quito cuenta actualmente con una gran oferta en el aspecto de los centros comerciales, acorde con el gran crecimiento urbano que ha tenido la capital en los últimos años, Quito se ha convertido en una ciudad cosmopolita, en la cual existen grandes Centros Comerciales con lo más novedoso en gastronomía, moda y entretenimiento.. Para el desarrollo de la metodología, se toman en cuenta 5 Centros Comerciales, entre los que se han escogido los más representativos, teniendo en cuenta el área de construcción y a su vez los más concurridos por la población Quiteña.. La información, en lo que se refiere a número de locales, área de locales, razón social, de cada uno de los Centros Comerciales, fue obtenida a través de las visitas de campo, y también de las páginas web en caso de ser posible.. Tabla 2.2. Principales Centros Comerciales de Quito en estudio. Centro Comercial. Ubicación. Área de Construcción (Comercial y parqueaderos). Centro Comercial El Bosque. Norte. 40.000 m2. Centro Comercial Iñaquito (CCI). Norte. No disponible.

(34) 18. Centro Comercial. Ubicación. Área de Construcción (Comercial y parqueaderos). Ciudad Comercial El Recreo. Sur. 120.000 m2. Condado Shopping. Norte. 96.000 m2. San Luis Shopping. Valles. 65.172 m2. Mediante la base de datos del GIS de la Empresa Eléctrica se obtiene la información de cada uno de los transformadores instalados en los Centros Comerciales en estudio, dicha información fue verificada en las visitas de campo.. 2.4.1. CENTRO COMERCIAL EL BOSQUE 2.4.1.1.. Descripción General 8. Centro Comercial El Bosque fue inaugurado el 20 de diciembre de 1982, con 28 años de funcionamiento ininterrumpido, nació como un mega proyecto, convirtiéndose en ese entonces en el centro comercial más grande y moderno del Ecuador, con más de 400 locales e islas, los cuales brindan la más amplia variedad de mercadería.. Desde su inicio el Centro Comercial El Bosque ha atraído a una gran cantidad de visitantes, gracias a las facilidades y comodidades que brinda a los clientes. 40.000 metros cuadrados de construcción y una amplia playa de 1.100 estacionamientos.. Esto junto a sus cómodos accesos y áreas de circulación. amplias y confortables.. Centro Comercial El Bosque ha buscado siempre renovarse para brindar un mejor servicio a sus clientes, por lo que en el año 2003 se inició un proceso de 8. Información obtenida de la página web. www.elbosque.com.ec/.

(35) 19. remodelación, cuya finalidad era crear un ambiente cómodo y moderno. Dentro de los trabajos que se realizaron al interior del Centro Comercial están: cambio de pisos, cielo falso, iluminación y cubierta. También se han transformado sectores completos como los Paseos Ventura y Colón, donde se instaló el vitral más grande del Ecuador.. Junto con esta renovación de infraestructura se realizó la remodelación de la mayoría de locales, lo cual refleja un cambio integral en la imagen que va acorde con las nuevas tendencias que se observan en centros comerciales.. Esta completa remodelación ha logrado excelentes resultados, los cuales se han visto reflejados en encuestas de mercado tanto internas como externas. Centro Comercial El Bosque ha logrado reposicionar su marca y convertirse en un Centro Comercial en el que es cómodo y atractivo comprar, logrando tanto mantener sus clientes habituales como atraer nuevos.. Actualmente el Centro Comercial tiene una rotación de 800.000 visitantes en promedio al mes, llegando al 1.000.000 en temporada alta. El Bosque tiene un promedio de crecimiento anual de alrededor de 7,91% de visitas de clientes.. Dentro del mix de locales que El Bosque ofrece a sus clientes se encuentran locales ancla y de servicios como: Supermaxi, Sukasa, Bebemundo, Fybeca, Marathon Sports, Banco del Pichincha, Banco del Pacífico, Banco de Guayaquil, Movistar, Porta. Además de una gran variedad de locales de ropa femenina, masculina e infantil, muebles, accesorios, tiendas de deportes, peluquerías, electrodomésticos, joyerías, diversión para niños, entre otros.. 2.4.1.2.. Características Eléctricas. De la información del GIS de la Empresa Eléctrica Quito, se obtiene los datos de cada transformador en la Tabla 2.2 se observan los datos correspondientes a los 3 transformadores instalados en el Centro Comercial El Bosque:.

(36) 20. Tabla 2.3. Transformadores del Centro Comercial El Bosque Características. Transformador 1 Transformador 2 Transformador 3. Nombre. CC. El Bosque. CC. El Bosque. CC. El Bosque. Potencia (kVA). 1250. 1000. 1200. Num. Empresa. 11553. 11554. 11555. Marca. T.P.L.. T.P.L.. Transelmec. Voltaje AT (kV). 6,3. 6,3. 6,3. Voltaje BT (V). 210/121. 210/121. 210/121. En lo que se refiere a tableros de medidores, mediante la visita de campo se observó que este Centro Comercial posee 6 tableros generales de medidores.. 2.4.2. CENTRO COMERCIAL IÑAQUITO (CCI) 2.4.2.1.. Descripción General. Este centro comercial fue el primero de Latinoamérica “inaugurado en el año de 1965”. 9. CCI, tiene 150 locales comerciales, 40 stands, y 1 400 estacionamientos,. de los cuales 400 han sido construidos en los últimos años. Además, fue el pionero en implementar la diversión dentro del área comercial con Multicines, bingo, patinaje en hielo, Ludo y bolos.. CCI se encuentra ubicado en la Av. Amazonas N36-152 y Naciones Unidas.. 9. Información obtenida de la página web.www.quito.com.ec/index.php?option=com_content&task=view&id=31&Itemid=142.

(37) 21. Cuenta con cinco accesos: 2 entradas Av. Amazonas (Garita Principal) 2 entradas Av. Naciones Unidas 1 entrada Calle Japón Los Horarios de atención son: De lunes a sábado de 9:30 A 20:30 Domingo de 9:30 a 19:00 2.4.2.2.. Características Eléctricas. En el transcurso de los años y frente a la necesidad de acoplarse a los requerimientos de la sociedad, el CCI ha ido renovándose constantemente, con lo cual se han incorporado nuevos transformadores en el transcurso del tiempo para el suministro de energía eléctrica, actualmente posee 9 transformadores, que fueron verificados en la visita de campo. Tabla 2.4. Transformadores del Centro Comercial Iñaquito. Características. Transformador 1. Transformador 2. Transformador 3. Nombre. C.C.I.. Multicines C.C.I.. Multicines CC. Ecuador. Potencia (kVA). 500. 500. 250. Num. Empresa. 31271. 3345. 100412. Marca. Inatra. A.E.G.. Inatra. Voltaje AT (kV). 6,3. 6,3. 6,3. Voltaje BT (V). 220/127. 210/121. 210/121. Características. Transformador 4. Transformador 5. Transformador 6. Nombre. C.C.I.. Casa Tosi. MC Donals. Potencia (kVA). 750. 1200. 225. Num. Empresa. 25620. 100883. 34663. Marca. Ecuatrans. Inatra. Inatra. Voltaje AT (kV). 6,3. 6,3. 6,3. Voltaje BT (V). 210/121. 210/121. 210/121.

(38) 22. Características. Transformador 7. Transformador 8. Transformador 9. Nombre. MC Donals. Banco de Guayaquil. Fybeca. Potencia (kVA). 125. 75. 60. Num. Empresa. 24393. 165907. 163842. Marca. Inatra. Ecuatrans. Inatra. Voltaje AT (kV). 6,3. 6,3. 6,3. Voltaje BT (V). 210/121. 210/121. 210/121. En lo que se refiere a tableros de medidores, mediante la visita de campo se observó que este Centro Comercial posee 7 tableros generales de medidores.. 2.4.3. CENTRO COMERCIAL EL RECREO 2.4.3.1.. Descripción General 10. Ciudad Comercial El Recreo tiene más de 12 años en el mercado, se inauguró en Diciembre de 1995. El nombre de Ciudad Comercial El Recreo se remonta a más de 50 años atrás, cuando en su lugar existía la inmensa “Hacienda El Recreo”, de allí la denominación incluso del Barrio El Recreo.. Con asesoría colombiana, se hizo un estudio de mercado que demostró la necesidad de la implantación de servicios que no existían hace 7 años en el sur de la ciudad de Quito: Un centro comercial, departamentos y clínica del día, entre otros, para los cuales había un gran mercado con más o menos 650 mil personas.. La idea fue empezar a desarrollar el Centro Comercial en Etapas, con características similares a centros comerciales que existen en otras partes del país. Es así que en diciembre de 1994 se inicio con la construcción, inaugurándose el 16 de diciembre de 1995 con muy pocos locales abiertos.. 10. Información obtenida de la página web. http://www.ccelrecreo.com/.

(39) 23. Desde el origen de la idea hasta el año 2000, fue evidente el cambio de actitud hacia el sur de Quito, como una posibilidad de negocios para los comerciantes. La primera etapa contaba ya con 157 locales comerciales entre los que se anotaban anclas de gran prestigio como: Supermaxi, Etafashion, Super Éxito, Marathon Sports y Multicines como el complejo más grande del país.. Una vez comprobado el éxito de Ciudad Comercial El Recreo, se inicio con la construcción de la segunda etapa en el mes de noviembre del 2001, la que se abrió al público un año más tarde en diciembre del 2002 y en condiciones totalmente distintas a la inauguración anterior. En diciembre del 2007, se inauguro la tercera etapa, completando 120.000 m2 de oferta comercial. Se cuenta con la presencia de Megamaxi, Marathon, con el local más grande de la cadena. A raíz de esta inauguración se ha dado un proceso de ajuste en las tres etapas con la salida e incorporación de comercios.. 2.4.3.2.. Características Eléctricas. Con el constante cambio que ha tenido este Centro Comercial, ya que se ha construido por etapas, en lo que se refiere a la parte eléctrica se han ido incorporando nuevos transformadores, de tal forma que abastezcan la demanda eléctrica del Recreo. Es así que se tiene un total de 10 transformadores, las características de cada uno de ellos se indican en la Tabla 2.5.

(40) 24. Tabla 2.5. Transformadores de Ciudad Comercial El Recreo. Características. Transformador 1. Transformador 2 Transformador 3. Nombre. Cinepolis Recreo. Cinepolis Recreo. Supermaxi. Potencia (kVA). 500. 500. 450. Num. Empresa. 101626. 101627. 31253. Marca. Asea-Brown. Asea-Brown. Inatra. Voltaje AT (kV). 22,8. 22,8. 22,8. Voltaje BT (V). 210/121. 210/121. 210/121. Características. Transformador 4. Nombre. CC. El Recreo. CC. El Recreo. CC. El Recreo. Potencia (kVA). 750. 750. 900. Num. Empresa. 31255. 31254. 164987. Marca. Inatra. Inatra. Inatra. Voltaje AT (kV). 22,8. 22,8. 22,8. Voltaje BT (V). 210/121. 210/121. 210/121. Características. Transformador 7. Nombre. Recreo Plaza. Recreo Plaza. Recreo Plaza. Potencia (kVA). 250. 900. 450. Num. Empresa. 164988. 164989. 164990. Marca. Inatra. Inatra. Inatra. Voltaje AT (kV). 22,8. 22,8. 22,8. Voltaje BT (V). 210/121. 210/121. 210/121. Características. Transformador 10. Nombre. Recreo Plaza. Potencia (kVA). 450. Num. Empresa. 165113. Marca. Inatra. Voltaje AT (kV). 22,8. Voltaje BT (V). 210/121. Transformador 5 Transformador 6. Transformador 8 Transformador 9.

(41) 25. 2.4.4. CONDADO SHOPPING 2.4.4.1.. Descripción General 11. Este proyecto, de la empresa Centros Comerciales del Ecuador, nació hace más de 30 años. “En 1979, la compañía compró el terreno pero hubo que esperar que se convierta en un gran centro de influencia para construir la edificación. La construcción cuenta con un área aproximada de 100 mil m², de la cual 37 mil m² es para el comercio, 40 mil m² para áreas comunales (pasillos y baterías sanitarias) y 12 mil m² para parqueaderos.. Cuenta con 165 locales, alrededor de nueve departamentales (tiendas con más de 2 500 m²) y 50 islas, todas estas tiendas distribuidas por categorías alrededor de los cuatro pisos.. En el primer nivel están los locales que ofrecen servicios, en el segundo los que tienen que ver con artículos para el hogar y deportes, en el tercero están los de moda juvenil y masculina, en el cuarto se asientan los de diversión y el área de alimentos.. 2.4.4.2.. Características Eléctricas. Condado Shopping tiene una capacidad de transformación instalada de 5 MVA aproximadamente. Las características de cada uno de los transformadores instalados en el Centro Comercial se indican en la tabla 2.6.. 11. Información obtenida de la página web. http://www.explored.com.ec/noticias-ecuador/centro-comercial-condado-alista-su-inauguracion-274296.html.

(42) 26. Tabla 2.6. Transformadores del Condado Shopping. Características. Transformador 1 Transformador 2. Nombre. CC. El Condado. CC. El Condado. Potencia (kVA). 1250. 1250. Num. Empresa. 164890. 164891. Marca. Inatra. Inatra. Voltaje AT (kV). 22,8. 22,8. Voltaje BT (V). 220/127. 220/127. Características. Transformador 3 Transformador 4. Nombre. CC. El Condado. CC. El Condado. Potencia (kVA). 1250. 1250. Num. Empresa. 164889. 164892. Marca. Inatra. Inatra. Voltaje AT (kV). 22,8. 22,8. Voltaje BT (V). 210/121. 210/121. 2.4.5. SAN LUIS SHOPPING 2.4.5.1.. Descripción General 12. Desde la autopista General Rumiñahui, en el sector de San Rafael, Valle de los Chillos, al Sur Oeste de la ciudad de Quito, en el Cantón Rumiñahui, se puede observar la construcción de una hacienda que conserva su fachada Colonial, con amplias paredes, pesadas puertas de madera, decoración en hierro forjado a mano, extensa vegetación y miles de detalles que pertenecen al período de la Colonia. Todo esto es hoy el corazón comercial del Valle de los Chillos. Es el primer proyecto comercial en Sudamérica que combina la historia, los negocios y el modo de vida de su comunidad que hoy la reconocen como SAN LUIS SHOPPING "EL CORAZÓN DEL VALLE”.. San Luis Shopping cuenta con 140 locales, 7 restaurantes, 10 salas de cine, 9 agencias bancarias, 30 locales en el patio de comidas y 3.000 estacionamientos. 12. Información obtenida de la página web. http://www.sanluisshopping.com/san_luis.asp.

(43) 27. Posee un interesante mix de tiendas entre las cuales destacan: Supermercados, Farmacias, Tiendas departamentales, Juguetería, Centro Infantil, Ferretería, Almacenes de Electrodomésticos y de Hogar entre otros. El Centro Comercial San Luis inició sus operaciones el 2 de septiembre del 2006 ubicado en la Av. Santa Clara s/n y Av. General Rumiñahui.. Los horarios de Atención:. De Lunes a Sábados de 10:00 a 21:00 Domingos de 10:00 a 20:00 2.4.5.2.. Características Eléctricas. San Luis Shopping tiene instalados 6 transformadores, las características de cada uno de ellos se muestran en la tabla 2.7.La medición de consumo de energía eléctrica, se realiza en baja tensión para lo cual se dispone de cuatro tableros de medidores con 40 medidores trifásicos cada uno.. Tabla 2.7. Transformadores del San Luis Shopping. Características. Transformador 1 Transformador 2 Transformador 3. Nombre. CC. San Luis. CC. San Luis. CC. San Luis. Potencia (kVA). 750. 800. 800. Num. Empresa. 164109. 164110. 164111. Marca. Inatra. Inatra. Inatra. Voltaje AT (kV). 22.8. 22.8. 22.8. Voltaje BT (V). 210/121. 220/127. 210/121. Características. Transformador 4 Transformador 5 Transformador 6. Nombre. CC. San Luis. CC. San Luis. CC. San Luis. Potencia (kVA). 500. 800. 1300. Num. Empresa. 163965. 164127. 164112. Marca. Inatra. Inatra. Inatra. Voltaje AT (kV). 22.8. 22.8. 22.8. Voltaje BT (V). 220/127. 220/127. 220/127.

(44) 28. 2.5.. DEMANDA. ESTIMADA. PARA. LOS. CENTROS. COMERCIALES Los responsables de la planificación de la demanda eléctrica reconocen la existencia de ciertos límites a la exactitud de sus pronósticos, ya que siempre existe un inevitable nivel de incertidumbre.. Los proyectistas, quienes son los encargados de dimensionar la capacidad del transformador, no siguen un lineamiento que sea general para la estimación óptima de demanda, en consecuencia los estudios que se presentarán no tienen formatos iguales.. La Empresa Eléctrica Quito posee la documentación de cada proyecto eléctrico de los Centros Comerciales, ya que son presentados para obtener la carta de factibilidad, de esta manera se obtiene la estimación de demanda que consideraron los proyectistas para los centros comerciales en estudio. Es importante indicar que la documentación de los centros comerciales Iñaquito, El Bosque y el Recreo no se puede obtener ya que por ser los más antiguos dicha información la Empresa Eléctrica Quito no la posee.. 2.5.1. DEMANDA ESTIMADA CONDADO SHOPPING Gracias al Departamento de Estudios de Distribución de la Empresa Eléctrica Quito se obtiene información del documento PEA-UD-07-162, que posee la Memoria Técnica del Condado Shopping.. 2.5.1.1.. Determinación de la Demanda 13. De acuerdo a la información proporcionada por el cliente y los diseños anteriores, se ha determinado el estudio de carga y demanda eléctrica en base a las cargas eléctricas instaladas y la experiencia de otros centros comerciales de similares características. 13. Información obtenida de la Memoria Técnica PEA-UD-07-162 de la EEQSA..

(45) 29. La carga total del Centro Comercial Condado Shopping es atendida por dos cámaras de transformación, cada una de ellas con 2 transformadores de 1.250 kVA, total por cámara de 2,5 MVA, total en el Centro Comercial de 5 MVA, más el Megamaxi con 500 kVA. La demanda total del Centro Comercial, sin incluir al Megamaxi es de 4.331,11 kVA ó 4,3 MVA.. La carga instalada total del centro comercial sin incluir al Megamaxi es de 6250 kW ó 6,25 MVA. La distribución de carga para cada tablero general de medidores se detalla en el Anexo 2.1.. La distribución de carga para las Cámaras de Transformación se detalla en la tabla 2.8.. Tabla 2.8. Distribución de Carga El Condado Shopping. CAMARA 1 Tablero de Medidores Bloque 3-6 T1 T2-A T3-A T4 DE PRATY SS.GG.. Demanda (kVA) 701,4 427,1 296,4 429,1 182,0 217,2. TRANSFORMADOR 1 T1 + T2-A TRANSFORMADOR 2 T3-A + T4 + SSGG + DE PRATI. CAPACIDAD 1250 1.128,62 1250 1.124,91. CAMARA 2 Tablero de Medidores Bloque 1-2-4-5 T2-B T3-B SSGG MULTICINES TRANSFORMADOR 3 T2-B + Multicines TRANSFORMADOR 4 T3-B + SSGG.. Demanda (kVA) 807,6 760,7 259,2 250,0 1.066,8 1.010,7. CAPACIDAD 1250 1250.

(46) 30. 2.5.2. DEMANDA ESTIMADA SAN LUIS SHOPPING En base a la memoria técnica presentada a la Empresa Eléctrica PP-0089/2005 se obtiene la demanda estimada para el San Luis Shopping.. 2.5.2.1.. Determinación de la Demanda 14. En base a los datos eléctricos del equipo, como bombas, motores de escaleras mecánicas, ascensores, cargas de iluminación y tomacorrientes a instalarse en el Centro Comercial, se determinaron los valores de carga instalada de 4.098,23 kW, y la demanda proyectada que es de 3.332,82 kVA, por lo que se ha previsto servir al Centro Comercial desde dos cámaras de transformación denominadas CT-1 y CT-2 respectivamente.. La cámara de transformación CT-1 está formada por un transformador de 1.300 kVA el mismo que da servicio al sector Occidental del Centro Comercial y otro transformador de 500 kVA el mismo que se utilizará para dar servicio a las diez salas de cines del nivel 3.. La cámara de transformación CT-2 estará formada por dos transformadores de 800 kVA, los mismos que darán servicio al sector oriental del Centro Comercial. El detalle de los cálculos se presenta en el Anexo 2.2.. 14. Información obtenida de la Memoria Técnica PP-0089/2005 de la EEQSA..

(47) 31. CAPÍTULO 3.. 3. ANÁLISIS DE LOS REGISTROS DE DEMANDA DE CENTROS COMERCIALES EXISTENTES El incremento del nivel de vida en las sociedades industrializadas está asociado a una mayor demanda de energía eléctrica. Una de las prioridades básicas de una compañía eléctrica es satisfacer las necesidades energéticas de sus clientes de la forma más económica posible, persiguiendo al mismo tiempo, un nivel aceptable de calidad de servicio.. La Empresa Eléctrica Quito posee equipos de medición digitales de precisión con márgenes de error mínimos. Para el presente estudio se utilizó el Analizador de Energía Topas 1000, que es un equipo apropiado para instalar en el lado de baja tensión de los transformadores de los Centros Comerciales en estudio.. 3.1.. EQUIPOS DE MEDICIÓN. Tanto para la Empresa Distribuidora como para el consumidor final, es importante conocer la calidad de energía eléctrica, los requerimientos de la carga que se alimenta, razón por la cual existen diferentes equipos de medición, con los cuales se puede monitorear las diversas variables eléctricas.. Además de indicar las características del Topas 1000 se incluye en el presente capitulo una breve descripción del Fluke 1744 que también posee la EEQSA, y que también se utilizó para registros de carga que se presentan en este trabajo. 3.1.1. EQUIPO DE MEDICIÓN TOPAS 1000 15 Este analizador de energía eléctrica utiliza modernas técnicas de análisis digital de señales DSP, permite tareas de registro, cómputo y análisis de decenas de 15. Manual de Usuario TOPAS 1000.

(48) 32. magnitudes eléctricas simultáneamente y en un sólo ciclo de medición. Sus 8 canales analógicos de medición 4 de tensión y 4 corriente, o alternativamente 8 canales de tensión (es el mismo instrumento), registran todas las magnitudes simultáneamente, sin limitaciones de ninguna índole, en CA y CC.. Figura 3-1. Equipo de Medición Topas 1000 y sus componentes. 3.1.1.1.. Características Generales. La construcción mecánica robusta (IP65) del Topas 1000 permite usar la unidad especialmente en condiciones sucias o húmedas. La memoria de datos de 1 GB proporciona un método de efectuar registros a largo plazo.. El instrumento puede actuar como memoria de datos, que recoge datos medidos sobre un periodo del tiempo más largo (meses) y que los transfiere en línea a una computadora de análisis (típicamente una laptop).. Con el TOPAS 1000 se puede medir en cada fase en forma individual y trifásica:. V RMS Instantáneo / Promedio / Min. / Máximo. A RMS Instantáneo / Promedio / Min. / Máximo. W Instantáneo / Promedio / Máximo. VAR Instantáneo / Promedio / Máximo. VAR Delta Promedio..

(49) 33. VA Instantáneo / Promedio. Factor de Potencia Instantáneo / Promedio. KWH, KVARH, KVAH. Demanda de W, VA, Factor de Potencia Instantáneo / Máx. Desequilibrio de tensión. Frecuencia. THD (distorsión armónica total ) Armónicas 0 a 50, de corriente y voltaje y también de potencia con ángulo y modo. Interarmónicas. Fasores. Las mediciones de FLICKER son realizadas en forma automática, y el instrumento calcula los índices de severidad de corta y larga duración (Pst y Plt ), de acuerdo a lo que especifica la norma IEC 61000. 3.1.1.2.. Partes Constitutivas del Topas 1000. Las partes constitutivas del equipo se muestran con un grafico entre las cuales podemos apreciar: • Un botón de encendido/apagado • La conexión para la transmisión de datos •. 8 canales. • Indicadores LED (Fuente y la de los canales). Figura 3-2. Partes Principales Topas 1000.

(50) 34. 3.1.1.3.. Modo de Conexión. Existen diferentes formas de conexión para el registrador Topas 1000, dependiendo de la necesidad y la topología de la red, la conexión utilizada para la medición en cada uno de los transformadores de los Centros Comerciales es:. Figura 3-3. Conexión a la Red Topas 1000. 3.1.1.4.. Instalación del Equipo en los Transformadores. Para colocar el equipo Topas 1000 en cada uno de los transformadores y registrar sus mediciones durante 7 días se conecta el cable de poder hacia la respectiva entrada (socket) localizada en lo alto del analizador de energía, luego se conecta el cable de poder hacia la fuente.. Las puntas de prueba (señales de voltaje y de corriente) se colocan en los respectivos canales que se encuentran a los lados del equipo, (máximo de 8 sensores). En caso de existir una falla en la. alimentación del Analizador un. acumulador incorporado de níquel metal-hidruro proporciona energía hasta de 5 minutos. En la figura 3-4 se observa la instalación del Equipo en el transformador del Centro Comercial El Condado..

(51) 35. Figura 3-4. Instalación del Equipo Topas 1000. 3.2.. INTERVALO DE DEMANDA. Intervalo de demanda se entiende por el espacio de tiempo sobre el cual se promedia la carga para obtener la demanda.. La carga puede ser instantánea, como cargas de soldadoras o corrientes de arranque de motores. Sin embargo los aparatos y conductores pueden tener una constante térmica en un tiempo determinado, de tal manera que los intervalos de demanda pueden ser de 15, 30, 60 o más minutos, dependiendo del equipo de que se trate, se puede afirmar entonces que al definir una demanda es requisito indispensable indicar el intervalo de demanda ya que sin esto el valor que se establezca no tendrá ningún sentido práctico.. Si la carga consiste principalmente de un motor de inducción el valor instantáneo de la corriente de arranque será entre cinco y diez veces la corriente nominal de plena carga y probablemente muchas veces mayor que la corriente que por lo regular tome el transformador que lo alimente: sin embargo, se sabe que durará un intervalo muy pequeño, usualmente menor que un segundo, por lo que no es determinante en el dimensionamiento de conductores y equipos..

(52) 36. En la Figura 3-5 se observa la curva de carga o potencia con los intervalos de demanda.. Para el presente estudio es necesario obtener registros con un intervalo de demanda de 15 minutos, puesto que este es el periodo utilizado en el Ecuador, así también la medición de calidad de energía que realiza la Empresa Eléctrica Quito en sus informes para entregar al Conelec, utiliza intervalos de 10 minutos, por lo que es necesario recurrir a intervalos de 5 minutos para satisfacer los dos requerimientos.. Figura 3-5. Curva de Demanda y Potencia con Intervalo de Demanda. Las razones por las cuales no se utilizan intervalos de 10 minutos para promediar la potencia eléctrica, son las siguientes:. La Dprom.10 min.> Dprom.15 min. El intervalo de Demanda normalizado en el SNI es de 15 min. Las mediciones en las subestaciones se realizan con intervalos de demanda de 15 minutos..

(53) 37. La demanda facturable de los clientes también es con intervalos de demanda de 15 minutos. Afecta notoriamente al estudio de la demanda real Con intervalos de 5 min se puede obtener demandas de 15min, mientras que con intervalos de 10 es imposible.. La manera que hace posible relacionar estos intervalos es obtener registros cada 5 minutos, satisfaciendo el intervalo de demanda y los estudios de calidad de energía eléctrica.. Se solicitó al Departamento encargado de realizar los registros, los archivos fuentes, que son bajados de los equipos de medición Topas 1000. Con estos archivos y mediante el software del Equipo, se obtienen los datos a 5 min, de cada uno de los transformadores de los Centros Comerciales y de esta manera obtener los datos para extrapolarlos a 15 minutos.. La instalación de los Equipos se realiza en la parte de baja tensión de los transformadores, durante 7 días continuos sin ningún tipo de interrupción.. En el momento de la instalación se programan los equipos, tomando en cuenta los requerimientos del estudio, y se conecta cada uno de los componentes del Topas 1000 a la red como se muestra en la figura 3.3. Del presente capítulo.. Transcurrido los 7 días de medición, se retira el equipo, desconectando todos sus componentes de la red con la debida precaución, para luego descargar los archivos al computador y así procesar la información.. 3.3.. OBTENCIÓN. DE. RESULTADOS. DE. REGISTROS. DE. DEMANDA Inicialmente para el estudio se estableció el análisis de 11 Centros Comerciales, implicando un alto número de transformadores a ser analizados, pero en el.