Metodología de la investigación
3.1 Tipo de investigación
El tipo de investigación es aplicada “es porque resuelve el problema de investigación de forma inmediata basándose en los hallazgos y soluciones de la investigación orientada”(Salinas, 2015, p. 17).
Los resultados de la investigación en la presente tesis pueden ser aplicados en la solución del problema de la investigación ya sea de forma indirecta o directa.
37 3.2 Nivel de investigación
El nivel de investigación es aplicativo porque se propone otra configuración al sistema eléctrico en estudio y así poder resolver el problema de las interrupciones del servicio eléctrico en la zona de estudio.
3.3 Método de investigación
El método de la investigación es el Analítico – Sintético que según Bernal nos dice que
“Estudia los hechos, partiendo de la descomposición del objeto de estudio en cada una de sus partes para estudiarlas en forma individual (análisis), y luego se integran esas partes para estudiarlas de manera holística e integral (síntesis)” (Bernal, 2010, p. 60).
En ese contexto nuestra investigación realizamos un análisis de la configuración del sistema eléctrico en estudio para minimizar las interrupciones del servicio eléctrico.
3.4 Diseño de la investigación
El diseño de la investigación es pre experimental por que realizamos un experimento no completo en el sentido estricto de la palabra, se utilizó la simulación para analizar el comportamiento del sistema eléctrico.
“En tal sentido podemos decir que el diseño es pre experimental donde hay una sola medición ocurrida después del efecto que se estudia y le denominamos post prueba”(Salinas, 2015, p. 19).
3.5 Método de recolección de datos
El método de recolección de datos es el documental que nos sirvió para demostrar la hipótesis. La información recolectada es del tipo de información es del tipo existente que comprendieron los manuales, textos, revistas científicas, actas de congresos, tesis u otros
38 3.6 Instrumento de recolección de datos
El instrumento de recolección de datos de la tesis es la ficha de registro las que nos permitió recolectar y ordenarlos de forma cronología la información.
39 Capítulo IV
Resultados de la investigación
4.1 Modelamiento del sistema eléctrico
El sistema eléctrico se modelo en el software Digsilent,
4.1.1 Red equivalente
El software permite representar todo el sistema interconectado con una equivalente Thévenin.
Los parámetros necesarios para modelar son: el tipo de barra y los parámetros de cortocircuito en la barra donde se conectará la red equivalente.
40
Figura 4 Selección del tipo de barra de la Red equivalente
Figura 5 Parámetros de cortocircuito de la red equivalente
4.1.2 Transformadores
En el sistema eléctrico se modelaron:
• 01 transformador trifásico de 35 MVA de 138KV/10KV.
41
Figura 6 transformador trifásico de 35 MVA de 138KV/10KV
• 02 transformadores trifásicos de 4 MVA de 22.9/10KV
Figura 7 transformadores trifásicos de 4 MVA de 22.9/10KV
• 01 transformador trifásico 20/5/15 MVA de 138/22.9/10KV
Figura 8 transformador trifásico 20/5/15 MVA de 138/22.9/10KV
42 4.1.3 Barras
El sistema cuenta con tres barras en el sistema de 138KV, 22.9KV y 10KV.
Figura 9 Barra 138KV
Figura 10 Barra de 10KV
Figura 11 Barra de 22.9KV
43 4.1.4 Redes en media tensión
El sistema eléctrico cuenta con 278, 6163 Km de redes eléctricas en media tensión tanto trifásicas, bifásicas y monofásicas.
Figura 12 Red de media tensión 450004792
Figura 13 Tipo de configuración de la red 450004792
44
Tabla 2 Redes de media tension
Cantidad Name Grid Terminal i Terminal j Type Length
Busbar Busbar TypLne,TypTow,
TypGeo,TypCabsys km 1 450000016 A4256 450019767 4NA00059 T23kV_3ph 0,0065 2 450000179 A4256
4NP01965 4NP01966 T23kV_2ph 0,1673 3 450000180 A4256
4NP01966 4NP01967 T23kV_2ph 0,1439 4 450000181 A4256
4NP01967 4NP01968 T23kV_2ph 0,0631 5 450000183 A4256
4NP01969 4NP01970 T23kV_2ph 0,2776 6 450000184 A4256
4NP01970 4NP01971 T23kV_2ph 0,2821 7 450000185 A4256
4NP01971 4NP01972 T23kV_2ph 0,1311 8 450000186 A4256
4NP01972 4NP01973 T23kV_2ph 0,1798 9 450000187 A4256
4NP01973 4NP01974 T23kV_2ph 0,2296 10 450000188 A4256
4NP01974 4NP01975 T23kV_2ph 0,1773 11 450000189 A4256
4NP01975 4NP19768 T23kV_2ph 0,1482 12 450000214 A4256
4NP00602 4NP00603 T23kV_3ph 0,5715 13 450000215 A4256
4NP00603 4NP00604 T23kV_3ph 0,5366 14 450000220 A4256
4NP01968 4NP19780 T23kV_2ph 0,1076 15 450000318 A4256
4NP00555 4NP00556 T23kV_3ph 0,0557 16 450000319 A4256
4NP00556 4NP00557 T23kV_3ph 0,0923 17 450000320 A4256
4NP00557 4NP00558 T23kV_3ph 0,0567 18 450000325 A4256
4NP00638 4NP00639 T23kV_3ph 0,0915 19 450000326 A4256
4NP00639 4NP36335 T23kV_3ph 0,0560 20 450000327 A4256
4NP00594
4NP00595-
1 T23kV_3ph 0,4356
1414 REC450012714 A4256
4NP25614 4NP59969 T23kV_1ph 0,0476 1415 REC450012763 A4256
4NP59992 4NP60015 T23kV_1ph 0,0452 1416 REC450012780 A4256
4NP25625 4NP60035 T23kV_1ph 0,0170 1417 REC450012866 A4256
4NP02103 4NP59924 T23kV_1ph 0,0448 1418 REC450012937 A4256
4NP25406 4NP59883 T23kV_1ph 0,0228 1419 REC450012953 A4256
4NP59891 4NP59899 T23kV_1ph 0,6632
278,6163
45 4.1.5 Terminales
La cantidad de terminales del sistema eléctrico es de 1420.
Figura 14 Terminal 4500019767
Tabla 3 Terminales
Cantidad Name Grid Terminal i Terminal j Type Length
Busbar Busbar
TypLne, TypTow, TypGeo, TypCabsys
km
1 450000016 A4256 450019767 4NA00059 T23kV_3ph 0,0065 2 450000179 A4256
4NP01965 4NP01966 T23kV_2ph 0,1673 3 450000180 A4256
4NP01966 4NP01967 T23kV_2ph 0,1439 4 450000181 A4256
4NP01967 4NP01968 T23kV_2ph 0,0631 5 450000183 A4256
4NP01969 4NP01970 T23kV_2ph 0,2776 6 450000184 A4256
4NP01970 4NP01971 T23kV_2ph 0,2821 7 450000185 A4256
4NP01971 4NP01972 T23kV_2ph 0,1311 8 450000186 A4256
4NP01972 4NP01973 T23kV_2ph 0,1798 9 450000187 A4256
4NP01973 4NP01974 T23kV_2ph 0,2296 10 450000188 A4256
4NP01974 4NP01975 T23kV_2ph 0,1773 11 450000189 A4256
4NP01975 4NP19768 T23kV_2ph 0,1482 12 450000214 A4256
4NP00602 4NP00603 T23kV_3ph 0,5715 13 450000215 A4256
4NP00603 4NP00604 T23kV_3ph 0,5366 14 450000220 A4256
4NP01968 4NP19780 T23kV_2ph 0,1076 15 450000318 A4256
4NP00555 4NP00556 T23kV_3ph 0,0557 16 450000319 A4256
4NP00556 4NP00557 T23kV_3ph 0,0923
46
17 450000320 A4256
4NP00557 4NP00558 T23kV_3ph 0,0567 18 450000325 A4256
4NP00638 4NP00639 T23kV_3ph 0,0915 19 450000326 A4256
4NP00639 4NP36335 T23kV_3ph 0,0560 20 450000327 A4256
4NP00594
4NP00595-
1 T23kV_3ph 0,4356
1414 REC450012714 A4256
4NP25614 4NP59969 T23kV_1ph 0,0476 1415 REC450012763 A4256
4NP59992 4NP60015 T23kV_1ph 0,0452 1416 REC450012780 A4256
4NP25625 4NP60035 T23kV_1ph 0,0170 1417 REC450012866 A4256
4NP02103 4NP59924 T23kV_1ph 0,0448 1418 REC450012937 A4256
4NP25406 4NP59883 T23kV_1ph 0,0228 1419 REC450012953 A4256
4NP59891 4NP59899 T23kV_1ph 0,6632
278,6163
4.1.6 Cargas
El sistema eléctrico cuenta con 171 subestaciones de distribución y 4417 usuarios en BT.
Figura 15 Subestación E420702
Tabla 4 Cargas y cantidad de usuarios
Cantidad Name Grid Terminal Act.Pow. React.Pow App.Pow. Pow.Fact.
Number of connected customers
Busbar MW Mvar MVA
1 E420202 A4256 4NP19768 0,015 0,003 0,015 0,980 4
47
2 E420204 A4256 4NP19771 0,015 0,003 0,015 0,980 12 3 E420210 A4256 4NP19780 0,025 0,005 0,025 0,980 24
4 E420282 A4256 450000152 0,025 0,005 0,025 0,980 1
5 E420284 A4256 4NP35624 0,074 0,015 0,075 0,980 1
6 E420288 A4256 4NP19862 0,025 0,005 0,025 0,980 57 7 E420299 A4256 4NP19868 0,035 0,007 0,036 0,980 39 8 E420335 A4256 4NP36335 0,015 0,003 0,015 0,980 40 9 E420347 A4256 4NP36408 0,025 0,005 0,025 0,980 64 10 E420348 A4256 4NP36425 0,037 0,007 0,038 0,980 26 11 E420349 A4256 4NP36528 0,157 0,032 0,160 0,980 187 12 E420350 A4256 4NP36434 0,074 0,015 0,075 0,980 145 13 E420351 A4256 4NP36433 0,049 0,010 0,050 0,980 49 14 E420352 A4256 4NP36397 0,039 0,008 0,040 0,980 60 15 E420353 A4256 4NP36391 0,039 0,008 0,040 0,980 104 16 E420518 A4256 4NP36411 0,005 0,001 0,005 0,980 5 17 E420519 A4256 4NP19970 0,005 0,001 0,005 0,980 5 18 E420520 A4256 4NP36404 0,005 0,001 0,005 0,980 23 19 E420522 A4256 4NP36409 0,005 0,001 0,005 0,980 3 20 E420523 A4256 4NP36414 0,010 0,002 0,010 0,980 21 21 E420524 A4256 4NP19975 0,005 0,001 0,005 0,980 13 22 E420525 A4256 4NP19976 0,005 0,001 0,005 0,980 12 23 E420526 A4256 4NP36401 0,010 0,002 0,010 0,980 35 24 E420527 A4256 4NP36396 0,005 0,001 0,005 0,980 10 25 E420528 A4256 4NP36398 0,005 0,001 0,005 0,980 15 26 E420529 A4256 4NP36431 0,005 0,001 0,005 0,980 9 27 E420530 A4256 4NP36430 0,005 0,001 0,005 0,980 33 28 E420531 A4256 4NP36428 0,005 0,001 0,005 0,980 18 29 E420532 A4256 4NP36432 0,005 0,001 0,005 0,980 12 30 E420533 A4256 4NP36423 0,005 0,001 0,005 0,980 9 31 E420534 A4256 4NP36405 0,005 0,001 0,005 0,980 12 32 E420549 A4256 4NP20131 0,037 0,007 0,038 0,980 112 33 E420550 A4256 4NP20132 0,010 0,002 0,010 0,980 28 34 E420551 A4256 4NP20146 0,037 0,007 0,038 0,980 80 35 E420552 A4256 4NP20152 0,010 0,002 0,010 0,980 18 36 E420579 A4256 4NP20593 0,025 0,005 0,025 0,980 1 37 E420580 A4256 4NP20592 0,025 0,005 0,025 0,980 11 38 E420622 A4256 4NP21465 0,025 0,005 0,025 0,980 42 39 E420623 A4256 4NP21503 0,025 0,005 0,025 0,980 24 40 E420626 A4256 4NP21683 0,025 0,005 0,025 0,980 9 41 E420650 A4256 4NP23126 0,015 0,003 0,015 0,980 39 42 E420651 A4256 4NP23128 0,015 0,003 0,015 0,980 15 43 E420652 A4256 4NP23140 0,015 0,003 0,015 0,980 24 44 E420689 A4256 4NP24288 0,005 0,001 0,005 0,980 25 45 E420690 A4256 4NP24290 0,005 0,001 0,005 0,980 13 46 E420691 A4256 4NP24292 0,005 0,001 0,005 0,980 9 47 E420692 A4256 4NP24301 0,025 0,005 0,025 0,980 30
48
48 E420693 A4256 4NP24306 0,005 0,001 0,005 0,980 8 49 E420694 A4256 4NP24311 0,025 0,005 0,025 0,980 28 50 E420695 A4256 4NP24319 0,010 0,002 0,010 0,980 16 51 E420696 A4256 4NP24323 0,005 0,001 0,005 0,980 8 52 E420702 A4256 4NP26465 0,015 0,003 0,015 0,980 2 53 E420705 A4256 4NP24505 0,025 0,005 0,025 0,980 284 54 E420706 A4256 4NP24501 0,025 0,005 0,025 0,980 48 55 E420707 A4256 4NP24586 0,015 0,003 0,015 0,980 34 56 E420708 A4256 4NP24590 0,010 0,002 0,010 0,980 77 57 E420726 A4256 4NP25145 0,005 0,001 0,005 0,980 5 58 E420727 A4256 4NP25142 0,025 0,005 0,025 0,980 32 59 E420728 A4256 4NP25224 0,015 0,003 0,015 0,980 27 60 E420729 A4256 4NP25274 0,005 0,001 0,005 0,980 4 61 E420730 A4256 4NP25299 0,010 0,002 0,010 0,980 18 62 E420731 A4256 450027203 0,025 0,005 0,025 0,980 27 63 E420732 A4256 4NP25338 0,010 0,002 0,010 0,980 16 64 E420733 A4256 4NP25400 0,025 0,005 0,025 0,980 25 65 E420734 A4256 4NP25403 0,010 0,002 0,010 0,980 8 66 E420735 A4256 4NP25406 0,025 0,005 0,025 0,980 17 67 E420736 A4256 4NP25504 0,025 0,005 0,025 0,980 9 68 E420737 A4256 4NP25508 0,015 0,003 0,015 0,980 9 69 E420738 A4256 4NP25515 0,015 0,003 0,015 0,980 23
70 E420739 A4256 4NP622 0,015 0,003 0,015 0,980 30
71 E420740 A4256 4NP25622 0,025 0,005 0,025 0,980 55 72 E420741 A4256 4NP25627 0,015 0,003 0,015 0,980 40 73 E420742 A4256 4NP25709 0,015 0,003 0,015 0,980 37 74 E420743 A4256 4NP25727 0,010 0,002 0,010 0,980 25 75 E420744 A4256 4NP25767 0,010 0,002 0,010 0,980 8 76 E420809 A4256 4NP27935 0,037 0,007 0,038 0,980 1 77 E420898 A4256 4NP31197 0,015 0,003 0,015 0,980 33 78 E420899 A4256 4NP31234 0,005 0,001 0,005 0,980 13 79 E420900 A4256 4NP31262 0,010 0,002 0,010 0,980 12 80 E420901 A4256 4NP62084 0,015 0,003 0,015 0,980 16 81 E420902 A4256 4NP31319 0,005 0,001 0,005 0,980 8 82 E420903 A4256 4NP31282 0,015 0,003 0,015 0,980 17 83 E420904 A4256 4NP31382 0,010 0,002 0,010 0,980 16 84 E420905 A4256 4NP31322 0,025 0,005 0,025 0,980 88 85 E420906 A4256
4NP311461 0,005 0,001 0,005 0,980 9
86 E420907 A4256 4NP31489 0,010 0,002 0,010 0,980 48 87 E420908 A4256 4NP31483 0,015 0,003 0,015 0,980 16 88 E420975 A4256 4NP33914 0,015 0,003 0,015 0,980 20 89 E420976 A4256 4NP33920 0,037 0,007 0,038 0,980 42 90 E420988 A4256 4NP33937 0,049 0,010 0,050 0,980 45 91 E420989 A4256 4NP33941 0,074 0,015 0,075 0,980 25 92 E420990 A4256 4NP33943 0,098 0,020 0,100 0,980 243 93 E420991 A4256 4NP33949 0,074 0,015 0,075 0,980 31
49
94 E420992 A4256 4NP33954 0,098 0,020 0,100 0,980 118 95 E421090 A4256 4NP38252 0,049 0,010 0,050 0,980 35 96 E421091 A4256 4NP38245 0,025 0,005 0,025 0,980 93 97 E421092 A4256 4NP38244 0,005 0,001 0,005 0,980 5 98 E421093 A4256 4NP38308 0,005 0,001 0,005 0,980 7 99 E421094 A4256 4NP38310 0,005 0,001 0,005 0,980 5 100 E421095 A4256 4NP38314 0,005 0,001 0,005 0,980 10 101 E421096 A4256 4NP38254 0,005 0,001 0,005 0,980 4 102 E421097 A4256 4NP38243 0,005 0,001 0,005 0,980 6 103 E421098 A4256 4NP38234 0,005 0,001 0,005 0,980 10 104 E421099 A4256 4NP38219 0,005 0,001 0,005 0,980 5 105 E421100 A4256 4NP38267 0,005 0,001 0,005 0,980 11 106 E421101 A4256 4NP38236 0,010 0,002 0,010 0,980 7 107 E421102 A4256 4NP38257 0,010 0,002 0,010 0,980 9 108 E421103 A4256 4NP38284 0,010 0,002 0,010 0,980 14 109 E421111 A4256 4NP38712 0,010 0,002 0,010 0,980 18 110 E421112 A4256 4NP38713 0,010 0,002 0,010 0,980 4 111 E421124 A4256 4NP02071 0,037 0,007 0,038 0,980 18 112 E421125 A4256 4NP39068 0,005 0,001 0,005 0,980 1 113 E421126 A4256 4NP39083 0,005 0,001 0,005 0,980 1 114 E421127 A4256 4NP39092 0,010 0,002 0,010 0,980 16 115 E421128 A4256 4NP39108 0,015 0,003 0,015 0,980 9 116 E421129 A4256 4NP39125 0,010 0,002 0,010 0,980 18 117 E421130 A4256 4NP39142 0,015 0,003 0,015 0,980 21 118 E421131 A4256 4NP39144 0,010 0,002 0,010 0,980 15 119 E421132 A4256 4NP39157 0,005 0,001 0,005 0,980 1 120 E421133 A4256 4NP39167 0,010 0,002 0,010 0,980 13 121 E421134 A4256 4NP39180 0,005 0,001 0,005 0,980 5 122 E421135 A4256 4NP39219 0,015 0,003 0,015 0,980 6 123 E421136 A4256 4NP39287 0,015 0,003 0,015 0,980 30 124 E421137 A4256 4NP39296 0,010 0,002 0,010 0,980 4 125 E421138 A4256 4NP39222 0,010 0,002 0,010 0,980 3 126 E421139 A4256 4NP39244 0,025 0,005 0,025 0,980 28 127 E421140 A4256 4NP39263 0,005 0,001 0,005 0,980 2 128 E421141 A4256 4NP39277 0,015 0,003 0,015 0,980 8 129 E421245 A4256 4NP42961 0,049 0,010 0,050 0,980 1 130 E421451 A4256 4NP51455 0,015 0,003 0,015 0,980 1 131 E421460 A4256 4NP51503 0,010 0,002 0,010 0,980 33 132 E421503 A4256 4NP53737 0,025 0,005 0,025 0,980 26 133 E421504 A4256 4NP53741 0,010 0,002 0,010 0,980 19 134 E421667 A4256 4NP59486 0,010 0,002 0,010 0,980 28 135 E421668 A4256 4NP54243 0,005 0,001 0,005 0,980 40 136 E421669 A4256 4NP59907 0,005 0,001 0,005 0,980 61 137 E421670 A4256 4NP59905 0,025 0,005 0,025 0,980 1 138 E421671 A4256 4NP59908 0,005 0,001 0,005 0,980 12 139 E421672 A4256 4NP59909 0,005 0,001 0,005 0,980 16
50
140 E421673 A4256 4NP59915 0,005 0,001 0,005 0,980 13 141 E421674 A4256 4NP54229 0,010 0,002 0,010 0,980 26 142 E421675 A4256 4NP59939 0,015 0,003 0,015 0,980 17 143 E421676 A4256 4NP57519 0,015 0,003 0,015 0,980 41 144 E421677 A4256 4NP59968 0,010 0,002 0,010 0,980 24 145 E421678 A4256 4NP60012 0,005 0,001 0,005 0,980 29 146 E421680 A4256 4NP60014 0,010 0,002 0,010 0,980 4 147 E421681 A4256 4NP60029 0,010 0,002 0,010 0,980 15 148 E421682 A4256 4NP60030 0,005 0,001 0,005 0,980 6 149 E421683 A4256 4NP60033 0,005 0,001 0,005 0,980 8 150 E421684 A4256 4NP60034 0,025 0,005 0,025 0,980 33 151 E421685 A4256 4NP60058 0,010 0,002 0,010 0,980 16 152 E421686 A4256 4NP60062 0,005 0,001 0,005 0,980 14 153 E421687 A4256 4NP60063 0,005 0,001 0,005 0,980 11 154 E421688 A4256 4NP60069 0,005 0,001 0,005 0,980 10 155 E421689 A4256 4NP60072 0,010 0,002 0,010 0,980 21 156 E421690 A4256 4NP60074 0,010 0,002 0,010 0,980 20 157 E421691 A4256 4NP60075 0,015 0,003 0,015 0,980 20 158 E421692 A4256 4NP60080 0,005 0,001 0,005 0,980 19 159 E421693 A4256 4NP60081 0,025 0,005 0,025 0,980 45 160 E421694 A4256 4NP60084 0,005 0,001 0,005 0,980 18 161 E421717 A4256 4NP61158 0,015 0,003 0,015 0,980 1 162 E421741 A4256 4NP61744 0,015 0,003 0,015 0,980 1 163 E421757 A4256 4NP63340 0,049 0,010 0,050 0,980 1 164 E421802 A4256 4NP63207 0,025 0,005 0,025 0,980 21 165 E421803 A4256 4NP63214 0,010 0,002 0,010 0,980 9 166 E421804 A4256 4NP63229 0,010 0,002 0,010 0,980 13 167 E421805 A4256 4NP63225 0,015 0,003 0,015 0,980 16 168 E421899 A4256 4NP64380 0,025 0,005 0,025 0,980 1 169 E421900 A4256 4NP64376 0,025 0,005 0,025 0,980 13
170 E450093 A4256 450072964 0,010 0,002 0,010 0,980 1
171 E450097 A4256
4NP00595-
1 0,015 0,003 0,015 0,980 1
4417
51 4.2 Diagrama unifilar
Figura 16 Diagrama unifilar general
52 4.3 Evaluación actual de la confiabilidad del sistema eléctrico
A continuación, se muestra la evaluación del flujo de carga del sistema eléctrico actual.
4.4 Evaluación actual del flujo de carga del sistema eléctrico
A continuación, se muestra la evaluación del flujo de carga del sistema eléctrico actual.
4.4.1 Flujo carga con la configuración actual
El flujo normal en condiciones normales con la topología actual.
Figura 17 Resultados del flujo de carga actual
Tabla 5 Reporte de los voltajes de los circuitos alimentadores
53
Tabla 6 Potencia de transferencia entre alimentadores
Figura 18 Configuración actual
54
Tabla 7 Niveles de tensión actuales en los terminales
Cantidad Name Grid
Nom.L-L Volt.
U, Magnitude A
U, Magnitude B
U, Magnitude C
kV kV kV kV
1 450000152 A4256 22,9 13,22171 13,23047 13,21485 2 450019767 A4256 22,9 13,23427 13,24469 13,22793 3 450020032 A4256 22,9 13,22497 13,23417 13,21817 4 450022088 A4256 22,9 13,23426 13,24467 13,22792 5 450022090 A4256 22,9 13,23423 13,24464 13,22789 6 450022111 A4256 22,9 13,23415 13,24454 13,22781
1376 4NP622 A4256 22,9 13,11543 13,08822
1377 4NP63207 A4256 22,9 13,18577 13,17237
1378 4NP63208 A4256 22,9 13,18578 13,17239
1379 4NP63209 A4256 22,9 13,18583 13,17245
1380 4NP63210 A4256 22,9 13,18584 13,17247
1381 4NP63211 A4256 22,9 13,18591 13,17257
1382 4NP63212 A4256 22,9 13,18591 13,17257
1383 4NP63213 A4256 22,9 13,18597 13,17265
1384 4NP63214 A4256 22,9 13,18545 13,18874
1385 4NP63215 A4256 22,9 13,18545 13,18874
1386 4NP63216 A4256 22,9 13,18546 13,18875
1387 4NP63217 A4256 22,9 13,18546 13,18875
1388 4NP63218 A4256 22,9 13,18549 13,1888
1389 4NP63219 A4256 22,9 13,18549 13,1888
1390 4NP63220 A4256 22,9 13,10025
1391 4NP63221 A4256 22,9 13,10007
1392 4NP63222 A4256 22,9 13,10006
1393 4NP63223 A4256 22,9 13,09994
1394 4NP63224 A4256 22,9 13,09974
1395 4NP63225 A4256 22,9 13,09963
1396 4NP63226 A4256 22,9 13,09961
1397 4NP63227 A4256 22,9 13,09954
1398 4NP63228 A4256 22,9 13,09951
1399 4NP63229 A4256 22,9 13,0995
1400 4NP63340 A4256 22,9 13,1759 13,17506 13,16753
1401 4NP64370 A4256 22,9 13,23031 13,21462
1402 4NP64371 A4256 22,9 13,2303 13,21461
1403 4NP64372 A4256 22,9 13,23028 13,21458
1404 4NP64373 A4256 22,9 13,23027 13,21457
1405 4NP64374 A4256 22,9 13,23025 13,21455
1406 4NP64375 A4256 22,9 13,23024 13,21453
1407 4NP64376 A4256 22,9 13,23023 13,21452
1408 4NP64377 A4256 22,9 13,21318 13,22098 13,20678 1409 4NP64378 A4256 22,9 13,21314 13,22094 13,20674 1410 4NP64379 A4256 22,9 13,21313 13,22092 13,20673 1411 4NP64380 A4256 22,9 13,21312 13,22092 13,20672
55
1412 4NP71555 A4256 22,9 13,11537 13,11169
1413 4NP71556 A4256 22,9 13,11537 13,11169
1414 4NP71557 A4256 22,9 13,11536 13,11169
1415 4NP71558 A4256 22,9 13,11535 13,11168
1416 4NP71559 A4256 22,9 13,11535 13,11168
1417 4NP71560 A4256 22,9 13,11533 13,11166
1418 4NP71561 A4256 22,9 13,11529 13,11164
1419 4NP71562 A4256 22,9 13,11526 13,11161
1420 4np38683 A4256 22,9 13,20441 13,21161
4.4.2 Flujo carga con la configuración 01
La configuración 01 tiene como propuesta la instalación de un interruptor entre los nodos 4NP25165 y el nodo 4NP25402.
Figura 19 Modelamiento del interruptor 01
56
Figura 20 Diagrama unifilar de la configuración 01
Figura 21 Resultados del flujo de carga de la configuración 01
57
Tabla 8 Reporte de los voltajes de los circuitos alimentadores con la configuración 01
Tabla 9 Potencia de transferencia entre alimentadores con la configuración 01
Tabla 10 Niveles de tensión en los terminales con la configuración 01
Cantidad Name Grid
Nom.L-L Volt.
U, Magnitude A
U, Magnitude B
U, Magnitude C
kV kV kV kV
1 450000152 A4256 22,9 13,26968 9,812541 11,44719 2 450019767 A4256 22,9 13,92022 11,37556 12,29026 3 450020032 A4256 22,9 13,44181 10,23197 11,67379 4 450022088 A4256 22,9 13,91915 11,3728 12,28862 5 450022090 A4256 22,9 13,91693 11,36727 12,28545 6 450022111 A4256 22,9 13,91105 11,35256 12,27701
1376 4NP622 A4256 22,9 6,045487 11,92915
1377 4NP63207 A4256 22,9 3,971703 5,912349 1378 4NP63208 A4256 22,9 3,971728 5,912379 1379 4NP63209 A4256 22,9 3,971858 5,912543 1380 4NP63210 A4256 22,9 3,9719 5,912596 1381 4NP63211 A4256 22,9 3,972099 5,912846 1382 4NP63212 A4256 22,9 3,972099 5,912846 1383 4NP63213 A4256 22,9 3,972281 5,913075 1384 4NP63214 A4256 22,9 14,34414 3,608755 1385 4NP63215 A4256 22,9 14,34414 3,608758 1386 4NP63216 A4256 22,9 14,34415 3,608763
58 1387 4NP63217 A4256 22,9 14,34415 3,608763
1388 4NP63218 A4256 22,9 14,34422 3,608808 1389 4NP63219 A4256 22,9 14,34422 3,608808 1390 4NP63220 A4256 22,9 4,837167
1391 4NP63221 A4256 22,9 4,836648 1392 4NP63222 A4256 22,9 4,836593 1393 4NP63223 A4256 22,9 4,836258 1394 4NP63224 A4256 22,9 4,835678 1395 4NP63225 A4256 22,9 4,835381 1396 4NP63226 A4256 22,9 4,835309 1397 4NP63227 A4256 22,9 4,83511 1398 4NP63228 A4256 22,9 4,835045 1399 4NP63229 A4256 22,9 4,83502
1400 4NP63340 A4256 22,9 14,0927 3,943648 6,609945
1401 4NP64370 A4256 22,9 9,812368 11,44688
1402 4NP64371 A4256 22,9 9,81236 11,44687
1403 4NP64372 A4256 22,9 9,812335 11,44683
1404 4NP64373 A4256 22,9 9,812325 11,44682
1405 4NP64374 A4256 22,9 9,812303 11,44679
1406 4NP64375 A4256 22,9 9,812289 11,44677
1407 4NP64376 A4256 22,9 9,812273 11,44675
1408 4NP64377 A4256 22,9 12,83456 8,735093 10,86459 1409 4NP64378 A4256 22,9 12,83452 8,735048 10,86454 1410 4NP64379 A4256 22,9 12,83449 8,735027 10,86451 1411 4NP64380 A4256 22,9 12,83449 8,73502 10,8645
1412 4NP71555 A4256 22,9 6,614749 11,5088
1413 4NP71556 A4256 22,9 6,614741 11,5088
1414 4NP71557 A4256 22,9 6,614735 11,50879
1415 4NP71558 A4256 22,9 6,614724 11,50878
1416 4NP71559 A4256 22,9 6,614714 11,50877
1417 4NP71560 A4256 22,9 6,614684 11,50874
1418 4NP71561 A4256 22,9 6,614637 11,5087
1419 4NP71562 A4256 22,9 6,614588 11,50865
1420 4np38683 A4256 22,9 12,38752 7,602683
4.4.3 Flujo carga con la configuración 02
La configuración 02 tiene como propuesta la instalación de un interruptor entre los nodos 4NP25165 y el nodo 4NP25402. Además, la instalación de otro interruptor entre los nodos 4NP39060 y el nodo 4NP61743.
59
Figura 22 Modelamiento del interruptor 01
Figura 23 Modelamiento del interruptor 02
60
Figura 24 Diagrama unifilar de la configuración 02
Figura 25 Resultados del flujo de carga de la configuración 02
61
Tabla 11 Reporte de los voltajes de los circuitos alimentadores con la configuración 02
Tabla 12 Potencia de transferencia entre alimentadores con la configuración 02
Tabla 13 Niveles de tensión en los terminales con la configuración 02
Cantidad Name Grid
Nom.L-L Volt.
U, Magnitude A
U, Magnitude B
U, Magnitude C
kV kV kV kV
1
45001976
7 A4256 22,9 13,23427 13,24469 13,22793
2
45002003
2 A4256 22,9 13,22497 13,23417 13,21817
3
45002208
8 A4256 22,9 13,23426 13,24467 13,22792
4
45002209
0 A4256 22,9 13,23423 13,24464 13,22789
5
45002211
1 A4256 22,9 13,23415 13,24454 13,2278
6
45002211
5 A4256 22,9 13,23414 13,24453 13,2278
1376 4NP63207 A4256 22,9 13,18577 13,17237
1377 4NP63208 A4256 22,9 13,18578 13,17239
1378 4NP63209 A4256 22,9 13,18583 13,17245
1379 4NP63210 A4256 22,9 13,18585 13,17247
1380 4NP63211 A4256 22,9 13,18591 13,17256
1381 4NP63212 A4256 22,9 13,18591 13,17256
1382 4NP63213 A4256 22,9 13,18597 13,17265
1383 4NP63214 A4256 22,9 13,18545 13,18874
1384 4NP63215 A4256 22,9 13,18545 13,18874
62
1385 4NP63216 A4256 22,9 13,18546 13,18875
1386 4NP63217 A4256 22,9 13,18546 13,18875
1387 4NP63218 A4256 22,9 13,18549 13,1888
1388 4NP63219 A4256 22,9 13,18549 13,1888
1389 4NP63220 A4256 22,9 13,10025
1390 4NP63221 A4256 22,9 13,10008
1391 4NP63222 A4256 22,9 13,10006
1392 4NP63223 A4256 22,9 13,09994
1393 4NP63224 A4256 22,9 13,09974
1394 4NP63225 A4256 22,9 13,09963
1395 4NP63226 A4256 22,9 13,09961
1396 4NP63227 A4256 22,9 13,09954
1397 4NP63228 A4256 22,9 13,09951
1398 4NP63229 A4256 22,9 13,0995
1399 4NP63340 A4256 22,9 13,1759 13,17506 13,16753
1400 4NP64370 A4256 22,9 13,23031 13,21462
1401 4NP64371 A4256 22,9 13,2303 13,21461
1402 4NP64372 A4256 22,9 13,23028 13,21458
1403 4NP64373 A4256 22,9 13,23027 13,21457
1404 4NP64374 A4256 22,9 13,23025 13,21455
1405 4NP64375 A4256 22,9 13,23024 13,21453
1406 4NP64376 A4256 22,9 13,23023 13,21452
1407 4NP64377 A4256 22,9 13,21318 13,22098 13,20678
1408 4NP64378 A4256 22,9 13,21314 13,22094 13,20674
1409 4NP64379 A4256 22,9 13,21313 13,22092 13,20673
1410 4NP64380 A4256 22,9 13,21312 13,22092 13,20672
1411 4NP71555 A4256 22,9 13,11532 13,11153
1412 4NP71556 A4256 22,9 13,11532 13,11152
1413 4NP71557 A4256 22,9 13,11531 13,11152
1414 4NP71558 A4256 22,9 13,11531 13,11152
1415 4NP71559 A4256 22,9 13,1153 13,11151
1416 4NP71560 A4256 22,9 13,11528 13,1115
1417 4NP71561 A4256 22,9 13,11524 13,11147
1418 4NP71562 A4256 22,9 13,11521 13,11144
1419 4np38683 A4256 22,9 13,20441 13,21161
1420 4np38683 A4256 22,9 13,20441 13,21161
4.4.4 Flujo carga con la configuración 03
La configuración 03 tiene como propuesta la instalación de un interruptor entre los nodos 4NP25165 y el nodo 4NP25402. Además, la instalación de otro interruptor entre los nodos 4NP39060 y el nodo 4NP61743. También se instaló el tercer interruptor 03 entre los nodos 4NP60009 y el nodo 4NP60055.
63
Figura 26 Modelamiento del interruptor 01
Figura 27 Modelamiento del interruptor 02
64
Figura 28 Modelamiento del interruptor 03
Figura 29 Diagrama unifilar de la configuración 03
Figura 30 Resultados del flujo de carga de la configuración 03
65
Tabla 14 Reporte de los voltajes de los circuitos alimentadores con la configuración 03
Tabla 15 Potencia de transferencia entre alimentadores con la configuración 03
Tabla 16 Niveles de tensión en los terminales con la configuración 03
Cantidad Name Grid
Nom.L-L Volt.
U, Magnitude A
U, Magnitude B
U, Magnitude C
kV kV kV kV
1 450000152 A4256 22,9 13,63706 12,72493 11,29249 2 450019767 A4256 22,9 13,64952 13,16899 11,95522 3 450020032 A4256 22,9 13,64028 12,84196 11,4716 4 450022088 A4256 22,9 13,64951 13,16828 11,95399 5 450022090 A4256 22,9 13,64948 13,1668 11,95158 6 450022111 A4256 22,9 13,6494 13,16286 11,94515
1376 4NP622 A4256 22,9 7,407961 7,18161
1377 4NP63207 A4256 22,9 11,97995 10,06741
1378 4NP63208 A4256 22,9 11,97996 10,06743
1379 4NP63209 A4256 22,9 11,98002 10,0675
1380 4NP63210 A4256 22,9 11,98004 10,06753
1381 4NP63211 A4256 22,9 11,98012 10,06764
1382 4NP63212 A4256 22,9 11,98012 10,06764
1383 4NP63213 A4256 22,9 11,98019 10,06775
1384 4NP63214 A4256 22,9 13,59656 11,98439 1385 4NP63215 A4256 22,9 13,59656 11,98439
1386 4NP63216 A4256 22,9 13,59657 11,9844
66
1387 4NP63217 A4256 22,9 13,59657 11,9844
1388 4NP63218 A4256 22,9 13,59661 11,98445 1389 4NP63219 A4256 22,9 13,59661 11,98445
1390 4NP63220 A4256 22,9 13,51572
1391 4NP63221 A4256 22,9 13,51555
1392 4NP63222 A4256 22,9 13,51553
1393 4NP63223 A4256 22,9 13,51542
1394 4NP63224 A4256 22,9 13,51522
1395 4NP63225 A4256 22,9 13,51512
1396 4NP63226 A4256 22,9 13,51509
1397 4NP63227 A4256 22,9 13,51503
1398 4NP63228 A4256 22,9 13,515
1399 4NP63229 A4256 22,9 13,51499
1400 4NP63340 A4256 22,9 13,5841 11,97231 10,05851
1401 4NP64370 A4256 22,9 12,72475 11,29223
1402 4NP64371 A4256 22,9 12,72474 11,29222
1403 4NP64372 A4256 22,9 12,72472 11,2922
1404 4NP64373 A4256 22,9 12,72471 11,29219
1405 4NP64374 A4256 22,9 12,72469 11,29216
1406 4NP64375 A4256 22,9 12,72467 11,29214
1407 4NP64376 A4256 22,9 12,72466 11,29213
1408 4NP64377 A4256 22,9 13,62869 12,43028 10,82754 1409 4NP64378 A4256 22,9 13,62865 12,43024 10,8275 1410 4NP64379 A4256 22,9 13,62863 12,43022 10,82748 1411 4NP64380 A4256 22,9 13,62862 12,43021 10,82747
1412 4NP71555 A4256 22,9 13,52976 7,963708
1413 4NP71556 A4256 22,9 13,52975 7,963703
1414 4NP71557 A4256 22,9 13,52975 7,963699
1415 4NP71558 A4256 22,9 13,52974 7,963692
1416 4NP71559 A4256 22,9 13,52973 7,963685
1417 4NP71560 A4256 22,9 13,5297 7,963666
1418 4NP71561 A4256 22,9 13,52966 7,963634
1419 4NP71562 A4256 22,9 13,52962 7,963599
1420 4np38683 A4256 22,9 13,62022 12,12956
67 4.4.5 Comparación de los resultados de los niveles de tensión en las terminales de las
diferentes configuraciones
La comparación de los resultados de los niveles de tensión de las tres configuraciones planteadas en comparación a lo actual.
Tabla 17 Comparación de los resultados de los niveles de tensión
Cantidad Name Grid
Nom.L-L Volt.
kV
Actual Configuración 01
Configuración 02
Configuración 03 U,
Magnitude A
U, Magnitude A
U, Magnitude A
U, Magnitude A
kV kV kV kV
1 450000152 A4256 22,9 13,22171 13,26968 13,23427 13,63706 2 450019767 A4256 22,9 13,23427 13,92022 13,22497 13,64952 3 450020032 A4256 22,9 13,22497 13,44181 13,23426 13,64028 4 450022088 A4256 22,9 13,23426 13,91915 13,23423 13,64951 5 450022090 A4256 22,9 13,23423 13,91693 13,23415 13,64948 6 450022111 A4256 22,9 13,23415 13,91105 13,23414 13,6494
1376 4NP622 A4256 22,9 7,407961
1377 4NP63207 A4256 22,9 3,971703
1378 4NP63208 A4256 22,9 3,971728
1379 4NP63209 A4256 22,9 3,971858
1380 4NP63210 A4256 22,9 3,9719
1381 4NP63211 A4256 22,9 3,972099
1382 4NP63212 A4256 22,9 3,972099
1383 4NP63213 A4256 22,9 3,972281 13,18545
1384 4NP63214 A4256 22,9 13,18545 14,34414 13,18545 13,59656 1385 4NP63215 A4256 22,9 13,18545 14,34414 13,18546 13,59656 1386 4NP63216 A4256 22,9 13,18546 14,34415 13,18546 13,59657 1387 4NP63217 A4256 22,9 13,18546 14,34415 13,18549 13,59657 1388 4NP63218 A4256 22,9 13,18549 14,34422 13,18549 13,59661 1389 4NP63219 A4256 22,9 13,18549 14,34422 13,10025 13,59661 1390 4NP63220 A4256 22,9 13,10025 4,837167 13,10008 13,51572 1391 4NP63221 A4256 22,9 13,10007 4,836648 13,10006 13,51555 1392 4NP63222 A4256 22,9 13,10006 4,836593 13,09994 13,51553 1393 4NP63223 A4256 22,9 13,09994 4,836258 13,09974 13,51542 1394 4NP63224 A4256 22,9 13,09974 4,835678 13,09963 13,51522 1395 4NP63225 A4256 22,9 13,09963 4,835381 13,09961 13,51512 1396 4NP63226 A4256 22,9 13,09961 4,835309 13,09954 13,51509 1397 4NP63227 A4256 22,9 13,09954 4,83511 13,09951 13,51503 1398 4NP63228 A4256 22,9 13,09951 4,835045 13,0995 13,515 1399 4NP63229 A4256 22,9 13,0995 4,83502 13,1759 13,51499
1400 4NP63340 A4256 22,9 13,1759 14,0927 13,5841
1401 4NP64370 A4256 22,9
68
1402 4NP64371 A4256 22,9
1403 4NP64372 A4256 22,9
1404 4NP64373 A4256 22,9
1405 4NP64374 A4256 22,9
1406 4NP64375 A4256 22,9
1407 4NP64376 A4256 22,9 13,21318
1408 4NP64377 A4256 22,9 13,21318 12,83456 13,21314 13,62869 1409 4NP64378 A4256 22,9 13,21314 12,83452 13,21313 13,62865 1410 4NP64379 A4256 22,9 13,21313 12,83449 13,21312 13,62863 1411 4NP64380 A4256 22,9 13,21312 12,83449 13,11532 13,62862 1412 4NP71555 A4256 22,9 13,11537 6,614749 13,11532 13,52976 1413 4NP71556 A4256 22,9 13,11537 6,614741 13,11531 13,52975 1414 4NP71557 A4256 22,9 13,11536 6,614735 13,11531 13,52975 1415 4NP71558 A4256 22,9 13,11535 6,614724 13,1153 13,52974 1416 4NP71559 A4256 22,9 13,11535 6,614714 13,11528 13,52973 1417 4NP71560 A4256 22,9 13,11533 6,614684 13,11524 13,5297 1418 4NP71561 A4256 22,9 13,11529 6,614637 13,11521 13,52966 1419 4NP71562 A4256 22,9 13,11526 6,614588 13,20441 13,52962 1420 4np38683 A4256 22,9 13,20441 12,38752 13,20441 13,62022
Figura 31 Comparación de niveles de tensión en los terminales 2.00
4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00
16.00
Flujo de carga de las diferentes configuraciones
Actual Configuracion 01 Configuracion 02 Configuracion 03
69 4.4.6 Confiabilidad con configuración actual
El cálculo de la confiabilidad actual se realizó con el software digsilent teniendo como resultados:
Tabla 18 Confiabilidad con configuración actual
Study case 2022 Systema sumary System Average Interuption
Frecuency Index
SAIFI 12,726 1/ca
System Average Duration Frecuency Index
SAIDI 24,348 1/ca
4.4.7 Confiabilidad con configuración 01
El cálculo de la confiabilidad actual se realizó con el software digsilent teniendo como resultados:
Tabla 19 Confiabilidad con configuración 01
Study case 2022 Systema sumary System Average Interuption
Frecuency Index
SAIFI 22,387 1/ca
70 System Average
Duration Frecuency Index
SAIDI 43,765 1/ca
4.4.8 Confiabilidad con configuración 02
El cálculo de la confiabilidad actual se realizó con el software digsilent teniendo como resultados:
Tabla 20 Confiabilidad con configuración 02
Study case 2022 Systema sumary System Average Interuption
Frecuency Index
SAIFI 9,012 1/ca
System Average Duration Frecuency Index
SAIDI 15,986 1/ca
4.4.9 Confiabilidad con configuración 03
El cálculo de la confiabilidad actual se realizó con el software digsilent teniendo como resultados:
Tabla 21 Confiabilidad con configuración 03
71 Study case 2022
Systema sumary System Average Interuption
Frecuency Index
SAIFI 8,712 1/ca
System Average Duration Frecuency Index
SAIDI 13,762 1/ca
4.4.10 Comparación de los resultados de confiabilidad
La comparación de los resultados de los niveles de tensión de las tres configuraciones planteadas en comparación a lo actual y lo existente por Osinerming.
Tabla 22 Comparación de los resultados de la confiabilidad
SAIFI SAIDI
Actual 12,726/semestre 24,348/semestre
Configuración 01 22,387/semestre 43,765/semestre Configuración 02 9,012/semestre 15,986/semestre Configuración 03 8,712/semestre 13,762/semestre
OSINERMING 10/semestre 25y40/semestre
72 4.5 Discusión de resultados
Los resultados de las simulaciones del flujo de carga del sistema actual y de las 03 configuraciones planteadas, tiene como resultado que las configuraciones en radial planteadas minimizan las interrupciones de servicio y mejora los niveles de tensión.
De los antecedentes referenciadas en nuestra investigación podemos indicar que Salomón (2020) en su tesis titulada “ANÁLISIS DE LA RECONFIGURACIÓN DE SISTEMAS ELÉCTRICOS DE DISTRIBUCIÓN” la presente de investigación de proporcionar un simulador para optimizar la operación de un Sistema Eléctrico de Distribución en demanda máxima, media y mínima, mediante la apertura/cierre de interruptores, modificando la topología inicial. La tesis planteas la reconfiguración de manera
“manual”, siendo no recomendable ya que los circuitos de distribución pueden tener una gran cantidad de nodos, lo que haría un trabajo demasiado impráctico hacerlo nodo por nodo. Sin embargo, para fines de estudio se logró demostrar que se redujeron las perdidas tal como se esperaba” (Salomón Luévano, 2020).
Por lo tanto, en nuestra investigación se evaluó la reconfiguración topológica para minimizar las interrupciones del servicio y mejoramiento de los niveles de tensión.
Salomón analiza de igual manera teniendo una mejora no solo mejorando las interrupciones sino también reduce las perdidas.
73 Conclusiones
Las tres configuraciones realizadas en la investigación, permitieron analizar los parámetros de los niveles tensión, la cantidad y la duración de las interrupciones del servicio eléctrico
La propuesta del cambio de la topología de la red permite reducir las interrupciones de servicio eléctrico en el alimentador A4256.
La propuesta del cambio de topología de la red mejora los niveles de tensión en el circuito alimentador A4256.
.
74 Recomendaciones
Se recomienda analizar más configuración a la red para obtener una adecuada configuración que permitirá una minimización de las interrupciones y mejorar la calidad de energía eléctrica.
Se recomienda realizar estudios a nivel económico para evaluar si estos tipos de análisis sean propuestos como alternativa de solución a los problemas de calidad de energía eléctrica.
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