“UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ”
“FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA”
“ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA ELÉCTRICA”
Tesis
“ANÁLISIS DE RE CONECTADORES PARA REDUCIR LOS INDICADORES DE CONFIABILIDAD EN EL
ALIMENTADOR A4111 DE LA SUBESTACIÓN HUANCAVELICA NORTE”
Código CTI: “Simulación de sistemas energéticos”
Código UNESCO: “3306 Ingeniería y Tecnologías Eléctricas”
336.09 “Distribución”
Para optar el título profesional de:
Ingeniero Electricista Roger, INGA BRUNO
2022 Caratula
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA
Av. MARISCAL CASTILLA N° 3909 – 4089 – El Tambo Huancayo Pab. “C” – Ciudad Universitaria
Teléfono (): 064-481060 anexos 7213,7204 (064-481181),7203 y 7206 Web.: https://fieeuncp.edu.pe
E-mail: [email protected]
INFORME Nº 11-2022-JCL-FIEE-UNCP
DE : MSc. Joel Colonio Llacua.
Asesor de tesis
A : Dr. Bartolomé Sáenz Loayza
Decano de la Facultad de Ingeniería Eléctrica y Electrónica.
ASUNTO : Informe de Originalidad de Software Turnitin del borrador de tesis del Sr. Roger Inga Bruno.
REFERENCIA : RESOLUCIÓN Nº 072-2021-D-FIEE/UNCP.
FECHA : Ciudad Universitaria, 21-04-2022
Por medio del presente me dirijo a su despacho para informarle, que habiendo sido designado como Asesor de la tesis intitulada “ANÁLISIS DE RE CONECTADORES PARA REDUCIR LOS INDICADORES DE CONFIABILIDAD EN EL ALIMENTADOR A4111 DE LA SUBESTACIÓN HUANCAVELICA NORTE” presentado por el BACHILLER. del Sr. Roger Inga Bruno, y que, habiendo concluido bajo mi asesoramiento con el desarrollo de la tesis y que habiendo obtenido 13% de similitud con el software TURNITIN en cumplimiento de las disposiciones de investigación, DOY MI CONFORMIDAD, para que el interesado prosiga con los trámites correspondientes.
Sin otro particular, hago propicia la ocasión para reiterarle las muestras de mi especial consideración y estima personal.
Atentamente,
MSc. JOEL COLONIO LLACUA Asesor
13 %
INDICE DE SIMILITUD
13 %
FUENTES DE INTERNET
0 %
PUBLICACIONES
9 %
TRABAJOS DEL ESTUDIANTE
1 4 %
2 2 %
3 1 %
4 1 %
5 1 %
6 1 %
7 1 %
8 < 1 %
Roger Inga Bruno
INFORME DE ORIGINALIDAD
FUENTES PRIMARIAS
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Trabajo del estudiante
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Fuente de Internet
repositorio.uncp.edu.pe
Fuente de Internet
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Fuente de Internet
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Fuente de Internet
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Fuente de Internet
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Trabajo del estudiante
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Fuente de Internet
9 < 1 %
10 < 1 %
11 < 1 %
12 < 1 %
13 < 1 %
14 < 1 %
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16 < 1 %
17 < 1 %
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I Asesor
MSc. Joel Colonio Llacua
II Dedicatoria
Primeramente, a Dios divino todopoderoso creador de todas las cosas; A mis padres por el apoyo incondicional que me han brindado y asimismo a mis hermanos por su respaldo y ánimo para concluir satisfactoriamente otra etapa en mi vida.
III Agradecimiento
Agradezco a Dios, ser divino por darme la vida y guiar mis pasos.
Al MSc. Joel Colonio Llacua, Asesor de Tesis.
A mis maestros por sus enseñanzas para desarrollarme profesionalmente y haberme brindado todos sus conocimientos.
A la facultad de Ingeniería Eléctrica y Electrónica – UNCP.
IV Índice
Asesor ... I Dedicatoria ... II Agradecimiento ... III Índice... IV Índice tablas ... VII Índice de figuras ... VIII Resumen ... X Abstract ... XI
Introducción ... 12
Capítulo I Caracterización del problema ... 14
1.1 Planteamiento del problema ... 14
1.2 Formulación del problema ... 15
1.2.1 Problema general ... 15
1.2.2 Problemas específicos ... 15
1.3 Objetivos ... 16
1.3.1 Objetivo general ... 16
1.3.2 Objetivos específicos ... 16
1.4 Justificación ... 16
1.4.1 Justificación practica ... 16
1.4.2 Justificación metodológica... 16
1.4.3 Justificación social ... 17
V
1.4.4 Limitación ... 17
Capítulo II Marco teórico... 18
2.1 Antecedentes ... 18
2.1.1 Antecedentes internacionales ... 18
2.1.2 Antecedentes nacionales ... 23
2.2 Bases teóricas ... 27
2.2.1 Confiabilidad en los sistemas eléctricos ... 27
2.2.2 Re conectadores ... 35
2.3 Conceptos básicos ... 39
2.4 Hipótesis ... 41
2.5 Variables... 41
2.6 Operacionalizacion de las variables ... 41
Capitulo III Metodología de la investigación ... 43
3.1 Tipo de investigación ... 43
3.2 Nivel de investigación ... 43
3.3 Método de investigación ... 44
3.4 Diseño de investigación ... 44
3.5 Técnica de procesamiento de datos ... 45
3.6 Instrumento de investigación de datos ... 45
Capítulo IV Resultados ... 46
4.1 Presentación de los resultados ... 46
VI
4.1.1 Diagrama unifilar ... 46
4.1.2 Datos de las incidencias de falla ... 47
4.1.3 Modelamiento ... 49
4.1.4 Ubicación de equipos de protección ... 56
4.1.5 Simulación ... 59
4.2 Pruebas de hipótesis ... 66
4.3 Discusión de los resultados ... 67
Conclusiones ... 69
Recomendaciones ... 70
Bibliografía ... 71
Anexos ... 74
Anexo 01 Reporte de incidencia de Falla ... 75
Anexo 02 Diagrama unifilar general... 93
Anexo 03 Redes A4111 ... 94
VII Índice tablas
Tabla 1 Desempeño esperado ... 35
Tabla 2 Operacionalización de variables ... 41
Tabla 3 Resumen de índices de confiabilidad de conductor y SEDs ... 48
Tabla 4 Equipos de protección propuestas ... 65
Tabla 5 Resumen de los indicadores de confiabilidad ... 67
VIII Índice de figuras
Figura 1 Comportamiento de un equipo a través del tiempo ... 28
Figura 2 n componentes no reparables en serie ... 28
Figura 3 Dos componentes no reparables en serie ... 29
Figura 4 n componentes no reparables en paralelo ... 29
Figura 5 Dos componentes no reparables en paralelo ... 29
Figura 6 Componentes conectados en serie - paralelo ... 30
Figura 7 Operación de trabajo de componente reparable ... 30
Figura 8 Componentes reparables en serie ... 31
Figura 9 Componentes reparables en paralelo ... 31
Figura 10 Re conectador automatico ... 36
Figura 11 Re conectador JOSLYN ... 37
Figura 12 Re conectador WHIPP BOURNE ... 38
Figura 13 Re conectador NULEC ... 38
Figura 14 Re conectador NOJA ... 39
Figura 15 Diagrama unifilar general ... 47
Figura 16 Reporte de fallas 2015 al 2018 ... 48
Figura 17 Configuración de la red equivalente eligiendo tipo de barra SL ... 49
Figura 18 Configuración de la red equivalente ingresando potencia y corriente cortocircuito ... 50
Figura 19 BARRA 10kV ... 51
Figura 20 Barra HVCANT10... 51
Figura 21 Barra HVCANT22.9... 52
IX Figura 22 Configuración de la subestación HVCA Norte ingresando potencia y niveles de
tensión ... 53
Figura 23 Configuración de la subestación HVCA Norte ingresando impedancia de magnetización ... 53
Figura 24 Configuración de la subestación HVCA Norte ingresando los límites de los taps . 54 Figura 25 Configuración de la red media tensión ... 54
Figura 26 Configuración de un nodo en media tensión ... 55
Figura 27 Configuración de una carga ... 55
Figura 288 Ubicación de los equipos de protección. ... 56
Figura 299 Relé de protección ... 57
Figura 3030 Re conectador- circuito 01... 58
Figura 311 Re conectador- circuito 02... 58
Figura 322 Re conectador- circuito 02... 59
Figura 333 Flujo de carga ... 59
Figura 344 Flujo de carga desbalanceado ... 60
Figura 356 Modulo de análisis de confiabilidad ... 61
Figura 367 Ejecutar el módulo de confiabilidad considerando el periodo anual ... 61
Figura 378 Perfil de tensión. ... 62
Figura 389 Cargabilidad máxima obtenida de los elementos del sistema eléctrico. ... 62
Figura 4039 Resultados de los indicadores de confiabilidad antes la propuesta ... 63
Figura 4140 Resultados de los indicadores de confiabilidad de la propuesta... 64
X Resumen
La presente investigación tiene como objetico analizar los re conectadores para reducir los indicadores de confiabilidad en el alimentador A4111 de la Subestación Huancavelica Norte.
La investigación es del tipo aplicada, teniendo como nivel de investigación explicativa por cuanto la variable dependiente cambio por causa de la variable independiente, el método utilizado para el desarrollo de la investigación fue analítico porque consistió en descomponer el sistema eléctrico en la parte de protección, equipamiento. Y para el diseño se propuesto el pre experimental con una pre prueba y posprueba.
Al analizar los re conectadores la presenta tesis ha demostrado la reducción de la frecuencia de interrupciones en el alimentador A4111 de la Subestación Huancavelica Norte del SAIFI en un 0,49935.
Al analizar los re conectadores la presenta tesis ha demostrado la reducción de la duración de interrupciones en el alimentador A4111 de la Subestación Huancavelica Norte del SAIDI en un 1,618.
Con estos resultados la investigación demuestra una mejora de la confiabilidad el circuito alimentador en media tensión A4111 de la Subestación Huancavelica Norte.
XI Abstract
The objective of this research is to analyze the reclosers to reduce reliability indicators in the A4111 feeder of the Huancavelica Norte Substation.
The research is of the applied type, having as an explanatory level of research because the dependent variable changes because of the independent variable, the method used for the development of the research was analytical because it consisted of breaking down the electrical system in the protection part, equipment. And for the design, the experimental pre-test was proposed with a pre-test and a post-test.
When analyzing the reclosers, the present thesis has shown the reduction of the frequency of interruptions in the A4111 feeder of the Huancavelica Norte Substation of SAIFI by 0.49935.
When analyzing the reconnections, the present thesis has shown the reduction of the duration of the interruptions in the A4111 feeder of the Huancavelica Norte Substation of SAIDI by 1,618.
With these results, the research demonstrates an improvement in the reliability of the medium voltage feeder circuit A4111 of the Huancavelica Norte Substation.
12 Introducción
La presente investigación se refiere al tema de confiabilidad en los sistemas eléctricos de distribución y se define como la habilidad de suministrar la energía eléctrica al sistema con la cantidad o potencia demandada teniendo un nivel aceptable de calidad que establece las normas. La confiabilidad en los sistemas eléctricos de distribución se mide con los indicadores de confiabilidad como son el SAIFI y el SAIDI.
Para analizar la problemática de la confiabilidad es necesario identificar las causas que origina la deficiente confiabilidad de los sistemas eléctricos. Entre las causas principales podemos indicar las interrupciones de servicio por descargas atmosféricas, caída de árboles sobre las redes, etc.
La investigación de esta problemática de la confiabilidad se realizó teniendo como interés del ¿Por qué? los sistemas eléctricos tienen baja confiabilidad como el circuito alimentador A4111.
En la investigación realizo utilizando una investigación documental obteniendo informes, reportes y estudio del sistema eléctrico en estudio.
La finalidad de la investigación tiene como objetivo de analizar los re conectadores para reducir los indicadores de confiabilidad en el alimentador A4111 de la Subestación Huancavelica Norte.
La investigación tiene como estructura siguiente:
En el capítulo I
Se presenta el problema de investigación ¿Cómo analizar los re conectadores para reducir los indicadores de confiabilidad en el alimentador A4111 de la Subestación Huancavelica Norte?; también se presenta el objetivo de la investigación; la justificación de la investigación.
13 En el capítulo II
Se presenta el marco teórico, como los antecedentes de la investigación como son las investigaciones realizadas del tema con autores internacional y nacionales. Luego se presenta la teoría básica necesaria para la base del desarrollo de la investigación.
En el capítulo III
Se presenta el marco metodológico de la investigación en donde se indica el tipo, nivel, método y diseño de la investigación.
En el capítulo IV
Se hace referencia a los resultados, la discusión y la prueba de hipótesis de la investigación.
Capítulo I
Caracterización del problema
1.1 Planteamiento del problema
La Subestación Huancavelica Norte perteneciente al sistema eléctrico de Huancavelica 2, cuenta con un transformador de potencia de 22,9/13,2 kV de 2,5 MVA, esta Subestación suministra energía eléctrica a dos alimentadores; el A4111 – Eje Palca de 3x70+1x35 mm2 AAAC, que alimenta las localidades de la zona Sur rumbo a Palca, Huando; el alimentador A4113 – Eje Paucará de 3x70+1x35 mm2 AAAC que alimenta a las localidades de la zona Sur de Huancavelica rumbo a Paucará.
El alimentador A4111 suministra energía a 249 subestaciones en todo su recorrido, este alimentador registra interrupciones de servicio eléctrico, estas interrupciones se evidencian en los reportes del centro de control de la empresa concesionaria para el año 2019 de donde el SAIFI es de 6.86 y el SAIDI es de 24.465,
15 esto se determinó debido a las incidencias de fallas por descarga atmosférica en todo la troncal y derivaciones del alimentador A4111, teniendo como consecuencia la mala calidad de servicio eléctrico e incomodidad de las poblaciones afectadas. Estos indicadores de confiabilidad representan la performance del alimentador A4111 y reducir mediante la mejora del sistema de protección ayudará a tener un circuito alimentador más confiable.
Ante esta descripción de la situación se propone: Reducir los indicadores SAIFI y SADI para garantizar la continuidad de servicio eléctrico del alimentador A4111 de la Subestación Huancavelica Norte.
1.2 Formulación del problema
1.2.1 Problema general
¿Cómo analizar los re conectadores para reducir los indicadores de confiabilidad en el alimentador A4111 de la Subestación Huancavelica Norte?
1.2.2 Problemas específicos
¿De qué forma analizar los re conectadores para reducir la frecuencia de interrupciones en el alimentador A4111 de la Subestación Huancavelica Norte?
¿De qué forma analizar los re conectadores para reducir la duración de interrupciones en el alimentador A4111 de la Subestación Huancavelica Norte?
16 1.3 Objetivos
1.3.1 Objetivo general
Analizar los re conectadores para reducir los indicadores de confiabilidad en el alimentador A4111 de la Subestación Huancavelica Norte.
1.3.2 Objetivos específicos
Analizar los re conectadores para reducir la frecuencia de interrupciones en el alimentador A4111 de la Subestación Huancavelica Norte.
Analizar los re conectadores para reducir la duración de interrupciones en el alimentador A4111 de la Subestación Huancavelica Norte.
1.4 Justificación
1.4.1 Justificación practica
La presente investigación se justifica en lo practico porque se plantea una solución a una problemática de la zona en estudio, esta propuesta puede ser usada como una actualización de la coordinación de protecciones.
1.4.2 Justificación metodológica
En lo metodológico esta investigación se justifica porque se utilizó procedimiento de normas vigentes en cuanto a coordinación, tomado como referencia los criterios establecidos por el COES.
17 1.4.3 Justificación social
En cuanto a lo social esta investigación justifica porque el análisis de os reconecta dores permitirá el acceso de la energía eléctrica de forma continua para la población de la zona sur rumbo a Palca y Huacho de Huancavelica.
1.4.4 Limitación
La presente investigación no presento limitaciones que obstaculizaron la realización de la misma.
Capítulo II Marco teórico
2.1 Antecedentes
De acuerdo al tema de investigación tenemos antecedentes de investigaciones nacionales e internacionales.
2.1.1 Antecedentes internacionales
(Salazar et al., 2015) en su tesis titulada “Evaluación de Confiabilidad y Ubicación Óptima de Reconectadores en Sistemas Eléctricos de Distribución Radial”. Presenta el resumen siguiente:
Indica que “los estudios de confiabilidad en sus inicios, estaban enfocados en los sistemas de generación y transmisión. Sin embargo, las estadísticas de falla revelan que el 80% de las interrupciones se producen en los sistemas de distribución, siendo de mucha importancia de abordar
19 la temática, desde el punto de vista metodológico que permita cuantificar y predecir los índices de interrupción y energía no suministrada en los sistemas de distribución. En sistemas de distribución eléctrica con topología radial, es muy importante la confiabilidad y continuidad del servicio, puesto que una falla en uno de sus componentes determina una interrupción en el suministro. De allí es necesario evaluar el sistema y proponer alternativas de mejoramiento. En sistemas de distribución, no es factible definir una función de confiabilidad única, debido a que diferentes consumidores conectados en distintos puntos presentarán, comportamientos diferentes. Por tal razón, para cuantificar la confiabilidad, se definen índices globales para el sistema e individuales para un consumidor o grupo de consumidores conectados a un mismo punto de red. Para evaluar y predecir la confiabilidad se requiere los siguientes datos del sistema de distribución: la descripción topológica de la red mediante tramos de alimentadores separados por equipos de protección y/o maniobra, criterios de operación de la red, parámetros de confiabilidad tales como: tasa de falla y tiempos de reparación de cada componente de la red, datos de consumidores asociados por tramo de red. En este estudio, la evaluación de la confiabilidad se la realizará aplicando el método de análisis de modo de falla y efectos, que es una técnica adecuada para modelar fallas que involucran la acción de los dispositivos de protección, mediante la construcción de una matriz de estado cuyo desarrollo y algoritmo de construcción se detallan en este trabajo. La evaluación de la confiabilidad permite determinar los índices actuales, identificando los puntos débiles de la red, a partir de los cuales
20 se puede mediante esta metodología valorar y cuantificar el impacto en la confiabilidad de los proyectos de mejoramiento tales como la instalación de reconectadores. La ubicación de los reconectadores en distintos puntos de la red de distribución, tiene un gran impacto sobre la confiabilidad y rentabilidad de las inversiones requeridas en los proyectos de mejoramiento. La metodología desarrollada en el presente trabajo permitirá localizar en forma óptima elementos finitos como reconectadores, ubicando este equipamiento en sitios donde se obtengan los mayores beneficios de rentabilidad, y minimicen las interrupciones de servicio y la energía no suministrada a los consumidores, con lo cual se facilita la asignación de inversiones”.
(FLÓREZ, 2011) en su tesis para optar el título el grado de maestro titulada “LOCALIZACIÓN ÓPTIMA DE RECONECTADORES BASADO EN CRITERIOS DE CONFIABILIDAD”. Presenta el resumen siguiente:
En cual se indica “En esta tesis se desarrolló una metodología para la ubicación óptima de reconectadores en circuitos primarios de distribución la cual combina las técnicas de algoritmo genético Chu- Beasley (AGCB), para la búsqueda de ubicación óptima, y de simulación de Montecarlo para la valoración de confiabilidad. La función objetivo a minimizar en el proceso de optimización es la energía no servida, para lo cual se realizó un detallado modelamiento de la demanda en su composición de usuarios residenciales, comerciales e industriales. Esta metodología busca la ubicación óptima de un número de reconectadores dado por el analista, ya que: i. una solución global al número óptimo de
21 reconectadores requeriría recursos computacionales muy altos, esto es, en capacidad de memoria y tiempo de simulación. ii. Dados los limitados recursos económicos de muchas electrificadoras, aunque se tenga un número óptimo de reconectadores requeridos, no hay recursos disponibles ni capacidad de acceso a créditos para comprarlos todos, pero si para comprar un número menor de estos. iii. La metodología debe servir para los casos en que se dispone de un número dado de reconectadores para poner en servicio o para verificar la ubicación de reconectadores existentes en algunos circuitos primarios de distribución.
El analista debe seleccionar cuidadosamente el coeficiente de variación, ya que si es muy bajo el tiempo computacional puede ser muy alto y si es alto no se encuentra una solución óptima”
(VERGARA, LUIS CARLOS PIÑEROS, 2003) en su tesis para obtención de título profesional “ESTUDIO DE CONFIABILIDAD DEL SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN DE PEREIRA USANDO EL METODO DE SIMULACIÓN DE MONTECARLO”.
En el resumen indica “En este proyecto se realiza el estudio de confiabilidad del sistema de distribución de energía eléctrica que sirve a la ciudad de Pereira y que es operado por la Empresa de Energía de Pereira (EEP). La valoración de confiabilidad se realiza mediante índices de adecuación en los puntos de carga de los alimentadores primarios utilizando la técnica de simulación de Montecarlo secuencial, la cual permite utilizar modelos probabilísticas para falla y reparación con cualquier continua, para los componentes del sistema. Como aportes de
22 este trabajo se obtienen: 1. Se elaboró un software que realiza la simulación de Montecarlo utilizando la base de datos de los elementos constitutivos del sistema de distribución. 2. Para los puntos de carga se analizan las distribuciones de probabilidad de la frecuencia de falla y el tiempo de reparación que son los índices básicos con los cuales se calculan los demás índices de confiabilidad. Este trabajo es parte del proyecto de investigación “Estudio de Confiabilidad del Sistema Eléctrico Regional”, auspiciado por el Centro de Investigaciones de la Universidad Tecnológica de Pereira y dirigido por el Grupo de Investigación en Planeamiento de Sistemas de Potencia”.
(Arriagada Mass, 1994) en su tesis de grado de maestro titulada
“EVALUACION DE CONFIABILIDAD EN SISTEMAS ELECTRICOS DE DISTRIBUCION”, presenta el resumen siguiente:
El trabajo es una “metodología de evaluación de índices de confiabilidad esperados para redes eléctricas de distribución radiales en media tensión (12 - 13.8 kV). Esta evaluación se refleja en índices de frecuencia y duración de fallas, tanto para consumidores y elementos parciales de la red, como globales para el sistema. Se modela el comportamiento de la red incluyendo interruptores, fusibles y elementos seccionadores. Se desarrolla una técnica, elaborada como un problema de optimización lineal, para localizar elementos en los cuales invertir, para alcanzar niveles mayores de disponibilidad de servicio en algún punto cualquiera de la red eléctrica. Se diseña, prueba y aplica un programa computacional, escrito en lenguaje FORTRAN Microsoft
23 versión 5.1 para PC, que aprovecha las capacidades gráficas de este software, generando una herramienta de cálculo autosuficiente y de fácil manejo. Los resultados de la evaluación son comparados parcialmente con los presentados en diversas publicaciones. Esta evaluación es parcial dado que la técnica de localización de recursos, planteada en esta tesis, no aparece difundida en la literatura”.
2.1.2 Antecedentes nacionales
(Quispe Huaringa, 2019), en su tesis para optar el título profesional de ingeniero electricista cuyo título “Mejoramiento de la confiabilidad mediante la reubicación de seccionadores en el alimentador A4803 de la Subestación Chanchamayo”.
Presenta el siguiente resumen “El propósito de esta tesis es mejorar la confiabilidad mediante la reubicación de seccionadores en el alimentador A4803 de la subestación Chanchamayo; el desarrollo para cuantificar la confiabilidad de la red de distribución se puede basar en los índices de confiabilidad descritos en la Norma IEEE ([1366-2003]).
El tema propone mejorar la confiabilidad del sistema eléctrico con la reubicación de los seccionadores existentes a lo largo del alimentador radial A4803 de la subestación Chanchamayo, esto debido a las constantes interrupciones del servicio eléctrico en dicho alimentador.
Para la presente tesis se está considerando el término seccionador en el titulo para referirse a los seccionalizadores y recloser existentes en dicho alimentador.”.
24 (Simeon Pucuhuayla, 2019) en su tesis titulada “Ubicación óptima del seccionador fusible para mejorar los indicadores SAIDI y SAIFI en el sistema eléctrico rural de Ayacucho”, nos indica.
“En los sistemas de distribución con una topología radial, es muy importante poder mantener la continuidad del servicio y la confiabilidad, ya que ante una falla en uno de los componentes origina una interrupción en el suministro. Por eso es necesario evaluar el sistema y proponer alternativas de mejoramiento. Para evaluar y predecir la confiabilidad en un sistema de distribución se requiere los siguientes datos: descripción topológica de la red mediante tramos de alimentadores separados por equipos de protección y/o maniobra, criterios de operación de la red, parámetros de confiabilidad tales como: tasa de falla y tiempos de reparación de los componentes de la red. En la presente investigación el problema principal es: ¿Cómo ubicar óptimamente los seccionadores fusibles para mejorar los indicadores SAIDI y SAIFI del sistema eléctrico rural de Ayacucho? El tipo de investigación es aplicada porque se realizó simulaciones y cálculos en el sistema eléctrico rural de Ayacucho, determinándose las tasas de falla, tiempo de duración de las líneas de transmisión, el número óptimo de equipos de protección seccionadores fusible para mejorar los indicadores SAIDI y SAIFI del sistema; utilizando el software de simulación de sistemas eléctricos de potencia DIgSILENT PowerFactory y su lenguaje de programación DPL. Los resultados obtenidos muestran que, al realizar una ubicación adecuada de los equipos de seccionamiento, protección permiten mejorar
25 significativamente los indicadores de confiabilidad de los sistemas eléctricos”.
(Jiménez & Ernesto, 2018) en su tesis titulada “Evaluación de la confiabilidad ante la implementación de elementos de protección en el sistema de distribución en 22.9KV de la S.E. San Francisco” nos indica lo siguiente:
La presente tesis tiene por finalidad “evaluar los índices de confiabilidad del SE san francisco para determinar a qué se debe e incremento de estos valores durante el periodo comprendido entre 2015 y comienzos del 2018. La evaluación se sustenta en porque se incrementa estos índices si, durante el año 2017 se realizó un remodelamiento de los dispositivos de protección justamente para reducir estos índices y evitar sanciones del organismo supervisor
“OSINERGMIN” Primero se realizó la evaluación de valores de SAIDI y SAIFI de los alimentadores A4027, A4028, A4029, A4030 en los años 2015, 2016, 2017 y comienzo del año 2018, para determinar el cumplimiento de confiabilidad del sistema en estudio. Luego se realizó la evaluación de los índices de confiabilidad de acuerdo al motivo de ocurrencia y la naturaleza en el cual se suscitó la interrupción para así determinar el principal motivo del incremento de estos indicadores”.
(Collantes, 2010), en su tesis de grado de maestro titulada “ANÁLISIS DE MEJORA DE LA CONFIABILIDAD DE LOS SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN ELÉCTRICA DE ALTA DENSIDAD DE CARGA” presenta el resumen siguiente:
26
“La tesis presenta un análisis de mejora de la confiabilidad de los sistemas de distribución eléctrica de alta densidad de carga del Perú, con la finalidad de establecer sus indicadores System Average Interruption Frequency Index (SAIFI) y System Average Interruption Duration Index (SAIDI), que respondan a un equilibrio óptimo entre costo y confiabilidad. El análisis se realiza sobre alimentadores en media tensión representativos de los sistemas mencionados, considerando como mejoras diversas opciones de colocación de equipos de protección y seccionamiento y alimentaciones alternativas. Para la determinación de los indicadores se utiliza las técnicas básicas de evaluación de la confiabilidad con una extensión que divide el tiempo de reparación de una falla en función de las distintas operaciones que se llevan a cabo para reparar la misma y reponer el servicio eléctrico. Con los resultados se configura la relación entre costo y confiabilidad, determinándose su equilibrio óptimo con la ayuda del método trade-off/risk. A partir de dicho equilibrio se establece los indicadores SAIFI y SAIDI óptimos, así como el costo que implica alcanzar los mismos”.
(Ayre, 2005), en su tesis de grado para obtener el título profesional titulada “EVALUACIÓN DE LA CONFIABILIDAD MEDIANTE EL MÉTODO DE MODO DE FALLAS Y UBICACIÓN ÓPTIMA DE SECCIONADORES EN UNA RED DE DISTRIBUCIÓN ELÉCTRICA”.
Presenta el resumen siguiente:
“En la presente tesis se desarrolla la problemática de la calidad del suministro eléctrico en redes de media tensión, para ello se ha
27 desarrollado un procedimiento, que permita cuantificar la continuidad del servicio eléctrico y dar alternativas para un aumento de la confiabilidad del sistema, teniendo como objetivo seleccionar la alternativa óptima al mínimo costo, para lo cual se desarrolla un algoritmo que permita la ubicación de seccionadores en una red de distribución. El resultado es desarrollar una metodología, que permita definir la ubicación de los seccionadores y la cantidad de éstos en la red de distribución, considerando el costo de su implementación. La efectividad de dicha metodología se ilustra con una aplicación para el sistema de distribución en 10 kV de la ciudad de Iquitos”.
2.2 Bases teóricas
2.2.1 Confiabilidad en los sistemas eléctricos
La confiabilidad en los sistemas de distribución según (Torres, Horacio;
Parra, 2011)“ la confiabilidad del suministro de electricidad es una tributo importante del sistema de distribución y en general se puede definir como la cualidad del servicio a no fallar” (2011, p. 21).
A continuación, se puede apreciar el comportamiento de un equipo a través del tiempo.
28
Figura 1 Comportamiento de un equipo a través del tiempo
Dependiendo del sistema se tiene componentes no reparables y reparables.
2.2.1.1 Componentes no reparables
El estado de un sistema se puede cuantificar con dos alternativas es el estado conformado por componentes conectados en serie y el toro por componentes conectados en paralelo.
2.2.1.1.1 Conexión en serie
Combinación de n elementos conectados em serie.
Figura 2 n componentes no reparables en serie
Si se considera de forma aleatoria el comportamiento del sistema podemos considerar dos elementos.
29
Figura 3 Dos componentes no reparables en serie
El sistema va funcionar si todos sus elementos funcionaran.
2.2.1.1.2 Conexiónen paralelo
A continuación, se representa una combinación de n elementos conectados en paralelo.
Figura 4 n componentes no reparables en paralelo
Si se considera de forma aleatoria el comportamiento del sistema podemos considerar dos elementos.
Figura 5 Dos componentes no reparables en paralelo
30 El sistema va funcionar si al menos un elemento funciona.
2.2.1.1.3 Conexiónserie – paralelo
La mayoría de los elementos están conectados en serie y paralelo.
Figura 6 Componentes conectados en serie - paralelo
2.2.1.2 Componentes reparables
Los demás componentes del sistema que se utilizan luego de una ocurrencia de fallas a esos componentes se les llama componentes reparables.
Figura 7 Operación de trabajo de componente reparable
31 2.2.1.2.1 Frecuencia media de falla
Teniendo en consideración la tasa de falla y reparación se halla de frecuencia media de falla.
2.2.1.2.2 Componentes reparables en series
Para este caso de elementos reparables conectados en serie.
Figura 8 Componentes reparables en serie
2.2.1.2.3 Componentes reparables en paralelo
Para este caso de elementos reparables conectados en paralelo.
Figura 9 Componentes reparables en paralelo
32 2.2.1.3 Indicadores de confiabilidad
Factores específicos básicos para el cálculo de los índices de confiabilidad
Donde i significa el evento de interrupción:
• ri=Tiempo de restauración para cada evento de interrupción.
• CI= Cliente interrumpido.
• CMI= Minutos de clientes interrompidos.
• E= Eventos.
• T= Total.
• IMi= Numero de interrupciones momentáneas.
• IME= Numero de los eventos de interrupciones momentáneas.
• Ni= Número de clientes interrumpidos por cada evento de interrupción sostenida durante el periodo de informe.
• Nmi= Número de Clientes Interrumpidos por cada evento de Interrupción Momentánea durante el Período de Informe Total.
• NT= Número total de clientes atendidos por las áreas.
• Li= Carga de kVA Conectada Interrumpida por cada Evento de Interrupción Total.
• LT= Total de kVA conectados Carga servida
• Total.
33
• CN= Número total de clientes que han experimentado una interrupción sostenida durante el período de informe.
• CNT(k>n)= Número total de clientes que han experimentado más de n interrupciones sostenidas y eventos de interrupción momentánea durante el período de informe.
• K= Número de interrupciones experimentadas por un cliente individual en el período de informe
• TMED= Valor de umbral de identificación del día del evento principal
2.2.1.3.1 SAIFI
El SAIFI es la frecuencia de interrupción promedio del sistema, este indicador nos refiere con que frecuencia el cliente promedio experimenta una interrupción sostenida durante un periodo de tiempo predefinido.
𝑆𝐴𝐼𝐹𝐼 =∑ 𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑛𝑢𝑚𝑒𝑟𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑐𝑙𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒𝑠 𝑖𝑛𝑡𝑒𝑟𝑟𝑢𝑚𝑝𝑖𝑑𝑜𝑠 𝑁𝑢𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑐𝑙𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒𝑠 𝑎𝑡𝑒𝑛𝑑𝑖𝑑𝑜𝑠
Para calcular el índice, se usa la ecuación siguiente:
𝑆𝐴𝐼𝐹𝐼 =∑ 𝑁𝑖 𝑁𝑇 = 𝐶𝑖
𝑁𝑇
34 2.2.1.3.2 SAIDI
El SAIDI es la duración total de la interrupción para el cliente promedio durante un periodo de tiempo predefinido, se mide comúnmente en minutos o horas de interrupción del cliente.
𝑆𝐴𝐼𝐷𝐼 =∑ 𝐷𝑢𝑟𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛 𝑑𝑒 𝑙𝑜𝑠 𝑐𝑙𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒𝑠 𝑖𝑛𝑡𝑒𝑟𝑟𝑢𝑚𝑝𝑖𝑑𝑜𝑠 𝑁𝑢𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑐𝑙𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒𝑠 𝑎𝑡𝑒𝑛𝑑𝑖𝑑𝑜𝑠
Para calcular el índice, se usa la ecuación siguiente:
𝑆𝐴𝐼𝐷𝐼 =∑ 𝑟𝑖𝑁𝑖
𝑁𝑇 =𝐶𝑀𝑖 𝑁𝑇
2.2.1.4 “Procedimiento para la Supervisión de la Operación de los Sistemas Eléctricos”
De acuerdo a (Osinergmin, 2004) “Las funciones supervisoras y fiscalizadoras encargadas a OSINERMIG requieren de información relevante de los sistemas eléctricos que le permita tomar conocimiento de manera oportuna del estado de operación de los referidos sistemas”.
El objetivo de esta norma es establecer el procedimiento para la entrega de información adicional o lo reportado por la norma técnica de calidad de servicios eléctricos por parte de las empresas de distribución eléctrica de todo lo que se refiere a interrupciones, fallas que afectan al suministro de energía eléctrica.
El procedimiento de fiscalización es el siguiente:
35
• El órgano regulador evalúa la veracidad y exactitud de la información reporta por la empresa concesionaria.
• El órgano puede instalar equipos analizadores que registraran los parámetros eléctricos, para verificar lo reportado por la concesionaria
• Luego se aplica los artículos 1 y 2 de la resolución 163- 2011-MEM-DM, en donde se establece os valores del SAIFI y SAIDI.
A continuación, se presenta la tabla de desempeño.
Tabla 1 Desempeño esperado
Sector típico SAIFI SAIDI
1 3 6,5
2 5 9
3 7 12
4 12 24
5 16 20
Especial 12 27
2.2.2 Re conectadores
El re conectador automático es un interruptor que se instala en las redes eléctricas en media tensión con la finalidad de re conectar el suministro de energía eléctrica cuando se produce una falla temporal desconectado las instalaciones eléctricas aguas abajo y luego de algunos segundos el equipo restablece automáticamente la energía a las condiciones normales.
36
Figura 10 Re conectador automatico
El Re conectador tiene un diseño compacto siendo fácil su instalación, con una operación eléctrica de 10000 y operación mecánica de 20000. En cuanto lo ambiental podemos indicar que no presenta gas o aceite; el material externo es de caucho y silicona. El interruptor en vacío tiene mayor confiablidad y un mínimo de mantenimiento y entre otras características es muy adecuado para el uso en redes de distribución eléctrica.
2.2.2.1 Re conectadores
Como se mencionó el re conectador es interruptor de acción automática, que está dotado de un control que permite realizar varias reconexiones sucesivas y es tele controlado.
37 Podemos mostrar algunos re conectadores
RE CONECTADOR JOSLYN 15-27KV.
Este reconectador es tripolar y como medio de extinción utiliza el vacío y asilado con una espuma conocido como JOSLYN.
Figura 11 Re conectador JOSLYN
RECONECTADOR WHIPP BOURNE W&B 15-27VK Este re conectador utiliza interruptores y su operación es tripolar y el vacío como medio de extinción del arco eléctrico (SF6)
38
Figura 12 Re conectador WHIPP BOURNE
RECONECTADOR NULEC 15-27VK
Este re conectador posee interruptores de vacío contenidos en moldes exopi. La característica es que su operación es a través de un actuador magnético por el cual no necesita alimentación de energía.
Figura 13 Re conectador NULEC
39 RECONECTADOR NOJA 15-27VK
Este re conectador eléctrico con control micro procesado OSM emplea interruptores de vacío. Es caracterizado por el tiempo de vida útil.
Figura 14 Re conectador NOJA
2.3 Conceptos básicos A4111
Es un circuito alimentador en media tensión de la subestación Huancavelica Norte
SET
Es un término que nos indica la subestación de transformación reductora y elevadora.
SED
40 Es un término utilizado para designar a los transformadores de distribución en media tensión.
OSINEGMING
Es el organismo regulador del sistema eléctrico en el Peru.
COES
Es un el comité de operación económica del estado.
SAIDI
Es la duración media de interrupción por usuario.
SAIFI
Frecuencia media de interrupción por usuario.
SEIN
Sistema eléctrico interconectado nacional.
Interrupción
Falta de servicio eléctrico a un determinado cliente o clientes.
Instalaciones de distribución
Es todas las instalaciones eléctricas que comprenden menores a 30KV
Instalaciones de transmisión
41 Es todas las instalaciones eléctricas que comprenden mayores a 30KV
Instalación de generación
Es todas las instalaciones eléctricas que comprenden las centrales de generación.
2.4 Hipótesis
Al analizar los re conectadores para reducirá los indicadores de confiabilidad en el alimentador A4111 de la Subestación Huancavelica Norte.
2.5 Variables
Variable independiente X= Re conectadores
Variable dependiente
Y= Indicadores de confiabilidad
2.6 Operacionalizacion de las variables
Tabla 2 Operacionalización de variables
Variables
Definición conceptual
Definición operativa
Dimensiones Indicador
Independiente
Re conectores
Es un dispositivo eléctrico de
Determinar ubicar la cantidad de re
Re conectadores
La cantidad de equipos
42 protección
eléctrica.
conectadores de acuerdo al análisis de protección eléctrica en el
sistema.
Dependiente
Indicadores de confiabilidad
Es el dato o información que sirve conocer la confiabilidad
del sistema eléctrico
Calcular los indicadores
de confiabilidad
como la duración y la frecuencia de interrupciones
SAIFI SAIDI
SAIFI<3,8 SAIDI<7,1
Capitulo III Metodología de la investigación
3.1 Tipo de investigación
De acuerdo a (Fidias G. Arias, 2013) “en cuanto los tipos de investigación existen muchos modelos y diversas clasificaciones. Sin embargo, lo importante es precisar los criterios de clasificación según el nivel, diseño y el propósito” (2013, p. 22) , para la investigación nuestra y de acuerdo al criterio de clasificación (Fidias G. Arias, 2013) la investigación tiene un propósito . Por lo tanto, podemos afirmar que la investigación es del tipo aplicada.
3.2 Nivel de investigación
Según (Fidias G. Arias, 2013) el nivel investigación “se refiere al grado de profundidad con que se aborda un fenómeno u objeto de estudio” (2013, p. 23). Por lo
44 tanto, el nivel de investigación es explicativa por cuanto la variable dependiente cambio por causa de la variable independiente.
3.3 Método de investigación
La investigación es analítico porque consistió en descomponer el sistema eléctrico en la parte de protección, equipamiento, etc., para analizarlo con el fin observar los efectos.
Según (Gómez Bastar, 2012) “el método de investigación analítico es sin duda, este método puede explicar y comprender mejor el fenómeno de estudio”(2012, p. 16).
3.4 Diseño de investigación
Según (Roberto Hernández Sampieri, 2014) “El diseño de la investigación pre experimental tiene un grado de control mínimo”(2014, p. 141).
Por lo tanto, se tiene un diseño pre experimental con una pre prueba y posprueba con un solo grupo con el siguiente diagrama:
G O1 X O2
Siendo:
G: Grupo
O1: Medición del grupo antes del tratamiento.
X: Tratamiento (variable independiente)
O2: Medición del grupo después del tratamiento.
45 3.5 Técnica de procesamiento de datos
La técnica de la investigación es la documental mediante el cual analizamos los documentos recolectados de las fuentes secundarias como los informes, estudios, reportes del sistema eléctrico en estudio.
3.6 Instrumento de investigación de datos
El instrumento de la investigación fue la ficha de registro que nos ayudaron a recopilar los datos de las fuentes consultadas a través de fichas bibliográficas, fichas hemerográficas, fichas cibergráficas y audiovisuales.
Capítulo IV Resultados 4.1 Presentación de los resultados
La determinación de la confiabilidad del sistema eléctrico del alimentador A4111 se logró, teniendo en consideración primero el ingreso de la data de cuatro años sobre los reportes de las fallas en el software digsilent. Luego se modelaron los elementos del alimentador A4111, para luego ubicar los elementos de protección y simular calculando los indicadores de confiabilidad.
4.1.1 Diagrama unifilar
A continuación, se presenta el diagrama unifilar general de la subestación Huancavelica incluyendo Friaspata y Huancavelica norte.
47
Figura 15 Diagrama unifilar general
4.1.2 Datos de las incidencias de falla
Se presenta en el (Anexo 01), un reporte de las incidencias de fallas desde el año 2015 al 2018 del alimentador A4111 que nos sirve para analizar la confiabilidad.
Entre las principales características del reporte se cuenta con la ubicación de la falla, la hora, fecha de inicio y de fin de la falla. También el número de afectados, el tipo de falla y la tasa de falla.
A continuación, se presenta un resumen de las el tiempo de falla versus el número de falla
48
Figura 16 Reporte de fallas 2015 al 2018
Tabla 3 Resumen de índices de confiabilidad de conductor y SEDs
N° FALLA T_FALLA r tf LONG
Al013.3mm² 0 0,0000 0,566 0,571 0,183
Al016mm² 91 286,4333 3,148 0,382 71,539
Al025mm² 101 325,8833 3,227 0,229 132,632
Al035mm² 93 294,5000 3,167 0,316 88,389
Al070mm² 12 44,5333 3,711 3,645 0,989
Al120mm² 0 0,0000 0,566 0,571 1,348
Cu016mm² 0 0,0000 0,566 0,571 0,700
Cu035mm² 0 0,0000 0,566 0,571 0,665
E 104 667,9000 6,422 0,117 266
A 22 49,8333 2,265 2,283 2,896
T 01/01/2015 30/04/2018 3,33
0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500
Tiempo de falla
Numero de falla TIEMPO Lineal (TIEMPO)
49 4.1.3 Modelamiento
El modelamiento del sistema eléctrico de todos elementos se realizó en el software Digsilent. Entre los principales elementos tenemos la red equivalente, la SED, las barras en 10 KV, las redes los puntos de conexión y las cargas representadas en las sub estaciones de distribución.
4.1.3.1 Red equivalente
La red equivalente representa el sistema interconectado nacional, para nuestro análisis la red equivalente se conectó en la barra de 10KV de la Subestación Huancavelica Friaspata.
Para modelar se eligió como barra tipo slack SL, con un ángulo 0° de referencia.
Figura 17 Configuración de la red equivalente eligiendo tipo de barra SL
50 Luego, a la red equivalente se le ingresa la potencia y la corriente de cortocircuito, estos parámetros fueron obtenidos de la base de datos del COES.
Figura 18 Configuración de la red equivalente ingresando potencia y corriente cortocircuito
4.1.3.2 Barras
Las principales barras para representar nuestro sistema eléctrico son las barras (BARRA 10kV y HVCANT10, la barra de HVCANT22.9).
A continuación, vamos a presentar las tres barras mencionadas debemos ingresar el tipo de barra para corriente alterna, el nivel de tensión de línea y el tipo de barra trifásica.
BARRA 10kV
51 Esta barra pertenece a la subestación de Friaspata en el cual se conecta la red equivalente.
Figura 19 BARRA 10kV
HVCANT10
Esta barra pertenece a la Subestación Huancavelica Norte.
Figura 20 Barra HVCANT10
52 HVCANT22.9
Esta barra pertenece a la Subestación Huancavelica Norte en el cual se conecta el circuito alimentador A4111.
Figura 21 Barra HVCANT22.9
4.1.3.3 Subestación
Para nuestro sistema eléctrico es importante el modelamiento del trasformador de dos devanados de 2.5MVA con los niveles de tensión de 10/22.9KV.
Se ingreso la potencia, frecuencia, niveles de tensión, voltaje de cortocircuito, grupo de conexión, desfase y perdidas.
53
Figura 22 Configuración de la subestación HVCA Norte ingresando potencia y niveles de tensión
Figura 23 Configuración de la subestación HVCA Norte ingresando impedancia de magnetización
54
Figura 24 Configuración de la subestación HVCA Norte ingresando los límites de los taps
4.1.3.4 Red en media tensión
Se presenta el modelamiento de una red en media tensión de 22,9KV en todo su tramo.
Figura 25 Configuración de la red media tensión
55 4.1.3.5 Nodo
Se presenta el modelamiento de un nodo en media tensión de 22,9KV.
Figura 26 Configuración de un nodo en media tensión
4.1.3.6 Carga
Se presenta el modelamiento de una carga representada en una subestación de distribución en baja tensión.
Figura 27 Configuración de una carga
56 4.1.4 Ubicación de equipos de protección
La ubicación de los equipos de protección para realizar la simulación en el software digsilent se tomaron en cuenta la experiencia del autor y simulaciones en diferentes puntos del circuito alimentador.
Para la modelamiento y simulación de nuestro sistema en estudio se consideraron un relé y tres re conectadores.
Figura 288 Ubicación de los equipos de protección.
57 REC-A4111
Este equipo de protección es un relé de protección el cual se instala en la cabecera del circuito alimentador específicamente en la Subestación Huancavelica Norte.
Figura 299 Relé de protección
REC1-CKTO1-A4111
Este equipo de protección es un re conectador que está instalado en la siguiente ubicación como se muestra en la siguiente figura.
58
Figura 3030 Re conectador- circuito 01
REC1-CKTO2-A4111
Este equipo de protección es un re conectador que está instalado en la siguiente ubicación como se muestra en la siguiente figura.
Figura 311 Re conectador- circuito 02
59 REC2-CKTO2-A4111
Este equipo de protección es un re conectador que está instalado en la siguiente ubicación como se muestra en la siguiente figura.
Figura 322 Re conectador- circuito 02
4.1.5 Simulación
La simulación del cálculo de la confiabilidad del sistema eléctrico se logró con el siguiente procedimiento:
Primero se realizó un flujo de carga para comprobar la operación.
Figura 333 Flujo de carga
60 Segundo se ejecutó el módulo de flujo de carga desbalanceado.
Figura 344 Flujo de carga desbalanceado
Figura 35 Resultado de flujo de carga
61 Tercero de ejecuta el módulo de confiabilidad
Figura 356 Modulo de análisis de confiabilidad
Cuarto realizar el cálculo de la confiabilidad con el método load flow analysis, calculando por el periodo anual.
Figura 367 Ejecutar el módulo de confiabilidad considerando el periodo anual
62 4.1.5.1 Perfil de tensión y cargabilidad del alimentador A4111.
De la simulación de flujo de carga del sistema eléctrico se obtuvo lo siguiente:
Figura 378 Perfil de tensión.
De la simulación de flujo de carga del sistema eléctrico se obtuvo lo siguiente:
Figura 389 Cargabilidad máxima obtenida de los elementos del sistema eléctrico.
4.1.5.2 Resultados de la simulación antes
A continuación, se presenta los resultados de simulación de las instalaciones actuales del circuito alimentador en estudio, el módulo de confiabilidad del software nos permite calcular no solo indicadores como el SAIFI y SAIDI.
De acuerdo a la figura se muestra los resultados de la simulación en el alimentador A4111 un SAIFI de 6,939460 y SAIDI de 24,433.
Figura 4039 Resultados de los indicadores de confiabilidad antes la propuesta
64 4.1.5.3 Resultados de la simulación después
A continuación, se presenta los resultados de simulación de la propuesta con la instalación de los equipos de protección del alimentador en estudio, el módulo de confiabilidad del software nos permite calcular no solo indicadores como el SAIFI y SAIDI.
De acuerdo a la figura se muestra los resultados de la simulación en el alimentador A4111 un SAIFI de 6,440011 y SAIDI de 22,815.
Figura 4140 Resultados de los indicadores de confiabilidad de la propuesta
65 4.1.5.4 Equipos de protecciones propuestos
Los equipos de protecciones en el circuito alimentador de media tensión A4111 son las siguientes:
Tabla 4 Equipos de protección propuestas ITEM Protection Device Branch
Location
Model Stage
(Phase)
Current [pri.A]
Current [sec.A]
Current [p.u.]
Time Characteristi c
Stage (Earth)
Current [pri.A]
Current [sec.A]
Current [p.u.]
Time Characteristi c
1 REC-A4111 FUS490008993 ENTEC EVRC2A I_pkp 70,00 0,07 0,07 0,08 IEC-SI Ie_pkp 20,00 0,02 0,02 0,16 IEC-SI
HCGNTrip 160,00 0,16 0,16 0,40 Definite
2 REC1-CKTO1-A4111 FUS490006221 ENTEC EVRC2A I_pkp 25,00 0,05 0,05 0,08 IEC-SI Ie_pkp 15,00 0,03 0,03 0,05 IEC-SI
HCPHTrip 300,00 0,60 0,60 0,01 Definite HCGNTrip 145,00 0,29 0,29 0,01 Definite
3 REC1-CKTO2-A4111 FUS490004404 ENTEC EVRC2A I_pkp 60,00 0,12 0,12 0,05 IEC-SI Ie_pkp 15,00 0,03 0,03 0,11 IEC-SI
HCPHTrip 325,00 0,65 0,65 0,02 Definite HCGNTrip 150,00 0,30 0,30 0,20 Definite
4 REC2-CKTO2-A4111 FUS490001174 ENTEC EVRC2A I_pkp 28,00 0,07 0,07 0,05 IEC-VI Ie_pkp 8,00 0,02 0,02 0,05 IEC-SI
HCPHTrip 232,00 0,58 0,58 0,01 Definite HCGNTrip 140,00 0,35 0,35 0,01 Definite
4.2 Pruebas de hipótesis
De acuerdo (Borja Suárez, 2016) La hipótesis nula “es la negación de la hipótesis planteada, se utiliza cuando en el estudio será difícil de demostrar la veracidad de la hipótesis, por lo tanto se puede demostrar la falsedad de la hipótesis nula”(2016, p. 22).
Por lo tanto, tenemos la:
H1= Hipótesis planteada.
H0= Hipótesis nula.
Para demostrar el H1, este tiene que ser verdadero y que dará demostrado.
Para ello plantearemos:
H1= Al analizar los re conectadores se reduce los indicadores de confiabilidad en el alimentador A4111 de la Subestación Huancavelica Norte.
H0= Al analizar los re conectadores no se reduce los indicadores de confiabilidad en el alimentador A4111 de la Subestación Huancavelica Norte.
De acuerdo a los resultados se reducen los indicadores de confiabilidad (SAIFI Y SAIDI).
Por lo tanto, de acuerdo a los resultados se acepta la hipótesis planteada y se rechaza la hipótesis nula.
67 4.3 Discusión de los resultados
Se realizó un análisis de los re conectadores para mejorar los indicadores de confiabilidad en el circuito alimentador de media tensión A4111, teniendo como resultado una mejora en el SAIFI y SAIDI.
Del análisis de la investigación permitió reducir el SAIFI en un 0,49935 y el SAIDI en un 1, 618.
Tabla 5 Resumen de los indicadores de confiabilidad
Indicadores de confiabilidad
Actual Propuesta Norma
SAIFI 6,939460 6,440011 12
SAIDI 24,433 22,815 24
En la investigación para determinar los indicadores de confiabilidad se excluyeron data que no era coherente a la realidad, porque tal vez la empresa no verifico y no actualizo su reporte.
(Salazar et al., 2015) en su tesis titulada “Evaluación de Confiabilidad y Ubicación Óptima de Reconectadores en Sistemas Eléctricos de Distribución Radial” , (Simeon Pucuhuayla, 2019) en su tesis titulada “Ubicación óptima del seccionador fusible para mejorar los indicadores SAIDI y SAIFI en el sistema eléctrico rural de Ayacucho”, y (Jiménez & Ernesto, 2018) en su tesis titulada “Evaluación de la confiabilidad ante la implementación de elementos de protección en el sistema de distribución en 22.9KV de la S.E. San Francisco” tiene
68 similares resultados logrando una reducción de los indicadores de confiablidad.
Teniendo como resultados la mejora de la confiabilidad el circuito alimentador en media tensión A4111 de la Subestación Huancavelica Norte.
