análisis económico de conductores

1. ANÁLISIS ECONÓMICO
Para la selección del conductor óptimo se utiliza las siguientes definiciones y formulismo, a partir del cual se
obtiene el costo operativo anual en función de la carga dada en amperios, variables que permitirán cumplir
con el objetivo de minimizar las pérdidas de potencia y energía al menor costo posible.
A continuación mostramos las variables a utilizar:
I Corriente de operación
R Resistencia del conductor por kilómetro
fper Factor de pérdidas
Ppo Pérdidas de potencia (kW/año)
Pen Pérdidas de energía (kWh/año)
Cd Costo de la demanda (US$/kw/año)
Ce Costo de la energía (US$/kwh)
Cpo Costo de pérdidas de potencia (US$/año)
Cen Costo de pérdidas de energía (US$/año)
Ct Costo total del conductor (US$)
Cta Amortización de la inversión + Com*Inversión
Com Costo de operación y mantenimiento (%)
Td Tasa de descuento (%)
n Vida útil (años)
Canual Costo operativo anual (US$)
𝑃𝑝𝑜 =
3. 𝐼2
. 𝑅
1000
𝑃𝑒𝑛 =
3. 𝐼2
. 𝑅
1000
. 𝑓𝑝𝑒𝑟. 8760
𝐶𝑝𝑜 = 𝑃𝑝𝑜. 𝐶𝑑
𝐶𝑒𝑛 = 𝑃𝑒𝑛. 𝐶𝑒
𝐶𝑡𝑎 = (
𝑇𝑑
1 − (1 + 𝑇𝑑)−𝑛
). 𝐶𝑡 + 𝐶𝑜𝑚. 𝐶𝑡
𝐶𝑎𝑛𝑢𝑎𝑙 = 𝐶𝑝𝑜 + 𝐶𝑒𝑛 + 𝐶𝑡𝑎
Reemplazando las ecuaciones en el costo anual obtenemos la siguiente expresión:
𝐶𝑎𝑛𝑢𝑎𝑙 = 𝐶𝑡. 𝐿 + (
3 . 𝐼2
. 𝑅. 𝐿. 𝐶𝑑
1000
) + (
3. 𝐼2
. 𝑅. 𝐿. 𝑇. 𝑓𝑝𝑒𝑟. 𝐶𝑒
1000
)
Para la solución del problema se implementó un arreglo de fórmulas sobre la base de Microsoft Excel, el cual
nos permite ingresar los valores de Demanda en MW, Longitud en km, Voltaje de funcionamiento en kV, y
vida útil de la línea de transmisión a diseñar.

2. Para Voltaje de 230kV:
(PONER NUMERO DE TABLA)Datos de entrada para el cálculo del conductor económico
DATOS CALIBRE
CONDUCTOR ACAR 750 BLUEJAY/AW ACAR 1200
RESISTENCIA (Ohmios/km) 0,0777 0,0550 0,0486
LIMITE TERMICO (A) 840,000 1081,000 1100,000
FACTOR DE PERDIDAS 0,4 0,4 0,4
COSTO POR DEMANDA (US$/Kw/año) 250 250 250
COSTO POR ENERGIA (US$/kwh) 0,07 0,07 0,07
COSTO DE LINEA (US$/Km) 8700 23897 14180
TASA DE DESCUENTO(%) 12% 12% 12%
COSTO DE MANTENIMIENTO 2% 2% 2%
VIDA UTIL (años) 20 20 20
Factor de potencia 0,9 0,9 0,9
COSTO ANUAL DE LA LINEA (US$/Km) 1338,7 3677,2 2182,0
(PONER NUMERO DE TABLA)Costos anuales de la línea de transmisión para un voltaje de 230kV
I (A) ACAR 750 BLUEJAY/AW ACAR
1200
10,0 216046,5 589666,1 350274,9
20,0 221588,0 593588,7 353738,9
30,0 230824,0 600126,4 359512,3
40,0 243754,4 609279,2 367595,0
50,0 260379,2 621047,1 377987,1
60,0 280698,3 635430,0 390688,5
70,0 304711,9 652428,0 405699,3
80,0 332419,8 672041,1 423019,4
90,0 363822,2 694269,3 442648,9
100,0 398918,9 719112,5 464587,8
110,0 437710,0 746570,8 488836,0
120,0 480195,5 776644,2 515393,5
130,0 526375,4 809332,7 544260,4
140,0 576249,7 844636,3 575436,7
150,0 629818,4 882554,9 608922,3
160,0 687081,5 923088,6 644717,2
170,0 748039,0 966237,4 682821,5
180,0 812690,9 1012001,3 723235,2
190,0 881037,1 1060380,2 765958,2
200,0 953077,8 1111374,3 810990,6
210,0 1028812,8 1164983,4 858332,3
220,0 1108242,3 1221207,6 907983,4
230,0 1191366,1 1280046,8 959943,8
240,0 1278184,3 1341501,2 1014213,5

3. 250,0 1368696,9 1405570,6 1070792,7
260,0 1462904,0 1472255,1 1129681,1
270,0 1560805,4 1541554,7 1190879,0
280,0 1662401,2 1613469,3 1254386,1
290,0 1767691,3 1687999,1 1320202,7
300,0 1876675,9 1765143,9 1388328,6
310,0 1989354,9 1844903,8 1458763,8
320,0 2105728,3 1927278,7 1531508,4
330,0 2225796,0 2012268,8 1606562,3
340,0 2349558,2 2099873,9 1683925,6
350,0 2477014,7 2190094,1 1763598,3
360,0 2608165,7 2282929,4 1845580,2
370,0 2743011,0 2378379,8 1929871,6
380,0 2881550,7 2476445,2 2016472,3
390,0 3023784,8 2577125,7 2105382,3
400,0 3169713,3 2680421,3 2196601,7
410,0 3319336,2 2786332,0 2290130,5
420,0 3472653,5 2894857,7 2385968,6
430,0 3629665,2 3005998,6 2484116,1
440,0 3790371,3 3119754,5 2584572,9
450,0 3954771,7 3236125,5 2687339,0
460,0 4122866,6 3355111,5 2792414,6
470,0 4294655,9 3476712,7 2899799,4
480,0 4470139,5 3600928,9 3009493,6
490,0 4649317,5 3727760,2 3121497,2
500,0 4832190,0 3857206,6 3235810,1
510,0 5018756,8 3989268,1 3352432,4
520,0 5209018,0 4123944,6 3471364,0
530,0 5402973,6 4261236,2 3592605,0
540,0 5600623,6 4401142,9 3716155,3
550,0 5801968,0 4543664,7 3842015,0
560,0 6007006,8 4688801,5 3970184,1
570,0 6215740,0 4836553,5 4100662,4
580,0 6428167,6 4986920,5 4233450,2
590,0 6644289,5 5139902,5 4368547,3
600,0 6864105,9 5295499,7 4505953,7
610,0 7087616,6 5453712,0 4645669,5
620,0 7314821,8 5614539,3 4787694,6
630,0 7545721,3 5777981,7 4932029,1
640,0 7780315,3 5944039,2 5078673,0
650,0 8018603,6 6112711,7 5227626,2
660,0 8260586,3 6283999,3 5378888,7
670,0 8506263,4 6457902,1 5532460,7
680,0 8755634,9 6634419,9 5688341,9
690,0 9008700,8 6813552,7 5846532,5
700,0 9265461,1 6995300,7 6007032,5

4. 710,0 9525915,7 7179663,7 6169841,8
720,0 9790064,8 7366641,8 6334960,5
730,0 10057908,3 7556235,0 6502388,5
740,0 10329446,1 7748443,3 6672125,8
750,0 10604678,4 7943266,6 6844172,6
760,0 10883605,0 8140705,0 7018528,6
770,0 11166226,1 8340758,5 7195194,1
780,0 11452541,5 8543427,1 7374168,8
790,0 11742551,3 8748710,7 7555453,0
800,0 12036255,5 8956609,5 7739046,5
810,0 12333654,1 9167123,3 7924949,3
820,0 12634747,1 9380252,2 8113161,5
830,0 12939534,5 9595996,1 8303683,0
840,0 13248016,3 9814355,2 8496513,9
(PONER NUMERO DE fig) Selección del conductor económico 230kV

5. (PONER NUMERO DE fig) Costo Operativo Anual 230kV
Como se puede observaren el resultado del software implementado para el voltaje de 230kV, el conductor
económico con la demanda obtenida es el ACAR 1200 con un costo anual de $959.943,77.
Para Voltaje de 138kV:
(PONER NUMERO DE TABLA)Datos de entrada para el cálculo del conductor económico
DATOS CALIBRE
CONDUCTOR ACAR 750 FLICKER ROOK ACAR 300
RESISTENCIA (Ohmios/km) 0,0777 0,0364 0,0273 0,19
LIMITE TERMICO (A) 840,000 655,000 784,000 463,00
FACTOR DE PERDIDAS 0,4 0,4 0,4 0,4
COSTO POR DEMANDA (US$/Kw/año) 250 250 250 250
COSTO POR ENERGIA (US$/kwh) 0,07 0,07 0,07 0,07
COSTO DE LINEA (US$/Km) 8700 18000 30000 16490,00
TASA DE DESCUENTO(%) 12% 12% 12% 12%
COSTO DE MANTENIMIENTO 2% 2% 2% 2%
VIDA UTIL (años) 10 10 10 10
Factor de potencia 0,9 0,9 0,9 0,9
COSTO ANUAL DE LA LINEA (US$/Km) 1713,8 3545,7 5909,5 3248,3
(PONER NUMERO DE TABLA)Costos anuales de la línea de transmisión para un voltaje de 138kV
I (A) ACAR 300 ACAR 750 FLICKER ROOK
10,0 524354,1 276049,2 568179,7 946173,0
20,0 538247,3 281590,7 570775,8 948120,0
30,0 561402,6 290826,7 575102,6 951365,1
0.0
500000.0
1000000.0
1500000.0
2000000.0
2500000.0
3000000.0
3500000.0
4000000.0
4500000.0
5000000.0
0.0 100.0 200.0 300.0 400.0 500.0 600.0 700.0 800.0
Costo[US$]
Corriente[A]
ACAR 750 BLUEJAY/AW ACAR 1200 Demanda

6. 40,0 593820,1 303757,1 581160,0 955908,2
50,0 635499,7 320381,9 588948,2 961749,4
60,0 686441,4 340701,0 598467,1 968888,5
70,0 746645,3 364714,6 609716,7 977325,7
80,0 816111,2 392422,5 622697,0 987060,9
90,0 894839,4 423824,9 637408,0 998094,2
100,0 982829,6 458921,6 653849,7 1010425,5
110,0 1080082,0 497712,7 672022,1 1024054,8
120,0 1186596,5 540198,2 691925,3 1038982,1
130,0 1302373,2 586378,1 713559,1 1055207,5
140,0 1427412,0 636252,4 736923,6 1072730,9
150,0 1561712,9 689821,1 762018,9 1091552,3
160,0 1705275,9 747084,2 788844,8 1111671,8
170,0 1858101,1 808041,7 817401,5 1133089,3
180,0 2020188,4 872693,6 847688,8 1155804,8
190,0 2191537,9 941039,8 879706,9 1179818,4
200,0 2372149,5 1013080,5 913455,7 1205130,0
210,0 2562023,2 1088815,5 948935,2 1231739,6
220,0 2761159,0 1168245,0 986145,3 1259647,2
230,0 2969557,0 1251368,8 1025086,2 1288852,9
240,0 3187217,1 1338187,0 1065757,8 1319356,6
250,0 3414139,3 1428699,6 1108160,2 1351158,3
260,0 3650323,7 1522906,6 1152293,2 1384258,1
270,0 3895770,2 1620808,1 1198156,9 1418655,9
280,0 4150478,9 1722403,8 1245751,3 1454351,7
290,0 4414449,6 1827694,0 1295076,4 1491345,5
300,0 4687682,5 1936678,6 1346132,3 1529637,4
310,0 4970177,6 2049357,6 1398918,8 1569227,3
320,0 5261934,7 2165731,0 1453436,1 1610115,3
330,0 5562954,0 2285798,7 1509684,0 1652301,2
340,0 5873235,4 2409560,9 1567662,7 1695785,2
350,0 6192779,0 2537017,4 1627372,1 1740567,3
360,0 6521584,7 2668168,3 1688812,2 1786647,3
370,0 6859652,5 2803013,7 1751982,9 1834025,4
380,0 7206982,5 2941553,4 1816884,4 1882701,5
390,0 7563574,6 3083787,5 1883516,6 1932675,7
400,0 7929428,8 3229716,0 1951879,5 1983947,8
410,0 8304545,2 3379338,9 2021973,1 2036518,1
420,0 8688923,6 3532656,2 2093797,5 2090386,3
430,0 9082564,3 3689667,9 2167352,5 2145552,6
440,0 9485467,0 3850374,0 2242638,2 2202016,9
450,0 9897631,9 4014774,4 2319654,7 2259779,2
460,0 4182869,3 2398401,8 2318839,5
470,0 4354658,6 2478879,6 2379197,9
480,0 4530142,2 2561088,2 2440854,3
490,0 4709320,2 2645027,5 2503808,8

7. 500,0 4892192,7 2730697,4 2568061,3
510,0 5078759,5 2818098,1 2633611,8
520,0 5269020,7 2907229,5 2700460,3
530,0 5462976,3 2998091,6 2768606,9
540,0 5660626,3 3090684,4 2838051,5
550,0 5861970,7 3185007,9 2908794,1
560,0 6067009,5 3281062,1 2980834,8
570,0 6275742,7 3378847,0 3054173,4
580,0 6488170,3 3478362,6 3128810,2
590,0 6704292,2 3579608,9 3204744,9
600,0 6924108,6 3682586,0 3281977,7
610,0 7147619,3 3787293,7 3360508,5
620,0 7374824,5 3893732,2 3440337,3
630,0 7605724,0 4001901,3 3521464,2
640,0 7840318,0 4111801,2 3603889,1
650,0 8078606,3 4223431,7 3687612,0
660,0 8320589,0 4336793,0 3772632,9
670,0 8566266,1 4451885,0 3858951,9
680,0 8815637,6 4568707,7 3946568,9
690,0 9068703,5 4687261,1 4035484,0
700,0 9325463,8 4807545,2 4125697,1
710,0 9585918,4 4929560,0 4217208,2
720,0 9850067,5 5053305,5 4310017,3
730,0 10117911,0 5178781,7 4404124,5
740,0 10389448,8 5305988,6 4499529,6
750,0 10664681,1 5434926,2 4596232,9
760,0 10943607,7 5565594,6 4694234,1
770,0 11226228,7 5697993,6 4793533,4
780,0 11512544,2 5832123,4 4894130,7
790,0 11802554,0 5967983,8 4996026,1
800,0 12096258,2 6105575,0 5099219,4
810,0 12393656,8 6244896,8 5203710,8
820,0 12694749,8 6385949,4 5309500,3
830,0 12999537,2 6528732,7 5416587,7
840,0 13308019,0 6673246,7 5524973,2

8. (PONER NUMERO DE fig) Costo Operativo Anual 138kV
(PONER NUMERO DE fig) Costo Operativo Anual 138kV
Como se puede observaren el resultado del software implementado para el voltaje de 138kV, el conductor
económico con la demanda obtenida es el Flicker con un costo anual de $1’453.436,066.
Al comparar las caídas de voltaje obtenidas en el literal anterior entre los conductores ACAR 1200 para
230kV y Flicker para 138kV, podemos concluir que el conductor óptimo para el diseño es el ACAR 1200
debido a que se tiene una menor caída de voltaje además de que representa un costo anual menor. El
conductor óptimo elegido es el ACAR 1200 con un voltaje de operación. (poner lo del voltaje de
disrupción)
0.0
500000.0
1000000.0
1500000.0
2000000.0
2500000.0
3000000.0
0.0 100.0 200.0 300.0 400.0 500.0 600.0 700.0 800.0
Costo[US$]
Corriente[A]
ACAR 750 FLICKER ROOK Demanda ACAR 300