Distribución de Energía Eléctrica

1. Sergio Bautista Ramírez
Curso: Distribución de la Energía Eléctrica
México X Curso Octubre – Noviembre 2018
“Sistema de suministro de
Potencia Eléctrico.”

2. Introducción:
La planificación de un sistema de distribución eléctrico es uno de los problemas más
importantes a los que se enfrenta los suministros de carga industrial. Una buena
planificación requiere resolver un problema difícil y con varias soluciones, de ahí
esfuerzos y contribuciones para mejorar las soluciones. El continuo crecimiento de la
demanda obliga al redimensionamiento y a la expansión de la red de distribución. Ésta
tiene un perfil de demanda futura.
La ya bien conocida desregularización del sector viene a complicar el problema debido a
la mayor incertidumbre en la predicción del crecimiento. La tarea de seleccionar una
alternativa de entre un conjunto muy grande de posibles conexiones entre cargas, tamaños
de conductores, y opciones de reconfiguración de redes, usando métodos computacionales
para encontrar la mejor alternativa dentro de un proceso iterativo. Un sistema de
distribución de energía eléctrica es el conjunto de equipos que permiten energizar en
forma segura y fiable un número determinado de cargas, en distintos niveles de tensión,
ubicados generalmente en diferentes lugares. Dependiendo de las características de las
cargas, los volúmenes de energía involucrados, y las condiciones de fiabilidad y seguridad
con que deban operar, los sistemas de distribución se clasifican en: Industriales,
Comerciales, Urbanos, y Rurales.
La red de distribución de la energía eléctrica es una parte del sistema de suministro
eléctrico que es responsabilidad de las compañías distribuidoras de electricidad. La
distribución de la energía eléctrica desde las subestaciones de transformación de la red de
transporte se realiza en dos etapas. Cuando existe una avería un dispositivo de protección
situado al principio de cada red lo detecta y abre el interruptor que alimenta esta red.
A continuación presento una red de distribución eléctrica para simplificar el análisis
utilizando un sistema de potencia monofásico, se prevé que la demanda promedio de la
carga industrial sea de 10 megawalt´s.

3. Desarrollo:
Un sistema de distribución está considerado como un conjunto de elementos destinados
para el suministro de energía eléctrica a los diversos usuarios, pero para comprender su
funcionamiento se presenta una breve descripción de cada una de sus partes funcionales.
Los arreglos de los circuitos de subtransmisión y de las sub estaciones de distribución
tienen un efecto directo en cuanto a la continuidad del sistema. Los circuitos de
subtransmisión pueden tomar cuatro formas de arreglos básicos: radial, anillo, malla, o
con interruptor de amarre.
Las configuraciones más usadas, en lo que se refiere a subestaciones de distribución. En
ella se muestra un anillo de subtransmisión, el cual es seccionado en cada subestación.
Para este tipo de arreglos se requiere de relevadores direccionales de sobre corriente para
cada interruptor de amarre.
A, la cual muestra un arreglo denominado mancha de red. En este tipo de subestaciones,
cuando se presenta alguna falla en algún transformador o en cualquier parte del circuito de
alimentación, esta es aislada por los relevadores, que mandan el disparo a los interruptores
de subtransmisión y el del interruptor correspondiente al secundario del transformador
asociado con la falla.

4. B, Este tipo de arreglo es conocido como subestación tipo dúplex. Se tienen dos
alimentadores primarios, aun cuando pueda haber más circuitos alimentadores
conectados a la misma. En este tipo de arreglo el interruptor asociado a cada
transformador tiene un doble propósito, el de interruptor del transformador y el de
interruptor del alimentador. El interruptor de la barra de amarre funciona normalmente
abierto y cierra a través de un control automático.
C, La alimentación de la misma puede estar determinada por el arreglo mostrado,
teniendo un interruptor seccionador en el anillo de subtransmisión como se muestra.
Se tienen barras que conectan al transformador a cada lado del interruptor. Sólo un
juego de barras estánormalmente conectado al transformador. Así cuando se tiene una
falla en alguna secciónenparticular de la línea, el interruptor seccionador se dispara y
aísla la falla.
D, Este tipo de conexión no ofrece ninguna provisión para aislar algún tipo de falla, o
seccionar el anillo para que se pueda suministrar energía bajo alguna condición de
emergencia. El arreglo mostrado en D, obviamente presenta una menor calidad en el
servicio desde el punto de vista continuidad. Para la subtransmisión es invariable que
se tengan circuitos aéreos. Otra manera de alimentar a las subestaciones de
distribución es utilizando circuitos independientes para garantizar una mayor
continuidad es necesario que cada alimentador sea independiente uno de otro. Esta
independencia de los alimentadores se puede garantizar utilizando distintos derechos
de vía, ya sea con alimentadores aéreos o subterráneos.
Es fundamental que todas las alternativas que se formulen contemplen los requisitos
de calidad del servicio especificado para la zona en donde se instalará la red de
distribuciónalo largo de la vida útil de la misma. El análisis técnico debe verificar las
condiciones de servicio y la detección de los posibles cambios o modificaciones
futuras que requieran de nuevas inversiones. En esta fase las alternativas que no sean
técnicamente viables deben ser eliminadas.
Es de suma importancia el suministro de energía debido a este tema de importancia
vital, tanto para el productor y distribuidor de energía eléctrica como para los
consumidores del sistema. El crecimiento de averías, pérdidas y daños económicos
que, por significativo en unos casos y continuados en otros, representan una pérdida
general para la economía del país que requiere de acciones planificadas y controles
permanentes.

5. Se desea alimentar una carga industrial por medio de una red de distribución eléctrica.
Para simplificar el análisis se utilizara un sistema de potencia monofásico. Se prevé que la
demanda promedio de la carga industrial sea de 10MW. La industria tiene cargas reactivas
que la hacen funcionar con un factor de potencia de entre 0.75 y 0.85.
Calculamos el límite superior e inferior de la potencia aparente consumida por la
industria, tomando en cuenta la demanda promedio para ambos fact5ores de potencia. En
ambos casos el circuito eléctrico monofásico.
Representando el sistema de potencia real y un elemento reactivo (inductor y capacitor
según corresponda) Finalmente propondremos en nivel de voltaje del alimentador
primario que alimenta a la industria para la carga de su peor escenario (mayor consumo de
potencia para poder utilizar un conductor que soporta 300 A RMS
Utilizando las leyes de Ohm y Whatt.
Nivel de Voltaje del alimentador primario: V =
0.75
300
V = 400
Nivel de Potencia del alimentador secundario: I =
0.75
10
I = 0.075
Los niveles de potencia Mínima: I=0.075 y Máxima: 400MW
Los circuitos equivalentes:

6. La red de distribución de un suministro industrial sencillo desde su base eléctrica y desde
su generación es:
La iniciación de su constitución de empleo, desde una subestación eléctrica de 400 o
220KV a 132v compartida en la demanda Rural/Urbana a una línea de distribución de AT
66 o 44 KV, desde el Centro de Reparto de 20 a 45 Kv pasando por el centro de
Transformación igual de 20 a 45 KV, para la generación de energía su transportación
desde la subestación su distribución y su consumo. Así reducir los niveles de alta tensión
hasta niveles de media tensión.
Se colocan los interruptores en una red. Cuando se produce el cortocircuito se abren los
dos interruptores adyacentes dejando que el suministro llegue al resto de los puntos
Conclusión:
Los problemas relacionados al sistema de distribución han estado atrayendo la atención en
los últimos años. La desregulación de la industria de suministro de electricidad ha
motivado los estudios en la reducción de coste para mejorar la eficiencia del sistema. Por
otro lado, los clientes están demandando más fiabilidad y calidad en el suministro de
energía.
Muchos aspectos en la planificación y operación de sistemas de distribución involucran
resolver problemas de optimización.
Varias técnicas de programación matemática han sido aplicadas pero los enfoques más
recientes han estado en técnicas heurísticas modernas.
Las ventajas de los métodos heurísticos son:
• Pueden encontrar la solución óptima;
• Pueden producir un número de soluciones alternativas;
• No hay restricciones matemáticas en la formulación del problema;
• Relativamente fáciles de programar y numéricamente robustos.
Para encontrar un plan óptimo de diseño para el sistema de distribución se deben
considerar muchos aspectos que interactúan entre sí, como por ejemplo las posibles
conexiones entre cargas, tamaños de conductores, y opciones de configuración. En
situaciones reales el número de posibles combinaciones entre estos aspectos es tan grande,
que la posibilidad de encontrar la configuración óptima por sí sola es casi remota.