optimizacion del balance de carga

energética Vol. XXX, No. 1/2009

TRABAJOS TEORICOEXPERIMENTALES

Optimización del balance de carga
en circuitos de distribución primaria
Ignacio Pérez
Recibido: Octubre del 2008
Aprobado: Diciembre del 2008

Resumen/ Abstract
Las mediciones registradas por los interruptores principales de ocho de los 50 circuitos de distribución
primaria de la ciudad de Santa Clara, muestran laexistencia de un 29.8% de desbalance entre las
corrientes de fase y de un 51.5% de corriente de neutro como promedio. El desbalance entre las corrientes
de fase provoca un incremento de las pérdidas energía en el circuito primario y contribuye al desbalance
de los voltajes en los distintos nodos. Además, la circulación de una elevada corriente por el conductor
neutro en condiciones de operaciónnormal complica la detección de las fallas a tierra a partir de
protecciones de sobre corriente de neutro. El objetivo del presente trabajo es desarrollar un método que
determine las mínimas operaciones de reconexión necesarias, de los ramales de una o dos fases y de los
bancos y transformadores de distribución, que minimicen las pérdidas de energía en toda la longitud de un
circuito dedistribución diversamente ramificado y que reduzcan la corriente de neutro a valores
aceptables.
Palabras claves: circuitos de distribución, desbalance, algoritmos genéticos

The measurements registered by the main breakers of eight of the 50 primary distribution circuits of Santa
Clara city, shown the presence of a 29.8% of phase currents unbalance and a 51.5% of neutral current as
average. The phasecurrent unbalance increases the energy losses in primary circuit and contributes to the
voltages unbalance on the different buses. On the other hand, the presence of a high neutral current on
normal operation difficult the detection of earth faults by neutral over current relays. The main purpose of
this work is to develop a method that determines the minimal reconnection operations needed forthe two
and single phase lateral feeders, as well as for the transformers banks and the single phase distribution
transformers, to minimize the energy losses on the primary distribution circuit and reduce the neutral
current to an accepted level.
Key words: distribution circuits, load unbalance, genetic algorithm

INTRODUCCIÓN
En Cuba, la distribución primaria se realiza
mediante circuitosradiales trifásicos a cuatro
hilos (tres fases y neutro) a voltajes de 13.8 kV
(preferido) o 4.16 kV en los circuitos más
antiguos. Estos circuitos pueden contener
ramales de solo dos fases y neutro (bifásicos) o
de una fase y neutro (monofásicos).

La distribución secundaria emplea en lo
fundamental un sistema delta con voltajes
240/120 V para cargas monofásicas y 240 V para
cargastrifásicas, que se obtiene a partir de
bancos trifásicos de tres o dos transformadores
monofásicos, o de transformadores monofásicos.
El uso de transformadores monofásicos,
contribuye a acentuar el fenómeno del
desbalance de carga entre las fases del circuito.

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de este ramal, las fases F1 y F2 a que se conecta
para los posibles valores de XR son:

Por otra parte, la práctica deexplotación de
estas redes y el continuo incremento de la carga,
provocan la adición de nuevos bancos de
transformadores o la modificación de los ya
existentes, lo que muchas veces se hace sin
atender a consideraciones de balance en el
circuito.

Tabla 1. Variantes de conexión
de un ramal bifásico
XR =1

XR =2

XR =3

F1

A

B

C

F2

B

C

A

Fase

Las medicionesregistradas por los interruptores
principales de ocho de los 50 circuitos de
distribución primaria de la ciudad de Santa Clara,
muestran la existencia de un 29.8% de
desbalance entre las corrientes de fase y de un
51.5% de corriente de neutro como promedio.

B. Ramales Monofásicos
Un ramal monofásico puede conectarse tanto de
la sección trifásica como de un ramal bifásico. En
el primer caso...