Fundamentos básicos de un sistema de potencia

TRANSPORTE Y DISTRIBUCION DE ENERGIA
Ing. Carlos Alberto Rey Soto

Tema 2 – FUNDAMENTOS BASICOS DE UN SISTEMA DE POTENCIA 2.1 OBJETIVO Y ESTRUCTURA DEL SP
El objetivo fundamental de un sistema de potencia (SP) es el de suministrar energía eléctrica a diferentes cargas, ubicadas dentro de un área de servicio. Si el SP está bien diseñado y su operación es adecuada, debe cumplir con lossiguientes requisitos: 1. Suministrar energía en cualquier lugar que le sea solicitada por el consumidor. 2. Ser capaz de cubrir las variaciones de demanda activa y demanda reactiva. 3. Satisfacer exigencias mínimas de calidad de la energía entregada, caracterizada por: frecuencia constante voltaje constante absoluta confiabilidad

4. Generar energía eléctrica bajo condiciones de mínimo costo ecológicoy económico. El SP más elemental puede representarse como se muestra en la figura 2.1, donde se observan sus 3 elementos básicos: generador, línea de transmisión y carga.
Figura 2.1 Componentes básicos de un sistema de potencia.

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GENERADOR LINEA DE TRANSMISION CARGA

Sin embrago, por pequeño que sea un SP real, en la práctica está formado por una red eléctrica de relativa complejidad. Suforma depende final de un factor determinante: el tamaño del sistema. Por otro lado, independiente del tamaño, todo SP tiene en común que opera a diferentes niveles de voltaje, separados por transformadores. De este modo podemos distinguir 3 niveles de voltaje en el desarrollo de un SP: nivel de distribución (primaria y secundaria) nivel de sub-transmisión nivel de transmisión

Tema 2 -FUNDAMENTOS BASICOS DE UN SISTEMA DE POTENCIA 2-1

Considerando estos niveles de voltaje, la figura 2.2 muestra esquemáticamente la estructura de un SP y sus 4 componentes fundamentales: - generador o alternador - transformador - líneas - cargas
CHE

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Interconexión

Nivel de transmisión

132 KV

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CTE

Nivel de subtransmisión

33 KV

66 KV

Subestación de distribuciónCarga especial 6.3 KV 240/120 V Primaria Secundaria 13.2 KV 220/127 V Carga grande

Nivel de distribución

Figura 2.2 Estructura general de un sistema de potencia.

Cargas pequeñas

Cargas pequeñas

Carga mediana

Nivel de distribución Recibe la energía de la subestación de distribución (STD) y la entrega a los consumidores pequeños y medianos, generalmente a dos niveles de voltaje,según el tipo de abonado:

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nivel primario, por ejemplo 13.2 KV. nivel secundario, por ejemplo 220/127 V.

Es la parte más compleja de un SP y su costo puede llegar a ser del orden del 50% del sistema total. La ingeniería de distribución es en sí una sub-tecnología de considerable importancia y diversificación, que cubreproblemas de servicio aéreo y subterráneo, medición, protección, maniobra e interrupción. Nivel de subtransmisión Suministra energía eléctrica a las STD y a consumidores grandes, dentro de una cierta área geográfica, a niveles de voltaje entre 11 y 138 KV. Recibe energía directamente de las barras de generación (generalmente térmica) o a desde subestaciones de potencia. Su función es la misma delsistema de distribución, solo que sirve a una mayor área de servicio y distribuye energía en grandes bloques de alta potencia y elevados niveles de voltaje. Es frecuente que en muchos sistemas no exista una demarcación clara entre los circuitos de transmisión y subtransmisión. Con el crecimiento de un SP, generalmente los sistemas de transmisión se convierten en sistemas de subtransmisión. Nivel detransmisión Se diferencia substancialmente de los dos anteriores tanto en sus características como en su operación. Mientras que los dos últimos reciben energía de una fuente y la transmiten a cargas individuales, le función del sistema de transmisión en bien diferente. Trabaja con grandes bloques de potencia, interconectando todas las estaciones generadoras y los puntos de mayor carga del sistema....