Componentes y Funciones de los Sistemas de Transmisión Eléctrica

Funciones Tx:

1) Transporte energía de generadores a consumidores 2) Economías de alcance (Interconexión generadoras) 3) Seguridad servicio consumidores 4) Posibilita competencia mercado

Componentes L. TX:

Servidumbre, torres de suspensión o anclaje, conductores, cable de guardia, cadena aisladores, ferretería, amortiguadores, fundaciones, malla a tierra.

Componentes Sub. Est:

Terreno, Edf. Comando, barras, paños, transf poder, banco condensadores, reactores

Componentes Paño:

Interruptor, desconectador línea, descon.. puesta a tierra, transf de corriente y de potencial, pararrayos, condensador de acoplamiento, trampa de onda, equipos de protección, control y medida

Protecciones:

Permiten aislar la subestación, línea o equipo en el caso de una falla. Confiabilidad: Detectar las fallas y condiciones anómalas; Selectividad: Detectar y desconectar solo los elementos que fallan; Seguridad: No mal interpretar medidas de I y V como condiciones de falla; Rapidez: Operar tan rápido como sea posible, minimizar duración falla; Economía: costo de sistema de protección más bajo posible

Protecciones

Principal, posee óptima rapidez y sensibilidad; De respaldo: actúa cuando principal falla, sacrifica rapidez o sensibilidad por economía.

Confiabilidad:

Cualidad sistema eléctrico determinada por Suficiencia: instalaciones son adecuadas para abastecer demanda; Seguridad: dar respuesta ante contingencias y minimizar pérdida de consumos con respaldos y SSCC; Calidad de servicio: Calidad del producto, calidad de suministro y calidad de servicio comercial.

Potencias

Activa (P)= V I cos(Φ) (MW) ;Reactiva (Q)= V I sen(Φ) (MVAR); Aparente (S)= V I (MVA). P: útil, Q: generar campos magnéticos, S: suma vectorial P y Q.

Pérdidas Tx:

Óhmicas en la línea (I²*r)->Pj ; Corona en la línea; Transformadores. Pérdidas de energía anuales=8760*Pj*Fcarga pérdidas ; (Fc^B) B=1,8 o 1,5

Planificación Tx:

Previsión demanda (Potencia conectada, factor de carga, diversidad y factor de potencia, nudo de conexión, fecha de entrada), Plan de generación de obra (cap inst, fact planta, tipo de central, costos oper, nodo conexión, fecha entrada), dimulación uso sistema Tx, identificación tramos congestionados, identificar alternativas expansión, estudios técnicos, evaluación económica (inversión+O&M, anali financ, anali comercial).

Planificación Tx, criterios:

Min riesgo abastecimiento, crear condiciones compet, desarrollo económico eficiente, modificación de inst existentes.

Estudios de uso:

detectar necesidades de ampliar capacidad instalaciones sistema Tx: modelos de simulación de la operación (SDDP, PLP, OSE2000, representación demanda en bloques horarios, hidrología estocástica). Salidas: Despacho económico, flujo por tramos, costos marginales por nudo.

Estudios de sistemas eléctricos

Evaluar comportamiento sistema Tx y verificar cumple con criterios de seguridad y calidad de servicio: estudio de flujo de potencia AC. Salida: flujo P, Q S, por tramo, tensiones por barra, despacho potencia reactiva por generadora. Estudios de cortocircuito, de estabilidad transitorio, coordinación de protecciones, resonancia subcrónica, transitorios electromagnéticos.

Definición y diseño de línea de Tx:

Nivel de tensión, conductores, torres y fundaciones, aisladores, cables de guardia, ruta, derechos de paso y concesión, impacto ambiental.

Definición y diseño de subestación eléctrica:

Nivel de tensión, Función que cumplirá y enlace al sistema, Localización y accesos, Impacto ambiental.

Estudios de planificación para aumento de capacidad:

Instalación inicial de transformador se define conforme a demanda inicial y considerando el crecimiento de demanda en mediano a largo plazo. Indisponibilidad por mantenimiento o falla, también se toma en cuenta para aumento anticipado de la capacidad de transformación. Soluciones: Sin respaldo (4-8 meses), de respaldo frío (8 horas), de respaldo en caliente.

Valore de Inversión (VI):

suma de costos eficientes de adquisición de componentes de acuerdo a valores de mercado, calcula CNE cada 4 años. Servidumbres se considera valor real + IPC. Componente: Ingeniería, obras civiles, equipos y materiales, montaje, servidumbre, pruebas y puestas de servicio, gastos generales contratistas, utilidad contratista, imprevistos, gastos generales empresa de transmisión, intereses intercalarios, bienes intangibles.

COMA:

Costo anual de operación, manten, y adm de única empresa eficiente, que opera las instalaciones bajo los estándares establecidos en la normativa vigente. Componentes: Personal, materiales y repuestos, movilización trasporte y desplazamiento, cumplimiento regulación ambiental, capacitación, resguardo y vigilancia, seguros, impuestos, COMA y costo capital activos de mantenimiento, informática, servicios básicos.

Costos de pérdida de Tx:

anualmente valorizando pérdida de energía y potencia por los CMg esperados en el nudo donde se conecta la línea (no está en VI ni en COMA).

Componentes HVDC:

Conversor AC/DC, transformadores del conversor, Línea de transmisión, Filtros y reactor de alisamiento en lado DC, Filtros armónicos y compensación reactiva en el lado AC

HVDC v/s HVAC:

En HVDC la potencia transportada es independiente de la distancia entre los puntos. En HVAC capacidad disminuye con la distancia debido a efectos inductivos. Efecto inductivo puede generar desfase en líneas HVAC, genera inestabilidad. HVAC por cables submarinos no más de 130 km por capacidad dieléctrica de cables, no ocurre con HVDC.

Ventajas técnicas HDVC:

Conexión entre redes asíncronas, Mejora estabilidad de red, En sistema bipolar puede mantener operación del enlace HVDC con % de sobrecarga de polo sano, Enlaces HVDC no varían la corriente de cortocircuito que tengan los sistemas AC conectados.

Ventajas medioambientales HDVC:

menor servidumbre, menor efecto corona, campos eléctricos no afectan seres vivos, posibilidad conexión cable submarino a sistema aislado a mayores distancias

Ventajas económicas:

Sub-est HDVC mayor costo de inversión por equipos conversión. Línea HDVC menores costos de inversión a igual nivel de potencia transportada para distancia de transporte mayor a distancia crítica.

Configuraciones sistemas Tx HVDC:

Monopolar con retorno por tierra, Monopolar con retorno metálico, Bipolar, Multiterminal. Aplicaciones: Transmisión punto a punto (largas distancias), Subestaciones back to back (unir dos sistemas), Enlace submarino (sobre 130 km)

Aplicaciones de sistemas HVDC en Chile:

Interconexión Chile Perú, Sistema Kimal – Lo Aguirre, Interconexión Chile Argentina (en el N y en el S), Sistema Aysén (2000km).