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ANALISIS DE SISTEMAS ELECTRICOS DE POTENCIA I EE-353M curso Ing. Moisés Ventosilla Zevallos 2017-I 2 EVALUACION SISTEMA DE CALIFICACION Sistema G Examen parcial (EP) Peso 1 Examen final (EF) Peso 1 Promedio de practicas (PP) Peso 1 NOTA = (EP+EF+PP)/3 EVALUACIONES Examen Parcial (01-20) Examen Final (01-20) Capítulo I: INTRODUCCION Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES 3 CONTENIDO PRIMERA PARTE I INTRODUCCION Y CONCEPTOS (S1) II COMPONENTES DE SISTEMAS ELECTRICOS (S2) III VALORES POR UNIDAD (S3,4) VI ANALISIS DE FLUJO DE CARGA (S5,6,7) Examen parcial (S8) SEGUNDA PARTE V COMPONENTES SIMETRICAS (S9,10) VI ANALISIS DE FALLAS (S10,11,12) VII PARAMETROS DE LINEAS DE TRANSMISION (S13,14) VIII OPERACION DE LINEAS DE TRANSMISION (S15) Examen final (S16) Examen sustitutorio (S17) Capítulo I: INTRODUCCION Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES 4 Capítulo I: INTRODUCCION Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES MES MAR SEMANA S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 DIA 29 5 12 19 26 3 10 17 Controles (C)-Domiciliarios (D) C1 C2 D1 D2 D3 D4 Monografías M Introducción y conceptos 1 Componentes de SEP 2 Valores por unidad 3 4 Flujo de carga 5 6 7 C: (20), M: (20), D: (20) Ex ám en P ar ci al PROGRAMA DEL CURSO PLAN DE TRABAJO CICLO 2017 I (primera parte) EVALUACION DEL APRENDIZAJE ABRIL MAYO I INTRODUCCION Y CONCEPTOS Semana 1, Clase 1 GENERACIÓN USUARIOS REGULADOS CLIENTES LIBRES DISTRIBUCIÓN TRASMISIÓN CLIENTES LIBRES CLIENTES LIBRES 6 Temario La Ingeniería eléctrica Concepto de sistemas eléctricos de potencia Breve evolución historia del desarrollo de la electricidad Fuentes de energía Centrales eléctricas Ecuaciones fundamentales Representación de los sistemas eléctricos Interconexión de redes eléctricas Producción de la energía y la demanda de potencia en el Perú Situación actual y expansión de los sistemas eléctricos en el Perú Organización del sector eléctrico nacional Las figuras, esquemas, notas y otros mensajes han sido tomados de varias fuentes con la única finalidad de hacer comprensivo el curso, por lo que solicito su comprensión si no menciono la fuente y/o autor. Capítulo I: INTRODUCCION Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES La Ingeniería eléctrica http://www.google.com.pe/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0CAcQjRw&url=http://asincpro.blogspot.com/&ei=8dgIVYePN4ihgwTUsITICA&psig=AFQjCNHi9iq7hL4p9zQ33_b6XhVAFha5Mg&ust=1426729477914298 http://www.google.com.pe/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0CAcQjRw&url=http://www.abc.es/economia/20140227/abci-endesa-utiliza-drones-para-201402261844.html&ei=sNoIVcrEOYmYgwTbgYHwBw&psig=AFQjCNHLtYhCHfjU7aL2X7-vNR9Nl-FnLw&ust=1426729771440715 http://www.google.com.pe/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0CAcQjRw&url=http://www.abc.es/economia/20140227/abci-endesa-utiliza-drones-para-201402261844.html&ei=sNoIVcrEOYmYgwTbgYHwBw&psig=AFQjCNHLtYhCHfjU7aL2X7-vNR9Nl-FnLw&ust=1426729771440715 http://www.abc.es/economia/20140227/abci-endesa-utiliza-drones-para-201402261844.html Ingeniería Eléctrica Misión Importancia Valores éticos y morales Área ocupacional 8 Capítulo I: INTRODUCCION Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES Misión Competentes en el ámbito local, regional, nacional e internacional Conocimientos aplicados al desarrollo de la sociedad y el país Permanente evolución Cuidar la vida de los humanos Cuidar el medio ambiente 9 Capítulo I: INTRODUCCION Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES INGENIERÍA ELÉCTRICA Importancia Sin electricidad no hay desarrollo El uso de la electricidad facilita la vida Es insumo primario para la industria de la producción Después del agua, su uso es imprescindible en la sociedad 10 Capítulo I: INTRODUCCION Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES INGENIERÍA ELÉCTRICA Valores éticos y morales El Ingeniero electricista debe ser: Competente en su labor Leal Mantener la confianza con actos. Honesto Franqueza y sinceridad Confiable Defender sus ideas, autocrítico Respeto Honrar la dignidad de todas las personas, ser decente y cortés. Practicar la libertad hasta donde empiezan de los otros. Responsable Honrar compromisos Justo y equitativo Impartir justicia 11 Capítulo I: INTRODUCCION Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES INGENIERÍA ELÉCTRICA 12 Área ocupacional del Ingeniero Electricista Proyectos Supervisión Montaje Operación Mantenimiento Consultoría Capítulo I: INTRODUCCION Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES INGENIERÍA ELÉCTRICA http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Nuclear_Power_Plant_Cattenom.jpg 13 Área ocupacional en redes eléctricas Proyectos Supervisión Montaje Operación Mantenimiento Consultoría Capítulo I: INTRODUCCION Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES INGENIERÍA ELÉCTRICA 14 Consultorías en sistemas eléctricos Planeamiento Análisis y estudios Pruebas AT Control y automatización Supervisión-Inspección Capítulo I: INTRODUCCION Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES Coordinación de la Protección Pruebas BT 15 Área de Protección y control Capítulo I: INTRODUCCION Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES INGENIERÍA ELÉCTRICA Capítulo I: INTRODUCCION Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES 16 17 2,000A 2,000A 2,000A 500:√3kV 500:√3kV 500:√3kV 2,000A 2,000A 2,000A 500:√3kV 500:√3kV 500:√3kV relé relé Barra 500kV Barra 500kV Interruptores Interruptores Fase “c” Fase “b” Fase “a” Fase “a” Fase “b” Fase “c” Fibra óptica Capítulo I: INTRODUCCION Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES Área Sistema de Comunicaciones Capítulo I: INTRODUCCION Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES 18 Área de Planeamiento de la distribución Empresas eléctricas de distribución Crecimiento del consumo de energía Crecimiento de la demanda de potencia Crecimiento de la red de distribución Crecimiento poblacional Histórico y proyección de ingreso per cápita Precios de la electricidad Cambios tecnológicos Clima Actos de Dios Predicción de la demanda de energía a corto plazo Predicción de la demanda de energía a mediano plazo Predicción de la demanda de energía a largo plazo Población Rural Urbana 19 Capítulo I: INTRODUCCION Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES Conceptos de sistemas eléctricos de potencia 500/220kV 500 kV 220/60kV 60/10kV Abonado 10kV Abonado 60kV Abonado 220V 60/0.22kV 21 Conceptos de sistemas eléctricos de potencia Sistema eléctrico de potencia Etapas Generación – Centrales de generación Transmisión – Redes eléctricas de transmisión Distribución – Redes de media y baja tensión Capítulo I: INTRODUCCION Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES 22 Sistema eléctrico de potencia (SEP) Conjunto de componentes electromecánicos que permiten llevar la energía eléctrica desde los centros de generación hasta los lugares de consumo de manera continua y cuando sea requerida. Capítulo I: INTRODUCCION Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES 23 Etapa de Generación Centrales de generación Producción de energía eléctrica utilizando fuentes de energías primarias como son la energía potencial del agua almacenada, gas natural, petróleo, viento, el sol y otras fuentes. Las centrales eléctricas son térmicas, hidráulicas, eólicas, geotérmicas, nucleares, etc. La generación de la energía en barras se realiza en general entre 2 a 36kV. Capítulo I: INTRODUCCION Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES 24 Etapa de transmisión Líneas de transmisión de potencia Transportan la energía desde las centrales de generación hasta las subestaciones mediante líneas de transmisión. Transportan bloques de energía entre las subestaciones. Los niveles de tensión de las líneas de transmisión son variadas pudiendo alcanzar a más de 1,000kV en AC o DC. Capítulo I: INTRODUCCION Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES 25 Etapa de transmisión Subestaciones de transmisión Se realizan cambios en los niveles de voltaje y/o direccionan el flujo de energíapor diversas rutas Garantizan la seguridad del sistema eléctrico por medio de dispositivos de maniobra, control y protección. Conformado por las bahías de conexión de líneas, transformadores, banco de capacitores y reactores. Casetas y edificio de control Vías de circulación y estacionamiento El área de la subestación se debe “urbanizar” en forma óptima En el diseño de una subestación se debe considerar facilidades de mantenimiento y pruebas. Preparado para ampliaciones. Ordenamiento óptimo Capítulo I: INTRODUCCION Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES 26 20kV 60kV 6 0 k V 2 2 0 k V 2 2 0 k V 1 0 k V S 1 0 k V S 10kV 60kV 10kV 60kV Red eléctrica de generación & transmisión S 5 0 0 k V 2 0 k V 5 0 0 k V LIMA Generación Subtransmisión Capítulo I: INTRODUCCION Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES Transmisión Subestaciones Barras colectoras Las Barras colectoras representa el nodo del sistema. Es el punto de conexión en donde se unen eléctricamente todos los circuitos que son parte de un determinado patio de conexiones. Bahía de conexión Es el conjunto de equipos necesarios para conectar un circuito de generación, transformación, línea, equipos inductivos, de compensación u otro componente principal al sistema de barras colectoras. Patio de transformación Área de la subestación en donde se ubican los transformadores de potencia. Generalmente ubicado entre patios de conexión de diferente niveles de tensión. Patio de conexiones Conjunto de equipos pertenecientes a bahías eléctricamente asociados y que tienen el mismo nivel de tensión 27 27 Capítulo I: INTRODUCCION Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES Clasificación de las subestaciones Función Generación. Transformación. Maniobra Montaje Interior Exterior Tecnología Convencionales o aisladas al aire (AIS – Air Insulated Substation) Encapsuladas o aisladas al SF6 (GIS – Gas Insulated Switchgear) Híbridas Móviles 28 28 Capítulo I: INTRODUCCION Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES Función – Subestaciones de generación Elevan las tensiones de la barra de generación a niveles de tensiones de transmisión. Normalmente se ubica a la salida de la central Permiten erogar la potencia activa generada directamente al sistema eléctrico. Su característica principal es la confiabilidad, seguridad y flexibilidad. Ejemplos: La subestación de la C.H. Mantaro La subestación de la C.H. Matucana 29 29 Capítulo I: INTRODUCCION Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES Función – Subestaciones de transformación Permite efectuar cambios en los niveles de tensión de transmisión Instalación de los equipos inductivos Instalación de equipos de compensación reactiva Instalación de equipos FACT Ejemplo: Subestación Santa Rosa 220/62.50kV Subestación Chavarría 220/62.50kV Subestación Socabaya 220kV Capítulo I: INTRODUCCION Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES 30 Subestación de transformación 31 Función – Subestaciones de maniobra Conectan varios circuitos de líneas y transformadores para orientar o distribuir el flujo de potencia a diferentes áreas del sistema eléctrico. Ejemplo: Subestación Cotaruse 32 32 Capítulo I: INTRODUCCION Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES Subestación de maniobra Transformador de tensión Barra Barras R S T 33 M ed id a Seccionador de barra Transformador de tensión Seccionador de línea Transformador de corriente Interruptor Seccionador de tierra Pr ot ec ci ón Pararrayo M ed id a Seccionador de barra Transformador de tensión Seccionador de línea Transformador de corriente Interruptor Seccionador de tierra Pr ot ec ci ón Pararrayo Capítulo I: INTRODUCCION Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES 34 Capítulo I: INTRODUCCION Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES http://elrincondeendesa.pe/wp-content/uploads/2012/03/setsantarosa2.jpg http://www.google.com.pe/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&docid=VH6I8KTfbxcWRM&tbnid=cOLT76FZ1ZPWxM:&ved=0CAUQjRw&url=http://peru21.pe/actualidad/falla-dos-subestaciones-dejo-sin-luz-casi-medio-millon-limenos-2168490&ei=oti4U636HIqvsATFgoGoDA&psig=AFQjCNHoBFImVOdjYUscOsxs5zWBdFKgVg&ust=1404709397605759 Las subestaciones por su Tecnología Convencionales o aisladas al aire - AIS Instalados a la intemperie Equipos de maniobra: Interruptores y seccionadores Equipos de medición de tensión (TT) y corriente (TC). Equipos FACTS SVC Reactores Capacitores Otros tipos Pararrayos Equipos de onda portadora Instalados en casetas y sala control Tableros de protección y medición Tableros de comunicaciones Tableros de alimentación DC y AC. Tableros de AC/DC y banco de baterías Redes LAN Servidores Equipos de comunicación 35 35 Capítulo I: INTRODUCCION Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES Las subestaciones por su Tecnología Encapsuladas o aisladas al SF6 – GIS (Gas Insulated Switchgear) Modular y versátil Los equipos se alojan en cámaras de gas Utilizan el aluminio por lo que los anclajes son livianos La unión de los módulos es mediante bridas. Los Filtros estáticos reducen el ingreso de la humedad. El gas SF6 está encerrado herméticamente y no se consume. Así, si el uso es correcto, no hay peligro ambiental. 36 36 Capítulo I: INTRODUCCION Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES Subestación Air Insulated Substation 37 37 http://www.google.com.pe/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&docid=WYc_ie3gSSzDwM&tbnid=LXeQ4HlTF5HSVM:&ved=0CAUQjRw&url=http://www.grupoisastur.com/web/en/isastur/activity/view/13&ei=vOG4U_HnA7egsQSB8oD4Bg&psig=AFQjCNHBx-dOLNs4U4gxLd9GbULm8VaQKw&ust=1404711711926177 38 Subestaciones GIS 39 39 Capítulo I: INTRODUCCION Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES Capítulo I: INTRODUCCION Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES 40 AIS - GIS AIS Estructural y espacial Instalación exterior Mayor espacio Expuesto a la intemperie (polvo, arena, hielo) Menor seguridad Menor confiabilidad Mayor costo O&M Menor vida útil No requiere monitoreo del aire. Mayor impacto ambiental Mayor requerimiento de obras civiles Fuente: SCN-LAVALIN GIS Modular y compacto. Instalación interior o exterior Menor espacio Aislado de la intemperie (inmune a polvo, arena, etc.) Mayor seguridad Mayor confiabilidad Menor costo O&M Mayor vida útil Monitoreo continuo del gas SF6. Menor impacto visual Menor requerimiento obras civiles 41 Normas técnicas aplicables en GIS IEC 61869 Instrument transformers (replaces IEC 60044) IEC 60071 Insulation Coordination IEC 62271-203 High-voltage switchgear and controlgear IEC 60137 Insulated bushings above 1000 V IEC 60270 Partial discharge measurement IEC 60376 Specification and acceptance of new SF6 IEC 60480 Guide for checking SF6 IEC 62271-1 Common clauses or HV switchgear and controlgear standards IEC 60815-1/2 Guide for selection of insulators in respect of polluted conditions IEC 62271-209 Cable connections for gas insulated metal-enclosed switchgears IEC 62271-303 Use and handling of SF6 in HV switchgear and controlgear IEC 61639 Direct connection between GIS and power transformer 42 42 Capítulo I: INTRODUCCION Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES Fuente: SNC-LVALIN 43 Etapa de distribución Canalizan la energía eléctrica desde las subestaciones hasta los consumidores finales mediante Subestaciones de distribución Transformadores de 22.9/10/.22kV Redes de distribución primaria Redes de distribución secundaria Capítulo I: INTRODUCCION Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES 44 Red eléctrica de distribución 2 0 k V 60kV 2 0 k V 0 .2 2 k V 2 0 k V 0 .2 2 k V 1 0 k V 60kV 1 0 k V 0 .2 2 k V 1 0 k V 0 .2 2 k V DISTRIBUCIÓN PRIMARIA DISTRIBUCIÓN SECUNDARIA DISTRIBUCIÓN PRIMARIA DISTRIBUCIÓN SECUNDARIASistema de distribución de media tensión y baja tensión 45 Ensayos en fábrica a GIS Pruebas tipo (pruebas realizadas sobre un tipo de diseño) Prueba de alta tensión Prueba de temperatura Prueba de gas Prueba sísmica Pruebas de rutina (pruebas realizadas sobre un equipo fabricado) Prueba de alta tensión Prueba mecánica Prueba de gas 46 46 Capítulo I: INTRODUCCION Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES La ingeniería en el diseño de las subestaciones En el diseño y construcción se requiere la asistencia de especialidades de ingeniería. Ingeniería ambiental Ingeniería civil Ingeniería mecánica Ingeniería estructural Arquitectura Arqueólogos 47 47 Capítulo I: INTRODUCCION Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES La ingeniería en el diseño de las subestaciones Ingeniería eléctrica Análisis de los sistemas eléctricos de potencia Flujo de carga Cortocircuito Planeamiento de los sistemas eléctricos Estudio de ajuste de los sistemas de protección Estudios especiales: Transitorios electromagnéticos, oscilaciones subsíncronas Técnica de las altas tensiones Diseño de los tableros de Protección y medición Diseño de los tableros de comunicaciones diversos (FO, PLC, Radio) LAN Sistema de servicios auxiliares Sistema de mallas de tierra Alumbrado interior y exterior GPS Sistema de aire acondicionado Sistema de telefonía Sistema de video Sistema de respaldo eléctrico 48 48 Capítulo I: INTRODUCCION Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES Criterios de diseño En el diseño completo de una subestación eléctrica debe considerarse los criterios siguientes: Seguridad, Confiabilidad, Flexibilidad de la operación, Facilidad en el mantenimiento Economía 49 49 Capítulo I: INTRODUCCION Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES BREVE HISTORIA DE LA ELECTRICIDAD 500,000a.c. S XIII y XIVa.c. 1,859 1,880 51 Breve evolución histórica de la electricidad 600AC: Tales de Mileto descubre que frotando el ámbar atrae objetos livianos 1800: Alessandro Volta descubre la pila eléctrica 1819: Hans Oersted que la electricidad produce magnetismo 1821: Michael Faraday descubre el principio del dínamo 1827: André Ampére relaciona la fuerza magnética con corriente eléctrica 1831: Michael Faraday descubre la inducción electromagnética 1880: Thomas Alva Edison descubrió la lámpara incandescente 1882: Thomas Alva Edison presenta el primer generador en DC 1883-84: Invención del transformador de potencia en Francia 1884: Se realizó el primer transporte en VAC Monofásica a 18kV 1891: Se transmite por primera vez corriente trifásica en Alemania 1906: Se crea la Comisión Electrotécnica Internacional (CEI) 1910: Se alcanzan los 150kV 1922: Puesta en servicio de la primera línea a 245kV Capítulo I: INTRODUCCION Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES 52 Energía y desarrollo La expansión del consumo de energía eléctrica, la producción de la electricidad a gran escala y el aumento de la capacidad de transmisión de las líneas a tensiones elevadas han dado lugar a la consolidación de sistemas eléctricos regionales, nacionales y multinacionales. La electricidad es considerado un servicio publico en la mayoría de los países, propiciando la intervención del estado para garantizar una calidad y precios razonables. Sin energía no hay desarrollo sostenible Capítulo I: INTRODUCCION Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES 53 Evolución histórica en el Perú (1) En 1886, con una planta de vapor de 500HP, en el Parque Neptuno (Hoy Paseo de la República) se inauguró el alumbrado público eléctrico de la Plaza de Armas, jirones Unión y Carabaya, el Puente, la bajada del puente y la Plaza de la Recoleta. En 1895 se instaló la Empresa Transmisora de Fuerza Eléctrica (ETFE) en Santa Rosa de la Pampa. Posteriormente, la Sociedad Industrial Santa Catalina absorbió los capitales de ETFE y la compañía asumió el nombre de Empresa Eléctrica Santa Rosa (EESR) En 1992, se instaló la Planta Térmica en Limatambo para suministrar energía al ferrocarril de Chorrillos. En 1903 se inauguró la C.H. Chosica, con 4000HP utilizando el salto de agua del sistema Rímac-Santa Eulalia. Capítulo I: INTRODUCCION Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES 54 Evolución histórica en el Perú (2) El año 1906 se fusionan las empresas eléctricas dispersas formando las Empresas Eléctricas Asociadas. En diciembre 1907 se inauguró la C.H. Yanacoto. En 1927, la C.T. Santa Rosa fue ampliada con dos turbo grupos a vapor, cada uno de 5000 kW. En 1933, Pablo Boner formuló en tres etapas el aprovechamiento del potencial hídrico de la cuenca Rímac - Santa Eulalia con centrales escalonadas. En1938 se inauguró la C.H. Callahuanca con una potencia total de 36.75MW. En 1951 se inauguró la C.H. Moyopampa con 21MW y el siguiente año se amplió a 42MW. Capítulo I: INTRODUCCION Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES 55 Evolución histórica en el Perú (3) En 1955 en la C.H. Callahuanca se puso en servicio un grupo adicional de 31MW y en la C.H. Moyopampa grupo adicional de de 21MW. En 1957 se dio inicio a los trabajos de la C.H. Huinco, y la perforación del túnel transandino. En abril de 1965 se inauguró la C.H. Huinco. En 1960 se inauguró la Central de Huampaní con 31MW. En este año salieron del servicio las centrales de Yanacoto y Chosica. En 1972, el gobierno militar del General Juan Velazco Alvarado, por el Decreto Ley 19521 se estatizó las Empresas Eléctricas Asociadas, dando origen a ELECTROLIMA S.A. Capítulo I: INTRODUCCION Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES 56 Capítulo I: INTRODUCCION Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES 57 Evolución histórica en el Perú (4) Por los años 90, el sector eléctrico peruano se encontraba prácticamente colapsado, en razón de los severos conflictos internos, la descapitalización de las empresas del estado, tarifas subsidiadas, restricciones de suministro, falta de inversiones y otras componentes negativos El Decreto Ley Nº 25844 Ley de Concesiones Eléctricas (LCE) del 19.11.1992, fragmento el esquema eléctrico en unidades de negocios de generación, transmisión y distribución con la finalidad que todos los usuarios sin excepción tengan un servicio eficiente, de calidad adecuada, continuo y lo mas barato posible. Bajar y leer la Ley de Concesiones eléctricas del MEN Capítulo I: INTRODUCCION Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES 58 Evolución histórica en el Perú (5) La LCE se crea el Comité de Operación Económica del Sistema (COES), con la finalidad de operar de manera eficiente el Sistema Eléctrico Interconectado Nacional (SEIN) e inicia sus actividades en 1993. Por Ley Nº 26734 del 31.12.1996 se crea el Organismo Supervisor de Inversión en Energía (OSINERG) y mediante Ley Nº 28964 del 24.01.2006 se transforma en el Organismo Supervisor de Inversión en Energía y Minería (OSINERGMIN) con funciones de supervisión, fiscalización y sancionadora por actividades en los sectores de electricidad, hidrocarburos y minería. Capítulo I: INTRODUCCION Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES 59 Evolución histórica en el Perú (6) En 1994, Electrolima se divide en tres nuevas empresas con el objetivo de su posterior privatización. De esta forma aparecen Luz del Sur, Edelnor y Edegel S.A., las dos primeras distribuidoras y la tercera generadora de electricidad para nuestra ciudad capital. Capítulo I: INTRODUCCION Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES FUENTES DE ENERGÍA 61 Fuentes de energía Renovables Agua almacenada en los reservorios naturales y construidos El sol El viento La biomasa Las mareas Las Olas Geotérmica Hidrógeno No renovables Combustibles fósiles (carbón, petróleo y gas natural) Uranio utilizado en la fisión nuclear Capítulo I: INTRODUCCION Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES Centrales de generación 63 Centrales de generación Centrales de generación convencionales Centrales hidroeléctricas Centrales termoeléctricas Centrales de generación no convencionales Centraleseólicos Centrales solares Capítulo I: INTRODUCCION Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES 64 Centrales hidroeléctricas Intercambio de energía potencial del agua, en cinética y luego en el eléctrica por intermedio de los generadores Las turbinas más comunes son la pelton, francis o kaplan La elección adecuada de la turbina depende del desnivel del agua y el caudal mínimo sostenible. Normalmente se instalan lejos de los centros de carga Las minicentrales hidroeléctricas apoyan el desarrollo de puebles aislados Capítulo I: INTRODUCCION Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES 65 Centrales hidroeléctricas VENTAJAS Bajos costos de operación y mantenimiento. Energía limpia (¿Es limpia realmente?). Las construcciones tienen larga vida. Las turbinas hidráulicas son muy sencillas. No contamina. Emplea un recurso renovable. DESVENTAJAS Alto costo de instalación a la que hay que agregar la S.E. y LT. La disponibilidad de energía supeditada a los embalses y es estacional. Su construcción dura varios años. Gran impacto ambiental. Peligro latente por ruptura de presas. Aumenta la humedad relativa en la vecindad de las represas. Capítulo I: INTRODUCCION Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES 66 Centrales hidráulicas – Ciclo hidrológico Es el aprovechamiento de la energía solar, el calor del sol genera el CICLO HIDROLOGICO Capítulo I: INTRODUCCION Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES 67 Centrales hidráulicas 68 Centrales hidráulicas Capítulo I: INTRODUCCION Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES 69 Central hidroeléctrica Tres Gargantas CHINA • La más grande central hidroeléctrico del mundo • Controla el Río Yangtsé • Superficie del embalse 600 km2 • Nivel normal: 175 m. • Volumen: 39,3 billones m3. • Capacidad instalada: 22.500 MW. (32x700 MW + 2x50 MW) • Costo: 50,000 millones de $US • Desplazamiento: + 1Millón de personas 70 Capítulo I: INTRODUCCION Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES 71 Centrales hidráulicas 1- Embalse 2- Presa 3- Galería de conducción 4- Chimenea de equilibrio 5- Tubería reforzada 6- Central 7- Turbinas y generadores 8- Desagües 9- Líneas de transporte de energía eléctrica 10- Embalse inferior o río Capítulo I: INTRODUCCION Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES 72 Minicentral Hidroeléctrica Capítulo I: INTRODUCCION Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES 73 Minicentral Hidroeléctrica Capítulo I: INTRODUCCION Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES 74 Minicentral Hidroeléctrica Capítulo I: INTRODUCCION Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES 75 Minicentral Hidroeléctrica Capítulo I: INTRODUCCION Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES 76 Minicentral Hidroeléctrica Capítulo I: INTRODUCCION Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES 77 Minicentral Hidroeléctrica Capítulo I: INTRODUCCION Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES 78 Minicentral Hidroeléctrica Capítulo I: INTRODUCCION Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES 79 Minicentral Hidroeléctrica Capítulo I: INTRODUCCION Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES 80 Minicentral Hidroeléctrica Capítulo I: INTRODUCCION Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES 81 Minicentral Hidroeléctrica Capítulo I: INTRODUCCION Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES 82 Minicentral Hidroeléctrica Capítulo I: INTRODUCCION Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES 83 Centrales termoeléctricas Intercambio de energía calorífica en mecánica y luego en eléctrica. Las centrales son de turbinas de vapor, de gas o ciclo combinado La fuente de energía son los productos fósiles como es el carbón, petróleo o gas natural Capítulo I: INTRODUCCION Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES 84 Centrales termoeléctricas VENTAJAS Facilidad de instalación Tecnología muy desarrollada Son baratas de construir especialmente el de ciclo combinado DESVENTAJAS Alto costo de operación y mantenimiento con petróleo o carbón Costo de operación y mantenimiento bajos usando gas natural Las centrales a carbón ocasionan graves problemas ambientales Genera emisiones gases de efecto invernadero y de lluvia ácida Las emisiones térmicas y de vapor pueden afectar el microclima Combustible No renovable Capítulo I: INTRODUCCION Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES 85 Carbón, petróleo y gas natural CARBON Roca formada por carbono mezclado con otras sustancias. Reservas mas de 200 años. PETROLEO Líquido oscuro y viscosos con cientos de compuestos diferentes, en su mayoría hidrocarburos. Reservas: mas de 100 años. Derivados: gasolinas, grasa, aceites, medicinas, etc. GAS NATURAL Mezcla de hidrocarburos (metano, butano y propano) que puede encontrase junto a un pozo petrolífero o en una bolsa independiente. 86 Esquema de una central térmica de vapor Esquema de una central térmica 87 88 Esquema de una central térmica 89 Esquema central térmica ciclo combinado Esquema central térmica de ciclo combinado 90 91 Centrales eólicas Fuente primaria: El viento (Entre 1 y 2% de la energía del sol) Transforman la energía cinética del viento en electricidad La velocidad del viento mínimo debe ser sobre los 3m/s Capítulo I: INTRODUCCION Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES 92 Centrales eólicas VENTAJAS Fuente de energía segura y renovable Facilidad de instalación No emites gases del efecto invernadero Conversión directa Son instalaciones móviles y desmontables Tecnología en desarrollo permanente DESVENTAJAS Intermitencia de los vientos Dispersión geográfica Impacto visual sobre el ecosistema Ruido constante (las casas a + de 200m) Dificultad de almacenamiento (utiliza acumuladores) Las aves migratorias cambian de ruta o de descanso Capítulo I: INTRODUCCION Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES 93 Central eólica 94 Centrales solares Fuente primaria es el SOL Formas de aprovechar la energía del sol Centrales termosolares Calentamiento de un fluido (vapor) Centrales fotovoltaicas Transformación directa Capítulo I: INTRODUCCION Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES 95 Centrales solares VENTAJAS Facilidad de instalación Limpia y renovable Conversión directa e indirecta DESVENTAJAS Aprovechable a gran escala solo en algunas partes de la tierra Requiere de grandes superficies para su captación Impacto sobre el ecosistema Dificultad de almacenamiento Difuso y estacional Tecnología en desarrollo Alto costo de instalación Capítulo I: INTRODUCCION Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES 96 Centrales solares 97 Centrales geotermicas Corresponde a la energía calorífica contenida en el interior de la tierra. Hay dos tipos: hidrotérmica y rocas calientes Hidrotérmica es la energía interna y cinética asociada al vapor de agua que sale directamente a la superficie en zonas volcánicas. Rocas calientes: Se inyecta agua y se usa el vapor. Capítulo I: INTRODUCCION Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES 98 Centrales geotérmicas VENTAJAS Limpia Conversión directa Prácticamente inagotable Costos operativos bajos Baja contaminación DESVENTAJAS No aprovechable a gran escala Tecnología en desarrollo Peligro de contaminación aguas subterráneas Capítulo I: INTRODUCCION Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES 99 Ciclo central geotérmica Capítulo I: INTRODUCCION Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES 100 Centrales Nucleares Centrales Nucleares Fuente primaria es el Uranio VENTAJAS Grandes reservas de uranio Tecnología desarrollada Gran productividad Fuente barata Aplicaciones médicas DESVENTAJAS Alto riesgo de contaminación Residuos radioactivos peligrosos Dificultad en desprenderse de los residuos Alto costo de mantenimiento Posibilidad de desarrollo con fines no pacíficos Capítulo I: INTRODUCCION Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES 101 Esquema típico de una central nuclear Situación actual y expansión de las redes eléctricas en el Perú y Sudamérica Organización Sistema Eléctrico Interconectado (SEIN) Generación Transmisión Distribución Clientes libres G1 D1 D2 D3 DnG G Gn C C C C G G Gk G C C C 104 Unidad de negocio: GENERADORES Duke Energy Egenor S. en C. por A Empresa de Electricidad Del Perú S.A. Empresa de Generación Eléctrica de Arequipa S.A. Empresa de Generación Eléctrica del Sur S.A. Empresa de Generación Eléctrica Machupicchu S.A. Empresa de Generación Eléctrica San Gabán S.A. Aguas y Energía Perú S.A. - Ayepsa Sistema Hidroeléctrico Chavimochic Chinango S.A.C Tacna Solar Sindicato Energético - Sinersa Edegel S.A.A. Energia Eolica Capítulo I: INTRODUCCION Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES 105 Unidad de negocio: GENERADORES Empresa Eléctrica de Piura S.A. - Eepsa Empresa de Generación Huanza S.A Enersur Gdf Suez Empresa Eléctrica Rio Doble S.A. Eléctrica Yanapampa S.A. Gts Reparticion S.A.C. Hidroeléctrica Santa Cruz S.A.C. Kallpa Generación S.A. Empresa Parque Eólico Marcona S.R.L. Panamericana Solar S.A.C. Shougang Generación Eléctrica S.A. - Shougesa Sociedad Minera Corona S.A. Sn Power Perú S.A.C. Capítulo I: INTRODUCCION Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES 106 Abengoa Transmisión Norte S.A Abengoa Transmisión Sur S.A Consorcio Energética de Huancavelica S.A. Compañia Transmisora Norperuana S.R.L Depolti Minera Aurífera Retamas S.A. - Marsa Compañía Transmisora Callalli Transmisora Guadalupe Etenorte Intrconexión Eléctrica Isa Perú S.A: Pomacocha Power Rep S.A Unidad de negocio: TRANSMISORES Capítulo I: INTRODUCCION Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES 107 Transmisora Eléctrica del Sur S.A. -Tesur Consorcio Transmantaro S.A. Eteselva S.R.L. Red de Energía del Perú S.A. Red Eléctrica del Sur S.A - Redesur Unidad de negocio: TRANSMISORES Capítulo I: INTRODUCCION Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES 108 Electro Sur Medio S.A.A. Electro Sur Este S.A.A Electrocentro S.A. Electronoroeste S.A. (ENOSA) Edelnor Electronorte S.A. (ENSA) Hidrandina S.A. Empresa Regional de Servicio Público de Electricidad Electrosur S.A. (Electrosur) Luz Del Sur S.A.A. Sociedad Eléctrica del Sur Oeste S.A. (SEAL) Electrotocache S.A. Electropuno Empresas integrantes del SEIN - DISTRIBUIDORAS Capítulo I: INTRODUCCION Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES 109 Aceros Arequipa Terminals Callao Aruntani S.A.C Atacocha Tren Eléctrico Cemento Andino Chungar Antamina Minera Buenaventura Vinchos Epasa Consorcio Minero Horizonte Ipen Lima Airport Aurífera Retamas Arasi S.A.C Minera Casapalca Minera Cerro Verde Empresas integrantes del SEIN – CLIENTES LIBRES Capítulo I: INTRODUCCION Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES 110 Funsur Milpo Minera Pampa De Cobre Minera Santa Luisa Minsur Xstrata Tintaya Eps Seda Cuzco Minera Poderosa Los Quenuales Quimpac Minera Raura Servicios Industriales De La Marina Southern Perú Minera Volcán Yura Empresas integrantes del SEIN – CLIENTES LIBRES Capítulo I: INTRODUCCION Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES 111 Mapa eléctrico SEIN (Fuente COES) 112 113 Modelo de competencia MODELO 1 G T G T D D C C C MODELO 2 D D G G T T T T G G C C C C G GENERACION T TRANSMISION Y TRANSFORMACION D DISTRIBUCION C CLIENTE MONOPOLIO ESTATAL COMPETENCIA EN EL MERCADO Capítulo I: INTRODUCCION Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES 114 Nueva estructura del sector eléctrico Sector Privado Generación Transmisión Distribución Sector Estatal Normalización Fiscalización Clientes Regulados Libres Capítulo I: INTRODUCCION Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES 115 Actores en el mercado eléctrico Fuente MEM Actores en el mercado eléctrico EL ESTADO representada por: La DGE del MEM: Responsable del otorgamiento de concesiones y autorizaciones para participar en el negocio eléctrico, la promoción y la normalización. OSINERGMIN: Fiscalizar el cumplimiento de las disposiciones legales y técnicas del subsector eléctrico y así como de establecer las tarifas eléctricas reguladas. INDECOPI: Vela por el cumplimiento de las leyes del mercado y defiende los intereses de los consumidores y empresas que pudieran verse afectados. PROINVERSIÓN: Promueve la inversión no dependiente del Estado Peruano a cargo de agentes bajo régimen privado, con el fin de impulsar la competitividad del Perú y su desarrollo sostenible para mejorar el bienestar de la población. 116 Capítulo I: INTRODUCCION Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES Actores en el mercado eléctrico USUARIOS LIBRES: Usuarios conectados al SEIN no sujetos a regulación de precios por la energía o potencia que consumen. USUARIOS REGULADOS: Usuarios sujetos a regulación de precios por la energía o potencia que consumen EMPRESAS ELÉCTRICAS: Constituidas por las concesionarias de electricidad que son Generadoras, Transmisoras y Distribuidoras COES: Constituido por las empresas generadoras y transmisoras de un mismo sistema interconectado, tiene como objetivo el despacho de la energía al mínimo costo. 117 Capítulo I: INTRODUCCION Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES Interconexión de redes eléctricas 119 Interconexión de redes eléctricas Fundamentalmente para compartir recursos Posponer inversiones Asociación para mejorar el servicio eléctrico Factor de integración entre estados bajo los principios: Competencia (reglas objetivas, transparentes y no discriminatorias) Gradualidad (en el desarrollo y requerimeintos del mercado) Reciprocidad (Derecho de un estado de aceptar una regla común) Capítulo I: INTRODUCCION Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES 120 Redes interconectadas 0 18 24 0 18 24 15 3 RED A RED B S S S S S S S S S Línea Interconexión 121 Redes interconectadas en Sudamerica 336 6300 295 2000 900 2000 600 70 200 100 Capacidad máxima (millones de m3/día) Ar - Cl San Sebastián (Ar) - Punta Arenas (Cl) (Bandurria) 4 Op. Ar - Cl Pta. Dungeness (Ar) - Cabo Negro (Cl) (Dungeness) 2,8 Op. Ar - Cl El Cóndor (Ar) - Posesión (Cl) 2 Op. Ar - Cl Loma La Lata (Ar) - Concepción (Cl) (Gas Pacífico) 3,5 Op. Ar - Cl La Mora (Ar) - Santiago (Cl) (Gasandes) 70 Op. Ar - Cl Cnel. Cornejo (Ar) - Mejillones (Cl) (Gasatacama) 9 Op. Ar - Cl Gasod. Norte (Ar) - Tocopilla(Cl) (Norandino) 9 Op. Ar - Bo Ramos (Ar) - Bermejo (Bo) 1,5 Op. Ar - Bo Campo Durán (Ar) - Madrejones (Bo) 7 Sin op. Bo - Py Vuelta Grande (Bo) - Asunción (Py) - Est. Ar - Py Cnel. Cornejo (Ar) - Ciudad del Este (Py) - Est. Ar - Br Cnel. Cornejo (Ar) - S. Paulo / P. Alegre (Br) - Pyto. Ar - Br Aldea Brasilera (Ar) - Uruguayana (Br) 15 Op. Ampliación Uruguayana (Br) - Porto Alegre (Br) Est. Bo - Br San Miguel (Bo) - Cuiabá (Br) 2,8 Op. Bo - Br Río Grande (Bo) - S. Paulo (Br) 30 Op. Ar - Uy Gto. Entrerriano (Ar) - Paysandú (Uy) (Del Litoral) 2,5 Op. Ar - Uy Gto. Entrerriano (Ar) - Casa Blanca (Uy) 5 Sin op. Ar - Uy Bs. Aires (Ar) - Montevideo (Uy) (Cruz del Sur) 6 Op. Uy - Br Colonia (Uy) - Porto Alegre (Br) - Pyto. Co - Ve Est. Ballena (Co) - Maracaibo (Ve) 4,2 Pyto. Países Gasoducto Obs. Producción de la energía y la demanda de potencia en el Perú 123 Despacho día máxima demanda año 2014 Máxima demanda (Fuente COES) 124 Evolución de la demanda de energía y potencia 125 14 / 13 INC % Enero 2017,6 2380,0 2496,0 2583,0 2606,8 2762,4 2851,2 2959,3 3044,1 3278,6 3589,2 3983,0 4091,1 4290,5 4586,4 4863,2 5297,8 5564,7 5,04% Febrero 2021,4 2379,3 2422,7 2593,3 2623,6 2768,0 2907,1 2974,3 3044,7 3281,8 3646,8 4009,4 4105,3 4349,7 4670,0 4899,9 5324,1 5637,9 5,90% Marzo 2051,4 2381,8 2416,7 2592,6 2641,8 2822,5 2927,9 3007,6 3106,9 3351,5 3727,6 4072,0 4155,1 4452,6 4714,8 5099,2 5354,8 5677,4 6,03% Abril 2071,5 2435,3 2438,0 2584,2 2694,1 2846,9 2915,2 3024,8 3157,3 3338,1 3744,5 4043,2 4180,0 4403,6 4744,0 5049,4 5362,6 5628,5 4,96% Mayo 2069,6 2422,6 2513,9 2586,5 2673,2 2823,2 2914,7 2978,6 3193,3 3320,7 3758,5 4018,9 4124,9 4381,2 4718,3 5071,2 5388,7 5660,7 5,05% Junio 2061,4 2435,3 2496,7 2605,7 2676,6 2777,8 2895,8 2974,3 3092,2 3314,4 3714,3 4090,8 4033,8 4435,5 4764,2 5029,5 5366,4 5630,7 4,93% Julio 2343,62410,2 2514,9 2552,5 2685,5 2778,1 2885,0 2904,3 3138,3 3321,9 3721,9 4039,7 3973,4 4384,6 4690,8 5030,6 5263,9 5577,7 5,96% Agosto 2373,1 2474,3 2521,5 2583,7 2669,8 2775,8 2882,2 2972,7 3127,0 3353,1 3730,1 4073,1 4025,3 4344,1 4676,5 4992,9 5255,5 5523,8 5,11% Septiembre 2374,5 2441,7 2518,8 2636,4 2694,1 2838,2 2887,2 2973,9 3175,5 3395,5 3758,9 4108,2 4056,6 4387,2 4791,4 5026,7 5321,5 5592,4 5,09% Octubre 2373,9 2439,0 2560,5 2615,3 2740,8 2839,2 2935,8 3012,4 3233,8 3452,1 3810,8 4088,1 4088,4 4461,0 4787,9 5079,3 5362,5 5641,0 5,20% Noviembre 2374,3 2472,1 2579,8 2620,7 2768,8 2870,8 2942,4 3045,5 3244,6 3514,5 3939,7 4155,9 4255,6 4522,3 4900,5 5212,1 5504,8 5737,3 4,22% Diciembre 2396,6 2513,8 2577,4 2597,4 2792,2 2908,2 2964,8 3130,8 3305,0 3580,3 3965,6 4198,7 4322,4 4578,9 4961,2 5290,9 5575,2 5717,7 2,56% Anual 2.397 2.514 2.580 2.636 2.792 2.908 2.965 3.131 3.305 3.580 3.966 4.199 4.322 4.579 4.961 5.291 5.575 5.737 2,91% 4,9% 2,6% 2,2% 5,9% 4,2% 1,9% 5,6% 5,6% 8,3% 10,8% 5,9% 2,9% 5,9% 8,3% 6,6% 5,4% 2,9% 14 / 13 INC% Enero 1 081,9 1 360,2 1 370,3 1 469,2 1 515,5 1 642,4 1 726,4 1 799,4 1 896,6 2 041,9 2 234,0 2 435,6 2 516,7 2 666,3 2 908,0 3 070,0 3 296,0 3 489,0 5,86% Febrero 995,2 1 255,6 1 272,4 1 406,1 1 397,4 1 496,6 1 602,1 1 719,9 1 748,5 1 886,4 2 061,7 2 356,6 2 317,1 2 468,0 2 698,8 2 909,0 3 049,6 3 261,0 6,93% Marzo 1 096,0 1 353,3 1 407,2 1 495,6 1 549,3 1 675,2 1 766,8 1 862,8 1 929,4 2 103,3 2 322,9 2 510,5 2 551,7 2 768,4 2 996,7 3 186,8 3 340,8 3 571,6 6,91% Abril 1 093,5 1 313,0 1 338,4 1 411,7 1 480,2 1 644,5 1 690,1 1 795,2 1 888,4 1 971,1 2 192,6 2 432,1 2 438,9 2 643,4 2 857,9 3 017,5 3 242,2 3 406,7 5,07% Mayo 1 114,2 1 351,0 1 400,0 1 480,2 1 551,2 1 663,6 1 737,3 1 843,7 1 958,8 2 061,2 2 291,4 2 466,4 2 512,9 2 713,5 2 968,0 3 139,5 3 361,2 3 538,7 5,28% Junio 1 087,1 1 311,5 1 364,3 1 439,8 1 503,6 1 565,1 1 690,8 1 778,6 1 858,0 1 995,1 2 222,2 2 438,7 2 369,3 2 664,6 2 892,3 3 040,8 3 263,6 3 425,0 4,95% Julio 1 315,0 1 359,2 1 395,2 1 462,4 1 556,1 1 615,4 1 730,4 1 804,4 1 877,7 2 050,7 2 296,7 2 460,6 2 394,8 2 702,8 2 927,0 3 123,0 3 343,6 3 509,2 4,95% Agosto 1 333,2 1 377,2 1 427,3 1 512,6 1 563,0 1 635,4 1 743,7 1 847,2 1 939,1 2 093,3 2 291,1 2 503,7 2 492,8 2 721,5 2 980,1 3 168,3 3 337,9 3 490,5 4,57% Septiembre 1 303,7 1 335,0 1 405,4 1 460,2 1 541,3 1 642,7 1 697,8 1 816,8 1 907,3 2 061,3 2 228,8 2 470,1 2 476,2 2 668,3 2 903,3 3 051,9 3 250,3 3 419,5 5,21% Octubre 1 342,7 1 374,5 1 442,8 1 513,1 1 615,6 1 709,0 1 785,1 1 864,2 1 989,2 2 154,4 2 359,7 2 553,6 2 541,6 2 785,2 3 015,4 3 159,1 3 398,8 3 574,4 5,17% Noviembre 1 302,4 1 327,8 1 430,6 1 476,8 1 569,3 1 651,6 1 737,2 1 844,8 1 971,3 2 138,0 2 334,1 2 441,5 2 536,0 2 764,3 2 977,2 3 180,5 3 340,4 3 503,4 4,88% Diciembre 1 361,2 1 369,0 1 474,5 1 506,0 1 620,2 1 716,3 1 780,7 1 926,2 2 037,1 2 206,1 2 419,7 2 489,3 2 659,2 2 860,5 3 092,8 3 274,6 3 445,1 3 607,0 4,70% Anual 14 426,0 16 087,2 16 728,2 17 633,7 18 462,8 19 657,9 20 688,6 21 903,1 23 001,5 24 762,8 27 254,9 29 558,7 29 807,2 32 426,8 35 217,4 37 321,2 39 669,4 41 795,9 5,36% 11,5% 4,0% 5,4% 4,7% 6,5% 5,2% 5,9% 5,0% 7,7% 10,1% 8,5% 0,8% 8,8% 8,6% 6,0% 6,3% 5,4% 2014 Incremento Anual (%) Incremento Anual (%) 2009 2010 2011 2012 2013 2010 EVOLUCIÓN DE LA PRODUCCIÓN DE ENERGÍA 1997 - 2014 (Fuente COES) (GWh) Meses 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2005 2006 2007 2008 20092004 EVOLUCIÓN DE LA MÁXIMA DEMANDA 1997 - 2014 (Fuente COES) (MW) Meses 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2011 2012 2013 2014 Evolución de la demanda En el Gráfico, se presenta la evolución mensual de la producción de energía y potencia del SEIN en el período 2001-2013. En el período indicado presentan un crecimiento anual promedio de 6,9% y 5,9%, respectivamente. La demanda máxima en el año 2013 se registro el 11 de diciembre a las 20:15 horas y fue de 5 575,2 MW, que representa un incremento en 5,4% respecto a la demanda máxima (DM) del año 2012 (5 290,9 MW). En los últimos 5 años la DM en el SEIN ha presentado un crecimiento medio anual de 5,8%. El 91,6 % de la DM del 2013 fue cubierta por centrales hidroeléctricas y termoeléctricas que son abastecidas con gas natural de Camisea. 126 Capítulo I: INTRODUCCION Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES 127 Proyección de potencia y energía 2013-2022 Tarea: Leer informe disponible en sitio del COES Catástrofes históricos Chernobyl - Ucrania El 26.04.86 fue la catástrofe. Potencia nominal 4GW El reactor 4 fallo El material radiactivo liberado fue 500 de veces mayor al de Hiroshima Trece países de Europa central y oeste afectados. Fukushima – Japón El 11.03.11 se produjo un terremoto de escala 9. Potencia nominal 4.7 GW . En el terremoto las unidades 1, 2 y 3 estaban operando. El sistema principal y alterno de enfriamiento fallo 128 129 Energía no convencionales Energía del hidrógeno VENTAJAS Reservas ilimitadas Gran productividad DESVENTAJAS Tecnología en desarrollo Almacenamiento costoso Energía de la biomasa VENTAJAS Disponible en todo lugar Uso de desperdicios DESVENTAJAS Tecnología en desarrollo Produce CO2 Pequeña escala Ocasiona alza de precios Capítulo I: INTRODUCCION Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES Energía de las aguas residuales (desagüe) 130 Ecuaciones fundamentales 132 Ecuaciones fundamentales FUENTE DE VOLTAJE CARGA CONDUCTORES Va ─ VL ─ ZL I Va = I ZL + VL Na = VaI* ─ La corriente fluye de mayor a menor potencial 133 Ecuaciones fundamentales Va Vab Vbc Vca c b a Secuencia directa a-b-c Vab = Va - Vb Vbc = Vb - Vc Vca = Vc - Vba Representación de las redes eléctricas 135 Representación de una red eléctrica Las redes eléctricas de transporte y distribución de energía son trifásicos Las redes de transporte se clasifican en líneas de transmisión y subtransmisión Las redes de distribución se clasifican en primaria y secundarias La alimentación a los usuarios domésticos pueden ser monofásicos o trifásicos. La representación de las redes eléctricas sean trifásicos o monofásicos es monofásico. Los esquemas trifásicos tienen su uso especialmente en la ingeniería de detalle. Capítulo I: INTRODUCCION Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES 136 20kV 60kV 6 0 k V 2 2 0 k V 2 2 0 k V 1 0 k V S 1 0 k V S 10kV 60kV 10kV 60kV Red eléctrica de generación & transmisión Representación unifilar 137 2 0 k V 60kV 2 0 k V 0 .2 2 k V 2 0 k V 0 .2 2 k V 1 0 k V 60kV 1 0 k V 0 .2 2 k V 1 0 k V 0 .2 2 k V Red eléctrica de distribución 138 Representación unifilar y trifásica simple IN: Interruptor Barra A Barra A Barra A Barra A R S T R S T SE Chupaca SE Chongos Bajo SE Chupaca SE Chongos Bajo IN-18 IN-13 IN-17 IN-14 IN-16 IN-21 IN-15 IN-20 IN-19 IN-12 IN-11 IN-10 139 Representación unifilar y trifásica detallada IN: Interruptor SL: Seccionar de línea SA: Seccionar de barra A SB: Seccionar de barra B ST: Seccionar de tierra IN SA SA SB SB SL ST IN Barra B Barra A 140 Representación unifilar y trifásica detallada R S T R S T R S T Barra B Barra A FIN CLASE 1
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