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8/17/2019 Proyecto N°1 - Curva de carga
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Universidad Nacional de Misiones
Facultad de Ingeniería de Oberá
Equipamiento de Centrales y
Redes Eléctricas
Proyecto N°1: Curvas de carga
Profesores: Ing. José Horacio REVERSAT
Ing. José Gustavo MARTINEZ
Ing. Nelson Elmer WAGNER
Ing. Hector Fabian BERENT
Ing. Roberto José CABRAL
Ing. Claudio German TARNOWSKI
Alumno: Yasnikowski Mathías E.
Año 2016
Contenido
Memoria Descriptiva ................................................................................ 3
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Objetivos .................................................................................................. 3
Específicos ........................................................................................... 3
Metodología ............................................................................................. 4
Desarrollo ................................................................................................ 4
Curvas de carga ................................................................................... 4
Curvas de máximos y mínimos. ........................................................... 7
Curva monótona ................................................................................. 14
Conclusión ............................................................................................. 19
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Memoria Descriptiva
Actualmente es indispensable determinar el comportamiento de cargas eléctricas necesarias
para satisfacer las necesidades del ser humano el cual es dependiente de la energía eléctrica
para llevar a cabo demás tareas de la vida.
Es imprescindible generar proyecciones acerca de los requisitos de la sociedad, entrando en
ellas el crecimiento eléctrico. Las prestatarias deben ubicarse a la altura de las futuras
necesidades para poder encarar las distintas problemáticas de antemano.
El análisis de cargas de diferentes índoles corresponde un área fundamental del desarrollo de
la ingeniería electromecánica y los profesionales especializados en el tema. Debido a esto se
ha desarrollado el siguiente proyecto.
Se ha encarado el análisis sobre datos obtenidos de la distribución de energía sobre la ciudad
de Oberá, Misiones. Los mismos fueron facilitados por la prestataria encargada de esta tarea,
la Cooperativa Eléctrica Limitada de Oberá (C.E.L.O.).
Objetivos
El objetivo del proyecto consiste en el análisis de cargas de una población, como así también
en la proyección de futuras cargas a cubrir.
Específicos
Realizar las curvas de carga de las diferentes líneas de la ciudad
para un día semanal y un domingo a elección.
Trazar el diagrama de picos de máximos y mínimos del mes.
Trazar un diagrama de previsiones (monótona) mensual con un
crecimiento de 5% acumulativo. Determinar los grupos de base, semibase y punta a cubrir las
potencias previstas.
Calcular los diversos factores necesarios para el análisis del estado
del sistema general.
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Metodología
La metodología empleada consistió en el análisis de los datos aportados por la C.E.L.O. acerca
de los diferentes ramales de distribución.
En primera medida los datos proporcionados corresponden al hilo “S” de la terna “RST”, por lo
tanto se consideró que la terna poseía carga equilibrada tomando los datos de referencia.
Teniendo la corriente, tensión y el coseno fi se calcularon las potencias activas, reactivas y
aparentes.
Luego se determinaron las curvas de cargas correspondientes a cada línea, la curva de
máximos y mínimos y la curva monótona.
Finalmente se proyectaron las cargas para un período de 5 años consecutivos, se determinaron
los grupos generadores a cubrir estas demandas y se calcularon los factores pertinentes para el
análisis del sistema.
Desarrollo
Curvas de carga
Los datos aportados por la prestataria corresponden al mes de enero del año 2008 de la ciudad
de Oberá.
Para el análisis de las diferentes líneas se tomaron dos días, el miércoles 16 y domingo 20. Las
curvas se confeccionaron con respecto a la potencia activa que toma cada línea. Los resultados
obtenidos se pueden observar en las Figura 1, Figura 2, Figura 3, Figura 4 y Figura 5
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Figura 1. Curva de carga en línea Los Helechos de 13,2kV.
Figura 2.Curva de carga en línea Tucumán de 13,2kV.
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Hora del Día
Curva de Carga en Línea Los Helechos de 13,2kV
MIERCOLES 16/01/08 DOMINGO 20/01/08
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Hora del Día
Curva de Carga en Línea Tucumán de 13,2kV
MIERCOLES 16/01/08 DOMINGO 20/01/08
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Figura 3. Curva de carga en la línea Italia de 13,2kV.
Figura 4. Curva de carga en línea San Martín de 13,2kV.
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Hora del Día
Curva de Carga en Línea Italia de 13,2kV
MIERCOLES 16/01/08 DOMINGO 20/01/08
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Hora del Día
Curva de Carga en Línea San Martín de 13,2kV
MIERCOLES 16/01/08 DOMINGO 20/01/08
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Figura 5. Curva de carga en línea Pergamino de 13,2kV.
Se destaca en las curvas que las cargas disminuyen los días de descanso, siendo más elevadas
para los días laborables. Esto se debe generalmente al cese de actividades industriales y
comerciales.
Además se pueden distinguir dos tendencias en las diferentes líneas. La primera corresponde a
elevadas cargas en horarios de trabajo en la mañana y en la tarde, con una fuerte caída entre
ambos. Este tipo se adecúa a líneas rurales y pueden observarse en las líneas de Los Helechos,
San Martín y Pergamino (Figura 1, Figura 4 y Figura 5).
La segunda corresponde a cargas de tipo comercial y residencial, destacándose las tres
componentes características de estas curvas: pico, valle y resto. Las mismas concuerdan con
las líneas de Tucumán e Italia (Figura 2 y Figura 3)
Curvas de máximos y mínimos.
Las curvas de máximos y mínimos correspondientes a cada línea y a la total mensual pueden
observarse en la Figura 6, Figura 7, Figura 8, Figura 9, Figura 10 y Figura 11.
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Hora del Día
Curva de Carga en Línea Pergamino de 13,2kV
MIERCOLES 16/01/08 DOMINGO 20/01/08
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Figura 6. Curva mensual los helechos
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Día
Los Helechos
Pmax Pmin Pmed
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Figura 7. Curva de carga mensual Tucumán.
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Día
Tucuman
Pmax Pmin Pmed
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Figura 8. Curva mensual Italia.
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Día
Italia
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Figura 9. Curva mensual San Martin.
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Día
San Martín
Pmax Pmin Pmed
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Figura 10. Curva mensual Pergamino.
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Día
Pergamino
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Figura 11. Curva mensual total.
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Día
Curva de máximos y mínimos
Pmax Pmin Pmed
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Curva monótona
Con los valores analizados y ordenando los valores se trazaron las curvas de previsiones
monótonas con un crecimiento acumulativo del 5% para cada año. Los resultados pueden
observarse en la Figura 12.
Figura 12. Curva de previsiones monótona.
La selección de los equipos generadores se planteó en varias etapas para poder cubrir las
necesidades de la demanda y sus proyecciones anuales. En las Figura 13, Figura 14, Figura 15,
Figura 16, Figura 17 y Figura 18 pueden observarse las distribuciones de las maquinas
generadoras seleccionadas.
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M i l l a r e s
Horas
Curva monótona
2016 2017 2018 2019 2020 2021
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Figura 13. Selección de máquinas generadoras para la carga actual.
Figura 14. Selección de máquinas generadoras para el primer año.
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Figura 15. Selección de máquinas generadoras para el segundo año.
Figura 16. Selección de máquinas generadoras para el tercer año.
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Figura 17. Selección de máquinas para el cuarto año.
Figura 18. Selección de máquinas generadoras para el quinto año.
Utilizando los datos tenidos y en base a las proyecciones realizadas se calcularon los factores
de cargas, factores de demanda, factores de instalación, utilización mensual, factores de
utilización y factores de reserva para cada año. Los resultados pueden observarse en la ¡Error!
No se encuentra el origen de la referencia..
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Tabla 1. Factores obtenidos para las proyecciones mensuales.
2016 2017 2018 2019 2020 2021
Pmed [kW] 17643.1 18525.2 19451.5 20424 21445.2 22517.5
Dmax [kVA] 26818.2 28159.1 29567.1 31045.4 32597.7 34227.6
Fcarga 0.658 0.658 0.658 0.658 0.658 0.658
Fdem 0.298 0.313 0.329 0.345 0.362 0.380
Finst 0.489 0.567 0.567 0.567 0.622 0.622
Umen [hs] 298.3 270.3 283.8 298.0 284.9 299.2
Futil 0.401 0.363 0.381 0.400 0.383 0.402
Fres 1.641 1.811 1.725 1.643 1.718 1.636
Puede destacarse de la Tabla 1 valores del factor de carga elevados con respecto a los
esperados (entre 0,3 y 0,4 para grandes ciudades), esto puede deberse a que el análisis se basa
únicamente en un mes específico del año y no todos los valores anuales. Se debería ampliar el
tamaño de la muestra para comprobar este factor.
La selección de las máquinas generadoras se realizó teniendo en cuenta la curva monótona de
potencias, seleccionándose máquinas de base, semi base y puntas. Si bien la selección se basa
en la potencia activa, debemos tener en cuenta también la potencia aparente que exige la
carga. La selección puede observarse en la Tabla 2 detallándose todas aquellas máquinas que
entran en funcionamiento para cubrir la demanda y aquellas que se encuentran de reserva en
caso de que los picos máximos sobrepasen las proyecciones realizadas o alguna de las otras
máquinas entre en mantenimiento.
Para el año 2016 se consideró que se poseía dos máquinas de base de 10MVA, dos de semi
base de 7MVA y dos de punta de 5MVA; estando en reserva una de base y una de semi base.
En el año 2017 se agregó una máquina de sema base más de 7MVA para poder suplir la
demanda y mantener las reservas anteriores. Esta configuración se mantiene hasta el 2019,
verificándose los factores característicos de una correcta generación.
Finalmente para el año 2020 y 2021 se agrega una semi base más de 5MVA, destinada a las
reservas en caso de mantenimiento de alguna de las demás generadoras.
Al final de la Tabla 2 puede observarse la potencia de la central año a año para las
proyecciones realizadas, considerándose como la suma de todas las máquinas generadoras.
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Tabla 2. Máquinas seleccionadas para cubrir la demanda año a año.
CentralP [KVA]
2016 2017 2018 2019 2020 2021
Base 10000 10000 10000 10000 10000 10000
Base 10000 (R)1 10000 (R) 10000 (R) 10000 (R) 10000 (R) 10000 (R)
Semi B 7000 7000 7000 7000 7000 7000
Semi B 7000 (R) 7000 7000 7000 7000 7000
Semi B 7000 (R) 7000 (R) 7000 (R) 7000 (R) 7000 (R)
Semi B 5000 (R) 5000 (R)
Punta 1 5000 5000 (R) 5000 (R) 5000 (R) 5000 (R) 5000
Punta 2 5000 5000 5000 5000 5000 5000
P central 44000 51000 51000 51000 56000 56000
Conclusión
Se pudo, en base al comportamiento de las diferentes curvas de carga, clasificar los tipos de
líneas ya sean rurales o comerciales. Además se observaron las disminuciones de la carga en
los días descanso.
Se proyectaron las curvas monótonas de previsión y se seleccionaron los equipos generadores
para cubrir las respectivas demandas, pudiendo verificarse valores acordes a los esperados
para los diferentes factores característicos del sistema, con excepción de los factores de carga
que arrojaron valores elevados.
1 Máquinas de generación de reserva.
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