Calculo Computarizado de Estructuras y Fundaciones de Soportes de Lineas de Transmision y Distribucion

ut4J-,11-.

ji Linve[ldad de Cuabübo

UNIVERSIDAD DE CARABOBOFACULTAD DE INGENIERIA

ESCUELA DE INGENIERIA ELECTRICADEPARTAMENTO DE POTENCIA

DONACiON

RECIBIDO8 JUL

a3

<7.• 1 r

10?

CÁLCULO COMPUTARIZADO DE ESTRUCTURAS Y FUNDACIONES

DE SOPORTES DE LÍNEAS

DE TRANSMISIÓN Y DISTRIBUCION.

HERNÁNDEZ P. HECTOR .J.

MALAVÉ L. MIGUEL A.

Valencia Junio del 2002.

UNIVERSIDAD DE CARABOBOFACULTAD DE INGENIERIA

ESCUELA DE INGENIERIA ELECTRICADEPARTAMENTO DE POTENCIA

CÁLCULO COMPUTARIZADO DE ESTRUCTURAS Y FUNDACIONES

DE SOPORTES DE LÍNEAS

DE TRANSMISIÓN Y DISTRIBUCION.

TRABAJO ESPECIAL DE GRADO PRESENTADO ANTE LA ILUSTRE

UNIVERSIDAD DE CARABOBO PARA OPTAR AL TITULO DE INGENIERO

ELECTRICISTA

HERNÁNDEZ P. HECTOR J.

MALAVÉ L. MIGUEL A.

Valencia Junio del 2002.

UNIVERSIDAD DE CARABOBOFACULTAD DE INGENIERÍA

ESCUELA DE INGENIERÍA ELÉCTRICADEPARTAMENTO DE POTENCIA

CERTIFICADO DE APROBACIÓN

Los abajo firmantes miembros del jurado asignado para evaluar el trabajo

especial titulado "CALCULO COMPUTARIZADO DE ESTRUCTURAS Y

FUNDACIONES DE SOPORTE DE LINEAS DE TRANSMISIÓN Y

DISTRIBUCIÓN", realizado por los bachilleres: MALAVE L. MIGUEL A.., C.I:

10.270.876., HERNÁNDEZ HECTOR J. ., C.I: 12.167.183. hacemos constar que

hemos revisado y aprobado dicho trabajo.

PiOf. J sé Raga.TUTOR

Pro. . Pro Vérner HorneboJURADO JtJRADO

BARBULA, JUNI() DEL 2002

DEDICATORIA

Dedicamos este trabajo a todas los futuros profesionales que han elegido la

dificil carrera de la Ingeniería Eléctrica, con la esperanza de que sirva como guía

y ayuda en el momento preciso. El mismo es la muestra de que con esfuerzo yperseverancia se puede lograr lo que se desea, luchando contra las adversidades

y nunca perdiendo la Fe y la esperanza en los momentos más difíciles.

Los Autores

AGRADECIMIENTOS

A Dios, ya que con su grandeza, pureza, sabiduría y luz, me llevo siempre por el camino

del éxito.

A mis padres Gisela y Francisco Hernández, ya que con su perseverancia, sacrificio y ejemplo,

me inspiraron a hacer de este sueño una gran realidad.

A mi esposa Nairuvia Vitale, que con su compañía, sueños, confiar= y principalmente su gran

amor, me enseño que en la vida se debe renunciar a muchas cosas para encontrar la felicidad

propia, aunque toda la vida nos pegue haberlo Hecho.

A mis hermanos: Carmen Elisa, Maria Gisela, Gregory José, María de los Angeles y Gabriela

Josefina por su apoyo incondicional y por toda la confianza por toda la confianza que han puesto

en mi.

A mis sobrinos: Cristina, Leonardo y Lisbeth por esas sonrisas y llantos, tristezas y alegrías

que hacen que mi ser se llene de cariño por ustedes.

A Miguel Malevé por soportarme durante estos meses de angustias y sacrificios, y por no

flaquear en los momentos en los que sentía que el camino se hacia muy dificil.

A mis tíos Argenis Sánchez y Aura Peñalver por esa ayuda tan especial que me brindaron en

los momentos donde la adversidad me abrumaba.

A mis primos Rodolfo y Teresa, y mis amigos Carmen Dávila, Héctor Guerrero, Axoben

Bastidas, Mairim Márquez y Carolina León porque siempre me brindaron esa gran amistad que

ha hecho que entre nosotros haya una gran hermandad.

Y por último a aquellas personas que aunque no estén fisicamente siempre tendrán un lugar en

mi alma.

Héctor Hernández

AGRADECIMIENTOS

A Dios y a la Virgen Santísima, por iluminar mi camino y mis horas de estudio.

A mis padres, Caridad y Guillermo Malavé por incentivarme y darme la oportunidad de

estudiar, gracias a sus sacrificios y angustias y por tener su fé inquebrantable en mi a pesar de

todas las adversidades, hoy se ven cumplidos sus sueños y el mío de ser un profesional.

A mis hermanas Erika y Caridad, de quienes siempre he recibido el apoyo que se necesita

para saber que en la vida se pueden lograr muchas metas con esfuerzo y perseverancia.

A mi novia y futura esposa Carolina León, de quien siempre he recibido un apoyo incondicional

y que hizo suyas mis preocupaciones y penas convirtiéndose en un foco de esperanza,

demostrando que en los momentos más dificiles puedo contar con ella.

A la Lic. Mireya Loyola, por el apoyo brindado en el transcurso de mi carrera, motivándome a

ser un profesional capaz de lograr las metas planteadas.

A toda mi familia especialmente aquellos de quien recibí todo el apoyo posible, tanto económico

como moral, sin el cual habría sido muy dificil culminar mi carrera.

A mis grandes amigos, Héctor Guerrero, Carmen Dávila, Vilma Herrera y Axoben Bastidas

quienes me han regalado una amistad incondicional, demostrándome que en un mundo tan

competitivo se puede contar con una mano amiga.

A mi compañero de tesis y amigo Héctor Hernández por soportarme el tiempo que

desarrollamos el proyecto y saber aceptar y comprender mi estado de animo.

A todas aquellas personas que no he nombrado pero que están en mi mente y en mi corazón

las cuales en una u otra forma han contribuido en el logro de mis metas.

A todos ustedes Gracias.

Miguel Malavé.

ÍNDICE

ÍNDICE GENERAL.

Pag.

INTRODUCCIÓN

CAPÍTULO I:

Planteamiento del Problema

1.1 Problemática de la Selección de Estructuras 2

1.2 Justificación 2

1.3 Antecedentes 3

1.4 Objetivo General 4

1.5 Objetivos Específicos 4

1.6 Descripción del Software seleccionado 5

CAPÍTULO II:

Conductores y Cálculo Mecánico

2.1.1 Conductores 7

2.1.2 Características del Conductor 7

2.1.3 Esfuerzos Producidos por el Conductor 10

2.1.4 Ecuación de Cambio de Estado 12

2.1.4.1 Variación por Efecto de Temperatura 12

2.1.4.2 Variación por Deformación Elástica 13

2.1.5 Hipótesis para la Ecuación de Cambio de Estado 17

Estructuras de Soporte

2.2.1 Estructuras 18

2.2.2 Clasificación de las Estructuras 18

2.2.2.1 Según el Tipo de Estructura de Soporte 18

2.2.2.2 Según su Uso, Tensión de Operación y 19Número de Circuito

2.2.2.3 Según el Material de Construcción 20

2.2.2.3.1 Torres de Celosía 20

2.2.2.3.2 Postes de Concreto 22

ÍNDICE

Pag.

2.2.2.3.3 Postes de Acero 23

2.2.2.3.3.1 Postes Cilindro-Cónicos 23

2.2.2.3.3.2 Postes de Baja Tensión 25

2.2.3 Cargas a Considerar en el Cálculo de Selección de 28Estructuras

2.2.4 Métodos de Cálculo para la Selección de Soportes 30

2.2.4.1 Métodos para Torres de Celosía 31

2.2.4.2 Métodos para Postes Cilindro-Cónico 38

2.2.4.3 Métodos para Postes de Baja Tensión 41

Suelos y Fundaciones

2.3.1 Suelos 49

2.3.2 Tipos de Suelos 49

2.3.2.1 Suelos Turbosos 49

2.3.2.2 Suelos Orgánicos 49

2.3.2.3 Arcillas 50

2.3.2.4 Limos y fangos 50

2.3.2.5 Arenas 51

2.3.2.6 Gravas 51

2.3.2.7 Suelos Cementados 52

2.3.2.8 Suelos Salinos 52

2.3.2.9 Suelos Yesosos 52

2.4 Características de los Terrenos 52

2.5 Fundaciones 55

2.5.1 Tipos de Fundaciones 55

2.5.1.1 Zapata + Pedestal de Concreto 56

2.5.1.2 Parrilla de Acero 57

2.5.1.3 Pilotin + Cabezal de Concreto Armado 59

2.5.1.4 Pilote Hincado+Cabezal de Concreto Armado 60

2.5.1.5 Cilindro de Concreto Armado 61

ÍNDICE

Pag

2.5.1.6 En Roca 62

2.5.1.7 Ancladas 62

2.5.2 Escogencias de las Fundaciones 64

2.5.3 Métodos Utilizados en el Cálculo de Fundaciones 65

2.5.3.1 Método Suizo 66

2.5.3.2 Método Francés 71

CAPÍTULO III

Diagrama de Flujo

3.1 Diagrama de Flujo del Programa ESTRUCTURA 76

3.1.1 Subrutina para Torres de Celosía 77

3.1.2 Subrutina para Postes Cilindro-Cónicos 77

3.1.3 Subrutina para Postes de Baja Tensión 78

CAPÍTULO IV

Manual de Usuario 82

ANEXOS 106

CONCLUSIONES 121

RECOMENDACIONES 123

BIBLIOGRAFÍA 125

ÍNDICE

ÍNDICE DE TABLAS

CAPÍTULO II

Tabla 1 Características Físicas, Mecánicas y Eléctricaspara Conductores AAAC

Tabla 2 Módulos de Elasticidad Finales y Coeficiente deDilatación Lineal

Tabla 3 Clasificación de las Estructuras según su Uso,Tensión de Operación y Número de Circuitos

Tabla 4 Tabla de hipótesis para la torre tipo II

Tabla 5 Cargas que Interviene Sobre la Estructura

Tabla 6 Presión del Viento para distintos tipos desuperficies

Tabla 7 Coeficientes de Seguridad Estandarizados

Tabla 8 Valores del Coeficiente K

Tabla 9 Valores de K para cada Configuración

Tabla 10 Coeficiente de Compresión

Tabla 11 Coeficientes de Empuje

Pág.

8

9

19

21

28

29

29

42

43

53

54

ÍNDICE. .110,11111~0.3

ÍNDICE DE FIGURAS

CAPÍTULO II

Figura 1 Curva característica del Conductor suspendidolibremente entre dos Estructuras de Soporte

Figura 2 Efecto de Deformación Elástica

Figura 3 Esquema de Diseño de una Torre de Celosía Tipo

Figura 4 Estructura de Soporte Formado por dos Postes deConcreto

Figura 5 Esquema de Características de Postes tronco-Cónicos

Figura 6 Diagrama de árbol de cargas (hipótesis de carga)del un poste tronco-cónico de suspensión tipo B.

Figura 7 Dimensiones de un poste de baja tensión.

Figura 8 Estructura tipo escalera, formada por dos postes.

Figura 9 Esquema de procedimientos para el cálculo deestructuras

Figura 10 Disposición de las cargas en la estructura.

Figura 11 Pasos para el cálculo de estructuras de celosía.

Figura 12 Puntos de aplicación de la presión del vientosobre las secciones transversales de la torre

Figura 13 Representación de las fuerzas que actúan sobrela torre y puntos de aplicación de las mismas

Figura 14 Pasos para el cálculo de Postes Cilindro-Cónico

Figura 15 Localización esquemática de la acción del vientosobre los postes cilindros-cónicos

Figura 16 Fuerzas producidas por viento y puntos deaplicación sobre el poste

Figura 17 Pasos para el cálculo de Postes de baja tensión.

Pág.

10

13

21

23

24

25

26

27

30

31

32

37

37

38

39

40

41

ÍNDICE

Figura 18 Fuerza del viento sobre el poste de tres secciones.

Figura 19 Diagrama de fuerzas para la configuración deángulo sin amarre

Figura 20 Esquema de ubicación del viento utilizado paracontrarrestar los esfuerzos mecánicos

Figura 21 Diagrama de fuerzas para una configuración deángulo con amarre

Figura 22 Variantes para la Fundación Tipo Zapata +Pedestal de Concreto Armado

Figura 23(a) Parrilla de Acero

Figura 23(b) Parrilla de Acero

Figura 23(c) Parrilla de Acero

Figura 24 Fundación en roca

Figura 25 Anclas típicas

Figura 26 Fundaciones extendidas típicas ancladas

Figura 27 Centro de giro del macizo de fundación según laclase de terreno en que aquél está fabricado

Figura 28 Esfuerzos que el macizo ejerce sobre el terreno ylas reacciones entre ambos.

Figura 29 Acciones del macizo y reacciones del terrenosegún el método Francés o de Valensi

CAPITULO III

Figura 30 Diagrama de Flujo del Programa

CAPITULO IV

Figura 31 Pantalla del menú inicial

Figura 32 Menú desplegable de Archivo

Figura 33 Botón de menú desplegable "Ver"

Figura 34 Botón de base de datos

Figura 35 Botón de Proyecto

Figura 36 Base de datos de conductores

79

Pág.

45

46

46

48

57

58

58

58

62

63

64

67

67

71

- 80

82

83

84

85

86

87

ÍNDICE

Pag.

Figura 37 Base de datos Torres de celosía 88

Figura 38 Base de datos Postes de Distribución 89

Figura 39 Base de datos de Fundaciones 90

Figura 40 Base de datos de Accesorios 91

Figura 41 Factores Ambientales 92

Figura 42 Base de dato del Terreno 93

Figura 43 Selección de Nuevo Proyecto 94

Figura 44 Aviso de archivos vacíos 95

Figura 45 Selección de conductores 96

Figura 46 Cálculo Mecánico del Conductor 97

Figura 47 Cálculo Mecánico del cable de Guarda 98

Figura 48 Selección de estructuras 99

Figura 49 Selección de Accesorios 100

Figura 50 Selección de Fundaciones 101

Figura 51Selección de poste de Distribución 102

Figura 52 Opción de cálculo del programa 103

Figura 50 Ventana de resultados 104

INTRODUCCIÓN

El constante avance tecnológico le ha permitido al hombre, en su afán de conseguir logros,

tener una herramienta de ayuda en un mundo tan competitivo. La rapidez con que se pueda

conseguir una meta dependerá de la eficiencia de la herramienta tecnológica con que se cuente.

El desarrollo y aplicación de Software de computación se ha convertido en una de las

herramientas que el hombre aplica en la mayoría de los casos para que los procesos repetitivos y

cálculos tediosos que requerían de mucho tiempo se reduzcan a unos cuantos minutos y hasta

segundos.

El diseño de proyectos de líneas de transmisión o distribución requiere de una gran variedad

de cálculos, en muchos casos complejos y por lo general repetitivos, por lo que se debe invertir

mucho tiempo. Entre ellos, el trabajo de seleccionar una estructura de soporte requiere gran

precisión y refinamiento, lo que conlleva a realizar todas las comprobaciones necesarias para

evitar el colapso de la estructura. Es por eso que para una selección optima de la misma se

deberán considerar como mínimo los siguientes puntos:

Características ambientales (temperaturas máximas, mínimas y media, velocidad del

viento).

Nivel de tensión de la línea y características del tipo de conductor usado (estudio del

calculo mecánico del conductor)

Características de todas las estructuras de soporte que se van a utilizar (Tabla de hipótesis,

esfuerzo en cumbre, dimensiones, etc. ).

Considerar todas las características del accesorio o herraje que se va ha colocar en la

estructura.

Características del suelo (coeficientes del terreno).

Diseño de fundaciones (métodos de calculo, factores de seguridad).

Para lograr obtener todo lo expuesto anteriormente se necesita invertir una gran cantidad de

tiempo en el cálculo mecánico del conductor para obtener el vano critico, después se debe

INTRODUCCIÓN

verificar que la estructura soporte todas las tensiones a las que será sometida, luego se realiza el

cálculo de los momentos de volcamiento y estabilizante para así realizar el dimensionamiento de

la fundación de tal manera que cumpla con los factores de seguridad estandarizados. Si los

resultados no son satisfactorios se tendría que volver a repetir todo el proceso descrito

anteriormente. Esto implicaría pérdida de tiempo ya que se deberá repetir el cálculo hasta lograr

que se cumpla con los factores de seguridad establecidos.

Hasta hace poco tiempo esta era la forma de realizar el cálculo óptimo de las estructuras y

fundaciones, pero gracias al surgimiento de nuevas herramientas de trabajo en el área de la

informática que automatizan de manera más rápida y práctica cualquier proceso, se ha podido

minimizar el tiempo empleado en el diseño de este tipo de proyecto.

El software ESTRUCTURA, desarrollado en este trabajo, permite lograr una selección

adecuada de las estructuras de soporte de las líneas de transmisión y distribución, así como el

dimensionamiento final de la fundación que permitirá mantener estable y segura la estructura

seleccionada. Además el software permite que los resultados del mismos sean representados en

forma gráfica en el computador, reduciendo así en gran parte el tiempo empleado para el diseño y

evaluación de los métodos manuales que se utilizan tradicionalmente. Este programa será una

herramienta útil para las materias relacionadas con los temas de transmisión de energía eléctrica.

Se seleccionó el lenguaje de programación VISUAL Basic 6.0 para desarrollar el programa

ESTRUCTURA debido a la gran cantidad de herramientas y ventajas disponibles, unidos a la

facilidad de manejo. Adicionalmente se utilizó el programa de dibujo AutoCAD 2000 para

representar en forma grafica elementos de interés en el cálculo de las estructuras y las

fundaciones

Este trabajo de grado está desarrollado en cuatro capítulos. El Primer Capítulo contiene el

planteamiento del problema de selección de estructuras adecuadas para el soporte de las líneas de

transmisión o distribución y ventajas del diseño utilizando un Software. El Segundo Capítulo

INTRODUCCIÓN

contiene todo lo referente a la teoría del cálculo de estructuras, así como el cálculo de

fundaciones, los métodos empleados y normas estandarizadas para aplicar dichos cálculos. El

Tercer Capítulo contiene el código fuente del programa (CD anexo) junto con el diagrama de

bloques general del mismo y una corrida del programa. Por último, el Cuarto Capítulo contiene el

manual de usuario del programa.

L! r•1jjJ1

2

CAPÍTULO I PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

1.1 PROBLEMA DE LA SELECCIÓN DE ESTRUCTURA

En todo sistema eléctrico de transmisión o distribución es determinante la correcta selección

de las estructuras de soporte para las líneas, ya que si se utiliza una estructura inadecuada, es

posible que dicho soporte ceda ante el peso de las líneas y de todo el herraje y equipos que

sostiene produciendo grandes daños en parte del sistema de transmisión o distribución. Entre los

daños esta el corte del suministro de energía o el arrastre de otras estructuras, generando daños

mayores.

El método de selección de las estructuras de soporte para las líneas de transmisión y

distribución se hace a través del cálculo de los esfuerzos que actúan sobre dichas estructuras.

Luego esos resultados son aplicados en el cálculo de sus fundaciones, lo que constituye un

proceso laborioso sin contar con la cantidad de datos que dichas operaciones involucran. Además,

este estudio se realiza haciendo iteraciones hasta conseguir un soporte que cumpla con ciertas

condiciones mínimas de seguridad exigidas en la situación específica. Todas estas características

obligan a que el estudio deba realizarse con mucho cuidado o se podría incurrir en errores, dando

como resultado una selección inadecuada de la estructura de soporte.

1.2 JUSTIFICACIÓN

Debido a los avances tecnológicos que se han presentado en el área de la computación, los

cuales permiten el desarrollo de programas avanzados capaces de modelar, representar y simular

complejos problemas de ingeniería, se hizo factible la realización de un programa que a partir de

la localización de estructuras, permitiera seleccionar las estructuras de soporte para las líneas de

transmisión o distribución a través del cálculo de los esfuerzos mecánicos que actúan sobre

dichas estructuras y luego aplicar sus resultados en el cálculo de sus fundaciones.

Por estas razones se planteó el desarrollo de un software que permitiera seleccionar la

estructura de soporte correcta, a través del cálculo de los esfuerzos a los cuales se ve sometida y

2


aplicarlos en la determinación de sus fundaciones, de tal manera que el resultado obtenido

cumpliese con las condiciones mínimas de seguridad que se exigen de acuerdo al problema que

se presenta.

1.3 ANTECEDENTES.

En el campo de la ingeniería, se está innovando con la ayuda de programas computacionales

que están revolucionando el área del diseño de proyectos, ya que le han permitido al ingeniero

resolver problemas en un tiempo menor que por lo general necesitan de gran esfuerzo por lo

complicado o repetitivo del cálculo.

En el área de transmisión de Energía Eléctrica se puede observar como en la actualidad

existen diferentes tipos de software que facilitan el cálculo en proyectos que necesitan de gran

precisión, pero que también deben ser realizados lo más rápido posible. Ya se han diseñado

programas para resolver problemas de cálculo en proyectos de transmisión o distribución de

energía, como el programa HELLO que esta diseñado en MSDos el cual permite realizar el

cálculo mecánico del conductor, tabla de tensado e incluso el diseño de la tabla de localización

También existen programas para la selección de posteaduras en baja tensión. Estos programas

cumplen su función, pero como están diseñados en un lenguaje de cuarta generación requieren de

mayor tiempo para suministrar los resultados, e incluso el ingreso de datos es complicado, por lo

que se requiere de extensos manuales de operación.

Por esto se planteó el diseño de un programa que permite determinar las estructuras y las

fundaciones de soporte de líneas de transmisión y distribución en un lenguaje más actualizado

como es el lenguaje de programación Visual Basic, en el cual a pesar de utilizarse los métodos

tradicionales de cálculo de estructuras de soporte y el dimencionamiento de fundaciones, con su

ayuda visual, se convierte en una herramienta de fácil manejo por lo amigable del programa y la

interfaz gráfica del mismo.

3

CAPÍTULO 1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

Es importante considerar que este no es el único lenguaje de programación que se puede

utilizar para el diseño del software, pero fue el que se seleccionó para diseñar el programa

ESTRUCTURA. Más adelante se describen las características que presenta este lenguaje de

programación.

1.4 OBJETIVO GENERAL

Con el diseño del programa ESTRUCTURA se pretende lograr que el personal encargado de

realizar el calculo de estructuras y el diseño de sus fundaciones para líneas de transmisión y

distribución pueda, de una manera rápida y eficaz, por medio de la interacción con el

computador, determinar todos los esfuerzos mecánicos que actúan sobre la estructura de tal

manera que el soporte seleccionado cumpla con las condiciones mínimas de seguridad exigidas, y

que dicha estructura sea las más óptima.

El personal que utilice el programa debe tener al menos conocimiento de los tipos de

estructuras que serán usadas en el proyecto, los suelos y sus tipos, además de los coeficientes que

lo caracterizan y los diversos factores de seguridad normalizados.

1.5 OBJETIVOS ESPECIFICOS.

Para el diseño del programa ESTRUCTURA se planteó el desarrollo de un grupo de objetivos

específicos, los cuales indican las etapas en las que se estructuró el proyecto, siendo estos:

Realizar el estudio de la teoría de tipo de estructuras.

Realizar el estudio de la teoría de los tipos de suelo.

Realizar el estudio de los equipos que se sujetan en las estructuras.

Realizar el estudio del cálculo de estructuras y fundaciones.

4


Diseño de un Software que permitiera calcular por medio de datos obtenidos en la

localización, el comportamiento de las estructuras, producido por todos los esfuerzos

que esta recibe y la fundación que debe tener.

Lograr la visualización de los soportes y fundaciones mostrando puntos de interés.

1.6 DESCRIPCIÓN DEL SOFTWARE SELECCIONADO

Visual Basic 6.0 es un lenguaje de programación visual también llamado lenguaje de 4'

generación. Esto quiere decir que un gran número de tareas se realizan sin escribir código,

simplemente con operaciones gráficas realizadas con el ratón sobre la pantalla. Es también un

programa basado en objetos, aunque no orientado a objetos como C++ o Java. La diferencia está

en que Visual Basic 6.0 utiliza objetos con propiedades y métodos, pero carece de los

mecanismos de herencia y polimorfismo propios de los verdaderos lenguajes orientados a objetos

como Java y C++.

Visual Basic 6.0 está orientado a la realización de programas para Windows, pudiendo

incorporar todos los elementos de este entorno informático: ventanas, botones, cajas de diálogo y

de texto, botones de opción y de selección, barras de desplazamiento, gráficos, menús, etc.

Prácticamente todos los elementos de interacción con el usuario de los que dispone Windows

95/98/NT pueden ser programados en Visual Basic 6.0 de un modo muy sencillo. En ocasiones

bastan unas pocas operaciones con el ratón y la introducción a través del teclado de algunas

sentencias para disponer de aplicaciones con todas las características de Windows 95/98/NT.

5

2,5

CAPÍTULO II CONDUCTORES Y EL CÁLCULO MECÁNICO

2.1.1 CONDUCTORES:

La tensión y el esfuerzo mecánico que ejerce el peso del conductor, sumado a la presión del

viento sobre el área de choque que este ofrece, hacen que sea uno de los elementos que se debe

tomar en cuenta a la hora de calcular las estructuras de soporte en líneas de transmisión y

distribución, a demás que él es el elemento protagonista en el tendido eléctrico.

Por otra parte la verificación de las características de la estructura seleccionada dependerá del

tipo de conductor utilizado, ya que en el caso de líneas de alta tensión las estructuras presentan

tablas de hipótesis de cargas, las cuales no se deben exceder. Por esto se le debe realizar el

estudio del cálculo mecánico a dicho conductor, para determinar el vano critico (donde se

cumplen dos o más hipótesis) y poder comparar con el vano máximo o de localización que puede

soportar la estructura con el conductor utilizado.

2.1.2 CARACTERÍSTICAS DEL CONDUCTOR.

Para la realización del cálculo mecánico del conductor se deben tomar en cuenta una serie de

características, las cuales se utilizarán en "La Ecuación de Cambio de Estado". Estas

características se muestran a continuación

Código del conductor.

A: área (mni2).

D: diámetro (mm).

CR: carga de rotura del conductor (Kg.).

E: módulo de elasticidad (Kg/mm2).

a: coeficiente de dilatación lineal (1/°C).

W: peso del conductor (Kg/m).

7

iiiimagmairew.., 115!--.: ' -: Á

4 lj <'s" 4 2 1: ,,

4*., 2 :' x Z.6% 3,0 'i

3, 2 411 I 1 1 i I 1

411-


Por lo general, las empresas encargadas de la fabricación de conductores para líneas de

transmisión o distribución como ICONEL, suministran catálogos con una serie de características

propias del conductor que se necesite para el proyecto En la tabla N° I se muestran las

características fisicas, mecánicas y eléctricas para varios conductores de aluminio AAAC con los

mismos diámetros que los ACSR,

Tabla N° 1 Características Físicas, Mecánicas

y Eléctricas para Conductores AAAC.

Código delcable draleación

6210

Calibredel

cable dealeación

6210

Sección

Calibres y Cabimdos drles cables ACSR del

mismo diámetro que losde aleación

N° de hilos por Diámetro Peso Carga Resistenciadiámetro de total Total 1)e Corriente

cada hilo Rotura continua a29' ('

:1 ...

1.

I

I .2 En la tabla se puede observar que el fabricante suministra las características necesarias para la

identificación del conductor, pero en esta tabla no se ha indicado el módulo de elasticidad "E" y

8


el coeficiente de dilatación lineal "a", pero este valor se puede determinar en otras tablas

conociendo el tipo de conductor y la cantidad de hilos que lo conforman.

El Módulo de Elasticidad final se obtiene del promedio de valores obtenidos en ensayos de

Esfuerzo — Deformación que se le aplica a cada modelo diseñado. En la tabla N° 2 se puede

observar el valor del Módulo de Elasticidad Final y Coeficiente de dilatación Lineal para cada

tipo de cable, dependiendo del material y la cantidad de hilos

Tabla N° 2 Módulos de Elasticidad Finales Y

Coeficientes de Dilatación Lineal

Tipo de cable Cableado

N° de hilos

Módulo de

Elasticidad final

(E) Kg/mm 2

Coeficiente de

Dilatación Lineal

11°C por 10-6

7 6200 23Cables de 19 600 23Aluminio 37 5800 23

61 5600 23Cables Al / Acero

de Aluminio con6/1

26/780008000

19.118.9

Alma de Acero 54/7 7000 19.3

(ACSR) 54/19 7000 19.4

Cables de 7 6450 23

Aleación de1937

63506250

2323

Aluminio 61 6000 23

Acero 1 20000 11.57 19000 11.5

Galvanizado 19 19000 11.5

Los valores de esta tabla han sido suministrados por la empresa ICONEL

9

CAPITULO II CONDUCTORES Y EL CÁLCULO MECÁNICO

2.1.3 ESFUERZO PRODUCIDO POR EL CONDUCTOR.

El conductor que se encuentra sujeto entre dos estructuras de soporte crea tensiones mecánicas

que sumadas a otros efectos, son capaces de exceder las tensiones mecánicas que soporta la

estructura, de tal manera que contribuirán a la deformación o volcamiento de la misma, por lo

que se han diseñado métodos para determinar estos esfuerzos y poder representarlos en forma

matemática. En la figura N° 1 se puede observar la curva característica adoptada por el conductor

suspendido entre dos soportes.

13

-a

Ey

Va

Figura N° 1 Curva Característica del Conductor

Suspendido Libremente entre dos Estructuras de Soporte.

Donde:

f: flecha.

a: longitud del conductor desde el seno al punto de apoyo.

1: longitud total del conductor.

t: esfuerzo horizontal.

lo

CAPÍTULO II CONDUCTORES Y EL CÁLCULO MECÁNICO,S1311,15924,'

S: vano.

TM: esfuerzo de tracción según el eje del conductor.

C: ordenada del punto más bajo de la curva(punto de tangencia).

La curva que se obtiene se denomina catenaria y puede ser representada matemáticamente

por la siguiente ecuación:

y= C * cosh x

El cálculo de la flecha, la cual se utiliza para determinar las tensiones, se hace restándole a la

ordenada "y" el valor de C, quedando de la siguiente forma:

= y—C=C* cosh —I

Si se hace un desarrollo en serie de la ecuación de la catenaria y se toman los dos primeros

términos, la ecuación de la catenaria se convierte en la ecuación de una parábola, con lo cual se

permite introducir un error por defecto despreciable.

y =C*coshx

=C*x 2

1+x 2

(') 2C 2 4(74

luego:

r

= 2C *I + 2

x

('2 1 f =

2C I

CAPÍTULO II CONDUCTORES Y EL CÁLCULO MECÁNICOOH,

Si se traslada el origen "O" en la figura se tiene que x = S/2 y f = y, de tal manera que la

expresión de la ecuación para la flecha queda de la siguiente forma:

(s« \2WS2

=,'21

2(%7) 8/

2.1.4 ECUACIÓN DE CAMBIO DE ESTADO.

El cálculo mecánico se realiza utilizando la Ecuación de Cambio de Estado, en la cual se

representan las variaciones de esfuerzos ocasionados por la variación de longitud del conductor,

debido al efecto de dilatación térmica y la deformación elástica que sufre dicho cuerpo

suspendido.

Para fines del diseño del software se explica brevemente como se obtiene la ecuación de

cambio de estado, pero no se profundiza sobre la obtención de la expresión a partir de las

hipótesis. (si se desea más información sobre la ecuación de cambio de estado ver referencias

bibliográficas: RAGA, José del S. (1999) Transmisión de energía II. Universidad de Carabobo.)

2.1.4.1 Variación por efecto de temperatura:

Al existir variaciones de temperatura, el conductor presentará una dilatación lineal, es decir,

que si el conductor pasa de una temperatura 0 1 a una temperatura eh la longitud inicial del

conductor L 1 cambiará a una longitud final L2, la cual se puede expresar de la siguiente forma:

1,2 = L, + 11 * a* AO

donde:

AO =(8, — 0,)

a = Coeficiente de dilatación lineal

12

CAPÍTULO II CONDUCTORES Y EL CÁLCULO MECÁNICOsl...31,,,,,,,,~11110411/1111111~11006~...55,11~01:11.5.11111.5.11..,15,, . ' ,31111111•111111101111,-

2.1.4.2 Variación por deformación Elástica:

En el caso de deformación elástica, el conductor sufre esfuerzos mecánico por variación de

temperatura, que pueden representarse por la ley de Hook, de tal manera que las deformaciones

elásticas que sufre el conductor son proporcionales a las tensiones aplicadas

El efecto que produce la deformación elástica en los conductores se puede observar en el

diagrama de tensión — deformación que se muestra en la figura N° 2.

Puiviti de roturao fea.,

1 e TimonU:MO(1 c/c: (,/lura

7Punto Pum, de rot

(fe fluencia 'dr:Ir:MEC

Liitutk: elltNitco

Limite de proporcionalid

11 f

Diagrama tensión-deformación

Figura N° 2 Efecto de Deformación Elástica.

Para obtener la expresión por deformación elástica se deben calcular el módulo de elasticidad

final como el cociente de la tensión unitaria y la deformación unitaria, esto es:

tensión unitariat

= —A

13


ALE_

Ldeformación unitaria

.411111111111111r.

o-AL.t

E = = E AL A.AL

L

Módulo de Elasticidad

donde:

A: área del conductor.

T: tensión (en Kg.)

L: longitud (en mts)

El efecto de deformación elástica en el conductor, producido por variaciones de tensión se

puede expresar de la siguiente forma:

AL = 7 t

A.E

La variación total del conductor, producida por el efecto térmico y el efecto de deformación

elástica por variación de tensión se puede representar de la siguiente manera:

AL = AL térmica + A L'elástica

AL = — 0,)+ L, ( 12

A.E

14


si se coloca la longitud del conductor en función del vano"S", peso del conductor "W" y

esfuerzo horizontal, como se muestra en la expresión siguiente:

S2 .wL = S. 1+

24.12

Entonces para la condición de tensión inicial TI se tiene una longitud L1, esto es:

'L, =S. 1

2 w- +

241,-

Para una tensión final T2 se tendrá una longitud final L2:

L2 = S. 1+S2 .W.,2

241,2

AL = L – L,

AL = S.s2:w2 s24122

La variación de longitud del conductor por equilibrio estático será:

AL= —24

21V ]

1

15

CAPÍTULO II CONDUCTORES Y EL CÁLCULO MECÁNICO,1~195110,1191~. .

La ecuación de cambio de estado se obtiene estableciendo un equilibrio entre la variación por

desplazamiento estático y la suma de la variación por temperatura y la variación por deformación

elástica, esto es:

S3

24

w

212

}= 11 .a(8, 8,)+

como L1 = S ya que es la longitud del conductor antes de sufrir cualquier deformación,

entonces, haciendo todas la agrupaciones necesarias en la expresión, la fórmula queda de la

siguiente forma:

-A E.S 2 w2

}+ A.E.a.(e9 2 — 8,)— t, t,A.E.S2.w2

24 24.t

donde:

A: área del conductor (mm2).

E: módulo de elasticidad (Kg/mm2).

W 1 : peso del conductor (Kg/m).

W2 : peso del conductor incluyendo o no el efecto del viento (Kg/m).

Ti : tensión inicial (Kg.).

T2: tensión final (Kg.).

S: valor del vano (m).

0 1 : temperatura inicial.

02: temperatura final.

a: coeficiente de dilatación lineal (1/°C).

16

CAPÍTULO II CONDUCTORES Y EL CÁLCULO MECÁNICOX11,

Quedando la ecuación de cambio de estado como una ecuación cúbica, en función de

parámetros del conductor, características ambientales y el vano donde se encuentra colocado.

2.1.5 HIPÓTESIS PARA LA ECUACIÓN DE CAMBIO DE ESTADO.

La empresa de electricidad CADAFE ha establecido normas para generar las tablas del cálculo

mecánico del conductor, de tal manera que se establecen una serie de Hipótesis de Carga para

determinar las variaciones de tensión (esfuerzos mecánicos) en el conductor.

Hipótesis I: tensión final con viento máximo, módulo de elasticidad final, temperatura

mínima no mayor del 50% de la CR

Sin amortiguadores:

Hipótesis II: tensión final sin viento a temperatura mínima, no mayor del 25% de la CR.

Hipótesis III: tensión final sin viento a temperatura media, no mayor del 21% de la CR.

Con amortiguadores:

Hipótesis IV: tensión final sin viento a temperatura mínima, no mayor del 28% de la CR.

Hipótesis V: tensión final con viento promedio horario a temperatura media, no mayor

del 25% de la CR.

Así aplicando las hipótesis según el nivel de voltaje de la línea, se establecen los valores de

condiciones finales que adoptará el conductor.

17

CAPÍTULO 11 ESTRUCTURAS DE SOPORTE

2.2.1 ESTRUCTURAS.

Los soportes para líneas de transmisión o distribución son estructuras que han sido diseñadas

para mantener las líneas a cierto nivel del suelo, cumpliendo con factores de seguridad

estandarizados por las empresas eléctricas, tal corno CADAFE.

La selección adecuada de las estructuras de soporte dependerá de una serie de factores que

deben ser considerados por el diseñador del proyecto, de tal manera que el resultado sea un

soporte que no ceda ante el peso del conductor, herraje y accesorios que se sujeten a ella, además

que armonice con el entorno y que en el aspecto económico sea factible su compra.

2.2.2 CLASIFICACIÓN DE LAS ESTRUTURAS

2.2.2.1 Según el Tipos de Estructuras de Soporte.

2.2.2.2 Según su Uso, Tensión de Operación y Número de Circuitos

2.2.2.3 Según el Material de Construcción

2.2.2.1 SEGÚN EL TIPOS DE ESTRUCTURAS DE SOPORTE

El tipo de estructura de soporte está definido por la forma como esta se comportan ante los

esfuerzos a que son sometidas. A partir de esta concepción se pueden presentar dos tipos

fundamentales:

• Autosoportante: Aquellas estructuras donde todos los esfuerzos son absorbidos por la

estructura sola. Entre ellas se pueden mencionar: las torres de acero autosoportadas,

las torres de aluminio autosoportadas, postes de acero y postes de concretos

autosoportados. Este tipo de soporte implica una estructura más pesada.

18

CAPÍTULO II ESTRUCTURAS DE SOPORTEMaK.15.111CAVIIRPS=1:7,~.. .,.•111111111111111/1-

• Ventadas: En la cual varias guayas o vientos absorben parte de los esfuerzos para que

la estructura cumpla su cometido, haciendo de esta forma la estructura más liviana.

Entre estas se tienen: Las torres de acero con retenidas y Las torres de aluminio con

retenidas. Este tipo de estructura a surgido en función de ahorrar material ya que las

guayas absorben gran parte de los esfuerzos, lográndose una estructura más liviana y

por ende más económica. Una gran desventaja de este tipo de soporte es que el uso de

viento requiere que se deje un espacio libre alrededor de la estructura mucho más

grande a fin de anclar.

El tipo de estructura de soporte que se vaya a usar depende de factores tales como la ubicación

de la línea, la importancia de la misma, la vida deseada de la línea, el costo de mantenimiento y

la disponibilidad del material.

2.2.2.2 SEGÚN SU USO, TENSIÓN DE OPERACIÓN Y NÚMERO DE CIRCUITOS

Esta clasificación es valida tanto en transmisión como en distribución y se puede ver en la

tabla N° 3.

Tabla N° 3 Clasificación de las Estructuras Según

el Uso, Tensión de Operación y Número de Circuitos

Por su usoPor su tensión de

operación (en Kv)

Por el número de

circuitos

800

Suspensión 400

Terminal

derivación

230

115

Pueden ser de uno,

dos, tres o cuatro

transposición 85 circuitos.

34.5

< 13.8

19

CAPÍTULO II ESTRUCTURAS DE SOPORTE•-•

2.2.2.3 SEGÚN EL MATERIAL DE CONSTRUCCIÓN

2.2.2.3.1 Torres de celosía.

2.2.2.3.2 Postes de concreto.

2.2.2.3.3 Postes de acero.

2.2.2.3.1 TORRES DE CELOSÍA:

Las estructuras de celosía son en la actualidad los soportes más utilizados por empresas de

transmisión de energía, por su versatilidad, por las características autosoportantes que esta posee,

y por que el material utilizado en su fabricación es más económico

La estructura está diseñada con perfiles de acero o aluminio galvanizado, de tal manera que la

hacen muy liviana y resistente a los esfuerzos mecánicos y factores de corrosión a los que se

encuentra sometidos. En el país existen empresas dedicadas a la fabricación de este tipo de

perfiles, como es el caso de Aceros Galvanizados P&M, la cual suministra la mayor parte de

estructuras prefabricadas utilizadas por CADA FE.

La estructura se diseña de acuerdo a las especificaciones del proyecto, pero se utilizan

modelos estandarizados, cuyas características son suministradas por el fabricante. Existe

actualmente una gran variedad de modelos de soportes de celosía como la tipo "H", la tipo "F",

la tipo "D", etc., con sus respectivas variaciones, todas estas presentan características distintas en

cuanto a capacidad de soporte de esfuerzos mecánicos y la función que cumplen en el tendido

eléctrico.

Las torres de celosía están diseñadas para soportar ciertos esfuerzos o cargas, a las cuales será

sometida posteriormente, la distribución de carga sobre la estructura es lo que se denomina Árbol

de Carga, en el mismo se consideran tres hipótesis: condiciones normales (hipótesis A), rotura

del conductor (hipótesis DC) y rotura del cable de guarda (hipótesis DG), por esta razón también

20

CS V

CB

cJ -

1

CAPÍTULO II ESTRUCTURAS DE SOPORTE

son llamadas Tablas de Hipótesis. En la Figura N° 3 se muestra un ejemplo de una estructura

del tipo H usadas como torres de amarre o torres terminales y en la Tabla N° 4 se muestra la

tabla de hipótesis de cargas para este tipo de soporte.

T,

1. 4 I'" IPS

4 M

1: 2

oe

•

Figura 3 Esquema de diseño de una torre de celosía tipo H.

Tabla N° 4 Tabla de hipótesis para la torre tipo H

T ABLA 1. t..: A I< éh4

..--, 1 T i 1 :1-T.-- i ,3/4. p 1 • • 3 L3 p4 T 4 I„. 4

f 53 '-‘1.-tb:, m. k- - 1111.111111 '''''' ':' 3 1:111 - :. '

..._. _ — .DC 1 . ': 3 4 :: F:, ri 2D1,- :4 í.tt , taill t .:.., 65 ' 16 57 ?41:!.w..)::, str i

9 /".' C1 31 1 5 O 1.50D 3 94i ij I-

1'_,.

uA 1 1 1,. .4. — ..._ ._ LOU - - 1 3 9 O C ;

siDC I :-'' -i - 1 i..n 4:1 6.¿Z ZP» 1/1115 , fsi :t.'.' ';.41:.:9c.% 1 — E1

I.

"DC" Hipótesis D con corte del conductor"DG" Hipótesis D con corte del cable de guarda

21


2.2.2.3.2 POSTES DE CONCRETO:

Son estructuras cilindro-cónicas o rectángulo-piramidal que pueden estar hechas en una sola

pieza y en algunos casos por dos piezas, este tipo de soporte se utiliza en algunas partes del

mundo donde la madera es escasa y los ingredientes para fabricar concreto se obtienen con

facilidad. Deben de tener siempre suficiente acero de refuerzo preforzado para soportar los

esfuerzos de flexión debido a las cargas del viento, las tracciones que aplican las cargas etc.,

además de diseñárseles como columnas sujetas a cargas verticales. En esta clasificación entran

los postes de concretos centrifugados y los postes de concretos vibrados. El poste vibrado se

fabrica como su nombre lo indica, vibrando una mezcla de concreto sobre una viga de hierro en

un molde especial, de tal manera de hacer una estructura compacta que debido a la forma que

tiene ofrece momentos resistentes elevados, pero con la desventaja que solo pueden ser colocados

en la dirección de la línea. A fin de hacer este tipo de poste más liviano, la sección de la

estructura no se rellena completamente, por lo que el aspecto final es el de una escalera, pero esto

tiene el inconveniente que permite el escalamiento de personas ajenas al mantenimiento de las

líneas, por lo que se rellenan los espacios vacíos con un concreto pobre después de instalados en

sitio.

Estos tipos de postes también presentan árboles de carga o tablas de hipótesis de carga, las

cuales son suministradas por el fabricante de los mismos. Estos postes pueden ser usados de

forma unitaria (un solo poste) o formando una estructura de dos o más postes. En la Figura N° 4

se muestra una estructura de dos postes, que son usados como postes de amarre, terminal o

cuando hay ángulos mayores de 10 grados.

22


Figura N° 4 Estructura de soporte formada por dos postes de concreto.

2.2.2.3.3 POSTE DE ACERO:

Los postes de acero son estructuras más compactas y de menor dimensión que las torres de

celosía. y el material utilizado para su fabricación es acero que por lo general es producido por

SIDOR. Este tipo de estructura después de ser elaborado se galvaniza para disminuir los efectos

de corrosión del medio ambiente.

Existen dos modelos de postes de acero, los que son de forma Cilindro-cónicas y los postes de

baja tensión que están diseñados por tres secciones en forma telescópica.

2.2.2.3.3.1 Postes Cilindro-Cónicos:

Los postes cilindro-cónicos, están diseñados para líneas de alta tensión (> 1 15 Kv), de tal

manera que el estudio que se le hace es parecido a las estructuras de celosía, ya que presentan

tablas de hipótesis de cargas, este tipo de estructura puede estár formada por una, dos o más

secciones unidas. Este tipo de postes también conocidos como postes tronco-cónicos, son

estructuras autosoportantes cuya única desventaja es que al ser tan delgada la lamina de acero,

23

CAPÍTULO II ESTRUCTURAS DE SOPORTE~astgcERIear.....wawawaxsu~rerorkr,:w:,,,,,,,.. :EH,1

ésta puedepuede ser corroída fácilmente a nivel de la base. En la Figura N° 5 se puede observar el

modelo de un poste Cilindro-Cónico.

Figuras N° 5 Esquema de características del Poste tronco-cónico.

24


588

92 Klm 2

...0.1011.0.11M

Hip: A. Normal Hip: DC Hip: DG

'4011111111111111.1.,

588 1294

.rt...O");

Figuras N° 6 Diagrama de árbol de cargas (hipótesis de carga) de

un poste tronco-cónico de suspensión tipo B.

La Figuras N° 6 se muestra el árbol de carga para cada una de las hipótesis de un poste de

suspensión tipo B, donde las cargas representadas en cada figura están dadas en Kg. y el factor de

seguridad para ese modelo es de Fs = 1.3

2.2.2.3.3.2 Postes de Baja Tensión:

Los postes de baja tensión, de forma telescópica están diseñados para el área de distribución

(< 34.5 KV), son de menor tamaño y se construyen en una sola pieza de tres secciones sin

costura, con diámetros y espesores distintos. El seccionamiento se realiza para obtener en el

poste una mayor resistencia en el tope de la estructura, con un diámetro más pequeño, de tal

manera que no se dificulta la colocación de herrajes y accesorios.

25

L3

L2

L,

(1)3

•

Lo


En la Figura N° 7 se observa el esquema de diseño de un poste de baja tensión, en el cual se

muestran las partes que conforman la estructura.

Figura N° 7 Dimensiones de un poste de baja tensión.

Este tipo de soportes también puede utilizarse para diseñar estructuras conformadas por dos,

tres o cuatro postes normales, de tal manera de aumentar la resistencia a los esfuerzos mecánicos

a los cuales pueda estar sometido. La selección de postes solos o estructuras dependerá de la

función que se le de en el tendido eléctrico, es decir: poste de amarre, terminal, ángulo,

/6

CAPÍTULO II ESTRUCTURAS DE SOPORTEn'AS 5275.1.7.7,7,

alineación o por la cantidad de accesorios y equipos que se sujetarán a dicho soporte. En la

Figura N° 8 se puede observar una estructura de soporte formada por dos poste normales. en la

cual se indican las dimensiones del mismo y la sección de su fundación.

0.25

I I

rr

3 li2"

2 3(

1.30

2.03

2_58

.1.50

1 40

Figura N° 8 Estructura tipo escalera, formada por dos postes.

17

CAPÍTULO II ESTRUCTURAS DE SOPORTE=a.

2.2.3 CARGAS A CONSIDERAR EN EL CÁLCULO DE ESTRUCTURAS DE SOPORTE.

Las estructuras de soporte para líneas de transmisión, subtransmisión y distribución, deben

tener resistencia mecánica suficiente como para soportar las cargas a las que pueden estar

sometidas, las cuales por lo general dependen del lugar, las condiciones de instalación y factores

ambientales, entre otros. Debido a esto se toman en consideración una serie de esfuerzos

mecánicos o cargas mecánicas que actúan en direcciones ortogonales en los puntos donde se

sujetan los aisladores, todo esto como efecto de los conductores, además se considera el efecto

del viento sobre la estructura, de tal manera que todo el conjunto de esfuerzos afectan la

integridad de la misma en los ejes espaciales X, Y y Z. Estas cargas se han clasificado como

Cargas Verticales, Cargas Transversales y Cargas Longitudinales. En la Tabla N° 5 se

muestra la clasificación de las posibles cargas que intervienen en el cálculo de los esfuerzos

mecánicos.

Tabla N° 5 Cargas que Intervienen Sobre la Estructura.

CARGAS

VERTICALES

Peso de tres vanos medios deconductor y cable de guarda, enestructura de suspensión.

Peso de herrajes, aisladores,accesorio de los conductores ycable de guarda. varillas dearmado, amortiguadores contra-pesos y cualquier otro elementode instalación permanente.

Peso de un hombre para cargade mantenimiento.

CARGAS

TRANSVERSALES

Presión del viento perpendicu-lar al eje de la línea, sobreconductores y cables de guarda,actuando sobre una longitudigual al vano medio de dichaestructura.

Presión del viento perpendicu-lar al eje de la línea, sobre laestructura y sobre todoelemento de instalación perma-nente.

CARGAS

LONGITUDINALES

Cargas producidas por el cortede un conductor en la posiciónmás desfavorable, calculadascomo el 75 % del tiro máximodel conductor a temperaturamedia sin viento.

Carga producida por el cortede un cable de guarda en laposición más desfavorable,calculada como el 100 % deltiro máximo del cable a tempe-ratura media sin viento.

Peso propio de la estructura.

28

CAPÍTULO II ESTRUCTURAS DE SOPORTE• .,191111te,

La presión del viento también es un factor que se debe tomar en cuenta debido a que su efecto

se ve reflejado sobre la superficie de la estructura e incluso sobre los conductores, ya que estos le

ofrecen un área de resistencia considerable. El valor de presión de viento se toma de valores que

ya han sido calculados y estandarizados para ciertas zonas del país. En la Tabla N° 6 se muestran

valores promedios estandarizados por CADAFE para distintos tipos de superficies.

Tabla N° 6 Presión del viento para distintos tipos de superficies.

Tipo deSuperficie

Viento Máximo(Km/h)

Viento Promedio(Km/h)

MiembrosPlanos 148 19

Miembros de sección circular 92 12

Conductores 55 12

Por lo general el efecto que producen las cargas sobre la estructura, se ven reflejadas o son

transmitidas al terreno a través de las fundaciones, por lo que se deben considerar ciertos factores

de seguridad que toman en cuenta la combinación máxima de cargas, de tal manera que bajo estas

condiciones si no se exceden estos coeficientes de seguridad se garantiza en gran parte que la

estructura no ceda frente a los esfuerzos combinados. En la Tabla N° 7 se muestran unos

coeficientes de seguridad estandarizados por CADAFE

Tabla N° 7 Coeficientes de Seguridad Estandarizados.

Tipo de soporte Coeficiente de seguridad

Torres metálicas 1.3

Tubos de acero 1.5

Postes de concreto 2.2

29

CAPÍTULO II ESTRUCTURAS DE SOPORTE.t11111111•111116,..

2.2.4 MÉTODOS DE CÁLCULO PARA SELECCIÓN DE SOPORTES.

El método a utilizar en la selección final de una estructura de soporte, dependerá de la propia

estructura que se va ha emplear (Torre de celosía, Poste Tronco-Cónico o Postes para baja

tensión), Por esto para cada tipo se emplea un método distinto pero siempre buscando el mismo

fin, que es calcular el momento de volcamiento que puede soportar la estructura y encontrar un

momento estabilizante que cumpliendo con ciertos factores de seguridad estandarizados por

CADAFE permita mantener la estabilidad de la estructura y por consiguiente la integridad del

tendido eléctrico.

El cálculo de las estructuras de soporte se puede representar en forma gráfica, de tal manera de

poder indicar los pasos que se deben seguir para obtener un resultado satisfactorio, por lo tanto se

puede plantear una serie de pasos ordenados para dicho cálculo. En la Figura N° 9 se puede

observar un diagrama de bloques, indicando en forma resumida los pasos para calcular y

seleccionar la estructura de soporte y la fundación adecuada para dicha estructura.

Verificación decaracterísticas de la

estructura

Calculo de todos losesfuerzos mecánicos que

afectan la estructura

Cálculo delmomento devolcamiento

si •Cumplen

condicionesVerificación de

factores de seguridadCálculo de la

fundación

noRedimensionamiento

de las fundaciones

01 Estructura optimaa utilizar

Figura N° 9 Esquema de procedimientos para el cálculo de estructuras.

30

CAPÍTULO 11 ESTRUCTURAS DE SOPORTE"aefe4~,

En el esquema mostrado en la Figura N° 9, está representado en forma muy genérica el

método de cálculo de estructuras de soporte, pero como se explicó anteriormente existen ciertas

variaciones en el método dependiendo del tipo de estructura utilizada, de esta forma podemos

clasificar los métodos de cálculos de las estructuras de soporte de la siguiente forma:

2.2.4.1 Método para Torres de Celosía.

2.2.4.2 Método para Postes Cilindro-Cónicos (acero o concreto).

2.2.4.3 Método para postes de baja tensión (telescópicos).

2.2.4.1 MÉTODO PARA TORRES DE CELOSÍA:

Para el cálculo de todos los esfuerzos mecánicos que afectan las torres de Celosía, se deben de

tomar en consideración una serie de factores necesarios en la comprobación de las hipótesis de

carga que presenta cada estructura. En la Figura N° 10 se muestra la disposición de las cargas y

el punto donde cada una de ellas afecta la estructura de soporte

Figura N° 10 Disposición de las cargas en la estructura.

31

CAPÍTULO 11 ESTRUCTURAS DE SOPORTE.747,01118kt: • r - •

Donde:

P: Representa los esfuerzos verticales.

T: Representa los esfuerzos transversales.

L: Representa los esfuerzos longitudinales

El cálculo de todos estos esfuerzos se realiza con el fin de verificar cuanta tensión puede

soportar la estructura, y esto se hace comparando los valores calculados con las tablas de

hipótesis de cargas (o árbol de cargas), propia de cada soporte. El método de cálculo se pude

representar en un diagrama de bloques que resume los pasos a seguir para la selección de

estructuras de celosía. El diagrama de bloques se puede ver en la Figura N° 11.

-›Verificación de las

hipótesis de carga y cálculodel vano máximo

Cálculo de todos losesfuerzos que afectan la

torre de celosía

Selección de latorre de celosía

Calculo de esfuerzo dearrancamiento y de

compresión

Cálculo de lafundación

Cálculo del momento devolcamiento

siVerificación de

factores de seguridadCumplen

condicionesEstructura optima

a utilizarA

noV

Redimensionamientode las fundaciones

Figura N° 11 Pasos para el cálculo de estructuras de celosía.

La verificación de las hipótesis de carga implica el conocimiento de todos los esfuerzos

mecánicos producidos por el peso de todos los elementos que soporta la estructura e inclusive su

propio peso, a demás de los esfuerzos producido por el efecto del viento. La empresa CADAFE

32

CAPÍTULO II ESTRUCTURAS DE SOPORTE1)Str.egY,•

utiliza las hipótesis de carga estandarizadas de tal manera de calcular la combinación de estos

esfuerzos, a continuación se muestra en forma resumida estas hipótesis.

Donde:

Pc y Pcg: Esfuerzos verticales del conductor y cable de guarda respectivamente.

Tc y Tcg: Esfuerzos transversales del conductor y cable de guarda respectivamente.

Lc y Lcg: Esfuerzos longitudinales del conductor y cable de guarda respectivamente.

Wc y Wcg: Peso del conductor y cable de guarda respectivamente.

Oc y ocg: Diámetro del conductor y cable de guarda respectivamente.

Pv: Presión del Viento.

Sm: Vano medio.

Hipótesis A (normal): Esta hipótesis considera las siguientes cargas:

Cargas Verticales:

Debidas al cable de guarda

Pcg = 3.Wcg.Sm + peso herrajes

Debidas al conductor

Pc = 3.Wc.Sm + Peso aislador + peso herraje + peso hombre

Cargas Transversales:

Cable de guarda

Tcg = Pv . ocg Sm

Conductor

Tc = Pv . Oc . Sm

33


Cargas Longitudinales:

No existen.

Hipótesis DG (rotura del cable de guarda): Esta hipótesis considera las siguientes cargas:

Cargas Verticales:

Cable de guarda

Pcg, = 3 .Wcg .Sm

+ pesoherrajes2

Pcg, = 3 .Wcg .S m + pesoherrajes

En caso de un solo cable de guarda existirá Pcg, en caso de dos cables de guarda existirán

Pcgi y Pcg2.

Conductor

Pc = 3. Wc. Sm + peso cadena + Peso herrajes

Cargas Transversales:

No existen

Cargas Longitudinales:

Debidas a la rotura del cable de guarda

34


Lcg =100 % del tiro del cable de guarda a temperatura media y viento cero existen dos

casos:

Caso 1: Vano de Localización > Vano Crítico

Lcg1 = 100 % tiro cable de guarda según tabla cálculo mecánico del cable de guarda

para temperatura media ambiente y viento cero.

Lcg2 = O

Lc = O

Caso 2:Vano de Localización < Vano Crítico

Lcg1 =80 % CRcg, Temperatura media, viento cero.

Lcg2 = O

Lc = O

Hipótesis DC (rotura del conductor): Esta hipótesis considera las siguientes cargas:

Cargas Verticales

Cable de guarda

Pcg = 3. wcg . Sm + peso herrajes

Conductor

3 .Wc .SmPcg =

2+ pesocadena + pesoherraj es

35


Conductor roto

Pc = 3.Wc.Sm + Peso cadena y herrajes (los demás)

Cargas Transversales

No existen

Cargas Longitudinales (dos casos):

Caso 1: Vano de Localización > Vano Crítico

Lc = 75 % (25 °A CRc) Conductor roto

L = O (para los demás)

Caso 2: Vano de localización < Vano Crítico

Lc = 75 % (Tensión cálculo mecánico conductor)

Las hipótesis antes descritas son útiles para determinar el vano máximo donde puede ser usada

una determinada estructura sin que la misma sufra deformación alguna.

Para el cálculo del momento de volcamiento se deben tomar en cuenta el esfuerzo que los

conductores ejercen sobre la estructura debido a la acción del viento así como la acción directa

del mismo sobre la torre, estos esfuerzos se determinan como la acción del viento (presión del

viento) sobre el área total del conductor y sobre una determinada sección de la torre.

Es decir:

Ti = Pv.O.Smáx

Fi = Pv.Ai

36

-/N,Pv

Pv

I' v


Donde:

Ti : Esfuerzo del viento sobre los conductores

Fi : Esfuerzos del viento sobre la estructura.

Pv : Presión del viento.

0 : Diámetro del conductor.

Smáx : Vano máximo.

Ai : Determinada área de la estructura.

En las Figuras N° 12 y N° 13 se observa una torre y la representación de los esfuerzos

producidos por el viento.

Y3

y1

hl

y2

. I:3

Figura N° 12: Puntos de aplicaciónde la presión del viento sobre las

secciones transversales de la torre.

Figura N° 13: Representación de lasfuerzas que actúan sobre la torre ypuntos de aplicación de las mismas.

37

Verificación de lashipótesis de carga y cálculo

del vano máximo

Selección del tipode Poste (concreto

o acero)

Cálculo de todos losesfuerzos que afectan al

poste


2.2.4.2 MÉTODO PARA POSTES CILINDRO-CÓNICO (ACERO O CONCRETOS):

Para el cálculo de esfuerzos mecánicos que actúan en este tipo de estructura se toman en

consideración las mismas hipótesis de cargas con las mismas componentes de cargas usadas en el

cálculo para torres de celosía. En la Figura N° 14 se puede observar el diagrama de bloque usado

para este cálculo.

Cálculo del momentoestabilizante usando el

método Francés

Cálculo del momento devolcamiento usando el

método Suizo

Cálculo de lafundación

4

noVerificación de

factores de seguridad

Cumplencondiciones

Red i mensionamientode las fundaciones

si

Estructura optimaa utilizar

Figura N° 14 Pasos para el cálculo de Postes Cilindro-Cónico.

Al igual que en el cálculo para torres de celosía la acción del viento se toma en consideración

el efecto del viento sobre los conductores y el efecto del viento sobre el poste. El primer cálculo

se hace igual que para las torres de celosía y el segundo, dada la geometría del poste se puede

realizar en dos partes: el viento actuando sobre una superficie rectangular y una sobre dos

superficies triangulares. En la Figura N° 15 se observa esta situación, donde:

38

Otope

Fig

Fre

Ftr

h 3

Obase

- 0,1

h 2

CAPÍTULO 11 ESTRUCTURAS DE SOPORTE

Ftr : fuerza del viento en la sección triangular (aplicada en el centro de gravedad es

decir a dos tercios de la altura del poste)

Fre : fuerza del viento en la sección rectangular (aplicada a mitad del poste).

Fvp : fuerza total del viento aplicada a 10 cm por debajo de la cogolla.

h : Altura total del poste.

Otope : diámetro del tope.

Obase : diámetro de la base.

Figura N° 15 Localización esquemática de la acción del viento

sobre los postes cilindros-cónicos

39

CAPÍTULO II ESTRUCTURAS DE SOPORTE-,,,,,,,,,~eamimmemate.s-ng"Inestm.maaaurb-owsum~aum.-2,,,,F..9.91-7~..~1~- • •

Siendo :

Fvp - — 0.0 = li;/, • — + P're •

3 2

Obase Otope Fir = Pv • h[

2Y Fre — Py • h • Olope

entonces:

pv h 2 ( Obase ± 2 OtopeFvP — 0,1) 6

Calculadas las contribuciones del viento tanto por la acción sobre los conductores como por la

acción directa sobre el poste, estas se pueden representar sobre un esquema donde se visualicen

tanto la contribución de las fuerzas, como el punto de aplicación de las mismas. En la Figura N°

16 se observa este esquema.

Irnn T1

T2T3

T4

Figura N° 16 Fuerzas producidas por viento y puntos de aplicación sobre

el poste (partiendo de la premisa que el poste es simple terna).

40

no Redimensionamiento

de las fundaciones Cumplen

condiciones

Cálculo del viento (sison postes de amarre o

terminal)

virCálculo de la

fundación

Cálculo del vanoÚtil

Cálculo de los momentos devolcamiento usando el

método Suizo y estabilizanteusando el método Francés

Cálculo de las fuerzasproducidas por el viento

sobre los conductores

1Verificación defactores de seguridad

Estructura optimaa utilizar

si


Donde:

h2, h3 y h4 representan las alturas de las mensulas respectivamente.

A partir de este esquema se calcula la fuerza total sobre la cogolla del poste que será usada

para el calculo del momento de volcamiento y las fundaciones respectivas.

2.2.4.3 MÉTODO PARA POSTES DE BAJA TENSIÓN (TELESCÓPICOS):

Los esfuerzos mecánicos presentes en este tipo de estructura al igual que en las estructuras

anteriores, se deben a la fuerza que ejercen los conductores directamente al poste (dependiendo

del tipo de soporte), la acción del viento sobre el poste y sobre los conductores. En la Figura N°

17 se muestra un diagrama de bloque que especifica los pasos a seguir para el calculo de postes

de acero.

Cálculo de las fuerzascritica vertical y total del

viento sobre el poste

Selección deltipo de Poste

Cálculo del esfuerzoútil en la cumbre del

poste

Figura N° 17 Pasos para el cálculo de Postes de baja tensión.

41


A diferencia de las estructuras de celosía y postes cilindro-cónicos, este tipo de estructuras no

tiene tabla de hipótesis, sino, que su cálculo debe hacerse por compresión, ya que ellas se

comportan como una columna bajo compresión, debido a que el poste presenta una longitud

mucho mayor a su diámetro, que se ve afectada por la acción de una carga superior que si

sobrepasa los limites de diseño éste sufrirá una deformación por efecto de pandeo. Tomando en

cuenta lo expresado anteriormente se debe calcular una fuerza máxima que el poste soporte sin

sufrir ninguna deformación, esta fuerza se denomina Fuerza Crítica Vertical: Esta fuerza se

obtiene de la siguiente forma:

K - k E • 71'2F,

Donde:

Fci, : Fuerza critica vertical máxima admisible (Kg.).• Ic : Momento de inercia equivalente en cm4• E : Módulo de elasticidad del acero (20.300 Kg. / cm2)• : Coeficiente de seguridad (2,5)• K : Coeficiente que depende del modo de fijación de los extremos.

En la Tabla N° 8 se tienen los valores de K.

Tabla N° 8 Valores del coeficiente K

Coeficiente de sujeciónK = Coeficiente para

multiplicar FCVL = Longitud efectiva

Extremos empotrados 4 1/2 L

Un extremo empotrado y el otro

articulado2 0,7 L

Ambos extremo articulados 1 L

Un extremo empotrado y el otrolibre

1A2L

42

CAPÍTULO 11

ESTRUCTURAS DE SOPORTE

Los valores que se establecen para le variable K son estandarizados por CADAFE, y su valor

se puede asociar al tipo y número de postes utilizados para sujetar las líneas, en la Tabla N° 9 se

puede observar el valor de K asignado por CADAFE para algunos tipos de configuraciones.

Tabla N° 9 Valor de K para cada configuración.

Configuración Valor de K

Poste terminal o ángulo con amarre 1/4

Poste en ángulo sin amarre 2

Estructura 4

Para todas las condiciones indicadas el valor del momento de inercia viene expresado de la

siguiente forma:

*L 1 +I 2 *I,,,+1,* ,3 )

L 1

1. L1 + L2 ± L3

= n (04 — 0/4)64

donde:

le = Momento de inercia equivalente (cm4).

Li = Longitud de la sección del poste que aplique (m).

Ii= Momento de inercia de la sección del poste que aplique (cm4).

(I) = Diámetro exterior de la sección (m).

= Diámetro interior de la sección (m).

chi = - 2*E;

43


• Ei = Espesor de la pared de la sección del poste que aplique (m)

El tipo de soporte que podemos encontrar en estas estructuras son : Alineación, Ángulos sin

Amarre y Angulos con Amarre.

Los soportes de alineación son usados únicamente para sostener los conductores debiendo ser

utilizados exclusivamente en alimentaciones rectas o cuando el ángulo que lleva la dirección de

la línea sea menor de 10°.

Cuando el ángulo de dirección de la línea pasa por encima de los 10° hasta los 30° se

considera que el soporte sea del tipo ángulos sin amarre que consiste en un apoyo para sostener

los conductores y un viento o anclaje en la dirección de la bisectriz del ángulo.

Ahora cuando el ángulo esta por encima de los 30° se considera que el soporte sea del tipo

ángulos con amarre en el que el poste servirá como una estructura de amarre a la línea con tres

vientos: dos en la dirección opuesta al tiro de los conductores y el restante en la bisectriz del

ángulo.

La acción del viento sobre el poste se calcula como la acción del mismo sobre cada una de las

secciones que conforman la estructura aplicado en el punto medio de cada sección (se debe

considerar que este es un poste de tres secciones).

En la Figura N° 18 se pueden observar la representación de las fuerzas ejercidas por el viento

en cada una de las secciones, y la fuerza total llevada a 10 cm. de la cogolla, además del punto de

aplicación de las mismas.

44

--> Fvp

--> Fv p3

Fvp2

Fvpi

h2

hl


Figura N° 18 Fuerza del viento sobre el poste de tres secciones.

Siendo:

h, = h, +2 2

Lh3 — Li + L2 +

2h = + L2 +L3 -0,1

Fvp, = Pv•A, Fvp 2 = Pv• A2

Fvp 3 - P11, • A3

1, ,vp =

Fvp, h, + h2 + Fvp 3 h,

Donde:

L1, L2, L3: Longitudes de las secciones 1, 2 y 3 del poste respectivamente.

A 1, A2, A3 : Área de las secciones 1,2 y 3 del poste respectivamente.

45

TFa

F•c Fvp

u


Tomando en cuenta la presión del viento sobre la estructura y la acción total del viento sobre

los conductores se puede obtener el vano útil máximo donde este poste puede ser utilizado. Con

este vano se pueden conocer las tensiones que ejerce cada uno de los conductores sobre la

estructura y así verificar que los esfuerzos no excedan la capacidad de diseño del mismo.

Dependiendo de la función del poste que se está utilizando(Alineación, Amarre con ángulo o

Ángulo sin amarre), estas estructuras necesitarán un anclaje o viento que contrarreste el efecto

mecánico producido por todas las tensiones a las cuales se ve sometida, y en el caso extremo de

que los esfuerzos sean superiores a la capacidad de ruptura del viento o que en el sitio de

localización del poste no haya disponibilidad de terreno, se utilizará una estructura conformada

por dos o más postes.

En las Figura N° 19 y N° 20, se muestra el diagrama de fuerzas y la ubicación del viento para

la configuración ángulo sin amarre para el caso de una línea de un solo circuito,

3Tc

3Tc

Figura N° 19 Diagrama defuerzas para la configuración

de ángulo sin amarre

Figura N° 20 Esquema deubicación del viento utilizado

para contrarrestar losesfuerzos mecánicos

46

CAPÍTULO II ESTRUCTURAS DE SOPORTE..,,,,,,14601111111111MR, .•

Se puede observar que para el caso de ángulo sin amarre el viento se coloca en la bisectrizdel ángulo, y se calcula de la siguiente forma

T =6.Tc.senal2 F =T + Fvc +

P Paccesorias. + Pconductor + Poste + 100Kg

C = .—h = F

h

X XC = C + P (Fcv

Fg =

(C argaroturadelaguayasen(tag-1 (h X))

Donde:

C: Fuerza de compresión.

h': Altura de amarre de la guaya.

Fvc: Fuerza del viento sobre los conductores.

Tc: Tensión de los conductores (25% de la CR).

Fg: Fuerza de la guaya (colocada en la bisectriz del ángulo).

En la Figura N° 21 se pueden observar las mismas condiciones para la configuración ángulo

con amarre

Donde:

Fl Fvc + Fvp.

Fg 1 y Fg2: Fuerza de la guaya uno y dos respectivamente, que contrarrestan la tensión

de los conductores.

47

CAPÍTULO II ESTRUCTURAS DE SOPORTE',4.00,~1,,,Ara~1111~111111111111111111»,,,,

Fg,

Fg

4

Fvc Fvp

3.1:c

Figura N° 21 Diagrama de fuerzas parauna configuración de ángulo con amarre

La comprobación de la carga de ruptura de cada una de las guayas se realiza de igual forma

que en el caso de amarre sin ángulo, de tal manera que la fuerza calculada no exceda la CR de la

guaya utilizada como viento, si esta condición no se cumple se puede sustituir por una guaya con

una carga de ruptura mayor ó sustituir el poste de una estructura simple a una estructura formada

por dos o más postes.

3Tc

a

48

CAPÍTULO II SUELOS Y FUNDACIONES,101L91,

2.3.1 EL SUELO.

En el cálculo de fundaciones, se puede decir que el suelo es el elemento más importante a

considerar, ya que sobre el es donde se verán reflejadas todas las fuerzas que actúan sobre la

estructura de soporte, de tal manera que se debe considerar una serie de factores de seguridad y

características del mismo terreno que garanticen la estabilidad de la estructura de soporte y la

integridad del tendido eléctrico.

2.3.2 TIPOS DE SUELOS

Dependiendo del tipo de terreno por donde pasara el tendido eléctrico, se dimensionan las

fundaciones de soporte de la estructura con las características específicas del terreno, es por esto

que el diseñador debe tener conocimiento de los tipos de suelos y los coeficientes que lo

identifican.

De acuerdo a las características del terreno estos se pueden clasificar de la siguiente forma:

2.3.2.1 Suelos turbosos: Son suelos constituidos casi exclusivamente por materia orgánica

poco transformada, en la cual son perfectamente perceptible restos de plantas. Su

color es generalmente negro o pardo. Solamente pueden formarse en sitios

pantanosos, en los que la humedad protege a la materia orgánica de su total

descomposición. Su capacidad para sostener cargas es muy reducida, y sobre todo son

muy comprensibles y varían enormemente con la desecación. En nuestro clima se

presentan en poca extensión.

2.3.2.2 Suelos orgánicos: Contienen también materia orgánica, pero en proporción menor

que los suelos turbosos, y sobre todo transformadas por la acción del tiempo, el clima

y por los organismos vivos del suelo (inséctos, bacterias, etc.). La materia orgánica se

encuentra en forma de humus. La presencia del humus aumenta la compresibilidad de

49

CAPÍTULO II SUELOS Y FUNDACIONES-7311111~1~11111111,,,, ,

un suelo y disminuye el rozamiento. El contenido de materia orgánica se conoce por el

color oscuro del suelo, pero esta indicación no sirve en absoluto para una estimación

cuantitativa, ya que existen distintos tipos de humus de diferente coloración. Una

estimación más exacta puede hacerse agitando unos gramos de suelo en una

disolución diluida de soda cáustica. La comparación de la coloración obtenida con la

de la solución patrón, permite juzgar del orden de magnitud de la proporción de

materia orgánica.

2.3.2.3 Arcillas: Se da este nombre a los suelos compuestos por partículas de diámetro menor

de 0,002 mm y cuya masa tiene la propiedad de volverse plástica cuando se

humedece. Hay una gran variedad de arcillas, que abarca desde los peores a los

mejores terrenos desde el punto de vista del ingeniero. Podemos dividirlas en arcillas

modernas y antiguas. Las modernas son con frecuencia muy heterogéneas, con capas

de diferentes composición y consistencia. Estas capas tienen a veces, espesores de

solo milímetros con lo cual en los ensayos de laboratorios resultan de dificil

interpretación, ya que lo que importa es tener un valor medio que indique el

comportamiento de esas capas. Las arcillas antiguas son duras y firmes, pero su

comportamiento varía mucho, según los casos, todas ellas son sensibles a la humedad,

pero las circunstancias hacen que esta sensibilidad sea más o menos perjudicial. Por

presentar características muy especiales entre las arcillas debemos citar bentonitas,

que son suelos arcillosos que contienen una fuerte proporción de montmorillonita.

"Vienen propiedades coloidales muy exaltadas que les da multitud de aplicaciones.

Como terrenos de cimentación son peligrosos y más para rellenos y taludes. Provienen

de la descomposición de algunas rocas volcánicas.

2.3.2.4 Limos y fangos: Los limos están compuestos por partículas de tamaños intermedios

entre los de arena y los de arcillas, es decir, de 0,053 a 0,002 mm de diámetro. Son

suelos resistentes, pero es preciso protegerlos de la influencia del agua. El aspecto de

un limo es muchas veces muy parecido a la de una arcilla, pero se distingue, aún sin

50

• 4.IP' O

fat

CAPÍTULO II SUELOS Y FUNDACIONES' " . • ,,,,,1011111111~1.-

ensayos de laboratorio de varias maneras. Una de ellas se basa en la diferencia de la

cohesión del suelo de secado, que es mucho mayor que en las arcillas. Se toman

terrones muy pequeños, de tamaños de granos de arroz, y se dejan secar por completo,

si estos terrones pueden deshacerse apretándolo con los dedos, el suelo es

probablemente limoso y sino arcillosos. El calificativo fango no es especifica de los

suelos limosos, sino que suelen emplearse para depósitos de aluvión que conservan

una proporción de agua muy elevada. Hay algunos suelos denominados fangos que

resultan ser arcillas muy puras. Hay otros fangos orgánicos, estos últimos se

encuentran entre los peores suelos que puede encontrar el ingeniero, son

extremadamente compresible por su contenido en agua y materia orgánica.

2.3.2.5 Arenas: Se da este nombre a los suelos compuestos por materiales granulares finos

procedentes de la denudación de las rocas o de su machaqueo artificial y cuyos

elementos varían entre 0,053 y 2 mm de diámetro. Con su elevado rozamiento interno

y su escasa compresión, las arenas constituyen con frecuencias un buen terreno. Hay

que protegerla cuidadosamente, de la erosión externa e interna. Las arenas pueden ser

peligrosas sí las circunstancias hidrológicas pueden dar nacimiento al fenómeno de

arenas vivas. También son peligrosas las arenas muy flojas, con densidad inferior a la

critica, en las que una pequeña perturbación puede causar asientos repentinos.

2.3.2.6 Gravas: Son acumulaciones de fragmentos de rocas, procedentes de su desintegración

y que tienen más de 2 mm de diámetro; a partir de este tamaño mínimo entran dentro

del concepto de grava, aún la compuesta de los mayores trozos de roca que se

encuentran normalmente. Suelen llamarse gravillas los de 4 a 6 mm; gravas los de 64

a 256 mm y cantos grandes los que sobrepasan los de 256 mm. Estos suelos no suelen

presentar más problemas de mecánicas de los suelos que los derivados de su

permeabilidad. Su clasificación puede hacerse par la naturaleza mineralógica de la

roca constituyente; este y la intensidad de la erosión mecánica sufrida en el arrastre,

determina la forma de los elementos angulosos o redondeados, cúbicos o heladas.

51

CAPÍTULO II SUELOS Y FUNDACIONES

2.3.2.7 Suelos cementados: En estos suelos las partículas se hallan unidas por una sustancia

que es generalmente caliza, con menor frecuencia, un gel endurecido de ácido silícico

y sesquióxidos de hierro y aluminio. Los suelos más importantes de este grupo son las

margas y suelos arcillosos con carbonato cálcico. Según la cantidad de esta última

sustancia, varían las propiedades del suelo en una extensa gama que va desde las rocas

calizas ligeramente arcillosas que son rocas verdaderas, hasta las arcillas margosas,

que apenas difieren de las arcillas cálcicas ordinarias. Esto último ocurre siempre que

la cantidad de carbonato cálcico no excede el 10 %. En el lenguaje común se

denomina muchas veces margas o arcillas desecadas, duras y compactas, que luego

resultan tener muy pocos o ningún carbonato cálcicos.

2.3.2.8 Suelos salinos: son aquellos que tienen una elevada proporción de sales entre las que

predominan las de metales alcalinos y en especial las de sodio. Son suelos muy

plásticos y pesados por sus arcillas, son impermeables y muy comprensibles.

2.3.2.9 Suelos yesosos: Suelen presentar muchas dificultades al ingeniero. Aparte de la

acción agresiva sobre el hormigón, el yeso que contiene puede disolverse en el agua

produciendo una desagregación completa de la estructura.

2.4 CARACTERÍSTICA DE LOS TERRENOS:

Los coeficientes de terreno son los que caracterizan los diferentes tipos de suelos que se

pueden encontrar, ya que estos nos dan una idea acerca de la estabilidad que nos puede

proporcionar estos terrenos, estos son el coeficiente de compresibilidad y el coeficiente de

empuje.

El coeficiente de compresibilidad viene expresado en Kg/cm2, y se puede definir como el

esfuerzo necesario para introducir en el terreno una placa de 1 cm 2 de superficie en un cm de

profundidad. Estos valores se pueden observar en la Tabla N° 10

52

CAPÍTULO II

SUELOS Y FUNDACIONES

Tabla N° 10 Coeficiente de Compresión

Naturaleza del terrenoCoeficiente del terreno en Kg. i

cm2

Terreno fangoso y turba ligera 0,5 a 1,0

Turba dura, arena fina de costa 1,0 a 1,5

Depósito de tierra vegetal, arena grava 1,0 a 2,0

Arcilla mojada 2,0 a 3,0

Arcilla húmeda 4,0 a 5,0

Arcilla seca 6,0 a 8,0

Terrenos bien apisonados:Tierra vegetal con arena, arcilla y poca

piedra.8,0 a 10,0

Igual terreno pero con muchas piedras 10,0 a 12,0

Grava fina con mucha arena fina 8,0 a 10,0

Grava media con arena fina 10,0 a 12,0

Grava media con arena gruesa 12,0 a 15,0

Grava gruesa con mucha arena gruesa 12,0 a 15,0

Grava gruesa con poca arena gruesa 15,0 a 20,0

Grava gruesa con poca arena gruesa peroapisonada 20,0 a 25,0

Los valores de esta tabla son aproximados y representan los valores de coeficiente del terreno

sobre las paredes verticales a la profundidad de 2 m por debajo de la superficie del terreno.

Los coeficientes de empuje vienen expresados en Kg/m3, y se pueden definir como la fuerza

estabilizante, que produce el terreno sobre las paredes de la fundación, para evitar el volcamiento

de la estructura. Estos valores se pueden observar en la Tabla N° 1 1

53

CAPÍTULO II


Tabla N° 11 Coeficientes de Empuje

Terrenos (P8

T/m3 tg2(7c/4-1102) tg2(7r/4-(02)C

Kg/m3

Arena gruesa 30° 1,5 3,00 0,33 670

Arena tina 16° 1,4 1,75 0,567 280

Tierra húmeda 36° 1,6 3,85 0,259 960

Arcilla seca 30° 1,6 3,00 0,333 720

Arcilla húmeda 22° 1,8 2,19 0,454 520

Tierra muelle M 48° 1,6 7,60 0,145 2000

Tierra muelle F SS° 2,0 10,048 0,1 3000

Generalmente se pueden aceptar para C valores de 2000 a 3000 Kg/cm2, porque si la tierra

lleva un poco de arcilla posee ya cohesión, cuyo efecto es disminuir el empuje y aumenta el

empuje pasivo.

54

CAPITULO II


2.5 FUNDACIONES.

El diseño de una buena base que permita mantener en pie la estructura de soporte es de vital

importancia en cualquier proyecto que involucre líneas de transmisión o distribución, por esto a

la hora de dimensionar las fundaciones que se van a utilizar, es conveniente que cumpla con una

serie de factores de seguridad estandarizados por CADAFE, de tal manera de garantizar la

integridad del sistema eléctrico.

La manera de realizar una fundación adecuada es verificar el comportamiento del suelo como

repuesta a los esfuerzos que los soportes le transmiten, para lograr la estabilidad necesaria, de tal

manera que frente a las tensiones mecánicas que se consideran como momentos de volcamiento,

la estructura pueda mantenerse en pie.

Las fundaciones y los métodos de diseño de las mismas son muy variados, pero en Venezuela,

la empresa de electricidad CADAFE ha estandarizado ciertas fundaciones dependiendo del

terreno y asumió dos métodos para la comprobación de la seguridad de las bases utilizadas, y

dependiendo de la estructura de soporte, de tal manera que se cumplan los factores de seguridad

estandarizados.

Antes de describir los métodos utilizados por CADAFE, se describirán varios tipos de

fundaciones utilizadas, las características, el tipo de terreno para el cual se diseñan y el esquema

indicativo de algunos modelos utilizados.

2.5.1 TIPOS DE FUNDACIÓN

En general, para el estudio de una línea se pueden establecer los siguientes tipos de

fundaciones:

GS


2.5.1.1 Zapata + pedestal de concreto.

2.5.1.2 Parrilla de acero

2.5.1.3 Pilotín + cabezal de concreto armado.

2.5.1.4 Pilote hincado + cabezal de concreto armado.

2.5.1.5 Cilindro de concreto armado.

2.5.1.6 En roca.

2.5.1.7 Ancladas.

2.5.1.1 FUNDACIÓN TIPO ZAPATA + PEDESTAL DE CONCRETO ARMADO:

Consiste en una base denominada zapata, de sección cuadrada o rectangular y de espesor que

garantice la distribución plana de esfuerzos en el suelo supuestas en estos casos; desde la zapata

se alcanza la superficie del terreno mediante una columna denominada pedestal y cuyas

dimensiones transversales dependerán, además de los requeridos para su estabilidad bajo los

esfuerzos aplicados, del ancho requerido para ubicar apropiadamente la pieza del montante de la

torre. La zapata debe ser capaz de transmitir al terreno la reacción de compresión sin exceder

ningún punto el esfuerzo admisible en el suelo; por otro lado, bajo el estado de reacción de

tracción la zapata soportará el sólido del suelo por encima de ella. Pedestal más zapata deben

presentar una superficie de sus caras verticales tal que permitan desarrollar el empuje pasivo

suficiente para equilibrar la fuerza cortante horizontal y evitar el volcamiento de la fundación,

particularmente bajo reacción de tracción.

Este tipo de fundación puede presentarse con diversas variantes como se muestra en la Figura

N° 22 donde se observa que la zapata puede situarse de manera que el muñón intercepte al

centroide de la misma o el pilar pueda hacerse con la inclinación de la pierna de la torre.

SA

Kilán Angular

CAPÍTULO II


1,1d1164) kwu:ar--,

Figura N° 22 Variantes para la Fundación Tipo

Zapata + Pedestal de Concreto Armado

2.5.1.2 FUNDACIÓN TIPO PARRILLA DE ACERO:

La Figura N° 23(a) se ve un arreglo piramidal en el que el muñón de la pierna esta unido a

cuatro muñones más pequeños que a su vez están unidos a la rejilla de la base. La ventaja de este

tipo de construcción es que la pirámide puede transferir la carga cortante horizontal hacia abajo a

la base de la rejilla por la acción de la armadura. Sin embargo el arreglo de la pirámide no

permite mucha flexibilidad para ajustar el conjunto, en caso necesario. Además, es dificil

compactar el relleno dentro de la pirámide.

La Figura N° 23(b) muestra el muñón de la pierna única llevado directamente hasta la base

de la rejilla. Este tipo de fundaciones con rejillas tiene un reforzador de pierna que incrementa el

área a movilizar la presión pasiva del subsuelo a la vez que incrementa la longitud de la pierna.

7

DiagonalesPierna

17L-Prrtl'

Reforzador de lapierna

1 Piernas

.\.\1

ajustables

Pierna-s,ep Diagonal n

Diagonal

Miembros

de cortante


La Figura N° 23(c) tiene también una fundación de rejilla en la que el muñón de la pierna

única se lleva directamente a la base de la rejilla. La fuerza cortante horizontal se transmite a

través de miembros sujeto a esfuerzos cortantes que hacen intervenir la resistencia pasiva lateral

del suelo adyacente compactado.

y Rejilla de base`, Rejilla de base

\ .•Rejilla de base

Figura N° 23(a)

Figura N° 23(b)

Figura N° 23(c)

La rejilla de la base de estas tres fundaciones esta formada por viguetas de acero, ángulos o

canales que transmiten la carga de comprensión y de arrancamiento (levante) del terreno.

SR


Se considera inapropiado el uso de este tipo de fundación en los siguientes casos:

Suelos anegadizos.

Suelos de arenas muy sueltas.

Sitios donde no se garanticen la compacidad del relleno de la fundación.

Sitios en que se requiera excavaciones mayores a cuatro (4) metros de profundidad.

2.5.1.3 FUNDACIÓN TIPO PILOTIN + CABEZAL DE CONCRETO ARMADO:

El parámetro básico que permite la clasificación de este tipo de fundación como "pilotin" , es

la relación H/D que permite la definición de fundación profunda "aquella cuya relación H/D sea

mayor a 5, siendo H = profundidad y D = diámetro, es decir, una cuantificación de la esbeltez

del elemento.

Este aspecto a sido ampliamente estudiado y a su vez muy poco desarrollado por los

especialistas de las materias. Sin embargo, las teorías empleadas generalmente para el diseño de

pilotines en arena, por ejemplo han sido tomadas de resultados de pruebas de campos y ensayos

de laboratorios como las presentadas en el informe "UPLIFT AND BEARING CAPACITY OF

SHORT PIERS IN SAND" de Ismael Nabyl, ASCE, mayo 1979. En dicho trabajo se

consideraron elementos de profundidad (H/D = 6.9) y se extrapola a pilotines normalmente de

diámetro a 0.30 metros y profundidad 3.50 - 5.50 metros (H/D = 12 - 18). Como se puede

observar la esbeltez del elemento es muy diferente y aún cuando dicho parámetro fuese

semejante, los investigadores se han preocupado por la diferencia en el comportamiento del

elemento, debido a que la capacidad o resistencia de la fundación por interacción con el suelo,

depende tanto de la profundidad como del diámetro, más no intrínsecamente de su relación. En

vista de lo cual se procede al análisis bajo suposiciones ideales de comportamiento y de

interacción suelo - fundación desarrollados bajos estudios específicos. Todos los autores

coinciden en las siguientes premisas:

So

CAPITULO II SUELOS Y FUNDACIONES- • -,41111110111.,

lat,"

Capacidad del pilotin a la tracción

Por adherencia en la superficie de fuste, función del esfuerzo del corte que se genera

en el suelo.

Por la acción gravitatoria de suelo inherente a la fundación, manifiesta por la

generación del "cono de arrancamiento".

Capacidad a la compresión:

Por presión de contacto en la punta del pilotin.

Por adherencia o fricción en la punta del fuste, función del esfuerzo de corte que se

genera en el suelo.

Capacidad bajo fuerzas laterales:

La hipótesis normalmente considerada es el desplazamiento uniforme del elemento.

Sin embargo, dependiendo de la profundidad de fundación y de la esbeltez del

elemento, es necesario el análisis bajo la hipótesis de viga sobre fundación elástica.

Se ha adoptado como práctica normal para reducir los efectos de la carga lateral, el

disponer de los elementos de la fundación inclinados según la dirección de la

resultante de reacción del miembro principal del estribo de soporte.

2.5.1.4 FUNDACIÓN TIPO PILOTO HINCADO DE CONCRETO PREFABRICADO +

CABEZAL DE CONCRETO ARMADO:

Su empleo se justifica inobjetablemente en aquellos suelos que presentan condiciones de nivel

freático alto llegando a superficial (condición anegadiza), en los cuales la implementación de

cualquier otro tipo de fundación implicaría excavaciones con taludes máximos de 1H:1 V, y

achique o en su defecto, vaciado de pilas y cilindros con métodos como el lodo bentonítico.

Por otra parte su rápida y fácil ejecución en campo, lo cual representa un alto rendimiento en

la etapa de construcción de la línea, sumado a su bajo costo lo convierte en un tipo de fundación

competitivo con los tradicionales aún bajo otras condiciones de suelo y topografia requiriendo

Al)


solamente de vías de acceso para el transporte de los equipos de hinca. En cuanto a su

comportamiento en la interacción suelo — fundación, la formulación teórica es idéntica a la

empleada para los pilotes de concreto armado, salvo en lo referente a los valores de los

parámetros de empuje lateral del suelo. En cuanto a su comportamiento como elemento

estructural de concreto, presenta la ventaja de ser prefabricado con concreto de alta resistencia

(más de 300 Kg./cm') bajos controles de calidad de fabrica, eliminando los procesos de control

que implica el vaciado en sitio.

2.5.1.5 FUNDACIÓN TIPO CILINDRO CONCRETO ARMADO:

Los cilindros de concreto armado, perforados y vaciados en sitios son fundaciones

comúnmente usados en líneas de transmisión, estaciones de transformación y muchas otras

estructuras. La profundidad de la fundación es tal que desarrolle la capacidad de corte horizontal

para contrarrestar la carga lateral aplicada. Esta capacidad es definida por la resistencia pasiva del

suelo y la deflexión lateral máxima permisible de la fundación. Se incrementa con el cuadrado de

la profundidad en suelos cohesivos, siendo directamente proporcional al diámetro de ambos

casos. Por lo tanto es más económico incrementar la profundidad del diámetro para obtener la

capacidad lateral requerida. Este comportamiento es el que los diferencia de los pilotes hincados

o vaciados en sitios. Las relaciones de esbeltez de estos elementos son muchos mayores que los

cilindros por lo que es necesario para aplicar la teoría de "viga sobre fundación elástica" en el

análisis de la capacidad lateral de éstos. La capacidad a tracción de la fundación depende de la

superficie lateral del elemento (fricción superficial) y el elemento gravitacional del "cono" de

suelo generado por arrancamiento. Debe analizarse por separado cual de estos tipos de falla

ocurre antes.

La capacidad a compresión de la fundación se obtiene por la combinación de la fricción

superficial lateral y la presión de contacto generada por la sección transversal de la punta.

Lecho Rocoso


2.5.1.6 FUNDACIÓN EN ROCA:

Muchas áreas tienen lechos rocosos ya sea expuestos a la superficie o cubierto con una capa

delgada de suelo agrícola. Cuando se encuentran estos tipos de terrenos se pueden instalar

fundaciones en roca relativamente simple, económica y eficientes. Una fundación en roca puede

diseñarse para resistir cargas tanto de desprendimiento como de compresión aunadas a cargas

cortantes horizontales y, en algunas aplicaciones de estructura, momentos fiexionantes. En donde

se encuentra un lecho rocoso adecuado en la superficie o cercano a ésta, puede instalarse una

fundación en roca como la que se ilustra en la Figura N' 24. Pueden agregarse ángulos de sujeción

o conectores soldados con pernos de corte al extremo inferior del muñón para reducir su longitud

Muñón angular _pierna de la torrj\ Diagonal

\-Capa de tierra---Relieno de Concreto(si hay)

Figura N° 24 Fundación en roca

2.5.1.7 ANCLAS Y FUNDACIONES ANCLADAS:

El ancla es un dispositivo que proporciona resistencia a una fuerza ascendente (de tensión)

transferida al ancla por un cable de retenida o miembro de la pierna de una estructura. El ancla

puede ser una placa de acero, un tronco de madera o una losa de concreto alojada completamente

dentro del terreno, una barra deformada o un cable de acero cementado dentro de un barreno

taladrado ya sea o en suelo o en roca, o una de las distintas anclas fabricadas que se introducen

MonteroExpansivo

Varilla corrugadao cante de acero

`-- Varilla corrugadao cable de acero

- _MonteroExpansivo

Relleno compactado

Placa de aceroo losa de concreto

Relleno

compactz;

/....— Poste de madera

CAPÍTULO II

SUELOS Y FUNDACIONES,,,,a1V511:11bitt, 41.11~Ott«.."• '.0.111,514141111111111/11111112~

en el terreno ya sea al taladrar o por rotación. También pueden proporcionarse anclaje por

medios de cuerpos o pilotes verticales hincados en el terreno. En la Figura N° 25 se ilustran

algunos tipos comunes de anclas.

Ancla cementada en roca

Cable de acero

Anda tipo entendido

Anda de cuerpo de concretoAlojado en barreno

-Hélice de acero

Anda de hélice en el suelo

Anclas de postes de madera

Figura N° 25 Anclas típicas

Las anclas se utilizan para soportar en forma permanente estructuras con retenidas así como

para soportar en forma temporal otros tipos de estructura durante el montaje y tendido. Las

piernas de las torres de celosía pueden anclarse directamente por anclado en roca o por medio del

anclas tipo hélice. La capacidad de resistencia al desprendimiento de las cimentaciones

extendidas pueden incrementarse mediante el empleo de anclas como se ve en la Figura N° 26.

A'2

CAPÍTULO II SUELOS Y FUNDACIONES, 51111:1"..44,14911,5, -

Las anclas se utilizan también para incrementar la capacidad de carga de las fundaciones

existentes

Tendón

presforzado

,T 7 '1 \—ona \\

cementadan

\J.,

Fundaciones andadascon preforzado

(para resistir momentos devolteos o fuerzas de

levantamiento)

Fundaciones andadas enroca (para resistir fuerzas de

levantamiento o momentosde volteo

Ancla de hélice

(.1,,./en suelo

S4A (A)

eFundación anclada en suelo

(para resistir fuerzas delevantamiento)

ÁN, /

Figura N° 26 Fundaciones extendidas típicas ancladas

2.5.2 ESCOGENCIA DE LAS FUNDACIONES:

Una vez analizada la información resultante del estudio geotécnico se hace la clasificación

final de los suelos_ a lo largo de la ruta fijándose los parámetros de diseño y limitando los tipos

clasificados con las progresivas extremas correspondientes. A continuación se seleccionan los

tipos de fundación de acuerdo a la factibilidad "fisica" de ejecución de las mismas para lo cual

deben contemplarse los aspectos siguientes:

• Nivel freático alto: Descartaría la utilización de zapatas, parrillas y pilotines caso de haber

otra solución alterna.

Azi


Roca competente: Se tendería al uso de anclajes,

Zona anegadiza: Descarta el uso de parrillas

Acceso: Condiciona el tipo de equipos utilizables y costos de los materiales de

construcción.

Topografia del sitio: Limita los equipos utilizables.

Disponibilidad de materiales: Como son materiales de relleno, agregados de concretos,

cuyo costo de acarreo descarta cierto tipo de fundaciones.

Tiempo de ejecución requeridos: En casos de urgencia cierto tipo de fundación puede

permitir la realización de la obra en el tiempo fijado.

Cantidad de obra: Debe tenerse en cuenta la incidencia del alto costo del transporte y del

lucro cesante de los equipos especiales para la construcción.

CAPITULO 11 SUELOS Y FUNDACIONES

2.5.3 MÉTODOS UTILIZADOS EN EL CÁLCULO DE FUNDACIONES

Existen muchos métodos para diseñar las fundaciones de soporte de líneas de transmisión y

distribución las cuales son empleadas por las compañías encargadas de tal fin. Estos métodos son

aproximados, ya que los procedimientos para determinar las fundaciones no son estrictamente

matemáticos, sino que se han deducido de una serie de hipótesis.

Por medio de estudios que se han realizado para diseñar las fundaciones para estructuras de

soporte, se ha determinado que el terreno puede contrarrestar el momento de volcamiento de la

estructura, por lo cual se toman en cuenta los empujes de dicho terreno para el cálculo de

estabilidad.

En Venezuela la compañía de electricidad CADAFE ha estandarizado dos de estos métodos de

cálculo por su versatilidad y fácil aplicación, de tal manera de garantizar resultados óptimos en

cuanto al dimencionamiento de las fundaciones. Los métodos utilizados por CADAFE son:

2.5.3.1 Método Suizo (Sulzberger).

2.5.3.2 Método Francés (o de Valensi).

2.5.3.1 MÉTODO SUIZO (Sulzberger):

Este método considera que el centro de rotación del macizo por la acción de la fuerza F

depende del tipo de terreno. Para terrenos sueltos, sin cohesión (arena), el eje de rotación

coincide con el centro de gravedad y geométrico del macizo "punto O",. Si el terreno considerado

es plástico el eje de rotación se encuentra en O', el cual tiene como coordenadas 1/4 b y 2/4 t.

Para terrenos que sean muy resistentes, el eje de rotación estará en el punto O", es decir casi al

fondo de la excavación o de la base del macizo. En la Figura N° 27 se representa la situación

planteada.

66

CAPITULO 11 SUELOS Y FUNDACIONES

Figura N° 27 Centro de giro del macizo de fundación según la clase

de terreno en que aquél está fabricado

Con este método se ha comprobado que la resistencia específica del terreno a lo largo de las

paredes verticales varía proporcionalmente con la profundidad y depende del tipo de terreno y del

grado de humedad del mismo. Debajo del macizo que conforma la fundación, la resistencia

específica debe ser parecida a la resistencia sobre las paredes verticales y a la misma

profundidad. En la Figura N° 28 se muestran los esfuerzos que el macizo ejerce sobre el terreno y

las reacciones del terreno sobre el macizo.

Figura N° 28 Esfuerzos que el macizo ejerce sobre el terreno y

las reacciones entre ambos.

67

CAPITULO II SUELOS Y FUNDACIONES

Donde:

F = Fuerza que actúa en la cabeza del poste

h = Altura libre del poste

t = Profundidad del macizo

P = Peso del conjunto del macizo, poste y equipos

a = Anchura del macizo

b = Espesor del macizo

O' = Centro de rotación del macizo, cuyas coordenadas son: y 1-a , ya que se consi-

dera que el terreno es plástico

Partiendo de estos datos Sulzberger propone los siguientes criterios:

El macizo en cuestión puede girar un ángulo a definido por tg a = 0,01, sin que haya que

tener en cuenta la variación del coeficiente que caracteriza al terreno.

El terreno se comporta como un cuerpo más o menos plástico y elástico, y por ello los

desplazamientos del macizo dan origen a reacciones que les son sensiblemente

proporcionales.

La resistencia del terreno es nula en la superficie y crece proporcionalmente a la

profundidad de la excavación.

No se toman en consideración las fuerzas de rozamiento porque existen indeterminación

con respecto a la cuantía de las mismas.

68

CAPITULO II SUELOS Y FUNDACIONES,47.1,1~411.9, :11

Sobre las bases expresadas se establecieron fórmulas que se aplican para determinar las

dimensiones de las fundaciones de los apoyos en los que se verifica h / t > 5 y que se hallan

sometido a un esfuerzo paralelo a un eje de simetría, y montados en terrenos medios y plásticos.

Tomando momento con respecto al centro de rotación se tiene que:

= F(h + —

2t)

i3 )

Por otra parte, C, es el coeficiente del terreno de las paredes laterales a la profundidad t,

entendiéndose por tal, el esfuerzo necesario, en Kg. , para hacer penetrar en el terreno, a un 1 cm

de profundidad, una placa de 1 cm 2 de superficie, Ch representa el coeficiente del terreno en el

fondo de la excavación. El ángulo que puede girar el macizo por efecto de la fuerza F, es a y c la

presión máxima sobre el terreno en Kg/cm 2, que tendrá valores:

2.Cb Piga o-,, t=

3 3-tga

Sulzberger llegó a la siguiente ecuación para el cálculo de momento:

3M =

b1.C,.tga + P.a

360,5

.a 3 .b.Cb.tga

Esta ecuación la forman dos términos llamados M i y M2, donde:

M I : Momento producido por la acción lateral del terreno.

M 2 Momento producido por las cargas verticales.

M M 1 + M2

69

CAPITULO II SUELOS Y FUNDACIONES..4.11.1=111113111-4.-

Cuando (1 se debe a que la acción del terreno es más débil que la de las cargas verticales,M

entonces conviene introducir un coeficiente de seguridad K

.A4 M ± M2

Este coeficiente oscila entre 1,5 para cargas normales y de 1,2 para cargas anormales o

extraordinarias. Si tg a = 0,01 implica a = 34'22", y en ese caso puede admitirse que :

M2 = 0,4.P.a

Se puede tomar como ecuación aproximada:

C 1.1)13.0,0 + 0,4 P.a

M= 36

K = 1,2

Cuando el macizo tenga la base cuadrada a = b para diferentes terrenos se obtienen las

siguientes fórmulas aproximadas, cuyos momentos vienen expresados en toneladas - metros, las

dimensiones en metros y los pesos en toneladas:

3Terrenos de limo o en presencia de agua: M = 0,40.P.b/2 + 0,50.b.t

3Terrenos desagregados, tierra fina: M = 0,50.P.b/2 + 0,70.b.t

3Terrenos ordinarios o viejos rellenos: M = 0,65.P.b/2 + 1,10.b.t

3Terrenos arcillosos: M = 0,70.P.b/2 + 1,80.b.t

Terrenos compactos, gravas consistentes: M = 0,85.P.b/2 + 2,20.b.t3

Terrenos fuertes o arcillosos: M = 0,85.P1/2 + 3,30.b.t3

Para terrenos normales en otros piases se ha adoptado para el cálculo de las fundaciones de los

postes, la formula:

70

CAPITULO II SUELOS Y FUNDACIONES,,,e1111.11111.111Way,

M = 0,85.P.b/2 + 1,10.b.t 3 (a=b) = 4 Kg/cm2

Las fórmulas anteriores pueden emplearse para la verificación global de una fundación, pero si

se pretende conocer la distribución exacta de los esfuerzos sobre la cara de los bloques, por

ejemplo para proceder a la determinación de las dimensiones de un bloque hueco, será preciso

emplear la formula original o de Sulzberger, conocido como es natural, los coeficientes del

terreno.

2.5.3.2 MÉTODO FRANCÉS ¡o de Valensi):

El método es usado en la mayoría de los países, generalmente en Francia, y se utiliza para

calcular las fundaciones de los postes de líneas de transmisión, subtransmisión y distribución,

partiendo del hecho de que el poste está empotrado en su base en un macizo de hormigón

fabricado en el sitio y considera que el poste tiende a volcar bajo la acción de una fuerza "F",

pero la propia estabilidad de la estructura conjuntamente con el macizo y la resistencia del terreno

se oponen a la fuerza de volcamiento. En la Figura N° 29 se observa esta condición, además se

señala la reacción del terreno producida por efecto de la acción del macizo que soporta la

estructura.

ri

Figura N° 29 Acciones del macizo y reacciones del terreno según

el método Francés o de Valensi

71


Según el método el centro de rotación del macizo es el punto B, partiendo de la premisa de

que el fondo de la excavación es indeformable y como consecuencia la estabilidad propia del

conjunto, poste y macizo, es igual a:

El fondo de la excavación no es indeformable, lo que trae como consecuencia que el punto de

rotación del macizo no sea la arista B, sino que por ser el terreno en cierto modo elástico, el

centro de rotación cederá por la influencia de la presión la cual se repartirá sobre una porción más

o menos grande de la superficie del terreno, quedando el momento estabilizante igual a:

4.P 1a

3.b.aM

e 2

En la figura N° 29 también se puede observar que la cara AB del macizo, se halla sometida

al empuje pasivo R1, mientras que la cara CD recibe el empuje activo R2, ambos empujes están

aplicado a un tercio de t (profundidad del macizo). El momento resultante de la acción del terreno

será entonces:

t 1).8.13 r 71" 9)= (R1 — R2 ). = tg- — + —

3 6 4 2)– tg2.

/ 7"/"

4 2

Definiendo:

r q71"—+— g2 4 2 )

– tg2 .4 2

C = —8

6

72


Donde:

C: se conocerá con el nombre de coeficiente de empuje, y va a depender de la densidad

del terreno (5) y del ángulo de deslizamiento de la tierra (9).

Quedando la expresión del momento resultante como:

Mo=C.b.ts

La condición de equilibrio para la estabilidad se obtiene cuando:

M 5_ Me

F .(h + t))

— . a4P

+ C .b .133 .b .o-2

Los valores de C se muestran en la tabla N' 1 1 (Pág. 54)

Los valores máximos admisibles para la presión son por lo general: 3 Kg/cm 2 para tierra muy

fuerte: de 2 a 2.5 Kg/cm 2 para tierra normal y de 1 a 1,5 Kg/cm2 para tierra húmeda, entonces

para tierra normal se puede simplificar el Me despreciando el segundo término del paréntesis, o

sea que se hace mayor la influencia del peso:

M = .a

+ C .b.13

donde:

• Me = Momento estabilizador

• a = Dimensión del lado paralelo al esfuerzo

• b = Dimensión del lado perpendicular al esfuerzo

73

CAPITULO II SUELOS Y FUNDACIONES.-,,,,,,,Irt».11111111115/14M51. 151113.111231511,1b.,131iffil..,,,25:151~1~4.7,..4,1..173MVIIENIP.27.41,..141111111~1i" •

• P = Peso poste, macizo, equipos, etc

• C = Coeficiente de empuje del terreno

• t = Profundidad de la fundación

En resumen la empresa de energía eléctrica CADAFE utiliza para el cálculo de la estabilidad

en sus fundaciones la siguiente expresión:

F.( h+-

2 Pa<

+Chi'

3 ) 2

Así, clasificados los suelos, seleccionados los tipos de fundación y conocido los tipos de torres

a utilizar se procede el diseño de cada tipo de fundación factible, para cada tipo de torre y cada

tipo de suelo, generando el "cuadro general de fundaciones-.

El próximo paso en el proceso consiste en estandarizar en lo posible cada tipo de fundación

resultante del diseño anterior, resultando el "cuadro final de fundaciones". Se evalúan

nuevamente todos los aspectos mencionados, visualizados ahora sobre la perspectiva de la línea

completa y se define la fundación a ser utilizada en cada sitio de torre de entre todas las

analizadas. Indudablemente en esta evaluación la variable "costo" resulta ser una de la más

influyente en la definición.

74

r r

CAPÍTULO III DIAGRAMA DE FLUJO,G5(1111~1n11111.11.2.

3.1. DIAGRAMA DE FLUJO DEL PROGRAMA ESTRUCTURA.

En el siguiente capítulo se muestra el diagrama de flujo del programa ESTRUCTURA, y una

breve descripción del funcionamiento del software implementado para realizar el cálculo de los

soporte y las fundaciones para líneas de transmisión y distribución, a partir del cálculo de todos

los esfuerzos mecánicos que afectan la estructura de soporte. En la Figura N° 30 se muestra el

diagrama de flujo que esquematiza a grandes rasgos el funcionamiento del programa.

El programa se inicia con el ingreso del Nivel de Tensión, las características del Conductor y

Cable de guarda (si el nivel de tensión lo aplica), además de las Características Ambientales,

Características del Terreno y ciertos Factores de Seguridad estandarizados por CADAFE.

Con el ingreso del nivel de tensión se activan o desactivan ciertos parámetros que permitirán

el suministro de datos para el tipo de estructura a utilizar en el nuevo proyecto (Torres de Celosía,

Postes de Concreto o Postes de Acero). Ingresando las características del conductor, el cable de

guarda (si lo hay) y las condiciones ambientales se activa el subprograma del Cálculo Mecánico,

donde se obtendrán los vanos críticos y otros datos necesarios del cálculo mecánico. Las

características del terreno conjuntamente con los factores de seguridad son usados para el calculo

de las fundaciones

Dependiendo el tipo de estructura, al programa se le suministraran los datos que van a

caracterizar al soporte o a los diversos soportes que conforman el proyecto, estos datos son:

cantidad de soportes, número de circuitos, tipo de soporte, configuración del soporte (esto es

valido solo para postes de acero de distribución), característica de la fundación y características

de los accesorios que se sujetarán a las estructuras.

Si el nivel de tensión es de transmisión ( � 115 Kv), se pueden ingresar dos modelos de

estructuras, estas son: Torres de Celosía y Postes Cilindro-Cónicos (estos últimos pueden ser de

76

CAPÍTULO III DIAGRAMA DE FLUJO

acero o de concreto),de tal manera que internamente se activará la subrutina respectiva, en caso

de que el nivel de tensión sea de distribución se activará la subrutina para postes de baja tensión.

3.1.1 Subrutina para Torres de Celosía:

Si la Estructura de Soporte es del tipo Torre de Celosía, el programa verifica cada una de

las hipótesis de cargas que caracterizan la estructura, obteniendo el vano máximo donde

esta torre puede ser utilizada, en el caso de ser varias torres se calcula el vano máximo de

cada una y se toma el menor de todos.

Luego se calculan todos los esfuerzos mecánicos a los que será sometida la estructura

(peso de los conductores y la fuerza del viento), y con estos valores se calcula el

Momento de Volcamiento, el Esfuerzo de Arrancamiento y el Esfuerzo de Compresión.

Con los datos obtenidos se entra al subprograma de cálculo de fundaciones, el proceso es

repetitivo para cada una de las estructuras hasta cumplirse los factores de seguridad

requeridos.

3.1.2 Subrutina para Postes Cilindro-Cónicos:

Es semejante a la subrutina anterior con la salvedad de que el esfuerzo producido por el

viento sobre la estructura se obtiene aplicando la presión del viento sobre la superficie

total del poste, que es calculada de dos formas debido a la geometría del mismo.

77

CAPÍTULO III DIAGRAMA DE FLUJO

3.1.3 Subrutina para Postes de Baja Tensión:

Después de suministrado todos los datos necesarios, se hace el calculo de la Fuerza

Crítica Vertical y el Esfuerzo Útil para verificar que la estructura soporte la compresión a

la cual se verá sometida sin sufrir deformación alguna.

A partir del Esfuerzo Útil se calcula el Vano Útil (vano máximo) donde puede ser

utilizado el poste. En caso de existir más de un poste, se calcula el Vano Útil de cada una,

tomando luego el menor de ellos.

Con el vano útil anterior se procede a calcular la Fundación que soportará dicha

estructura, y en función de las dimensiones de la misma se hace el calculo del momento

de volcamiento y el momento estabilizante aplicando el método Francés y el método

Suizo respectivamente, este proceso es repetitivo hasta cumplirse los factores de

seguridad estandarizados por CADAFE. En el caso de ser más de una estructura este

proceso se repite para cada una de ellas.

El programa finaliza entregando un reporte con todas las características y datos necesarios de

cada una de las estructuras seleccionadas incluyendo sus fundaciones.

78

Nivel deTensión

115 KV

NO

Ingreso de Datos dePostes de Distribución

SI

NO

4 Torres de Celosía 4Ingreso de Datos de

Torres de Celosía

_4( DESDE 1 HASTA el \N° total de Postes / Ingreso de Datos de

Postes Cilindro-Cónicos NN,

CAPITULO III DIAGRAMA DE FLUJO,41.11.1111111111!"

Ç1)Ingreso de datos:

- Nivel de TensiónDatos del conductor.

- Datos de cable de Guarda.- Características Ambientales.

Características del Terreno.- Factores de Seguridad.

Cálculo Mecánico del Conductor y cable deguarda (si el caso lo amerita)

ICálculo de la FuerzaCrítica Vertical

Cálculo del Esfuerzo Útily Vano Útil

4, Fin ciclo DESDE

4 / DESDE 1 HASTA el

N° total de Postes

Verificación de hipótesis yCálculo de Vano Máximo

4Fin ciclo DESDE

Cálculo de EsfuerzosMecánicos, Momento

Esta bilizante y Momento deVolcamiento

DESDE 1 HASTA elN° total de Torres de Celosía

Verificación de hipótesis yCálculo de Vano Máximo

4 Fin ciclo DESDE

4 Cálculo de Esfuerzos

Mecánicos, Momento deVolcamiento y Esfuerzos deArracamiento y Compresión

_

r

79

DESDE 1 HASTA elN° total de estructuras

y

EDESDE 1 HASTA el

, N° total de estructuras

E -

SI Cumple con los NO

Verificación de Factores deSeguridad

Factores deSeguridad

SI Cumple con losFactores deSeguridad

Redimensionamientode las Fundaciones

NO

-t Fin ciclo HASTA

( Fin ciclo DESDE

Redimensionamientode las Fundaciones

Reporte de Resultado

CAPÍTULO III DIAGRAMA DE FLUJO,4.211111111.11V,

• MIENTRAS que no secumplan los factores de

seguridadr›(

MIENTRAS que no secumplan los factores de

seguridad

Cálculo de Fundaciones Cálculo de Fundaciones

Verificación de Factores de SeguridadCálculo del Momento deVolcamiento y Momento

Estabilizante

— — — —( Fin ciclo HASTA)

(Fin ciclo DESDE)

FIN

Figura N° 30 Diagrama de Flujo del Programa ESTRUCTURA

80

R'r\ J _

MANUAL DE USUARIO

4.1 MANUAL DE USUARIO

Para facilitar el uso del programa ESTRUCTURAS al usuario, se explican en el manual deusuario el significado de los elementos mostrados en la barra de herramienta, su función y comodeben ser operados, de tal manera que el resultado del cálculo a realizar sea satisfactorio y que asu vez cumpla con las condiciones necesarias que establece el cálculo de Estructuras de Soportepara líneas de transmisión y distribución a demás del correcto dimencionamiento de susfundaciones. Se muestran una serie de pantallas de la corrida del programa, de la forma de llenarla base de dato del Software, la manera de seleccionar los equipos y la presentación de resultados.

4.2 Pantalla Principal.

Al ejecutar el programa aparece en blanco la pantalla inicial en la cual se puede observar elmenú principal y la barra de herramientas del sistema, esta se puede ver en la figura N° 31

EllArchivo Ver Base de ()Mos del Sistema Ayuda

D .1 53

Figura N° 31 Pantalla del menú inicial.

82

MANUAL DE USUARIO"ffilliell~~11n nloefer.-:aentamwerta~~~dimozig.,:areut • -

4.3 Botones de menú.

La barra de menú está conformada con los siguientes botones:

4.3.1 Archivo: contiene los botones de crear un proyecto nuevo, abrir uno ya existente,guarda un proyecto y salir del programa

Archivo Ver Base de Datos del Si_stema

Nuevo

2ualelar

Guaidat Como ...

.4yuds

t

Figura N" 32 Menú desplegable de Archivo.

83

MANUAL DE USUARIO

4.3.2 Ver: Permite visualizar los resultados del calculo mecánico del conductor y decable de guarda

„.~49113.$1,ideárchivo Ver ,Base de Datos del Sistema Proyecto Ayuda

Tabla del Cálculo Mecánico del Conductor de AltaTabla del Cálculo Mecánico del Cable de Guarda

Inicio 1 jReproductor P.L1 M anual - Mi... l Proyectol el Calculo s... Z.„( IP} 12:05 p.m.

Figura N° Botón de menú desplegable "Ver”.

84

MANUAL DE USUARIO»11~3MM~ 1,-

4.3.3 Base de datos: Aquí se puede mantener todas las bases de datos del programa, dedonde el usuario extrae las características de los conductores, estructuras,accesorios, fundaciones, parámetros ambientales y condiciones del terreno.

de ti uTdei - CAProyet' ,Archivo Ve' Base de Datos del Sistema eroyeetto Ayuda

ConductorEstructuraFundacionesAccesoriosAmbienteTerreno

jReproductor I Proyectol I el Calculo s... .0.41,,:d 12:13 p.m

Figura N" 34 Botón de base de datos

85

it3Archivo Ver Base de Datos del Sistema Eroyectro Ayuda

Cable de Guarda - CAPloyectal~~~

MANUAL DE USUARIO

4.3.4 Proyecto: Esta opción permite realizar las selecciones de los conductores a utilizaren el proyecto, las estructuras con sus accesorios y fundaciones, en la misma opciónse puede seleccionar el terreno donde se colocarán las estructuras. La ultimafunción de esta opción realiza todos los cálculos involucrados en el proyecto. Estaopción solo se activa si se abre un proyecto o se crea uno nuevo.

D N IRME Selección del ConductorSelección de EstructurasSelección de T erten°

I nicio I ;tw' 2:,1 A Reproduckov...1 ft Manual • Mi ta Proyectol - tz,, Calculo s... ..W4lbir' 12:15p.m

Figura N" 35 Botón de Proyecto

4.4 Opción Base de Datos del Metió.

En el botón Base de Datos del menú desplegable de la barra de se pueden seleccionar lassiguientes opciones:

4.4.1 Conductor4.4.2 Estructura4.4.3 Fundaciones4.4.4 Accesorios4.4.5 Ambiente4.4.6 Terreno

86

Eliminar Salircf

Alta

Diámetro: 114 gs

Área 1125 Potencia de Emergencia: IMódulo de Elasticidad (450

Resistencia a 25 'C. 10Coeficiente de Dilatación: 1 .000023

Carpa de F; otura I 3984Resistencia a 80 *C. 1 0

Peso del Conducta: 1 .344

Temperatura M ínima Zorra:

fodigo 1 Calibre 1 Atea 1 Módulo de Eles . (Coeficiente de ... 1 Carga de RoA-15 394.5 200 6350 .000023 6013A-16 394.5 200 5350 .000023 8013.4-17 0 210 o o 013~ 4 125 6450 .000023 3884O.RVtliAL 4 125 6450 .000023 3884FUN T 740.8 375 6250 .000023 11023

Codigo: IALLIÁNCE Máxima Temperatura en la Tabla

Calibre: I 4

MANUAL DE USUARIOP.1-221.7~0021~..54,~1~1111Enkit,^^- .

4.4.1 Conductores

La opción del menú conductores muestra la base de datos referente a los tipos de conductoresexistente tanto para cables de alta tensión, baja tensión y el cable de guarda, permitiendoactualizar la base de datos ya existente, o modificar las características de cualquiera de losconductores seleccionados tan solo con llenar los campos presentes en la pantalla o con la opciónde eliminar.

tt3 ,IL9j2if

D g __s 1115 KV t

::inicioi .5 Reproductor...1 Manual -Mi.. 1 ti Proyectol - 1 fl Calculo sobr...1

1218 pm

Figura N" 36 Base de datos de conductores

87

MANUAL DE USUARIO

4.4.2 Estructuras

La opción de base de datos de estructuras, permite que el usuario tenga una gama de torres decelosía, postes cilindro cónicos y postes de distribución, de tal manera que para la ejecución decualquier proyecto el usuario puede seleccionar directamente la estructura deseada con lascaracterísticas que esta presenta, a demás permite carga nuevos datos al archivo ya existente. Enlas figuras 37 y 38 se puede observar el archivo de torres de celosía y de postes de distribución.

Tones «Celosia 01,[11 álliM111119110111111 9IREI La Alttuas Hipotesis

P1 (A): j 574

P2 IA): 1 750

P3 (A): 750

P1 (DC):

P2 (De) : 1400

P3 (DC): 1750

L2 (DC): ri30

L3 (DC):

P1 (DG) :

P2 (DGI : rj5-0

P3 (DG}: 1750

Ll (DG): 11045

T 1 (A) :

T2 (A): j 479

T3 (Al: 479

Codigo: í8115

Conductor más bajo : 16.4

Entre 1 ro y 2do. Conductor : FI.48

Entre Cond. de Guarda y I ;e Cond. :

Nuevo

Lonoudes De la Mewuta :12755

Separación entre Patas : j 2.55 Eliminar j

Ateas Área 1 : roÁrea 2:10

brea 9 : Imprimir

Peso Peso de fa Estructura : jÍ4000

Número de Conductores de Guarda :1-j

N Cimero de Ternas : 1

Factor de Arrancamiento : I 1.3

Salde

Factor de Compresibilidad : 2

H.3-230AMRH115-ANG

IniciaZ-j11:-,1 A y .J tesisrrrg t_IManual -. .1 ft ÍNDICE -11 e3 fán manuaiu... 11:47p.m

Figura N" 37 Base de datos Torres de celosía

FunciónS uspención ...Susoención ...

. AmarreAmarre

T.-Numero de Ter... , Número de Con.. Muta Conduct... ' Altura Penultim... T Altura entre C..1 1 16.4 1 48 2 61 1 16.2 5 3.51 1 13.2 5 51 1 18.2 13.68 5.02

88

MANUAL DE USUARIO

woonoisli~~111111~er 41~1.112~1...«.11.9.50~1511~~31/Mr«.-

- 12_1(

E) U 1115 KV :eira

ez:ignación

.411,111'01111::1:11,

Código IL27A Nuevo

Caractelisticas

1 , I 9.23 m E2 '. 1 .9045 rn

Ll l35 re E3: j0045 m

1 1.62 ro Peso : 1 gg Kg

11.62 m EC: 1116 Kg

01: 1 .1143 ro Lo: 1.4 Ill

02. I .0889 m Función: 14,,,i6r, _II

03 : I .0888 rn Factor de Arrancamiento : I 2

El . I .0055 rn Factor de Comprez,ibilidad 11 5

to 116 m

ódigo 1 Función 1 L 1 Ll ¡L2 ___1 L3 151 ,eAlineación 8.23 3.59 1.62 1.62 .11,

L273 Alineación 8.23 3.59 1.62 1.62 .131L30C. Alineación 9.14 3.38 2.13 213 1315300 Alineación 9.14 3.38 2.13 2.131_32E Alineación 9.75 367 2.29 229 161L35F Alineación 10.67 3.95 2.51 2.51 .161L350 Alineación 10.67 3.95 2.51 2.51 .17;I VI-I

11)0A 9.01 '7 P7 '7 P7

n1 1 1

Figura N" 38 Base de datos Postes de Distribución

4.4.3 Fundaciones

De la misma forma que los demás archivos de base de datos el de fundaciones contiene unaserie de fundaciones con características que pueden ser modificadas o se puede agregar unafundación nueva en la base de datos del programa, en la figura 39 se muestra la pantalla de basede datos de fundaciones.

Elimina(

reprimir

Salida

89

m

ro

Imagen Asociada a la Fundación

d.t.

Ct. a.

MANUAL DE USUARIO-

12)

C.1 tj '1~Pararnerras de las Fundaciones

T ipo :ITS 1.]

Nombre :1›,>,,

.3 o 12 m Lo:

11 m toll 2 5.

c o l 1 m i o: 1

d o 1 24 m D. Concreto :I 2200

e o .11 m Peso Parrilla :1 0

t o 11.5 m Diámetro : 1 .7

g

h o 1 2.5

Di ' Imag 1C:Wrchivos d

Selección de Ruta de la Imagen

Archivos: Unidades

c: (JUAN) 2.iADDSCCES.DLL

Nuevo Eliminar Salir ADDSCCLIS.OLL

BIBLIO.MDB Carpetas :C2.EXE

CVPACK EXE_j Template

DAT AVIEWDLL J Tsql

LINK EXE Wizalds

Tipo I Nombre I Ao 1 Bo

T1 1 1

T1 2 2

T1 1 1

T1 1 1

T4 PILOTE CILIN... 1 1

sos 2 1

T8 1 1

T 8 .35 .35

T8 35 .35

1 Co 1 Do I Eo

0 0 00 0 00 O 0

0 0 0

.25 .5 .25

.7 2.4 1

0 0 0

0 0 0

0 0 0

:A I

4 tc:j .J

jfleproductor. I ti Manual - Mi. I Proyectol I Calculo sobr.. I .1.41._. 12.21 p.m.

Figura N" 39 Base de datos de Fundaciones

90

riT1T Patametros de las Fundaciones

Nombre : lAistApciR

Peno: io

Imag

Imagen Amciada a la Fundación

thievo

Unidades

I e [JUAN]

CarpetasArchivos de progrerni

_s Microsoft Visual Stuc—_.1J.

j Nombre Peso J Ongen de la ImagenAISLADO .. 10MORDAZA 1.5

jalt,3».

Selección de Ruta de la Imagen

Archivos:

,

.rlk'DDsLCE 5 DLLADDSCCUS.DLLBIBLIO.MDBC2 EkECVPACK.EXEDATAVIEW.DLLLINK.EXE

Elimina,

Salir

Li

MANUAL DE USUARIO,..9.1~01,70t_

4.4.4 Accesorios

En al base de datos de accesorios el usuario puede ver los accesorio que puede llevar laestructura de soporte tanto para conductores de alta y guarda en el caso de estructuras detransmisión o los accesorios que puede tener un poste de distribución, permitiendo mostrar elpeso, la imagen y el nombre del equipo. De igual forma se puede agregar un nuevo accesorio a lalista o modificar las características de uno existente.

:11 Inicio I A -.9 Reproductor... i fkii Manual Mi... f

Proyeclol ... I i Cakvio sobt... I 12:22p nn

Figura N" 40 Base de datos de Accesorios

91

Fremel

Presión de Viento Máxime 155

Presión del Viento Promedio : 1 ei

Temperatura Media de la zona 30

Temperatura Mínima de la zona 20

Coeficiente de Resistencia Termica 1

Emisividad Relativa de te Superficie del Conductor : (1

Presión deViento para Conductores : 55

Presión de Viento para Superficies, Planas : 1 148

Presión de Viento para Superficies Clculares : 192

ikePtelf

MANUAL DE USUARIO-,..c12111111111112.,c•

4.4.5 Factores Ambientales

En la base de datos de Factores ambientales se guardan las característica del medio ambiente,tales como las Presiones de Viento en la zona. temperaturas, y las presiones de viento paraconductores, superficies planas y superficies circulares.

_.11 1115 KV

t-

413 Inicio

'"1 A ReprodIctoi 1 Manual Mi. 1 Proyectol 1 ej Calculo lob; 1

z\I 4 1223p.ie

Figura N' 41 Factores Ambientales

92

ttielas del Terreno

Datos dei Terreno

Naturaleza del T erreno : /arena suave Nuevo

Coelie-ente de Compresib4idad . o Kg/en-1'2

Codicien/e de E mpuie 1 ioo Kgi'm"3

Densidad del Terreno: 1800

Eliminar i

Naturaleza del T erten° 1 Coeli ComptesibibdadPRUEBA .• 1.2Terreno Fangoso ... OT erreno ideai OTerreno Suave ... Oarena SUaV O

MANUAL DE USUARIO71112,2.›, ,1:10Z8101.1-:

4.4.6 Terreno

En el archivo de datos del terreno se guardan una serie de características de varios tipos deterrenos, siendo estas la naturaleza del terreno, coeficiente de compresibilidad, coeficiente deempuje y densidad del terreno. Al igual que las demás bases de datos del sistema con el botónnuevo se puede agregar un nuevo tipo de terreno o modificar uno ya existente, a demás de podereliminar cualquiera de la lista.

D j 1115 KV

álj Inicio I ffe:j A jReproductor ti Manual Mi_ I Proyectol • I el Calculo sobr._. I 91- 12:24 p. m

Figura N" 42 Base de dato del Terreno

93

¡miguen 3.8Nombre del Proyecto

MANUAL DE USUARIO,4•701,11dVMMIff.~MIMEd~,~1111~111~1111111.111111~2.921,..730 .W.1.111111.22.5:11,111611~811001.2.0.,Mro,... ter,1:1.1.1.5«.$5111~1111•11.111,

4.5 Ingreso de datos para Cálculo de estructuras

La corrida del programa se realiza seleccionando en el menú de inicio la opción nuevo, de talmanera de crear un nuevo proyecto, como se indica en la figura 43, dándole un nombre con elcual se guardarán los archivos y cálculos del mismo.

D [13.8ri r

51Inicio I J 19 Reproductor de CD [0051,..) Proyectol • Microsoft Visu...I 6 12:34 p.m.

Figura N" 43 Selección de Nuevo Proyecto

Luego de ingresar el nombre se pulsa la tecla ENTER para cargar el nombre del archivo,activándose el botón del menú de inicio PROYECTO, el cual permitirá ingresar paso a paso losdatos necesarios para realizar los cálculo, en este momento como el proyecto no se existe semuestran una serie de avisos indicando que los archivos están vacíos (Figura 44). La primeraopción es la de ingresar los datos del conductor a utilizar, esto se hace dependiendo del nivel detensión de trabajo, de tal manera que se hará el cálculo mecánico de conductor para el casocorrespondiente.

94

Archivo de Conductores de Baja Vaco

Aceptar

MANUAL DE USUARIO,70,1101011111.5.,,,' r-r,-.2acemeweisr-- - -

:in Inicio I 1,̀„1 •Reproductor...1 Ployectol • rtl Calculo s... _árj E xplorando -...1 M anual - MI.. 1 -Tpj.. 12:36 p. m

Figura N" 44 Aviso de archivos vacíos

Luego se abren las pantallas de selección de conductores dependiendo del nivel de tensión enel que se está trabajando, esto se puede observar en la figura 45 donde se han activado losconductores de alta y guarda

95

MANUAL DE USUARIO.12.1n61.2..E11.1~...n...IMIZIPHIMESEMZEIEWWWW/~/302~

-1512_ic 1E1

Guarda

Codigil ARVIDAL Peso del Cable: .344

Calibre: 4 Diámetro: 14,31

Área: 126 Temperatura Mínima Zona: O

Módulo de Elasticidad: 6450 Máxima Temperatura en la Tabla: O

Coeficiente de Dilatación: .009023 Potencia de Emergencia: 0

Carga de Rotura: 3814 Resistencia a SO 'C: O

Paso del Vano: 1 75 Vano M arrimo 530 Resistencia a 25 .C.. o

f---

Codigo 1 Calibre 1 Área I Mod. Elasticid... 1 Cofi. Dilatación j Carga Rotura j PesoA-1... 394.5 200 6350 .000023 6013A-16 394.5 200 6350 .000023 6013 .A-17 0 210 0 0 0 .ALLIANCE 4 125 6450 .000023 3884 ._ARVIDAL 4 125 6450 .000023 3884FLIHT vuu 375 6250 .900023 11023 1.< 1 1

Salir1

:IR Inicio ej: S 23 Reproductor. 1 Manual - Mi.. Proyectol 1 In Calculo sobmi

Figura N° 45 Selección de conductores

Es solo después que se han egresado los datos de los conductores que se activan en le botón demenú VER las opciones de Cálculo mecánico de conductor y de guarda si el nivel de tensión esmayor o igual que 115 Kv o solamente el cálculo mecánico del conductor si es el caso contrario.

En las figuras 46 y 47 se muestran respectivamente el cálculo mecánico de conductor y cablede guarda para un proyecto de 115Kv, dando también el vano critico y la condiciones de cadahipótesis

-Q.,V`Z; 12:24 p.m.

96

del Conductok,,,, ',:;514111,77

Vano Crítico : Número de Vano I Vano Crítico ••n=1 mts1 283.-892

9 (mts1 I Hipotesis 1 (Kg) I Hipotesis 2 (Kg1 i Hipotesir. 3 (KgiEl 1098.26 1087.52 903.03

50 112793 1087.52 905 7975 1170.39 1087.52 910.17100 1220.34 1087.52 915.86125 1273.71 1087.52 922.55150 1328.07 1087.52 929.89175 1382 1087.52 937.63200 1434 71 1087.52 945.5225 1485.76 1087.52 953.35250 1534.93 1087.52 961.03275 1582.13 1087.52 968.44300 1623.39 1082.37 971325 1660.52 1074.66 971350 1695.76 1067.38 971375 1729.17 10130.54 971400 1760.83 1054.18 971425 1790.81 1048.28 971450 181918 1042.85 971475 184605 1037.84 971500 1871.48 1033.25 971

Hipotesis 1 : emp. M ínirna 1-- ° CViento Máwimo Kg ) m-2

Hipotesis 2 : Viento Cero.1 Kg / ernp. Mínima 10

Hipotesis 3 : Viento Promedio : 1 Kg / m2 Temo. Media 1 ° C

MANUAL DE USUARIO

D

1115 KV

-1151j

inicio 1.31 A Reproductor. I 911Manual • Mi... 1 Proyectol - 1 El Calculo I ffl,";1•*, 12:17 pm

Figura N" 46 Cálculo Mecánico del Conductor

Se puede observar que el paso de vano seleccionado para realizar los cálculo fue de 25 m yque presento un vano critico de 293.89 m en el cual la hipótesis predominante paso a ser lahipótesis III

97

' •

/110E32 _j 1115 KV 1"-J

S (mis) Frirpoteeis 1 (Kg) Hipotesis 2 (Kg) Hipotesis 3 (Kg)25 1147.44 1144.99 1059.550 1154.8:3 1144.04 1058.575 1166.52 1142.97 1058.5100 1181.73 1141.53 1058.5125 1199.63 1139.73 1058.5150 1219.42 1137.62 1058.5175 1240.44 1135.26 1058.5200 1282.14 1132.69 1058.5225 1284.11 1129.96 1058.5250 1306.03 1127.12 1058.5275 1327.68 1124.22 1058.5300 140212 1185.52 1119.96325 1425.1 1185.52 1122.53350 1447.57 1185.52 1125.09375 1469.46 1185.52 1127.59400 1490.72 1185.52 1130.04425 1511.33 1185.52 1132.43450 1531.27 1185.52 1134.73475 1550.54 1185.52 1136.95500 1599.13 1185.52 1139.08

Vano Crítico Número de Vano 1 Vano Cr ítico 1- mts 283.99

2 0

Hipotesis 1: Viento M áximo : F---- Kg / m^2 T emp. Mínima ° C

Hipotesis 2: Viento Cero 1 Kg I m"2 Ternp. Minina. 1 ° C

Hipotesis 3 Viento Promedio Kg / rn^2 Temo. Media ° C

MANUAL DE USUARIOIn~1116~1~111~1~.~111~~~nitincantii,,,OcilSsmoannimilizi2.~1nisia.

'A Inicio Reproductor ..1 tjManual - Mi... I 111 Proyectol - 1 r3 Calculo sobr. . I 2,1,1 -111" 12:17 p.m.

Figura N" 47 Cálculo Mecánico del cable de Guarda

98

MANUAL DE USUARIO

Después de la selección de conductor el usuario debe volver a desplegar el menú proyecto,observando que se han activado las opciones de selección de estructuras y de terreno, pero laopción de Cálculo todavía esta desactivada, de tal manera que obliga a selecciona paso a pasocada una de las opciones anteriores.

En la figura 48 se observa la opción de seleccionar estructuras dependiendo del nivel detensión de operación.

,-.1111111Torres de CelosíaCódigo J Función J Altura Conduct... 1 Altura Penultim... J Altura entre Ca... j Longitud de la ... 1 ; ••• i

8115 Suspención 16.4823... Suspención 16.2

1 n ,

< I1

1.485c

2 63.5c

2.55 _...1O.-.

nI

Postes Cilindro CónicosCódigo 1 Función J Altura Conduct... 1 Altura Penultim 1 Altura entre Ca 1 Longitud de á 1 Piot,

A-___ Suspención 15

4 I (

1.5 1.25 2.25

1.1

Postes de DistribuciónCódigo 1 Función 1 L 1 11 1 L2 1 L3 1 [ niL27... Alineación 8.23L27B Alineación 8.23

3.593.59

1.621.62

1,621.62 .7j

li

Listado de EstructurasPosici&i 1 Código ! Tipo 1 Fu-ro:ación 1 Peso Ace Cond 1 Pew Acc. Con. 1 Peu

4 1 I

VerAccesorios

li

VerAceptar 1

fundacion

Niiisiii--1 Eliminar

1 Selección 1 una lilaI

Irncio a 1'32 Reproductor...¡ Mit,4 anual Mi... ¡ Proyectol - el Calculo sobr... 1

12:27 p m

Figura 48 Selección de estructuras

Al seleccionar la estructura deseada se activan automáticamente las opciones de seleccionarlos accesorios (figura 49),las fundaciones (50)

99

W§17.1.111?:',#:

D g

Zí. !lb& -r4 12.27 p.m.Proyectol • I rt3 Calculo sobr:ja inicio !„.;:j Reproductor I Lt.i Manual -

Torres d Dalos

n'Algo Nomble

B2313 PesoI I 'I .-,1/1 1.

Cantidad

Peso por CantidadPostes C

Peso Totai

Postes dCódigoL27...L2713

Listado I

Posición

N ornt4 e PeSC, Canhdad 1 Pelo Tota

NuSete

Código A-

Nue!Select

Accesorio

MANUAL DE USUARIO..,,zummossowes,:ncams~voiratoar.,,,urmeeee......,aramer:smatweetramtuas.nost..,,,ewny.e.wranrnmvslimmorawarma.... - -,,,perommommira,

Figura N" 49 Selección de Accesorios

El usuario debe posicionar el puntero sobre el accesorio deseado y con un clip sostenido porun instante se selecciona y se abre una pequeña ventana que pide la cantidad de accesorio que sevan a utilizar de un mismo tipo, luego se presiona enter y se carga el peso completo poraccesorio_ acumulándose en un cuantificador total de peso de accesorio, teniendo la opción deque si la selección no fue la correcta se puede realizar una nueva selección

100

Tipo 1 Nombre 1 A.° 1 Elo ICo1 Do IEoT 1 1 1

TI 1 1

eso 2 1

o o oo o o.25 5 .25.1 2.4 1o o o- ... -

J0~1111 PILOTE CILIN... 1 1

1- 8 1 1il 1

Tipo I Nombre I Ao 1 So I Co Do 1 EoPILOTE CILIN 1 1 25 25

D 2 Parernetroz de la:, Fundaciones Fundación

Tifo . 1T4 g o , 1 2 25 re

Nombre : PILOTE CILI h o 1 25 m

a , : 1 1 m Lo :1 8 !Ti

t.b o li m t o : I 2 re

c o : 1.25 m I : i O rr, cl.

d o , 5 re D_ Concreto 1 o

e . : 1.25 m Peso Par rillal o

f 0 : 1 1.25 ITi Diámetro i . I o rn Nueva E Eliminar AceptarSelección Una Fila

DI Imag , 1C.1Archivc4 d

MANUAL DE USUARIOItititl.11•11.1

Inicio 14j 19 Reproductor..) t hvlanu.51- Mi. Proyecto1 - 1 Calculo s:obr... I413 Z.1* .19J At- 12:28 p.m

Figura N" SO Selección de Fundaciones

La opción de selección de fundaciones muestra las mismas características que la opción deaccesorios, permitiendo elegir la fundación adecuada para la estructura.

En el caso de seleccionarse un poste de distribución se debe indicar el número de crucetas, elángulo de cruce, el número de conductores por cruceta, indicar si tiene o no derivación a demásde indicar si tiene percha y cual es su configuración, esto se puede ver en la figura 51.

101

MANUAL DE USUARIO

173 14,1

Perch&Número de Perchas : I

NÚMCTO de Conductores de la Percha:

Altura al Punto Medro de la Percha

TCI eiln

rl 1

U de Conductores por Cruceta Código de N omeclatura : ¡ Bl T

CrucetasNumero de Crucetas 12

Ángulo de Cruce 1

Altura Ira Cruceta 112.2

Carga de Rotura de la Guaye: 1Altura 2da. Cruceta : 111 5

tt de Conductores por Cruceta 1

Tiene Derivación:eptar Cancelar

_19.0

Posición 1 Código Tipo Fundación Peso A.cc Cond Peco Arco Con 1 Peor

Hueva I eliminarI Ver VerSelección una Fila Accesorios lundacion

110 Inicio] 4 !c.:A A 19 Reproductor...1 Proyectol - I rl Calculo sobr... 1 lj Explotando ti Manual - 1 1240

Figura N" 51 Selección de poste de Distribución

Solo cuando se ha seleccionado las características del terreno es que se activa la opción decalculo del menú Proyecto, de tal manera que al usuario activar esta opción aparece una ventanacomo la que se muestra en la figura 52 donde para completar el cálculo el usuario debe introducirel número de haces por línea (Número de conductores por línea).

Aceptar

102

MANUAL DE USUARIO,L,V.,19.11/1221.11,1,...1,11111111111111~11111~0~111,1,9,Martr,,i05,,, • • •

—1(51Je

1115 KV

t-

Frainel Nivel de Tensión :

Número de Haces 11

Número de Estructuras :

Número de Postes de distribución : 1

Posición I Cádigo I Tipo Fundación l Poro Acc. Coral. Rezo Acc. CorP115 Torre Td 100 100

Calcular Cancelar j

Inicio 4 !ft:j :5Reproductor..I 1_,1Manual • Mi.. I 1 Proyectol • .. I E:3 Calculo sobr I I Hacer Cal... Z,1 go)j•AL'' 1229 p.m.

Figura N° 52 Opción de cálculo del programa

Después de ejecutar la orden de cálculo el programa realiza todas las iteraciones necesariaspara determinar los esfuerzos mecánicos de la estructura y verificar si cumplen las condiciones deseguridad para las fundaciones seleccionadas o si es necesario redimensionar dichas fundaciones,e incluso cambiaria por otro tipo. Esta pantalla de resultados se puede observar en la figura 53.

103

MANUAL DE USUARIO

T00,Función:

Peso de la Tone

Peso Acc. Conductor

Kg

Kg

B115c,uspencion4000

100Peso Acc. Cable Guarda: 100 Kg

Número de Temas 1

Mv 1E4004 Kg m

FrcP 3252.91 Kg

Ea" 2118.37 Kg

Ec 4407 45 Kg

Ferlf : > No Vanos

E stuetzo de ComPrevón

[1275-3— e^3

36 < OK

rri"3Sea, Cal. I 526.G7 Smax Loc. 2gr7.87— m

Vc :

Torre

Dirnerniones de la Fundación

a:Iii m F5------- re h : 2F-75 --- ni

b:I11 m I .25 in L: 117.---- rn

1 , F27— e l 1 25 re i:I0 re

c : 1 25 m 9 . I 2 25 m P. Parrilla : I o Kg

Proreitna Torre .1

Torre Anterior Imprimir j Cancelar 1

lniciol .",e4 :5Fleplodu I TiManual • Proyecto I M Calculo s I eti Hacer C I F1 Ver Re.. 12_30 p.m.

Figura N" 53 Ventana de resultados

104

1\rmi

e

'Wat.A

AA 01. 3B4A

ANEXOS..,,,271i37r.s.,,A.,41,1491~~11211WWW241,174

ANEXO N" 1

Diagrama de DimensionesTransformador Monofásico Tipo Intemperie / poste

Capacidad(kVA ONAN)

Cokieiensiones (mm)* Peso*(Kg)

A AA 8 I38

10 490 570 865 115

15 490 570 865 130

25 490 570 965 160

37 555 635 1.110 235

50 555 635 - 1.410 290

75 645 825 - 1.215 420

100 645 825 - 1.410 516

167 925 825 - 1.510 660

250 1.100 1.030 1.540 930

333 1.100 1.030 1.540 1.060

500 1.220 1.220 1.540 1.500

167 kVA lleva un radiador a cada lado. 250 kVA lleva un radiador a cadalado y uno atrás. 333 y 500 kVA llevan un radiador a cada lado y dos atrás. *

106

ANEXOS

ANEXO N" 2

CARACTERISTICAS DE LOS POSTES DE ACERO

L L Ll L2 L3 D1 D2 D3 El E2 E3 PESO EC Lo to

pie m m m m m m m M m m Kg Kg m m

27,00 8,23 3,59 1,62 1,62 0,11430 0,08890 0,08890 0,00550 0,00450 0,00450 99,00 116,00 1,40 1,60

27,00 8,23 3,59 1,62 1,62 0,13970 0,11430 0,11430 0,00550 0,00550 0,00550 147,00 178,00 1,40 1,60

30,00 9,14 3,38 2,13 2,13 0.13970 0,11430 0,08890 0,00550 0,00550 0,00450 151,00 159,00 1,50 1,70

30,00 9,14 3,38 2,13 2,13 0,16830 0,13970 0,11430 0.00630 0.00550 0,00550 190,00 266,00 1,50 1,70

32,00 9,75 3,67 2,29 2,29 0,16830 0,13970 0,11430 0,00630 0,00550 0,00550 203,00 246,00 1,50 1,70

35,00 10,67 3,95 2,51 2,51 0,16830 0,13970 0,11430 0,00630 0,00550 0,00550 222,00 223,00 1,70 1,90

35,00 10,67 3,95 2,51 2,51 0,17780 0,13970 0,11430 0,00700 0,00550 0,00550 230,00 327,00 1,70 1,90

37,00 11,28 4,24 2,67 2,67 0,16830 0,13970 0,11430 0,00630 0,00550 0,00550 235,00 211,00 1,70 1,90

40,00 12,20 4,46 2,97 2,97 0,17780 0,13970 0,11430 0,00700 0,00550 0,00550 262,00 288,00 1,80 2,00

40,00 12,20 4,46 2,97 2,97 0,21910 0,16830 0,13970 0,00700 0,00630 0,00550 355,00 437,00 1,80 2,00

45,00 13,72 5,02 3,35 3,35 0,17780 0,13970 0,11430 0,00700 0,00550 0,00550 294,00 250,00 2,00 2,20

45,00 13,72 5,02 3,35 3,35 0,21910 0,16830 0,13970 0,00700 0,00630 0,00550 399,00 388,00 2,00 2,20

CARACTERISTICAS DE LOS CONDUCTORES ALVIDAR

CODIGO CALIBRE SECCION CALIBRE DIAMETRO PESO Carga deRotura

MCM mm2 AWG mm (Kg/Km) KgAlton 48,69 24,67 4 6,36 68 801Ames 77,47 39,25 2 8,02 108 1270Azusa 123,30 62,48 1/0 10,11 172 2023

Anaheim 155,40 78,74 2/0 11,35 217 2452Amherst 195,70 99,16 3/0 12,74 273 3083Aliense 246,90 125,00 4/0 14,31 344 3884

107

í,

tto,aom.

Mí' a4.44.4 r.«Wan '1 4.4144k,,

u 41,11/94 .4111141 va,

7,44.947. Al UN.

4•11 i'..

..,..... ..-41., O . bpS> '',0.,1114, milp • ,

4.0.11..), 04.14,44, 1 .t..4V415 antl• dm

440.04.4., tufba ‘. h., *urna.

e 4 Y 4IIIPPr.

- Pip•Shi

imatraireS

'n•4

1

4

5-

tl

4'

,X t.»

410:50,

ANEXOSOsOlk,d4 , . . 4xer,

1

ANEXO N°3

•

Ni. weitrobasylvt,„, intstnikel bona FRP he« aje-1 te, nr) i ,,,stes.. .. ... .. o-

- .,.•• iidOP esukurn:ig ,41..... .

Diagrama esquemático de aisladores

108

ANEXOSi" , ,,,,,.., , , ,,S1~1~301.124111~1~1111~11111~. . •

ANEXO N° 4

(7odigo delcable dealeación

6210

Calibre Calibres y C.ableados dedel los cables ACSR delcable de Sección mismo diámetro que los

aleación de aleación6210

N de hilos por 1 Diámetro Peso Carga Resistenciadiámetro de : total Total De Corriente

cada hilo Rotura continua a20' C

MCM «11' AWG kokr.i4 Al/Acota: IR ea tr1 kg/km k :ohms jlten

Aa

Aten

Árne 9

•

30.58

48,69

77.47

4 ''. n 5 .J

24 47

62,48

• •

1

4

7 x 1.6R

7

x

7 x ::

19 x 3 98

5.4

6 ,

0.02 :

II

I

le

42_4d

107,5

171

547;4

t:45,7

-131.: I

.

:577

1

Dortyrt 559, S 1 83 477 26/J x 4 36 ,,79 /4.3 1 I 81

tigin 1552.4 17 4.7I q(15 2 ,24 1:2115

• I •

1 1 4 5 . ;> :›

1. i 590,2 1 03.7( . 5 .1 3 1 9

.259 638,2 111.1 1 x 3.6:5 ,4,11

.3 413.8 683,4 1 .192,5 54,,7 ...t. I x 4 04

Características Físicas. Mecánicas

y Eléctricas para Conductores AAAC

109

ANEXOS9yolwilrifffinG...«.=-31.72k1 .1111111111111111111111011111~M0111.1101~11111101"

ANEXO N" 5

Tipo de cable Cableado

N° de hilos

Módulo de

Elasticidad final

(E) Kg/mm2

Coeficiente de

Dilatación Lineal

11°C por 10-6

7 6200 23Cables de 19 600 23Aluminio 37 5800 23

61 5600 23Cables Al / Acero

de Aluminio con6/1

26/780008000

19.118.9

Alma de Acero 54/7 7000 19.3

(ACSR) 54/19 7000 19.4

Cables de 7 6450 2319 6350 23

Aleación de 37 6250 23Aluminio 61 6000 23

Acero 1 20000 11.57 19000 11.5

Galvanizado 19 19000 11.5

Módulos de Elasticidad Finales Y

Coeficientes de Dilatación Lineal

110

ANEXOS.:24011111111111~111.79..

ANEXO N° 6

Naturaleza del terrenoCoeficiente del terreno en kg. i

cm2

Terreno fangoso y turba ligera 0,5 a 1,0

Turba dura, arena fina de costa 1,0 a 1,5

Depósito de tierra vegetal, arena grava 1,0 a 2,0

Arcilla mojada 2,0 a 3,0

Arcilla húmeda 4,0 a 5,0

Arcilla seca 6,0 a 8.0

Terrenos bien apisonados:Tierra vegetal con arena, arcilla y poca

piedra.8,0 a 10,0

Igual terreno pero con muchas piedras 10,0 a 12,0

Grava fina con mucha arena fina 8,0 a 10,0

Grava media con arena fina 10,0 a 12,0

Grava media con arena gruesa 12,0 a 15,0

Grava gruesa con mucha arena gruesa 12,0 a 15,0

Grava gruesa con poca arena gruesa 15,0 a 20,0

Grava gruesa con poca arena gruesa peroapisonada 20,0 a 25,0

Coeficiente de Compresión

ANEXOS

ANEXO N° 7

Terrenos (1)8

T/m3tg2(71/4-FT/2) tg2(n/4-T/2)

CKg/m3

Arena gruesa 300 1.5 3,00 0,33 670

Arena fina 16° 1,4 1,75 0,567 280

Tierra húmeda 36° 1,6 3,85 0,259 960

Arcilla seca 300 1,6 3,00 0,333 720

Arcilla húmeda 22° 1,8 2,19 0,454 520

Tierra muelle

M

480 1,6 7,60 0,145 2000

Tierra muelle F 55° 2,0 10,048 0,1 3000

Coeficientes de Empuje

112

>3 í _ 4

Ii 1

113

h-1

h5

116

117

414

•

• 141

P+ 3.0114.50ii Mil

.509,4141

TORRE TIPO A. A-A

113

R

ANEXOS

ANEXO N" 8

p.

7,03.

romo.

..wwe

11111n

PM

•

M

▪

e

▪

.

Ni. MI/

mur

.1;

- it

P + 3.4M

4.54.1

6.4141

7,5i1

9.C10"IZ,51,?>101.5:5:9551

• .

"-":"M115›.

I RRE I IP() B. <

114

ANEXOS...13/11~11111.,

ANEXO N" 9

oS

O

o

/ I

ho

48

Oo". O

Oo ' oO4o

4o4•-•

O

O

:1oloo

71

1

I

"

•• •

• '

1—'1

1

rz--,

'•••4.

1.1

ANEXOS

ANEXO N" 10

POSTES DE HORMIGON ARMADO VIBRADO

1t.4 P1tt CAÍD, :::STRECHO

•• •••.:,.."••••

115

ANEXOS

ANEXO N" 1 1

POSTE DE HORMIGON ARMADO CENTRIFITCG4D0

a (itirrt)

Sección empotrainiento

CONICIDAD 1 cinfin

b (=)

116

1

ANEXOS,..11~1051.1n11111~aarmaY.-stimrsenrs.I. wyn,......~~111111101~..w.2.3tr ,,..11n91•1~ .

ANEXO N" 12

POSTES METÁLICOS DE CELOSÍA

'

.X

f-Y

330-420 kV 1 ly

45kV 66kV 110 kV 132kV 220 kV

Apoyo a base de perfiles de hierro Apoyo de honnigon armado

117

ANEXOS

ANEXO N° 13

CARACTERÍSTICAS DE LOS APOYOS TIPO C-500

Designación Pesokg.

Ancho enla base

mm.

Ancho enla cabeza

mm

Alturasobre

el suelo H(m)

Alturatotal

HT (m)

C-500-10 254 716 510 8,72 10

C-500-12 307 786 510 10,65 12

C-500-14 372 866 510 12,61 14

C-500-16 427 936 510 14,56 16

C-500-18 497 1.018 510 16,52 18

C-500-20 562 1.088 510 18,48 20

C-500-22 642 1.170 510 20,46 22

C-500-24 727 1.240 510 22,44 24

C-500-26 807 1.322 510 24,42 26

C-500-28 892 1.392 510 26,40 28

C-500-30 977 1.474 510 28,38 30

118

çJj\ u.N

CONCLUSIÓN~:~ns,vt,.

Cada día se hace necesario el diseño por computadora de proyectos que están relacionados con

el proceso de transmisión o distribución de energía, ya que el efecto que tiene el suministro de

energía bajo la forma de electricidad en el proceso social y económico del país deja de manifiesto

la necesidad de desarrollar soluciones innovadoras y prácticas a problemas complicados y que

exigen mucho trabajo y tiempo para su realización.

Bajo este concepto se realizó el diseño del programa ESTRUCTURA, el cual facilita de una

manera rápida y eficaz la antigua forma de verificar y calcular los diversos parámetros y

dimensiones asociados a los soportes y fundaciones que se encuentran en un determinado

proyecto de electrificación o a un soporte especifico visto como una unidad.

El programa ESTRUCTURA, permite calcular en forma individual cada uno de los soportes a

utilizar, de tal manera, que se logra una independencia entre los mismos, garantizando una mayor

precisión en la selección del apoyo y el dimensionamiento de sus fundaciones lográndose una

optimización en cuanto a costo e integridad del sistema.

La forma en que se ha estructurado el programa permite que a través de los archivos

correspondientes el usuario pueda ingresar los datos necesarios para el diseño del proyecto, e

inclusive permite la actualización de todos los archivos ya existente de tal manera que se tiene

una herramienta de gran versatilidad y fácil manejo.

Comparando los resultados arrojados por el programa con proyectos realizados por CADAFE,

se puede observar que la estructura de soporte seleccionada y el diseño de la fundación cumplen

con los estándares de seguridad establecidos por la empresa de electricidad, esto es valido tanto

para soportes en líneas de transmisión como para soportes en líneas de distribución, en cuyo caso

el programa es capaz de suministrar como resultado un soporte individual, si este no cumple con

los factores de seguridad el programa lo sustituye por un soporte ventado, y si no existe la

posibilidad de colocar los vientos, dará la información de la respectiva estructura (dos postes), de

tal manera que no se sobredimensionan las fundaciones respectivas.

121

BIBLIOGRAFÍA

CHECA, Luis María. (1973) Líneas de transporte de energía. Barcelona, España

Editorial MARCombo.

BROWN, Steve. (1998) Visual Basic 5.0. Amaya multimedia.

CORNEL, Gary. (1999) Visual Basic 6.0. Mc Graw Hill.

ENRÍQUEZ H, Gilberto. (1980) Líneas de Transmisión y Redes de Distribución de

Potencia Eléctrica. Limusa

FINK, Donald. (1997) Manual de Ingeniería Eléctrica. Mc Graw Hill.

HALVORSON, Michael. (1998) Aprenda Visual Basic YA 5.0. Mc Graw Hill

MC RINNEY, Bruce. (1998) Programación Avanzada en Visual Basic. Mc Graw

Hill.

RAGA, José del S. (1999) Transmisión de energía II. Universidad de Carabobo.

Venezuela.

Normas Generales para Proyectos de Líneas de Transmisión y distribución de

la Empresa CADAFE. Mayo, 1995.

IV Jornadas nacionales de Potencia, Proyectos. 1988.

DELGADO, Freddy. Estudio Económico en Fundaciones para Líneas de Transmisión.

(1988), 1801.V.2.1.16.

125

I ir

lig51Kg' UL

04

95 :141A,5..s.1 • p. UNIVERSIDAD DE CARABOBO

FACULTAD DE INGENIERÍAESCUELA DE INGENIERiA ELÉCTRICA

DEPARTAMENTO DE POTENCIA

14.1e_t• t

9() N.&CI Ci

\ r.•-, 4. 0.5 nd de e

• -•r":-• E44111.,-

Ity..1•::„.•

_..t ''' - --

„,.., ,„ /\,:, - ' ‘,. „.,, .. n '

‘:"--C7rCA Cl.%”

RECIBIDO17 Jut.. 2003

Trabajo de Ascenso presentado ante la IlustreUniversidad de Carabobo como requisito

para ascender a las Categorías deProfesor Titular y Profesor Agregado. respectivamente

Prof. Milagros M. Peña T.Prof. José del S. Raga M.

o sisTE, HAs LtEeim ces - cA .D.4_1) -DE Ck)C-F2G;ok

ID)

Valencia, Noviembre de 2002.

AGRADECIMIENTOS

Los autores quieren expresar su mas alto agradecimiento a todas aquellas personas quede una u otra manera han contribuido significativamente con la presente investigación yque nos han prestado gentilmente parte de su ocupado tiempo.

Entre ellos queremos agradecer muy especialmente a:

Ing. Roberto Alves Coordinador de Ingeniería Eléctrica UNIVERSIDADSIMON BOLI VAR

Mg. Javier Tarazona, EDELCAMg. Luis Ruge/es,Ing. José Antonio Martín

Ing. Nayleth Delgado Dpto. Planificación del Sistema ELEOCCIDENTE

Ing. Nancy Hurtado Dpto. Distribución SENECAIn,,'. Ilich Hernández Dpto. Calidad de Servicio Eléctrico. SENECA

Dirección de Operaciones -

Ing. José García Dpto de Operaciones ELE VALIng. Luis Pereira Dpto. Diseño y Planificación de RedesIng. José M. Rodríguez

Tec. Carlos Aguiar ELECTROSOLy todo .su personal

También queremos agradecer a nuestros estimados compañeros de trabajo y amigosProf. Lastenia Meléndez, Prof. Napoleón Arteaga y Prof. Eva Monagas por suespecial entusiasmo, colaboración, comprensión y apoyo incondicional para el desarrollodel presente trabajo.

FEDT Frecuencia Equivalente de Desviación de TensiónFEECB Frecuencia Equivalente por Energía Consumida Desagregada por

Banda de TensiónFEES Frecuencia Equivalente de la Energía Suministrada fuera de la

Banda de TensiónFEU Frecuencia Equivalente de Intemipción por UsuarioFIU Frecuencia de Interrupción por UsuarioFLICKER Fluctuaciones de tensiónFM1K Frecuencia Media de Interrupción por KVA instaladoFMIKAi FMIK por Alimentador de MT jFMIKRd FMIK para Red Global de DistribuciónFMIT Frecuencia Media de Interrupción por TransformadorFS Frecuencia Media de Interrupción del SistemaFUN DELEC Fundación para el desarrollo del Sector Eléctrico

IEC International Electrotechnical ComissionIEEE 1nstitute of Electrical and Electronic Engineers)¡TIC: Information Technology Industry Council Consejo de

Información Tecnológica e industrial)

L.S.E. Ley de Servicio Eléctrico

MA I FI Frecuencia Media de Interrupción MomentáneaMEGAN E Mancomunidad de Electricidad y Gas de Nueva EspartaMEM Ministerio de Energía y MinasM.T. Media Tensión

Notching Muescas de la forma de tensión

PCC Punto Común de Acoplamiento - Points of Common CouplingPQ Power QualityPst Probability Short Term - Indice de severidad del Flicker de corta

duración

SAGS Caídas de tensión de corta duraciónSAIDI Duración Media de Interrupción del SistemaSAIFI Frecuencia Media de Interrupción en el SistemaSARFI Número de bajas de voltaje fuera de la curva ITICrricSARF I SEMI Número de bajas de voltaje fuera de la curva SEMI

SARFIx Frecuencia RMS Promedio en el Sistema

iv

SEMI F47-0999 Especificación Provisional de Inmunidad ante bajas de voltajepara procesamiento de equipos semiconductores

SENECA Servicio Eléctrico del Estado Nueva Esparta C.A.SWELLS Elevaciones pasajeras o de corta duración de tensiónSIARFI %y : Indice de la Frecuencia de Variación RMS promedio Instantánea

del sistemaSMARFIcw : Índice de la Frecuencia de Variación RMS promedio Momentánea

del sistemaSTARFLoyÍndice de la Frecuencia de Variación RMS promedio Temporal del

sistema. SARFlow = SIARFIgiov + SMARFlow + STARF1uv

TC Tiempo Total de Interrupciones por consumidorTDD Distorsión Total de la DemandaTDT Tasa de Distorsión TotalTEU Tiempo Equivalente de Interrupción por UsuarioTHD Distorsión Total Armónica- Equivalente al TDTTIF Factor de Influencia TelefónicaTTIK Tiempo Medio Total de Interrupción por KVA instaladoTTIKRd TTIK para Red Global de DistribuciónTTIKAiTTIK por Alimentador de MT jTTIU Tiempo Total de Interrupción para un UsuarioTPRK Tiempo Medio de primera reposición por KVA NominalTURK Tiempo Medio de última reposición por KVA NominalTS Tiempo Total de Interrupción del Sistema

UNIPEDE Unión Internacional de Productores y Distribuidores de EnergíaEléctrica

y

9.9.4 Indicadores de Calidad de Servicio EléctricoCADAFE 39

2.2.5 Indicadores de Calidad de Servicio Eléctrico EPR1 402.2.5.1 Calidad de Producto Técnico 402.2.5.2 Calidad de Servicio Técnico 41

Capítulo III: MARCO METODOLÓGICO

3. I Tipo y Nivel de la Investigación 473.9 Procedimiento de la investigación 47

3.2.1Fuentes de Información 493.2.1.1 Documentos 493.2.1.2 Entrevistas 50

3.2.2 Recolección y Procesamiento de la Información 50

Capítulo IV: PRESENTACIÓN Y ANÁLISISDE LOS RESULTADOS

4.1 Herramientas y Metodologías de Medición, Evaluación, yCriterios de Tolerabilidad de los Parámetros de Calidad 55

4.9 Estado actual de las Empresas de Servicio EléctricoVenezolanas en relación a la Calidad de Energía 59

4.3 Comparación y Análisis de las Normas Venezolanas deCalidad de Energía

CONCLUSIONES

RECOM ENDACION ES

ANEXOS

A.- Observaciones relacionadas con las Fluctuaciones de Tensión o FLICKER

13.- Características de los equipos registradores utilizados para las mediciones

C.- Gráficos de los resultados obtenidos de las campañas de medición realizadas porlos investigadores

I).- Artículo presentado y publicado en el IV Congreso de Investigación -Universidad de Carabobo Noviembre 2002

vii

Por todas estas razones y muchas otras es que los autores decidieron investigar acerca deeste tema tan interesante y extremadamente amplio, restringiendo el alcance de lainvestigación a los siguientes puntos:

Actualizar el conocimiento sobre el tema en base a las bibliografiasinternacionales y revisar la experiencia propia.Revisión de las definiciones de los diferentes índices de calidad utilizadosnacional e internacionalmente.Análisis de las Normas de Calidad de Servicio Eléctrico Nacionales eInternacionales.Determinar las herramientas y metodologías de medición, de evaluación ycriterios de tolerabilidad de los parámetros de calidad.Revisar las campañas de medición sobre la red realizadas hasta el momentopor las empresas de servicio eléctrico del país que permitan conocer lasituación actual.Realización y obtención de mediciones piloto de variables para el cálculo delos indicadoresDesarrollo de una herramienta de cálculo computacional que determine elvalor de los indicadores de Producto Técnico a partir de los registros demedición, en función de la normativa.

Entre los resultados obtenidos se puede mencionar la recopilación de una ampliabibliografia de consulta relacionada con el tema, obteniendo gran cantidad de las normasnacionales e internacionales respectivas.

Por otra parte se hizo contacto con varias empresas del sector y se pudo constatar queestas empresas se encuentran muy adelantadas en este aspecto, realizando campañas demedición y realizando cálculos de los indicadores de calidad para ir aplicando en loposible medidas correctivas a fin de ir bajando los índices a los límites requeridos.

De las empresas de servicio eléctrico venezolanas, SENECA es la empresa que ya tieneun Contrato de Concesión y Normas de Calidad vigentes bajo el nuevo esquemaregulatorio y su experiencia ha servido de base para muchas empresas del sector.

Los autores realizaron y obtuvieron medidas de las variables eléctricas y realizaronprocedimientos de evaluación de los indicadores de acuerdo a los parámetrosestablecidos en las normas.

Finalmente, de la presente investigación se determina, que es necesaria la inclusión demuchos aspectos de Calidad de Energía Eléctrica en asignaturas que tengan relación altema, como Control de Motores, Electrónica de Potencia, Mediciones Eléctricas,Sistemas de Potencia, entre otras, tanto a nivel de pregrado como en postgrado.

El presente trabajo de investigación está estructurado en cinco capítulos. En el primerode ellos se hace el Planteamiento del Problema que originó la realización de la

ix

investigación que se presenta a continuación. Allí se formulan los objetivos del trabajo,su justificación y las limitaciones del mismo.

El segundo capítulo comprende el Marco Teórico de la investigación, en el cual seplantean los antecedentes, las bases teóricas y la definición de términos básicos.

En el tercer capítulo, el Marco Metodológico, se plantea el tipo de investigación y sedescribe la metodología empleada, incluyendo las fuentes de información, cómo sedeterminaron las muestras de la población, los instrumentos y procedimientos para laevaluación y análisis de resultados.

El cuarto capítulo incluye presentación y análisis de resultados de la investigación decalidad de servicio en sistemas eléctricos.

Finalmente se presentan las conclusiones y recomendaciones del presente trabajo deinvestigación.

CA PITULO I

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

1.1 Planteamiento y Formulación del Problema

Desde hace mas de una década, Venezuela se encuentra en un proceso dereestructuración del sector eléctrico. Este proceso se encuentra inmerso dentro de uncambio de la industria eléctrica a nivel mundial, con profundas implicaciones en laeconomía global y el medio ambiente. Muchas de las empresas eléctricas verticalmenteintegradas y por tradición pertenecientes al sector público, esperan ser reestructuradas, aun modelo basado en la libre competencia como se ha ido realizando en muchos países,tales como Chile, países escandinavos, el Reino Unido, Estados Unidos, Argentina,España, etc.

Todo este proceso de transición de un modelo a otro se plasma en Venezuela el 21 deseptiembre de 1999, cuando aparece en la Gaceta Oficial Número 36.791, la Exposiciónde Motivos del Decreto con Rango y Fuerza de Ley de Servicio Eléctrico y su decreto.En esta Ley se plantean los primeros esbozos de la reestructuración, los cuales se debíancompletar para septiembre de 2001 cuando entrarían en funcionamiento la ComisiónNacional de Energía Eléctrica, como ente regulador ( hasta ahora FUNDELEC ) y sedebían tener listas las normas reglamentarias necesarias para su funcionamiento.

El término reestructuración, implica la separación de la industria eléctrica poractividades funcionales: Generación — Transmisión — Distribución — Suplidor(Comercialización), y la introducción de medidas de relajamiento en las restriccionesregulatorias monopólicas, en aras de promover la competencia comercial.

La función principal de un sistema de potencia es el suministro de energía eléctrica a losconsumidores. Pero esta función se debe llevar a cabo bajo condiciones deconfiabilidad, seguridad y calidad, funciones secundarias realizadas por los llamadosServicios Complementarios.

Los Servicios Complementarios son actividades colaterales que tienen la función depreservar la calidad de la energía que reciben los usuarios y al mismo tiempo velar por laseguridad del sistema eléctrico [ 4]

Estos Servicios Complementarios siempre han existido, ya que siempre se ha buscadooperar los sistemas cuidando los parámetros de calidad y seguridad. En esquemastradicionales, con empresas verticalmente integradas, los Servicios Complementarios

están inmersos en el proceso de producción, transmisión y entrega de la energía y lamanera de recuperar los costos incurridos por estos servicios se hace de maneradesagregada.

En esquemas competitivos como los que se plantean actualmente, es necesarioidentificar adecuadamente estos Servicios Complementarios, los consumidores y losproveedores, para lograr un mejor mecanismo de cargos y asignaciones a losparticipantes del mercado competitivo y asegurar de esta forma su prestación.

En Venezuela, por ejemplo, el robo y las altas pérdidas de energía son un graveproblema ya que algunas compañías eléctricas han presentado pérdidas técnicas y notécnicas de hasta un 50% de la energía generada, encontrándose en la actualidad estaspérdidas en aproximadamente un 25%.

El servicio de suministro eléctrico, siguiendo la introducción de políticas de regulación,adquiere dimensiones de importancia social que desencadenan la legislación yregulación del sector.

Por tal motivo, recientemente, se viene trabajando sobre la normativa que regirá elaspecto de calidad en los sistemas eléctricos, discriminando y revisando los estándarespredefinidos de seguridad y calidad que permiten clasificarlos en orden de importancia ydesechar aquellos que se consideran innecesarios.

La Calidad de la energía siempre ha sido un factor muy importante dentro de un sistemaeléctrico. Sin embargo, por muchos años la definición de la calidad de la energía selimitaba solo a la Confiabilidad del sistema.

Los clientes a quienes se les suministraba la energía eléctrica tenían cargas de naturalezalineal. Al proveer un voltaje sinusoidal, la corriente resultaba también sinusoidal y estasen general no eran sensibles a variaciones momentáneas de la tensión de suministro.

Pero estas cargas han sufrido transformaciones. Los dos cambios más importantes quehan sufrido las características de las cargas de los consumidores de los sistemaseléctricos, que han variado la naturaleza de la definición de la calidad de servicio en elpasado, han sido:

La sensibilidad de las cargas en sí mismas, en vista de que actualmente, losnuevos equipos incluyen controles basados en microprocesadores yequipamiento de electrónica de potencia, elementos no lineales que los hacensensibles a muchos tipos de perturbaciones de la tensión, además de las posiblesinterrupciones de energía, resultando en innecesarios disparos de las proteccioneso en el mal funcionamiento en un proceso industrial importante.

El hecho de que estas mismas cargas sensibles están interconectadas en grandesredes eléctricas con procesos automatizados que a su vez son las que generan las

2

mismas perturbaciones que las afectan, incrementando aún más el problema yrequiriendo una muy buena referencia de potencial de tierra en cero, para todo elsistema completo.

Estos cambios en las características de la carga han creado un creciente interés en elestudio de las causas y los efectos de los problemas relacionados con la calidad de laenergía, evaluando su impacto y las posibles soluciones para reducir estos problemas.

La Calidad de Servicio permite valorar y jerarquizar el servicio eléctrico, protegiendo ydándole confiabilidad a las cargas, convirtiéndose en un activo así como también en unaresponsabilidad compartida entre los usuarios y las empresas de suministro.

Por ejemplo, la joven empresa venezolana de Servicio Eléctrico del Estado NuevaEsparta, SENECA, en su contrato establece una serie de normas de Calidad de ServicioEléctrico que sirven de base, junto con las de otros países, para la elaboración de lanormativa venezolana que pronto entrará en vigencia para todo el sector eléctrico.Actualmente el Ministerio de Energía y Minas se entrena con esta empresa, a través deMEGANE, controlando y fiscalizando, y así tener experiencias importantes para llevar acabo esta normalización a nivel nacional, junto con el estudio de las experiencias que seestán realizando a nivel internacional en el área de Calidad de la Energía Eléctrica.

También el MEM y FUNDELEC reciben actualmente la asesoría de consultorasinternacionales de amplia experiencia en el área, tales como Stone & WebsterConsultants Inc, Mercados Energéticos S.A., Consult Service 2011 C.A.

Por otra parte las empresas distribuidoras del país, tanto privadas como del estado, debenimplementar acciones inmediatas a fin de adaptarse a las nuevas normativas yreglamentaciones que entrarán en vigencia. Entre las acciones que están realizandoactualmente, se encuentra la separación jurídica de las actividades, ya que la mismaempresa no puede realizar el ejercicio de dos o más actividades de generación,transmisión o distribución.

Es necesario entonces, establecer en qué estado se encuentra actualmente lareestructuración en cuanto a calidad de servicio en el sector eléctrico y realizar a travésde este trabajo, la investigación y la introducción de este tema dentro de las líneas deinvestigación de la Escuela de Ingeniería Eléctrica de la Universidad de Carabobo.

De igual manera se debe revisar el sistema de medición y control que se tieneactualmente, discriminando en función de la viabilidad de la implantación de un sistemade medición y control de las variables necesarias para evaluar la calidad de servicio anivel de los índices internacionalmente aceptados.

3

1.2 Objetivos de la Investigación

1.2.1 Objetivo General

El objetivo general del presente trabajo es la revisión del estado actual de los diferenteselementos que constituyen los parámetros de los sistemas eléctricos necesarios para laevaluación de la calidad del servicio eléctrico, valoración de las perturbaciones, susorígenes y sus efectos sobre el sistema eléctrico, dentro del marco de reestructuracióndel sector eléctrico venezolano.

1.2.2 Objetivos Específicos

Para llevar a cabo el objetivo general, se requiere de la ejecución de los siguientesobjetivos específicos:

Actualizar el conocimiento sobre el tema en base a las bibliografiasinternacionales y revisar la experiencia propia.Revisión de las definiciones de los diferentes índices de calidad utilizadosnacional e internacionalmente.Análisis de las Normas de Calidad de Servicio Eléctrico Nacionales eInternacionales.Determinar las herramientas y metodologías de medición, de evaluación ycriterios de tolerabilidad de los parámetros de calidad.Revisar las campañas de medición sobre la red realizadas hasta el momentopor las empresas de servicio eléctrico del país que permitan conocer lasituación actual.Realización y obtención de mediciones piloto de variables para el cálculo delos indicadoresDesarrollo de una herramienta de cálculo computacional que determine elvalor de los indicadores de Producto Técnico a partir de los registros demedición, en función de la normativa.

1.3 Justificación del Problema

En la Ley de Servicio Eléctrico venezolana de 1999, se plantea la necesidad de exigircalidad y seguridad en el servicio eléctrico. Para ello la Comisión Nacional de EnergíaEléctrica (CNEE) deberá actuar bajo el principio de promover la eficiencia,confiabilidad y seguridad en la prestación del servicio, y el uso eficiente y seguro de laelectricidad ( Art. 16 )

Igualmente la CNEE deberá dictar las normas de Calidad que regirán las actividades delservicio eléctrico y las normas para la fiscalización del mismo, como también deberápublicar evaluaciones periódicas respecto a la calidad de los servicios ( Art. 17).

4

Entre las obligaciones de las empresas de distribución de energía eléctrica se tiene la deprestar el servicio de manera continua, eficiente, no discriminatoria y dentro de losparámetros de calidad al igual que compensar los daños causados a sus usuarios comoconsecuencia de fallas de suministro de energía eléctrica o mala calidad del mismo( Art.36)

A los municipios les corresponderá fiscalizar la calidad del servicio eléctrico en sujurisdicción, con base a las normas que a tal efecto dicte la CNEE, y presentarrecomendaciones y observaciones a las empresas locales de servicio eléctrico, relativas alos planes de expansión y mejoramiento de la calidad de servicio.( Art. 42)

Se puede observar en la presente ley, que el aspecto de calidad de servicio eléctrico esun tema muy importante para el cual, se dictarán normas que deberán cumplirse, ya queserán fiscalizadas y sancionadas. Es entonces relevante y necesario realizar unainvestigación de cómo se ha realizado hasta ahora, el control de las variables que dictanla calidad de servicio y revisar cómo lo están haciendo los países que ya han incorporadola regulación en sus operaciones y servicio eléctrico

Adicionalmente, hay que tomar en cuenta que las universidades deben integrarse en estetema, ya que son fuente de investigación y desarrollo de tecnologías, que pueden seraplicadas y orientadas al servicio público, como lo es en este caso, en las campañas demedición y control de las variables eléctricas y en la evaluación de los estándaresinternacionales, particularizándolos para el caso de Venezuela, y participar en ladeterminación de las regulaciones en materia de calidad de servicio. Se puede observaren la bibliografía analizada que los autores de una gran cantidad de artículos sobre estetema, pertenecen a las universidades de los diferentes países involucrados.

Aún cuando el entusiasmo hacia el cambio se amplía con cierta velocidad, utilizando lasexperiencias logradas en otras partes del mundo, también existe la tendencia a laobservación y dar plazos de espera, para ver las respuestas a la reestructuración en lospaíses que lo están aplicando y sus consecuencias.

En Brasil por ejemplo, se han encontrado dificultades en los controles de los índices dela data para su cálculo, en la obtención del número de consumidores interrumpidos,problemas de confiabilidad en las informaciones suministradas por la concesionaria,discrepancia en el cálculo de los índices entre la concesionaria y el ente regulador, acausa de los recursos utilizados para su cálculo, los valores de la tensión en los nivelesprimarios están fuera de los límites establecidos en los reglamentos, las capacidades delos alimentadores primarios están por encima de su capacidad nominal, muchostransformadores de distribución están sobrecargados, las concesionarias han presentadoproblemas en la actualización de catastro, además de una gran cantidad de problemas einconvenientes adicionales relacionados con la atención al cliente.

5

En todo caso, es perentorio tomar la idea de revisar la calidad de servicio en el sectoreléctrico amén de contribuir con el mejoramiento y la evaluación de nuestros servicios,para ofrecer herramientas y metodologías necesarias acordes con el entorno nacional einternacional.

6

CA T UL O II

MARCO TEÓRICO

2.1 Antecedentes del Problema

La forma tradicional de conducir la producción y comercialización de la electricidad,mayormente monopólica y organizada por áreas verticalmente integradas, está siendoremplazada paulatinamente por una actividad basada en la competencia, lo que obligaráa los suplidores a operar de manera aún más eficiente, lo cual será beneficioso para losconsumidores.

El beneficio más directo para los consumidores es el mejoramiento en la calidad deservicio y la confiabilidad del suministro de la energía eléctrica.

Las causas de todo este proceso, han sido diferentes para los diferentes paísesinvolucrados.

En Chile el proceso de reestructuración se inició en 1973, cambiando las políticassocialistas de Allende, con un proceso de deregulación eléctrica proveniente de objetivospolíticos y económicos definidos. En 1977 se creó la Comisión Nacional de Energía(CNE).

En los países escandinavos, las causales nacen principalmente de un sentimiento desustentación y preservación ambiental. Las presiones ejercidas por grupos yorganizaciones ambientalistas demandaron la revisión rigurosa del proceso deproducción y operación de la industria eléctrica.

En Estados Unidos, a raíz de que en los años 60 el crecimiento de la demanda excediólos valores tradicionales del 8%, y adicionalmente en 1973 se presentó la crisis ybloqueo del petróleo, se buscó una solución con el uso de plantas nucleares, queacarrearon los problemas inherentes a este tipo de plantas. En 1977, Jimmy Carterpropuso la conservación energética y en 1978 se legisla la compra de la electricidad,con el documento de regulación de entidades públicas PURPA, iniciando así lareestructuración horizontal a nivel de generación, procurando competencia entre losproductores.

En el Reino Unido, debido a una escuálida proyección del incremento de la demanda,resultó en los años 70, en interrupciones del servicio eléctrico en medio de un inviernoimplacable. Esto trajo como consecuencia que se edificaran centrales eléctricas por

7

encima de los requerimientos nacionales, incurriendo en costos de inversióninnecesarios. La crisis energética de los años 70, buscando independencia del petróleo,desarrolló las industrias del carbón y nuclear. Buscando la reducción de los costos deoperación del sistema existente, junto con una serie de situaciones políticas yeconómicas, derivaron en la privatización de la industria eléctrica británica. En laactualidad la reestructuración de la industria eléctrica en Inglaterra y Gales es la másradical.

En los Países en Vías de Desarrollo, la participación estatal se presenta en la industriaeléctrica en forma diferente. Existe el estado dominante, el estado promotor y el estadoque sirve intereses especiales. En todos los casos, existen denominadores comunes quehan caracterizado el rendimiento económico de la industria eléctrica en estos países, enforma deficiente tanto comercial como operativamente. Por tales motivos se plantea laredefinición de la industria eléctrica en base a las políticas prestatarias del principalprestamista gubernamental, el Banco Mundial.

En Argentina y Colombia el proceso de regulación data de inicios de la década de 1990.

En Perú, por ejemplo, la reestructuración del sector eléctrico data de los años 1992cuando se promulgó la Ley de Concesiones Eléctricas y su Reglamento se aprobó en1993. En este caso la fiscalización del sector y de la calidad del servicio está a cargodel Organismo Supervisor de la Inversión de Energía (OS1NERG), creado por la ley de1996 y parte integrante del Sistema Supervisor de la inversión en Energía compuesto porla Comisión de Tarifas Eléctricas, Instituto de Defensa de la Competencia y de laPropiedad intelectual y el OSINERG.

La Norma Técnica de los Servicios Eléctricos del Perú se aprobó en 1997 y el alcance deesta norma contempla el control de la calidad de los servicios en los siguientes aspectos:

Calidad de Producto: Tensión, Frecuencia, Perturbaciones.Calidad de Suministro: Interrupciones.Calidad de Servicio Comercial: Trato al Cliente, Medios de atención,Precisión de medida.Calidad de Alumbrado Público: Deficiencias del alumbrado.

La aplicación de la norma presenta tres etapas consecutivas, las dos primeras con unaduración de 18 meses, en donde la primera etapa se destinó a la adquisición einstalación de equipos y sistemas de medición y registro de las variables, efectuándoseuna campaña de medición piloto. En la segunda etapa que culminó en octubre de 2000,las desviaciones a las tolerancias de calidad dieron lugar a compensaciones reducidas.En la tercera etapa que ya inició en octubre 2000 las desviaciones a los indicadoresde calidad dan lugar a las compensaciones establecidas en la norma.

En Venezuela, en el Contrato de la empresa de Servicio Eléctrico del Estado NuevaEsparta SENECA, se presentan las Normas de Calidad del Servicio de Electricidad y

8

Sanciones, las cuales se basan en las normativas de Argentina y Chile, y son parecidas alas de Perú.

El alcance de esta norma contempla el control de la calidad de los servicios en lossiguientes aspectos:

Calidad de Producto Técnico Suministrado: Nivel de Tensión, yPerturbaciones.Calidad de Servicio Técnico Prestado: Frecuencia y duración de lasInterrupciones.Calidad de Servicio Comercial: Atención al usuario, tiempos de respuestaa pedidos de conexión, Facturaciones, reclamaciones, etc.Calidad de Alumbrado Público: Tiempos de normalización del servicio ynivel de iluminación.

La aplicación de la norma presenta tres etapas consecutivas; la Etapa Preliminar oprimera etapa que comenzó el 1° de enero de 1999, con una duración de 12 meses paraunos municipios y 24 meses para otros, se destinó a la implementación y ajuste de lametodología de medición y control de los indicadores de Calidad de Servicio,efectuándose una campaña de medición y cálculo piloto. En la Etapa I o segunda etapa,con una duración de 36 meses, y que actualmente se encuentra en plena aplicación, seexige el cumplimiento de los indicadores y valores prefijados para esta etapa, con laadecuación de las instalaciones y sistemas para cumplir con las exigencias de la etapasiguiente y las desviaciones a los indicadores de calidad darán lugar a lascompensaciones establecidas en la norma. En la Etapa II o tercera etapa, que tendrá suinicio al finalizar la Etapa I, se controlará la prestación del servicio a nivel de cadasuministro y las desviaciones a los indicadores de calidad darán lugar a lascompensaciones establecidas en la norma.

Adicionalmente a esta norma que ya se encuentra en funcionamiento en Venezuela, seencuentran las discusiones en borrador de las futuras normas que regirán en cada una delas empresas del sector cuando se encuentren finalmente constituidas, según loestablecido en la Ley de Servicio Eléctrico. Estas normas toman de base las normas decalidad de servicio eléctrico SENECA, conjuntamente con toda la experienciainternacional, y muy pronto se tendrán aprobadas.

El alcance de esta norma que se encuentra en borrador para su discusión y aprobación,contempla el control de la calidad de los servicios en los siguientes aspectos:

Calidad de Producto Técnico: Nivel de Tensión, y las Perturbaciones de laonda de tensión.Calidad de Servicio Técnico: Frecuencia y duración total de lasInterrupciones del servicio de electricidad.Calidad de Servicio Comercial: Atención eficiente y efectiva al usuario através de: atención y corrección de reclamos, satisfacción oportuna desolicitudes de conexión, correcta medición y facturación, envío oportuno defacturas, cumplimiento de los plazos de reconexión del servicio, uso de

9

sistemas de atención e información que permitan una respuesta rápida asolicitudes y reclamos.

La aplicación de la norma está prevista en cuatro etapas consecutivas:

La Etapa 1, se inicia a partir de la publicación en Gaceta de la Resolución referente a lasNormas de Calidad del Servicio de Distribución de Electricidad y no está clara laduración ya que plantea su duración hasta el 31 de diciembre de 2002 y a esta fecha aúnno ha sido discutida ni aprobada ( octubre de 2001 ). Esta Etapa servirá para que ladistribuidora realice la adecuación de todos sus procesos para cumplir lo establecido enla resolución y las Normas, disponer de los equipos de medición y de mediosinformáticos para el control de los indicadores. En esta etapa no se aplicarán sanciones.

La Etapa 2, con una duración de 1 año y comienza al terminar la etapa 1, en la que seconsolida la implementación del proceso de fiscalización y control. No se aplicaráninguna sanción por incumplimiento de los niveles de Calidad, sino sólo por elincumplimiento de la entrega de la información señalada en la resolución.

En la Etapa 3 se da inicio al proceso de fiscalización integral, se controlará losindicadores de Calidad del Servicio Técnico por alimentadores para usuarios de media ybaja tensión, y por cada usuario para alta tensión y las desviaciones darán lugar a lassanciones establecidas en la norma. Su duración será de tres años y se iniciará alconcluir la Etapa 2.

En la Etapa 4 la fiscalización y control de Calidad del Servicio Técnico se realizará anivel de usuario. Se inicia una vez culminada la Etapa 3 y la distribuidora estará sujeta asanciones por incumplimiento a los aspectos establecidos en dicha norma. Esta etapa seconforma de las Disposiciones Permanentes de la resolución y podrán ser revisadas cadacuatro (4) años.

Para todas las etapas los períodos de control se establecerán de acuerdo a trimestres deun año calendario: enero — marzo, abril-junio, julio — septiembre y octubre — diciembre.

Este último aspecto difiere de la Norma SENECA, en la cual el período de control essemestral.

En el presente trabajo se analizarán básicamente estas dos normas venezolanas.

Los estándares o normas en calidad de energía proveen lineamientos, recomendacionesy limitaciones que permiten asegurar la compatibilidad entre el usuario y el sistema quelo alimenta. Estas normas afectan a todas las actividades del sector eléctricoinvolucradas, tales como la generación, transmisión y distribución como puedeobservarse en la figura 2.1.

10

INTERFASE INTERFASF, INTERFASE

TRANSMISIÓN 1~....11~1+4 DIS FRIBUCION

*----0 *-----, 4--->REQUISITOS REQUISITOS RF:QUISITOS

DE PQ DE PQ DE Po4.......* ............"

Fig. 2. 1 Relación entre las distintas actividades de Generación, Transmisión yDistribución con la Calidad de la Energía

De esta manera, a medida que se van desarrollando y aplicando los estándares se vanobteniendo las mejores técnicas y herramientas para aplicar las mejores soluciones a losproblemas presentados en cada una de estas actividades.

Adicionalmente a las normas de Calidad de Servicio Eléctrico que fueron ampliamenteanalizadas en el presente trabajo de investigación, también se pudo encontrar en laamplia revisión documental, varios estudios a nivel internacional relacionados con eltema de la Calidad de Servicio como los de la CIER y EPRI, en los cuales Venezuelaha presentado especial interés.

El estudio de la CIER ( Comisión de Integración Eléctrica Regional ) en su estudioCIER 03 — Estudio de la Operación, Confiabilidad y Calidad de Servicio en laTransmisión Regional - en su primera fase, en relación a la Calidad de servicio plantealos siguientes aspectos:

El Sistema Transaccional de la Calidad.Valorización económica de la calidad.Penalidades y premios a los agentes.Interconexiones internacionales firmes/ oportunidad.Transacciones de servicios auxiliares.Marco Legal.Criterios de desempeño Mínimo.Estado de los procedimientos operativos.

Entre los comentarios que plantea la CIER en relación a la Calidad de Servicio, setienen:

La Calidad de servicio en los países de la región no ha alcanzado un nivelque permita su homologación.Los lineamientos básicos para un plan estratégico serían:

La confiabilidad en cada país será diferente.

11

Para que exista una calidad homologable es necesario cumplir conlos preceptos de las normas de calidad ( programar, ejecutar ycontrolar la confiabilidad ).Cada país debe ser responsable de las transferencias de calidad (perturbaciones, cortes, etc. ) valorizando las mismas al costo de lacalidad en el país receptor.

La operación de un sistema de transmisión regional requiere avanzarcriterios y principios de calidad y seguridad compatibles que sirva de basea la homogeneización de los productos y servicios intercambiados.Para ello es necesario establecer:

Criterios de planificación del sistema de transmisiónCriterios de planificación del despachoCriterios de desempeño mínimo operativoEvaluación de los costos de la calidad.

Según la CIER, en la forma de establecer obligaciones de calidad de servicio puedetransformarse en una barrera a la integración de mercados, y la existencia de áreas decalidad y los procedimientos de modificación de sus estándares, deben ser producto demecanismos de consenso.

Por otra parte, se tiene el Proyecto de EPRI (Electrical Power Research Institute),denominado EPRI DPQ PROJECT - EPRI Distribution Power Quality Project - ,el cual es un proyecto que involucra a 24 de las empresas de servicio eléctrico deE.E.U.U. miembros de EPRI, junto con esfuerzos de otras empresas a nivel mundial, conel principal objetivo de obtener una base de datos estadística válida de las perturbacionesde la calidad de la energía y suficientes muestras en régimen permanente. Este institutoha recolectado gran cantidad de información estadística para el desarrollo de muchos delos indicadores y evaluación de estándares a nivel internacional.

Entre las ponencias que ha realizado EPRI en este sentido en nuestro país, destacan:¿Cómo Optimizar la Calidad del Servicio?, Motivación y Metodología para los índicesde Calidad de Servicio EPRI, Deregulación de las empresas: Confiabilidad y Calidad dela Energía, Monitoreo de la Calidad de Potencia de Transmisión, realizadas por WilliamJ. Winnerling, Gerente de Área en Calidad Energética de EPRI.

En este proyecto de EPRI, se plantea la Calidad de la Energía y se discuten la validez delos indicadores, realizando la discusión del impacto que sufren los clientes cuando sepresentan bajas de voltaje, interrupciones momentáneas entre otras, que ocasionanestragos en sus procesos, pérdidas millonarias de dinero y tiempo laboral. Se analizanlas normas y estándares internacionales, encontrando sus fortalezas y debilidades.

También se plantea la necesidad de una terminología común en cuanto a calidad deservicio, comparaciones y evaluaciones de los indicadores con otros proyectos yestudios, como el proyecto del Comité de Estudios de Distribución de UNÍPEDE (UniónInternacional de Productores y Distribuidores de Energía Eléctrica).

12

En este estudio de UN IPEDE se nombró un grupo de expertos de nueve países (Austria,Francia, Italia, Holanda, Noruega, Suecia, Suiza, Reino Unido y Alemania) paradesarrollar el conocimiento de los rangos de ocurrencia y severidad de las caídas detensión e interrupciones de corta duración en subestaciones europeas.

La Canadian Electrical Association también ha desarrollado 550 estudios en 22empresas de servicio eléctrico en el área de calidad de servicio así como también la EFI( Norweigian Electric Power R&D Organization ).

Igualmente en Sur África los entes reguladores han desarrollado un estándar ( elNRSO48 ) en cooperación con ESKOM ( Empresa Eléctrica de Sudáfrica ) que define elmínimo de requerimientos de calidad de la energía para sus sistemas eléctricos.

Por otra parte, en la Universidad de Carabobo, ya se han ido incorporando estudios eneste sentido, como se puede observar en los trabajos de grado presentados en esta área.En septiembre de 2000, se presentó el trabajo titulado Calidad de la Energía, Parámetrosde Medición. En octubre de 1996, se presentó el trabajo Efectos de los Armónicos sobrelos Equipos de Potencia en una Red Industrial y Recomendaciones para el manejo deestos con el objetivo de Disminuir los Efectos sobre los Equipos. Recientemente sepresentó la tesis titulada Estudio de las Perturbaciones Eléctricas Existentes en la ZonaIndustrial de Santa Cruz de Aragua, entre otras.

Existen muchos otros temas de tesis relacionados con esta área realizados en añosanteriores y actualmente se están realizando otras tesis en Calidad de Servicio en laUniversidad de Carabobo.

A continuación se presentan algunas definiciones y bases teóricas determinadas durantela investigación documental y bibliográfica del presente trabajo.

2.2 Bases Teóricas y Definición de Términos Básicos

La función principal de un sistema de potencia, como se dijo anteriormente, es elsuministro de energía eléctrica a los consumidores. Pero esta función se debe llevar acabo bajo condiciones de confiabilidad, seguridad y calidad.

El término de calidad de la energía eléctrica ( en ingés Power Quality - PQ ) no tieneuna definición precisa según se puede observar en la amplia investigación bibliográficarealizada, pero en términos generales el término se refiere a la provisión de tensiones,corrientes y frecuencias y el diseño del sistema eléctrico de tal forma que el usuariopueda utilizar la energía eléctrica de un sistema de distribución exitosamente, sininterferencias o interrupciones.

Una definición más amplia de calidad, involucra la confiabilidad del sistema, laselección dieléctrica de equipos y conductores, el estudio de la electrónica de potencia, y

13

de muchas otras áreas más [ 11] Una definición más estrecha se refiere a la distorsión delas formas de onda.

Según la norma IEEE Std. 1159-1995 la calidad de energía se define como el conceptode aterrar y alimentar un equipo sensible de manera que este equipo opere en formasatisfactoria.

La Calidad de servicio eléctrico obliga a planificar, diseñar, operar y supervisar tanto elsistema de suministro, como los sistemas asociados ( cargas ) para obtener los niveles decalidad que exigen los requisitos operativos así como las normas y reglamentos,requiriendo entonces de una activa participación de los consumidores ya que es unaresponsabilidad compartida entre los usuarios y las empresas de suministro eléctrico.

Otra de las razones del renovado interés en la calidad de energía a nivel de distribuciónes que el proceso de deregulación de la industria eléctrica, ha traído a discusión cómo elservicio eléctrico puede ser normalizado y comparado de una empresa suplidora a otra.Muchas de las compañías de distribución quizás basen su competencia en el nivel de lacalidad de energía servido, y otras se limitarán a cumplir con la normativa establecidapor los entes reguladores de la energía eléctrica, para evitar las sanciones a que dieranlugar.

Los problemas de la calidad de la energía están ligados a una amplia gama defenómenos. Entre los fenómenos que originan los problemas de la Calidad de la energíase tienen las perturbaciones de origen externo al sistema eléctrico, perturbaciones porfallas en los componentes del sistema eléctrico, perturbaciones por maniobras en elsistema de suministro, cambios de estado del funcionamiento del sistema, elfuncionamiento de cargas cuya operación normal distorsiona las ondas de corriente ytensión, entre otros.

A continuación se presentan una serie de definiciones, que permiten el uso adecuado delos términos técnicos que describen los principales problemas de la calidad de energía.

2.2.1 Definiciones de los principales problemas de la Calidad de energía

El Comité de normas IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers) en elComité IEEE 22 ( Calidad de Energía ) y otros comités internacionales como la 1EC(International Electrotechnical Commission) y CENELEC (European Committee forElectrotechnical Standardization) recomiendan utilizar una serie de términos técnicosque se describen a continuación, para describir los principales problemas de la calidadde energía.

Existen muchos términos utilizados en la bibliografia consultada, sobre todo muchasfrases coloridas creadas por los vendedores para incitar a la compra de los clientespotenciales de equipos relacionados con calidad de energía, que dan origen a

14

La.;

120R1v1S Voriolion

-;--.cy,.

100

8060

-,....7..--,5 59

-5C,

-7 r,

4- 1 ‘1

.,. 2 1 1!

—_

40 — -100 -1"'d ' f

20 —

O i f 1 I I t 0 25 50

O 0.05 0.1 015 02 025 0.3 9,35Tiempo (s)

ambigüedades. Es necesario entonces definir adecuadamente los términos para describirlos fenómenos asociados con la calidad de energía eléctrica.

A continuación se presentan las definiciones donde se han incluido los términosutilizados en la literatura en inglés y en español.

2.2.1.1 Caídas de tensión de corta duración ( SAGS — DIP — Hueco de tensión )

Descenso de la tensión o de la intensidad en valor eficaz a la frecuencia de la red,con duraciones que van de 0,5 ciclos hasta 1 minuto. Los valores varían entre0,1 y 0,9 p.u. En algunas publicaciones los tiempos van desde 10 mseg ( 0,6ciclos ) hasta un par de segundos.

Origen: Fallas, energización y arranque de grandes cargas, fallas remotas.

2.2.1.2 Interrupciones ( Corte de tensión )

Caída total de la tensión por debajo de 0,1 pu. en una o varias fases durante undeterminado período de tiempo. Las interrupciones momentáneas duran entre0,5 ciclos y 3 s., las temporales duran entre 3s. y 60 s., y las sostenidas duran másde 60 s.

Otra definición de Corte de Tensión establece que los cortes pueden ser: CorteBreve, de duración inferior a un límite que suele situarse entre 1 segundo y 3minutos y Corte Largo, de duración superior a este límite anterior.

110% Un100% Un90% Un

1%

Duration

15

2 -11

3.503. C432. 502_ 03

.5 . 01)ta_ 5CIO. 00

-0.59_ 0,0

- / 50hio-linip.c.1yrrargl

211

11id i.dc glltin,. 1

Hl

_....,¿

yA os, 4a ..........,-d.

_,,T ila 111LY

o PO I o á0 i0 100Tiempo (ms)

Origen: Fallas, mal funcionamiento de sistemas de control y protección.

2.2.1.3 Elevaciones pasajeras o de corta duración de tensión (SWELLS)

Incremento temporal de la tensión o de la intensidad en valor eficaz de más del10% del valor nominal a la frecuencia de la red, que dura de 0,5 ciclos a 1minuto. Los valores varían entre 1,1 y 1,8 p.u.

Origen: Fallas, salida de grandes cargas, energización de grandes bancos decapacitores.

ni; t roriot iori

.---- l fe n 1

f, fi\'\ ri, i ii) r\

---=-_-„_,-,'„9.," / tiv 11 'i '''

,-).± i, I\V 9 \J

. . , • . , 1 1 1 1 1 1

— I 5 O 1 1 / 10.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0 35 0 25 50 75 100 125

Tiempo (s) Tiempo (ms)

1201 1,5

c)1051009590

1

I I

150 175 2C.10

2.2.1.4 Sobretensiones transitorias ( Transients — Impulso de Tensión )

Fenómeno o magnitud que se presenta cuando se pasa de un régimen estacionarioa otro. Su duración es corta, inferior a 1 ms y frecuencias que van desde los KHzhasta los MHz. La onda puede ser unidireccional, con polaridad positiva onegativa o presentarse como oscilación amortiguada con un primer pico depolaridad cualquiera.

16

600000

-5.` moca)

_..

—MWW

f----J

11

-

400 600 1100 1000

Tiempo (ms)

En otra publicación se presenta como la variación brusca del valor instantáneo dela tensión, de duración muy breve e inferior usualmente a algunos milisegundos,y que puede alcanzar valores varias veces superiores a la tensión nominal.

Origen: Operaciones de Maniobra, Descargas atmosféricas, conmutación desemiconductores de los equipos de electrónica de potencia.

2.2.1.5 Sobretensiones ( Overvoltages )

El término designa un tipo específico de sobretensiones, caracterizadas por tenervalores eficaces mayores que la tensión nominal entre 1,1 y 1,2 pu., durante másde 1 minuto.

r- •

p > 111111 1` 111 it u pi í:I.. :Jul. l• •,

II t. 1111.11411

, 1,11 , • . ;1!11 f 1111

t- 11 1 '11 11 iVí

t

-

i

1,00 MSEC

Origen: Selección incorrecta de relación de transformación con tomas, utilizaciónde transformadores sin regulación, desconexión de grandes cargas, energizaciónde grandes bancos de capacitores.

2.2.1.6 Caída de tensión de larga duración o subtensiones ( Undervoltage )

Tensiones con valor inferior a la tensión eficaz nominal durante más de 1 minuto,con valores menores a 0,9 pu.

Origen: acciones contrarias a las sobretensiones tales como selección incorrectade relación de transformación con tomas, utilización de transformadores sinregulación, conexión de grandes cargas, desenergización de grandes bancos decapacitores, circuitos sobrecargados.

17

60 Hz60 Hzr

120 Hz

2.2.1.7 Armónicos ( Distorsión Armónica )

Tensiones o Corrientes no sinusoidales con frecuencias que son múltiplos enterosde la frecuencia fundamental de la red. La onda total distorsionada puede serdescompuesta en la forma de onda fundamental más los armónicos

Origen: equipos y cargas de características no lineales tales como: rectificadores,variadores de velocidad, reguladores electrónicos de cargas, equipos de arcoeléctrico, equipos ferromagnéticos, etc.

300 Hz

60Hz

2.2.1.8 lnterarmónicos

Tensiones e intensidades con frecuencias que no son múltiplos enteros de lafrecuencia fundamental.

60Hz

Origen: Son ocasionados principalmente por convertidores de frecuenciaestáticos, motores asíncronos, dispositivos de arco y cicloconvertidores. Lasseñales de onda portadora de las líneas de transmisión son consideradas comointerarmónicos.

18

0.325 0.030 C..035 0_040 C1046

Tiempo (s)Date

2.2.1.9 Muescas ( NOTCHING)

Perturbaciones de corta duración y periódicas de la tensión que duran menos de0,5 ciclos. Estas muescas de tensión son producidas principalmente pordispositivos electrónicos de potencia cuando se produce la conmutación.

Durante la conmutación, se produce un cortocircuito entre las dos fases encuestión. Los armónicos asociados a las muescas pueden tener frecuencias muyaltas, siendo muy dificil medirlos con equipos de análisis de armónicos.

2.2.1.10Ruido

El ruido se define como señales eléctricas no deseadas con un ancho de bandamenor a los 200 KHZ, superponiéndose a las señales de tensión y corriente en losconductores de fase, o en el neutro. El ruido eléctrico que ocupa un rango defrecuencias similar al de los transitorios, son de baja magnitud y de largaduración.

9",•941.- 6 0 H z

Origen: dispositivos electrónicos, circuitos de control, equipos de arco, cargascon rectificadores de estado sólido y operaciones de switcheo. Los problemas deruido se agravan por la incorrecta puesta a tierra la cual al fallar introduce ruidosque viajan por todo el sistema eléctrico.

2.2.1.11 Fluctuaciones de tensión ( FLICKER - Voltage Fluctuations)

Las fluctuaciones de tensión son variaciones sistemáticas de la envolvente de laamplitud de la tensión o de las series aleatorias de cambios de la amplitud de latensión dentro del intervalo de 0,9 a 1,1 p.u.. También puede llamarse parpadeo

19

de la tensión, ya que el término se deriva del impacto visible de las fluctuacionesde la tensión sobre las lámparas.

,~11•111111111111.111111111111111111~11111.11011§1111111111

.41111111111111M111111111111111111111111avalluE1111111111111111111=1111

loeTiempo (ms)

Origen: La causa más común del flicker son los hornos de arco, instalaciones desoldadura por arco, máquinas de soldadura por resistencia, grandes motores decarga variable, molinos de trituración, es decir todos aquellos equipos quepresenten una variación de carga relativamente rápida.

2.2.1.12Variaciones de la frecuencia

Desviaciones de la frecuencia fundamental hacia un valor diferente del valornominal especificado de la frecuencia de operación del sistema (50 Hz ó 60 Hz).Pueden ser permanentes o semi-permanentes.

En la Tabla 2.1 se presenta una tabla resumen con las diferentes perturbaciones y suscaracterísticas más importantes.

Una vez presentadas las definiciones de las perturbaciones que afectan la calidad deenergía, entre las consecuencias de estos problemas relacionados con la calidad deenergía, se tiene que existen numerosos equipos que son sensibles a estas perturbacioneseléctricas, lo cual desencadena que operen incorrectamente y hasta dejen de operar pormucho mas tiempo que la duración de la perturbación, ya que según sean los procesosindustriales, una pequeña variación de tensión que solo dure 0.seg., puede traer efectosque duren horas y hasta días y muchas pérdidas millonarias.

Entre los equipos que son sensibles a las perturbaciones eléctricas se tienen:Dispositivos electrónicos de potenciaCircuitos electrónicos de controlCircuitos de medida eléctricos y electrónicosProteccionesCircuitos de mando y control, que contengan relés o contactoresSensoresLámparas de descargaEquipos de computaciónEquipos con variadores de velocidad

• O

- 1.5

20

Tabla. 2. 1 Categorías y Características Típicas de los Fenómenos Electroma2-netieosen Sistemas de Potencia, según Norma IEEE Std.1159-1995

CATEGORÍAS Contenido TípicoEspectral

Duración Típica Magnitud Típicade Voltaje

1.0 Transitorios1.1 Impulso1.1.1 Nanosegundo Subida en 5 ns <So ns1 1.2 Microsegundo Subida en 1 o 50 ns - 1 ms1.1.3 Milisegundo Subida en 0.1 s > 1 ms

1.2 Oscilatoria1.2.1 Baja Frecuencia < 5 KHz 0.3 - 50 ms1.2.2 Frecuencia Media 5 - 500 KHz 20 o1.2.3 Alta Frecuencia 0.5 -5 MHz 5 o

2.0 Variaciones de CortaDuración

2.1 Instantáneo2.1.1 SAG 0.5 - 30 ciclos 0.1 -0.9 pu.2.1.2 SWELL 0.5 - 30 ciclos 1.1 - 1.8 pu.

2.2 Momentánea2.2.1 Interrupción 0.5 ciclos - 3 s < 0.1 pu.2.2. 1 SAG 30 ciclos - 3 s 0 1 - 0.9 pu.2.2.2 SWELL 30 ciclos - 3 s 1.1 - 1.4 p.u.

2.3 Temporal2.3.1 Interrupción 3 s - 1 ruin < 0.1 pu.2.3.1 SAG 3 s - 1 ruin 0 1 - 0.9 p.u.2.3.2 SWELL 3 s- 1 ruin 1.1 - 1.2 pu.

3.0 Variaciones de LargaDuración

3.1 Interru wión sostenida > 1 ruin 0.0 pu.3.2 Subtensiones > 1 mm n 0.8 - 0.9 p.u.3.3 Sobretensiones > 1 ruin 1 1 - 1.2 pu.

4.0 Desbalance de tensiones Régimen Permanente 0.5 - 2 %5.0 Distorsión de la formade onda

5.1 Offset DC Régimen Permanente O - 0.1 %.5.2 Armónicos O - 100 va. Armónica Régimen Permanente O - 20 %5.3 Interarmónicos O - 6 KHz Régimen Permanente O - 2 %5.4 Muescas Régimen Permanente5.5 Ruido Régimen Permanente O - 1 "yo

6.0 Fluctuaciones de tensión <25 Hz Intermitente 0.1 - 7 %7.0 Variaciones deFrecuencia •

< 10 s

Además, las perturbaciones que llevan asociado un incremento de la corriente ovariaciones de la tensión, provocan calentamientos que reducen la vida de otros equiposmás robustos como lo son los transformadores y máquinas giratorias, lámparasincandescentes, baterías de condensadores y fuentes de alimentación a circuitos decontrol, entre otros.

21

Entre los problemas que pueden causar los armónicos en particular, se tienen:

Sobre la red eléctricaSobrecalentamiento del neutro y peligro de incendioAumento de las pérdidasAumento del campo electromagnéticoProblemas con la energía eléctrica absorbida

Sobre los Transformadores y de los condensadores de compensaciónAumento de las pérdidasRiesgo de resonanciaAumento de la temperatura de funcionamientoCondición de sobrecargaIncremento de ruido audible

Sobre los CablesAumento de las pérdidasFallas en el aislamiento, por efecto corona y sobreesfuerzos de tensión debido aresonancias armónicas.Sobrecalentamiento del conductor de neutro con riesgo de incendio

Sobre los UPSDisminución de la potencia de salida

Sobre las computadoras o aparatos electrónicosInterferenciasPérdidas de datosMal funcionamiento que puede ser errático y hasta imperceptible

En otros aparatosSobrecalentamiento de fusibles e interruptores automáticosIntervención indeseable de fusibles, relés, interruptores, etc.

De acuerdo a un estudio sobre la calidad de energía eléctrica realizado por el presidentede la sección México de la IEEE, hasta hace poco tiempo se consideraba que exceptopor la continuidad, el suministro para la mayoría de los usuarios era satisfactorio.

Sin embargo, el incremento masivo que ha tenido la utilización de equipos conelectrónica de potencia ha creado un doble problema para el suministrador de energía.En primer lugar, estos equipos son sensibles a variaciones rápidas de voltaje.

En segundo lugar, los equipos con electrónica de potencia generan distorsión armónica ybajo ciertas condiciones pueden deteriorar la magnitud y forma de la onda de voltajesuministrado, a tal forma que sea inadecuado para la mayoría de los usuarios quecomparten la misma fuente de suministro. [ 5 I

79

Una de las formas de evaluar y controlar la calidad de energía es a través de los índices oindicadores de la calidad de la energía eléctrica, a través de una terminología comúnpreferiblemente para poder obtener adicionalmente evaluaciones comparativas entre lasempresas de servicio eléctrico. Este punto se desarrolla a continuación.

2.2.2 Indicadores asociados a la Calidad de energía

En la presente sección se analizarán los diferentes indicadores establecidos en lasNormas de calidad del Servicio de Di.s.tribución de Electricidad venezolanas, quepermiten evaluar o controlar la Calidad de la Energía Eléctrica.

Se tomarán en cuenta los indicadores de Calidad de Producto Técnico y Calidad deServicio Técnico tomados de la norma SENECA y Norma venezolana en borrador. Nose incluyen los indicadores referentes a la Calidad de Alumbrado Público o Calidad deServicio Comercial.

Igualmente se plantean otros indicadores recopilados de la amplia investigaciónrealizada.

La importancia de estos indicadores constituye en que ellos son una valiosa herramientaque permiten primero, dar señales para corregir aquellos aspectos que se determinan consu cálculo que están fuera de los límites y segundo, permite comparar el comportamientoy las tendencias de la confiabilidad y la calidad del servicio en la manera en que seanmanejados correctamente los datos del sistema.

2.2.2.1 CALIDAD DE PRODUCTO TÉCNICO

Entre los indicadores de la Calidad del Producto Técnico se tienen los indicadoresrelacionados con la calidad del nivel de tensión y las perturbaciones.

Entre las perturbaciones se controlarán las variaciones o fluctuaciones de tensión, mejorconocido como flicker así como también las armónicas.

Calidad del Nivel de Tensión

Calidad de Producto Técnico

Perturbaciones /ig Flicker

Armónicos

Fig. 2.4 Estructura de la Calidad de Producto Técnico

24

El cálculo de estos indicadores se realizará a partir de los datos obtenidos de campañasde medición realizadas una vez al mes por un lapso no menor de siete (7) días continuosde aplicación en varios puntos de la red determinados en forma estadística en funcióndel número de clientes del Municipio.

A.- CALIDAD DEL NIVEL DE TENSIÓN

Entre los indicadores relacionados con la Calidad del Nivel de Tensión se tienen:

AA. Frecuencia Equivalente por Banda de Tensión ( FEB.) - Norma ,SENECA

NroFEB, = hB

Nrg-roTDonde:

FEBB: Frecuencia Equivalente asociada a la Banda "B".Nrg8: Cantidad de Registros válidos asociada a la Banda "B".NrgToT: Cantidad total de registros válidos.

Para este indicador se definen dos factores característicos:

FEBpER: Frecuencia equivalente dentro de la banda permitida (+/- 10% enla Etapa I y +/- 8% Etapa II).

FEBNopER: Frecuencia equivalente fuera de la banda permitida.

A.2. Frecuencia Equivalente por Banda de Tensión Penalizada (FEBP B) - Norma,S'ENECA

Nrg1)(P)FEBP =

H NrgPro,

Donde:FEBPB: Frecuencia Equivalente por Banda de Tensión Penalizada "B".NrgPB(P) : Cantidad de Registros Penalizados asociada con la Banda "B".NrgPT(: Cantidad de Registros Penalizados Totales.

25

Frecuencia Equivalente por Energía Consumida Desagregada por Banda deTensión (FEECB) - Norma SENECA

TotAleciZEngB (med)

l'EEG = met"Eng,.

Donde:Engired) : Energía Registrada en la medición asociada con la Banda deTensión "B".Eng T: Energía Total Registrada.Tofilled: Total de Mediciones Realizadas en el Período Considerado.

Frecuencia Equivalente de Desviación de Tensión ( FEDT), que representa laproporción en que la tensión medida se sitúa fuera de los límites permitidos.-Venezuela --- norma en discusión

FE DT = ( E Cantidad de Registros de Medición fuera de la Banda Permitida de Tensión) x 100 %Cantidad Total de Registros de Medición

A.5. Frecuencia Equivalente de la Energía Suministrada fuera de la Banda deTensión ( FE ES) . -Venezuela norma en discusión

FEES = E Energía Suministrada fuera de la Banda Permitida de Tensión) x 100 %Energía Total Registrada

Adicionalmente, en las normas consultadas en el país, se establecen los ValoresAdmisibles de Variación de Tensión, considerándose los siguientes niveles:

Alta Tensión: Tensión V > 69 KVMedia Tensión: Tensión 1KV < V < 69 KVBaja Tensión Tensión V < 1 KV

En cada etapa, según la norma particular, se establecen las variaciones porcentuales de latensión permitidas, medidas en los puntos indicados, con respecto al valor de tensiónnominal, y en función del período a evaluar.

En la Norma SENECA las variaciones porcentuales de tensión admitidas por etapa y pornivel de tensión, para el cálculo de los indicadores semestralmente son:

26

Tabla. 2.2 Variaciones Porcentuales de Tensión Admitidas, según norma SENECA

Nivel de Tensión ETAPA 1 ETAPA 2ALTA TENSIÓN + 7,0 % + 7,0 'AMEDIA TENSIÓN + 10,0% + 8,0 %BAJA TENSIÓN + 10,0% + 8,0 %

Para el caso de la Norma en Borrador por aprobar, los límites de variaciones permitidaspara el cálculo de los indicadores trimestralmente son:

Tabla. 2.3 Variaciones Porcentuales de Tensión AdmitidasNorma. venezolana en borrador en discusión

Nivel de Tensión ETAPA 2 y 3 ETAPA 4ALTA TENSIÓN + 8.0 °A + 5,0 %MEDIA TENSIÓN + 8.0 % + 6.0 %BAJA TENSIÓN — Muy Alta Densidad ± 8,0 % ± 6,0 (YoBAJA TENSIÓN - Alta Densidad + 8,0 % + 6,0 %BAJA TENSIÓN - Mediana Densidad + 10.0 °A ± 8,0 %BAJA TENSIÓN - Baja Densidad + 10.0 °A ± 10,0 %BAJA TENSIÓN - Muy Baja Densidad _ + 10,0 % _ I- 10,0 (Yo

En ambas normas, si al finalizar el período de control, los indicadores FER.vopER(Frecuencia equivalente fuera de la banda permitida — Norma Seneca) o FEDT(Frecuencia Equivalente de Desviación de Tensión — Norma en borrador) son mayor al3%, la Distribuidora estará sujeta a sanciones a partir de la etapa 2 y 3, respectivamente.

B.- PERTURBACIONES

Las perturbaciones de la onda de tensión que se controlan son las variaciones ofluctuaciones de tensión (flicker) y la distorsión armónica.

Entre los indicadores relacionados con las perturbaciones en las normas venezolanas setienen los indicadores que se presentan a continuación:

B.1. FLUCTUACIONES DE TENSIÓN O FLICKER

11.1.1. Índice de Severidad de la Fluctuación Rápida de Tensión de Corta Duración

PsT)

27

Para la medición de Flicker y su predicción se requiere de indicadores estadísticos deFlicker, corno el índice Pst que es la probabilidad a corto plazo (Probability Short Term)o Indice de severidad del Llicker de corta duración calculada sobre un intervalo de diez(10) minutos. Se considera Pst = 1 como el umbral de irritabilidad, asociado a lafluctuación máxima de luminancia que puede ser soportada sin molestia por una muestraespecífica de la población. El valor de referencia para los puntos de suministro en redesde BT, MT y A]' será el valor de Pst-1,00. Dicho valor no puede ser sobrepasadodurante más de un cinco por ciento (5 %) el período de medición. En el Anexo A seamplía este tema.

B.2 ARMÓNICOS

Se controlará la Tasa de Distorsión Total ( TDT ) de las tensiones armónicas presentesen los puntos de suministro medidas en valor eficaz cada 10 minutos según la normaSENECA o cada 15 minutos según la norma venezolana en borrador.

13.2.1. Tasa de Distorsión Total ( TDT % )

-1(

TDT =t= 2

Donde,tli: amplitud de la tensión de la armónica de orden i;í 1: amplitud de la tensión fundamental.

En el caso de la Norma de SENECA, se evalúa hasta la 40va. Armónica mientras que enla norma en discusión sólo hasta la 25va.

La Tasa de Distorsión Total de las tensiones Armónicas medidas en ambas normas, nodeberá ser mayor al 8% durante más del 5 % del tiempo total del período de medición.

En la norma SENECA la Tasa de Distorsión se debe determinar adicionalmente enforma Individual de las tensiones Armónicas medidas y no deben sobrepasar los Nivelesde Referencia para cada orden de la armónica indicados en la Tablas de la normaSENECA, durante más de un 5 % del tiempo total del período de medición.

En el caso de evaluar el contenido armónico, se tienen los siguientes índices oindicadores, según la norma americana IEEE Std. 519-1992, la cual también seconsidera a la hora de evaluar la calidad de servicio eléctrico: THD, TDD y TIF.

28

B.2.2. Distorsión Total Armónica ( THD )

Define básicamente el efecto de las armónicas en las tensiones del sistema depotencia.

THD, = Vh .100%

VI

Vh : Magnitud de cada componente armónica (rms)h: Orden de la armónica ( valor típico hasta 50)V1: Valor rms de la tensión a la frecuencia fundamental.

Nota: Este indicador también puede calcularse para la corriente

Como puede observarse, el índice TI-ID de la norma IEEE es equivalente al índice TDTde las normas nacionales, el cual ha sido castellanizado.

B.2.3. Distorsión Total de la Demanda ( TDD )

Se define como la distorsión armónica de corriente en porcentaje de la corrientemáxima de carga ( para demandas de 15 o 30 minutos)

TDD =

IL

I I,: Magnitud de cada componente armónica (rms)h: Orden de la armónica ( valor típico hasta 50)

Corriente de carga o demanda máxima ( Valor rms a la frecuencia fundamental)

B.2.4. Factor de Influencia Telefónica ( TIF ).

Se define como una medida utilizada para descubrir los ruidos telefónicosoriginados por las corrientes y tensiones armónicas en los sistemas de potencia.

29

T1F, = (Wh lh)

TIFy = ( W Vh h

V,,lls

: Magnitud de cada componente armónica de Corriente (rms)

Vh : Magnitud de cada componente armónica de Voltaje (rms)

W,, : Factor de ponderación que toma en cuenta los efectos de audio y acoplamientoinductivo a la frecuencia armónica de orden h

2.2.2.2 CALIDAD DE SERVICIO TÉCNICO

La calidad del Servicio Técnico se refiere al nivel y duración de las interrupciones queafectan a los usuarios.

En las normas revisadas en el ámbito nacional referentes a la calidad de servicioeléctrico, para la determinación de los indicadores asociados a la Calidad de ServicioTécnico, es necesario discriminar la causa que originó la interrupción, para realizar unaadecuada evaluación de la calidad a través de estos indicadores.

En las normas de SENECA, las causas de la interrupción se agrupan en: Causas Propiasde Distribución ( Causas Internas ) y Causas Externas a la Distribución, como se puedeapreciar en la Figura N° 2.5

No se contabilizarán las interrupciones definidas como de fuerza mayor debidas a:huracanes, terremotos, inundaciones, guerras y cualquier otra causa que el EnteFiscalizador juzgue conveniente, para el cálculo de los indicadores.

Para la determinación de los indicadores se contabilizarán todas las interrupciones conuna duración mayor o superior a un (1) minuto, que originen la suspensión delsuministro de energía eléctrica a algún usuario o conjunto de ellos, ya sea que lasmismas sean programadas o intempestivas, según se indica en ambas normas. El cálculode los indicadores deberá considerar los tiempos hasta la reposición del servicio alúltimo usuario afectado

30

PROPIAS DE

DISTRIBUCIÓN

FORZADAS

Climáticas

Ambientales

Terceros

Sistema propio de Transporte en AT

Propias Red MT

Red de BT

Cliente MT

Otras

PROGRAMADAS

Mantenimiento

Ampliaciones

Maniobras

Otras

EXTERNAS A LA DISTRIBUCIÓN

Otro prestador de Distribución

Otro prestador de Transporte

Sistema de Generación

Restricción de carga

Actuación Relé Mínima Frecuencia

Otras

Figura 2.5 Causas que originan las interrupciones según las Normas de Calidad deServicio de Electricidad -Nueva -Esparta

Entre los indicadores que establecen las normas de calidad nacionales se tienen:

A.- Frecuencia Media de Interrupción por KVA instalado ( FMIK)

Representa la cantidad de veces que el KVA promedio sufrió una interrupción delservicio en un período determinado.

Este Indicador se puede evaluar para la red global de distribución ( FMIKR(t ) y poralimentador de Media Tensión ( FMIKAi ) según la Norma SENECA, mientras que parala norma venezolana en borrador, solo se plantea el cálculo por alimentador en MT y BTen las etapas 2 y 3.

En la norma SENECA, para el cálculo del FMIKRd y el TTIKRd solo contabilizan lasinterrupciones de duración mayor a tres (3) minutos, como se puede observarespecificado en estos indicadores, mientras que para los otros indicadores no aclaran

31

otro tiempo distinto al enunciado al principio de la norma, que es mayor a un (1) minuto.Esto trae cierta confusión dentro de la Norma.

A.1.- FM1K para Red Global de Distribución ( FM1Kud)

FMIK = .1?d kVAin,s1

Donde:Sumatoria de todas las interrupciones del servicio con duración mayor a•

tres minutos, para el tipo de causa considerada (internas o externas) en el períodocontrolado.

ki/ilfs., Cantidad de kVA nominales fuera de servicio en cada una de las

interrupciones "i".

kVAin.s.t : Cantidad de kVA nominales instalados.

A.2.- FMIK por Alimentador de NIT j ( FMIKAi):

FMIK = 1 kVAinst

Aj

Donde:

: Sumatoria de todas las interrupciones del servicio i en el alimentador "j"

debido a Causa Internas, en el semestre que se está controlando.

kVAfsij: Cantidad de kVA nominales fuera de servicio en cada una de las "i"interrupciones.

kVAin.s1j: Cantidad de kVA nominales instalados en el alimentador "j".

B.- Tiempo Medio Total de Interrupción por KVA instalado ( TTIK )

Este Indicador representa el tiempo medio en que el KVA promedio no tuvo servicio enun período determinado.

El TTIK se puede evaluar para la red global de distribución ( TTIKRd ) y por alimentadorde Media Tensión ( TTIKAi).

32

Aj kVAinst

ZAJkVAfsii*TfsiTTIK =

Aj

B.1.- TTIK para Red Global de Distribución ( TTIK Rd ) :

Z i kVAfSi* 71Si

RTTIK

d=

kVAinst

Donde:

: Sumatoria de todas las interrupciones del servicio con duración mayor a

tres minutos, para el tipo de causa considerada (internas o externas) en el períodocontrolado.

kVAfs : Cantidad de kVA nominales fuera de servicio en cada una de lasinterrupciones "i".

kVAinst : Cantidad de kVA nominales instalados.

Usi: Tiempo que han permanecido fuera de servicio los kVA nominales (kVAfs),durante cada una de las contingencias i. Se deberán computar los tiempos hasta lareposición total de los kVA inicialmente fuera de servicio.

B.2.- TTIK por Alimentador de IVIT j TTIK Ai ):

Donde:Aj

: Sumatoria de todas las interrupciones del servicio en el alimentador "j"

debido a Causa Internas, en el semestre que se está controlando.

kl'Alsif Cantidad de kVA nominales fuera de servicio en cada una de las "i"interrupciones.

krAinst,J : Cantidad de kVA nominales instalados en el alimentador "j".

Usii: Tiempo que han permanecido fuera de servicio los kVA nominales(kVAfs), durante cada una de las contingencias "i", en el alimentador "j". Sedeberán computar los tiempos hasta la reposición total de los kVA inicialmentefuera de servicio.

33

Los valores límite admitidos para los indicadores de Servicio Técnico ( FMIK Y TTIK )se establecen en función de la causa que originó la interrupción, y según las etapas deaplicación de la norma SENECA, como puede observarse en la Tabla 2.4 y 2.5 y en lanorma en borrador se pueden observar en la tabla 2.8

Tabla 2.4 Valores límite admitidos para los indicadores de Servicio Técnico ( FMIKRdY TTIKRd ) para la Red Global de Distribución. - Etapa 1 - Norma SENECA

CAUSA INDICES Unidades Subetapa 1 Subetapa 2 Subetapa 3

INTERNA LimFMIK Interrupción/Semestre 6.0 --- ---INTERNA LimTTIK Horas/Semestre 5,0 --- ---EXTERNA LimFMIK Interrupción/Semestre 6,0 5,0 3,0EXTERNA LimTTIK Horas/Semestre 5,0 4.5 3,0

Tabla 2.5 Valores limite admitidos para los indicadores de Servicio Técnico ( EMIKAjY TTFKAj ) por Tipo de Alimentador de MT. - Etapa .1 - Norma SENECA

TIPO INDICES Unidades

SubEtapa 1

SubEtapa 2 SubEtapa 3

--- 1° Sem 2° Sem 1° Sem 2° SemURBANO LimFMIK Interrupción/Semestre --- 6.0 5,5 4,5 3,0URBANO LimTTIK Horas/Semestre --- 5.0 4,5 4,0 3,0RURAL LimFMIK Interrupción/Semestre 7.5 7,0 6,0 4,5RURAL LimTTIK Horas/Semestre --- 8,0 7,5 6,5 5,0

En casi todas las Etapas de aplicación de cada una de las normas, los indicadoresdeberán calcularse en forma separada para fallas de origen interno y para fallas de origenexterno.

En caso de excederse los valores límite admitidos por las normas de alguno de losindicadores controlados para Calidad Servicio Técnico, FMIK y TTIK, se calculará laEnergía No Suministrada ( ENS ).

La Energía No Suministrada ENS se calculará ya sea por incumplimiento únicamentede la Frecuencia de Interrupción FMIK o ya sea por incumplimiento únicamente delTiempo de Interrupción TTIK. Con los Valores de ENS por causas Internas o Externas,se determinarán las sanciones de acuerdo a lo establecido en cada norma.

34

Para aquellas etapas donde se deben determinar los indicadores a nivel de usuario (EtapaII en la Norma SENECA, y Etapa 4 en norma venezolana en borrador) se definen lossiguientes indicadores que se enumeran a continuación.

C.- Indicadores de Frecuencia de Interrupción por Usuario

C.I. Frecuencia Equivalente de Interrupción por Usuario ( FEU ) — NormaSENECA

Representa el número de Interrupciones que afectó a cada usuario

FEU = NJ .1

en Interrupciones / Semestre

FEUJ: Frecuencia Equivalente de interrupción para el Usuario "j", en Int. /Sem.

Nj: Es la cantidad de interrupciones que han afectado al usuario 1", con duraciónmayor a un (1) minuto, al cabo del semestre.

Los límites de este indicador se presentan en las tablas 2.6 y 2.7

C.2. Frecuencia de Interrupción para un Usuario ( FIU ) — Norma venezolanaen borrador

FIU

FIUJ: Frecuencia Equivalente para el usuario "j", expresado en número deInterrupciones durante el período de control.

Nj: Cantidad de interrupciones que han afectado al usuario "j", durante el período decontrol.

Los límites de este indicador se presentan en las tablas 2.8, 2.9 y 2.10

35

9.- Indicadores de Tiempo de Interrupción por Usuario

DA. Tiempo Equivalente de Interrupción por Usuario (TEU) — NormaSENECA:

Representa el tiempo total de interrupción que afectó a cada usuario

TEU =N

en Horas / Semestre

Donde

TEUJ: Tiempo equivalente para el usuario "j", en Horas.

Nj: Es la cantidad de interrupciones que han afectado al usuario "j", con duraciónmayor a un (1) minuto, al cabo del semestre.

Kj(h): Es el coeficiente asociado con la curva de carga del usuario típico, adoptandoun valor característico, para cada hora del día.

Ti: Es la duración total de la interrupción "i".

Tabla 2.6 Valores limite admitidos para los indicadores de Servicio Técnico FEU YTEu por usuario de NIT o tT - Etapa 1 - Norma SENECA

USUARIO INDICADOR Unidades Urbano RuralLimFEU Interrupciones/Semestre 5,0 5,0

SUMINISTROSEN AT LimTEU Horas/Semestre 4,0 4,0SUMINISTROS LimFEU Interrupciones/Semestre 7,0 9,0EN MT LimTEU Horas/Semestre 6,6 12,0

Tabla 2.7 Valores límite admitidos para los indicadores de Servicio Técnico FEU YTEU por usuario de BT, MT o AT - Etapa - Norma SENECA

USUARIO INDICADOR VALORSUMINISTROSEN AT

LimFEU 4LimTEU 3

ZONAURBANA

SUMINISTROSEN MT

LimFEU 5LimTEU 4

SUMINISTROSEN BT

LimFEU 5LimTEU 10

ZONARURAL

SUMINISTROSEN MT

LimFEU 5LimTEU 8

SUMINISTROSEN BT

LimFEU 7LimTEU 15

36

D.2. Tiempo Total de Interrupción para un Usuario ( TTIU ) — Normavenezolana en borrador

tTTI U = K (t) . T )

TTIUJ: Tiempo Total de interrupción para el usuario "j", expresado en Horas

K j (t): Coeficiente asociado con la curva de carga del usuario típico, adoptando un valorhora a hora, equivalente al valor de su demanda horaria en por unidad de la demandamáxima diaria, dividido entre su factor de carga diario típico..

T: Hora del día con interrupción expresada en valor numérico entero, siendo Hi lahora de inicio de la interrupción y Hf la hora final de la interrupción.

Para la determinación de los coeficientes Kj(t) la Distribuidora deberá efectuar unacampaña de levantamiento de curvas de carga de cada tipo de usuario, que deberá seraprobada por el ente fiscalizador.

Igualmente, en las Etapas finales de aplicación de cada una de las normas, losindicadores deberán calcularse en forma separada para fallas de origen interno y parafallas de origen externo.

Tabla 2.8 Valores límite trimestrales admitidos para. los indicadores de ServicioTécnico EMIK Y TTIK ( por Tipo de Alimentador en MT y BT) y FIU y TTIU

Etapas 2 y 3 - Causas Internas - Norma en Borrador

Indicadores Lim FMIK Lim TTIK Lim FIU Lim TTIUMuy Alta Densidad 2 2 2 1

Alta Densidad 2 3 2 1Mediana Densidad 3 3 3 2

Baja Densidad 3 4 3 3Muy Baja Densidad 4 4 3 3

Tabla Valores límite trimestrales admitidos para los indicadores de ServicioTécnico ( Y TTI -U) por Usuario en MT y BT.Etapa 4 - Causas Internas - Norma en Borrador

Indicadores Lim FIU Lim TTIU

Muy Alta Densidad 1 1Alta Densidad 1 2

Mediana Densidad 2 2Baja Densidad 2 2Muy Baja Densidad 3 3

37

Tabla 2.1 0 Valores límite trimestrales admitidos para los indicadores de ServicioTécnico ( 11U Y TTI U ) por Usuario en AT.

Etapa 4 - Causas Internas - Norma en Borrador

Indicadores hm FIU Lim TTIUMuy Alta Densidad 1 1Alta Densidad 1 IMediana Densidad 2 2Baja Densidad 7 2Muy Baja Densidad 2 ')

Los valores límite admitidos para los indicadores F1U y TTIU por causas externas seránde una ( I) interrupción trimestral y una (1) Hora Trimestral, respectivamente.

En caso de excederse los valores límite admitidos por las normas de alguno de losindicadores controlados para Calidad Servicio Técnico por Usuario, FEU, FIU, TEU yTTIU, se calculará la Energía No Suministrada ( ENS ).

Con los Valores de ENS por causas Internas o Externas, se determinarán las sancionesde acuerdo a lo establecido en cada norma.

Adicionalmente en las empresas de servicio eléctrico venezolanas, los indicadores enrelación a la calidad de servicio eléctrico, que se manejan a la fecha de la investigación,en dos de las empresas del sector son los que se presentan a continuación.

2.2.3 Indicadores de Calidad de Servicio Eléctrico de Eleoccidente — Filial deCADAFE.

CV: CALIDAD DE VOLTAJE

CV = TRV x 100NTS

Donde:TRV: Total de Reclamos por fluctuación de VoltajeNTS: Número Total de clientes

FC: Frecuencia Media de Interrupción por suscriptor. Representa lasumatoria del número de clientes afectados por la interrupción en relación con lacantidad de clientes del sistema considerado.

38

DC: Duración Media de las Interrupciones Representa la sumatoria delnúmero de clientes afectados por las interrupciones (mayores que un minuto) porel tiempo de duración de la interrupción en relación con la sumatoria del númerode clientes afectados . (HORAS)

TC: Tiempo Total de Interrupciones por consumidor. Representa lasumatoria del número de clientes afectados por la interrupción por el tiempo deduración de la interrupción en relación con la cantidad total de clientes delsistema . (HORAS)

FS: Frecuencia Media de Interrupción del Sistema. Representa lasumatoria de los KVA interrumpidos en un tiempo i en relación con los KVAinstalados

TS: Tiempo Total de Interrupción del Sistema. Representa la sumatoria delos KVA interrumpidos en un tiempo i por la duración de la interrupción i enrelación con los KVA instalados

DS: Frecuencia Media de las Interrupciones. Representa la sumatoria de losKVA interrumpidos en un tiempo i por la duración de la interrupción i enrelación con los KVA interrumpidos en el tiempo i.

IKR : Interrupciones por ada 100 Km. De Línea: Representa el número deinterrupciones ocurridas en relación a la longitud total de líneas de la red por 100

En el folleto obtenido no se establece claramente el lapso de aplicación para el cálculode estos indicadores pero se puede inferir de unas tablas que allí se presentan querealizan estos cálculos mensualmente. No se presentan tampoco valores límite.

2.2.4 Indicadores de Calidad de Servicio Eléctrico CADAFE.

F: Frecuencia Media de Interrupciones. Representa la sumatoria de KVAinterrumpidos por el tiempo de interrupción entre los KVA instalados.

D: Duración Media de las Interrupciones Representa la sumatoria delnúmero de clientes afectados por la interrupción por el tiempo de duración de lainterrupción en relación con la sumatoria del número de clientes afectados .(HORAS)

C.- TTI: Tiempo Total de Interrupción: Se evalúa como la Frecuencia Media deInterrupciones (F) multiplicado por la Duración Promedio de la Interrupcion (D).

39

I).- TPSI: Tiempo Promedio de Solución de Interrupciones: Es la sumatoria detiempo entre la detección y solución de la interrupción (TDYS) en relación altotal de interrupciones solucionadas (TIS0).

E.- ITCYS:Tiempo entre la transmisión a la cuadrilla y la Solución deInterrupción: Es la sumatoria de Tiempos entre la transmisión a la cuadrilla y laSolución de Interrupción (TTCYS) en relación al total de interrupcionessolucionadas (TISO)

Se establece el período de su cálculo, mensualmente y el ente administrador Operacióny Mantenimiento.

En la Tabla 4.2 del Capítulo 4, se presenta una tabla resumen para realizar lacomparación de los Indicadores de Calidad de Producto Técnico y Servicio Técnicosegún algunas empresas de servicio eléctrico venezolano.

2.2.5 Indicadores de Calidad de Servicio Eléctrico EPRI

Por otro lado, aparte de las normas venezolanas investigadas se tienen los índicesinternacionales en relación con las interrupciones o Servicio Técnico que propone EPR1,basados en los conceptos de la norma IEEE Std. 1366 ( 1998 y 2001 ) y los que tienenrelación con el nivel de tensión y perturbaciones o mejor llamado Producto Técnico.

2.2.5.1 CALIDAD DE SERVICIO TÉCNICO

Índices de Confiahilidad en Distribución que incluyen:SAIF1, SAIDI, CAID1, CTA1D1, ASA1, ASIFI, AS1D1, CEM1„, MAIF1 y CEMSMIn.

Índices de interrupción sostenida basados en el cliente que incluyen:SA1F1, SA1DI, CAIDI, CTAID1, ASAI.

Índices de interrupción sostenida basados en la carga que incluyen:ASIFI, ASID!

Índices de interrupción Momentáneos que incluyen:CEMSMI., MA1FI y MAIFIE.

Los nuevos índices que presenta esta norma son CEMI ri, experiencias de los clientescon múltiples interrupciones y CEMSMIn, experiencia de los clientes con múltiplesinterrupciones sostenidas y eventos de interrupción momentáneos.

40

Entre las definiciones de los índices antes mencionados se tienen:

Frecuencia Media de Interrupción en el Sistema ( SAIFI )

SAIFI = Número de interrupciones por clientes afectados por añoNúmero Total de Clientes

Duración Media de Interrupción por Usuario Afectado ( CAIDI )

CAIDI = Tiempo de Interrupción por clientes afectados por año Número de interrupciones por clientes afectados por año

C.- Duración Media de Interrupción del Sistema ( SAI DI )

SAIDI = Tiempo de Interrupción por clientes afectados por añoNúmero total de clientes

I).- Disponibilidad promedio de servicio del servicio relativo a las horas anuales(ASAI)

ASAI = Horas de disponibilidad del servicio al cliente al año Horas de servicios demandadas por los clientes al año

E.- Indisponibilidad promedio de servicio del servicio relativo a las horasanuales (ASUI)

ASUI = Horas de indisponibilidad del servicio al cliente al añoHoras de servicios demandadas por los clientes al año

ASUI = 1 - ASAI

2.2.5.2 CALIDAD DE PRODUCTO TÉCNICO

Adicionalmente, los entes internacionales definen otros índices en relación a la calidadde Producto Técnico, es decir en cuanto a nivel de tensión y perturbaciones.

Estos índices trabajan en función de la caracterización de la variación de los valoresRMS, en cuanto a la Magnitud, que se refiere a la máxima desviación de las 3 fases y laduración, que es el tiempo que se mantiene por debajo del umbral del nivel de voltaje,como se puede observar en la Figura 2.6

41

y. 1 0 %,

' l'Es?U 57;

FSIVro40

• !hl 117 1

140

Twrelsece•net)

Fisura 2.6 Caracterización de la variación de los Valores RMS de Voltaie

k.- Frecuencia de variación RMS Promedio en el Sistema ( SARFIx )

SARFI %V =

Ni

Donde :%V: umbral de voltaje RMS o área dentro de una curva de sensibilidad como CBMA,

ITIC o SEMI.

Ni: Número de clientes que experimentan desviaciones de voltaje con magnitudessuperiores a X% para X>100 o inferiores a X% para X<100 debido al eventomedido i

N.. . : Número total de clientes atendidos a través de la sección del sistema a evaluar.

Se puede evaluar el índice SARFI SEMI y el índice SARFI uric o SARFI civviA que no son

más que el número de bajas de voltaje fuera de la curva SEMI, ITIC o CBMA,respectivamente.

La curva CBMA fue desarrollada por la organización que lleva su nombre ( CBEMA:Computer Business Equipment Manufacturers Association ) y representa la capacidadde los equipos de computación de mantenerse en funcionamiento frente a variaciones dela magnitud del voltaje RMS. Aunque diferentes curvas de funcionamiento de losnuevos equipos han sido desarrolladas en los años recientes, la tradicional envolvente

42

compatible CBMA es todavía referencia frecuente y usada para la representación dedatos de caídas de tensión de corta duración o SAGS.

La organización ¡TIC (Information Technology Industry Council - Consejo deInformación Tecnológica e Industrial) es la sucesora de CBEMA. Esta organización hadesarrollado y publicado una nueva curva recomendada por el Comité 3 (TC3) que aligual que la CBEMA indica la amplitud de la tensión de suministro en dependencia de laduración de los acontecimientos no deseados. Esta curva se utiliza en la industria paraevaluar el rendimiento de los distintos equipos y de las redes eléctricas.

Los puntos situados por debajo de la envolvente indican una caída de carga, mientrasque los puntos situados por encima pueden indicar mal funcionamiento, por ejemplo delaislamiento o disparo por sobretensión o sobreexcitación. La Curva CBEMA o ITIC esuna referencia estándar para todos aquellos equipos sensibles que van a estar conectadosa la red eléctrica. El índice SARFI CBMA se obtiene como:

SARFIenmA = W = 7 N / N ST i

i =1

para un sistema con pesos genéricos para un solo escenario.

Donde S es el número total de caídas de tensión con magnitud y duración coordinadosque caen fuera de la menor tolerancia de la curva CBMA la cual es cualquier caída devoltaje que tenga una magnitud Vmag y duración Vdur tal que cumpla:

Vmag < f CBMA Vdur)

El índice de Frecuencia de variación RMS Promedio en el Sistema SARFI se1 T 1 C

define como:

SARFI mc =

W

S

i =1

para un sistema con pesos genéricos para un solo escenario.

Donde S es el número total de caídas de tensión con magnitud y duración coordinadosque caen fuera de la menor tolerancia de la curva ¡TIC la cual es cualquier caída devoltaje que tenga una magnitud Vmag y duración Vdur tal que cumpla.

43

Vmag < t' une, Vdur)

Donde:90 % Vdur > 10 seg.

f ITIC Vdur) = 80 % 0,5 seg. < Vdur < 10 seg

70 % 20 mseg < Vdur < 0,5 seg.

O % Vdur < 20 mseg.

Estas curvas se pueden observar en la figura 2.7.

CF--EM A Acce,:sbillty Cunnt Pe)wr, 4r, ,,vyr•:olj! ∎ I1y Cor.ft

.i.i*-5..;

.7!'.C. /

1

'.5.2f.tr.: -------- - • 1

'1 • • -

\ • ,:-.." 1 5 ? .la1.2

,...r. OC, i- ,

1 —.

\ i ,....1:.) 1 -

\ .

Se.Y la 1..

i i II :: HATEC., , Tt t.5%. 1i

—4

aCi ',"ER 1 wOLtkz.:"E,:-.) 1.!

.i p :,-.14. 1` 7: : 1,...7)1.„ 7 Á (1 E

a ' •,:a '

'...Z .. s n,—

lir e. . I LiN,-...Er•_',.--,-:;_rAr.1.E c.c.,,,,,v171c...,us .

9 900 1 .7.",s; C.111 :t.', z.i • sc7.0:

1 14 TIME N

IV.:

Figura 2.7

Curva CBMA. y curva. [TIC que determinan la zona de toleranciarecomendada o permitida para el voltaje de la energía eléctrica.

(Aplicable a Voltajes nominales de 120 V, 120/208 V y 120/240 V)

Aparece en la literatura un nuevo estándar el SEMI F47-0999, el cual se refiere a laEspecificación Provisional de Inmunidad ante bajas de voltaje para procesamiento deequipos semiconductores para el cual se define el índice SARFI sFmi y que se define

COMO:

s

SARFI SEN1I= S

i =1para un sistema con pesos genéricos para un solo escenario.

.. . _..... ___ .t.1

44

e

•

Donde S es el número total de caídas de tensión con magnitud y duración coordinadosque caen fuera de la menor tolerancia de la curva SEMI 2844 la cual es cualquier caídade voltaje que tenga una magnitud Vmag y duración Vdur tal que cumpla.

Vmag < f szmi ( Vdur)

Donde:80% Vdur > 0,5 seg.

f Svul ( Vdur) = 70 % 0,2 seg. < Vdur < 0,5 seg

50 % 50 mseg < Vdur < 0,2 seg.

O % Vdur < 50 mseg.

Esta curva se puede observar en la figura 2.8.

110% 1I.

100% 1-.

90% r

80%

70%

60% -

[5"

4070

30%

10% ro% r

i•oirt a i • Ipe ...

I ail , •0. 4›.!1•$

al: 11•• IIP • ./P •

•• t

•• • •• • ••••- •• • " si

•g • a•

I • • ••

•

100 1000

Duration (cycles)

Figura 2.8

Curva SEMI — F47 que determina, la zona de tolerancia recomendada opermitida para cuantificar la sensibilidad de equipos en baja tensión.

(extremo final)

A partir del índice de Frecuencia de variación RMS Promedio en el Sistema SARFI se

pueden obtener los siguientes índices SIARFI de Magnitud/Duración

SIARFI %Índice de Frecuencia de Variación rms promedio Instantánea del sistemay•-

45

SMARFI % V : Índice de la Frecuencia de Variación rms promedio Momentánea del

sistema

STARFl % : Índice de la Frecuencia de Variación rms promedio Temporal del sistemaev

Donde:

SARFI = SIARF1 + SMARFI + STARFIcvv %v v

En la Tabla 4.3 del Capítulo 4, se presenta una lista de los más importantes documentosy normas internacionales relacionadas con calidad de energía eléctrica o Power Quality.

46

CAPÍTULO in

MARCO METODOLÓGICO

En este capítulo se indica el procedimiento metodológico para realizar la investigaciónen cuanto a Calidad de Servicio en Sistemas Eléctricos de Potencia, en el cual secontempla lo siguiente: tipo y nivel de la investigación, procedimiento de lainvestigación: Cuentes de información, instrumentos para la recolección de información,recolección y procesamiento de la información.

3.1 Tipo y Nivel de la Investigación

Según los objetivos que se persiguen en esta investigación, por las características delestudio permiten que éste sea ubicado dentro de una investigación documental y tambiénde campo, según lo plantean Hernández y otros, por cuánto está basada en el análisissistemático de información que proviene de textos y documentos así como también en elanálisis sistemático de los problemas relacionados con la Calidad de Energía Eléctrica.Muchos de los datos fueron recabados de forma directa de la realidad por losinvestigadores.

Por otra parte, según los objetivos y el tipo de conocimiento que se produce, estainvestigación es de carácter exploratorio - descriptivo, ya que permite obtenerinformación acerca del estado de una problemática y se fundamenta en un estudio dediagnóstico que arroja información sobre la realidad y la describe, dando una visiónclara y amplia del estado de las problemática (Ary y otros, 1986).

3.2 Procedimiento de la Investigación

La metodología utilizada en el presente trabajo consta de varias etapas. El primer pasoseguido en la investigación, fue la revisión de la bibliografía nacional e internacional.

Luego se procedió a analizar del estado del tema de Calidad de Energía Eléctrica envarias de las empresas de servicio eléctrico de la región y del país.

Se realizó el análisis de las normas nacionales relacionadas con la calidad energética yse observó su relación con el contexto de la normativa internacional.

Conjuntamente con este paso, los investigadores a efecto de dearrollar la metodología yel cálculo de los índices de calidad, realizaron una medición piloto de las variables

47

relacionadas con la Calidad de Servicio de Electricidad, para así los autores obtenerdatos propios.

También se utilizaron algunos datos ficticios tomados aleatoriamente de las medicionesrealizadas por los equipos registradores, de las distintas empresas colaboradoras para asídesarrollar e implementar la metodología de cálculo de los indicadores previstos en lanormativa de Calidad de energía, y realizar el análisis y evaluación de los resultados enforma sistemática.

Posteriormente se realizó la organización, análisis e interpretación de los resultadosobtenidos a partir de los datos obtenidos, para finalmente presentar en este trabajo lainformación relacionada a la Calidad de Servicio Eléctrico en Sistemas Eléctricos,dentro del marco de reestructuración del sector eléctrico venezolano.

Estos aspectos se pueden observar en el diagrama que se presenta en la figura 3.1.

PROCEDIMIENTO DE LA INVESTIGACIÓNEXPLORACIÓN Y REVISIÓN DOCUMENTAL DE BIBLIOGRAFÍA NACIONAL E

INTERNACIONAL

COMPARACIÓN Y ANÁLISIS DE LAS DIFERENTES NORMAS NACIONALES EINTERNACIONALES EN RELACION A LOS INDICADORES DE LA CALIDAD DE

ENERGÍA ELÉCTRICA

ANÁLISIS DEL ESTADO DEL TEMA CALIDAD DE SERVICIO ELÉCTRICO EN LASEMPRESAS DER SECTOR ELÉCTRICO VENEZOLANO

MEDICION PILOTO DE ALGUNAS VARIABLES RELACIONADAS CON LACALIDAD DE ENERGÍA ELÉCTRICA PARA ESTABLECER UNA METODOLOGÍA Y

EJEMPLO DE CÁLCULO DE LOS ÍNDICES DE CALIDAD

ORGANIZACIÓN, ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN DE LOS RESULTADOS

ELABORACIÓN DEI, INFORME

Figura 3.1 Esquema simplificado del procedimiento empleado para la investigación

48

3.2.1 Fuentes de Información

3.2.1.1 Documentos

En la primera fase se realizó un estudio exploratorio de tipo documental, dondeel propósito era hacer una revisión de las fuentes de información de los siguientesaspectos:

Revisión bibliográfica de los textos, Trabajos de Investigación, Artículosde Congresos, Revistas y diferentes publicaciones relacionadas al tema deinvestigación que plantearan metodologías y sugerencias para larealización del presente trabajo.

Revisión bibliográfica de los textos, Leyes, Reglamentos, Normativas,Documentos Oficiales referentes a las definiciones básicas y aspectosimportantes de las áreas de estudio

Revisión bibliográfica y documental de datos de las direrentes variablesrelacionadas con la calidad de servicio.

Revisión a través de internet de los diferentes aspectos relacionados conCalidad de Energía Eléctrica.

A través de la revisión de la documentación pertinente, se elaboró undiagnóstico que permitió abordar la problemática, tratando de responder lassiguientes preguntas:

¿ Cuáles son los aspectos más resaltantes que originan el renovado interésnacional e internacional, en la calidad de energía eléctrica ?

¿ Cuáles son los estudios y las normativas y reglamentacionesrelacionadas con la Calidad de Energía Eléctrica, nacional einternacionalmente?

¿ Cuáles son los problemas, sus causas y sus efectos que se presentan conla Calidad de Energía?

¿ Cómo se miden, analizan y evalúan los parámetros de calidad deservicio eléctrico?

¿ En qué estado se encuentra la evaluación de la calidad de servicio envarias empresas del sector eléctrico nacional?

49

Adicionalmente los autores asistieron a varios eventos relacionados con la Calidad deServicio Eléctrico que se realizaron durante la ejecución del presente trabajo, lo quepermitió obtener información directa.

3.2.1.2 Entrevistas

En la segunda fase se realizó un estudio de diagnóstico y exploración del sector eléctriconacional.

Para obtener información de las diferentes empresas del sector eléctrico se hicieroncontactos telefónicos o vía internet — correo electrónico así como también visitas a lasdiferentes empresas, de manera de entrevistar en lo posible personalmente a losencargados de manejar la información relacionada con la calidad de energía.

Se realizaron entrevistas con los encargados de Departamentos Técnicos de variasempresas del sector, comenzando por las empresas de servicio regionales y otrasempresas a nivel nacional y a través de estos, se obtuvo información del estado del temade Calidad de Servicio Eléctrico y algunos otros datos de interés.

Se hizo contacto con las siguientes empresas de servicio eléctrico: Eleoccidente,Electricidad de Valencia, Edelca y Seneca.

De los contactos realizados se pudo observar que por ejemplo, en ELEVAL, la Calidadde Producto Técnico la controla el Dpto. Diseño y Planificación de Redes, mientras quela Calidad de Servicio Técnico la controla el Dpto. de Operaciones.

En SENECA, tanto la Calidad de Producto y Servicio Técnico las maneja el Dpto.Calidad de Servicio Eléctrico.

En Eleoccidente, al momento de la entrevista, el Dpto. Planificación del Sistema esquien coordinaba este tipo de actividades relacionadas con la calidad de la energía.

En Edelca, la información fue suministrada por el Departamento de Planificación.

3.2.2 Recolección y Procesamiento de la Información

Los investigadores realizaron un ejemplo de la metodología de cómo se deben procesarlos datos y calcular los indicadores de calidad de energía, mediante una medición pilotode algunas de las variables involucradas para la determinación de los indicadores deProducto Técnico, Nivel de Tensión, seleccionando unos datos ficticios de un circuito dealimentación de distribución.

Para realizar la medición de los eventos se contó con la colaboración de personal deElecoccidente y ELEVAL y con la de los propios investigadores. Para ello se instalaronequipos de medición de eventos que registraran las señales de tensión, corriente, energía

50

etc. que puedan registrar las distintas perturbaciones de voltaje, interrupciones, etc.tratando de que sean acordes con las especificaciones para la medición de la calidad deenergía.

Los equipos utilizados para la medición y registro fueron:

MemoBox 300 LEM

Dranetz

Elcontrol

Estos equipos de medición se instalaron tanto en sistemas de Media Tensión ( 13.8K V)como en varios niveles de Baja Tensión. En el Anexo B, se presentan las característicasde algunos de estos equipos.

Los archivos de datos que se obtienen de los equipos registradores, son archivos enExcel.

Adicionalmente los investigadores, desarrollaron una herramienta de cálculocomputarizada de los indicadores de Producto Técnico, en el Nivel de Tensión, paracalcular el FEDT (equivalente al FEBN0 pFR en Norma SENECA) y el FEES(equivalente al FEECB NO PER en Norma SENECA ).

La programación se desarrolló en Visual Basic 6.0, utilizando una hoja de datos enACCESS 2000 intermedia, entre los datos obtenidos en Excel y el programa en VisualBasic. Esta hoja de datos de Access tiene la gran ventaja de ahorrar memoria debido ala gran cantidad de datos que se manejan.

De la base de datos general, el programa selecciona de los datos de todas las campañas,las variables indicadas en la pantalla de RESUMEN DE LA CONSULTA los cualescorresponden a la o las campañas seleccionadas en la VENTANA PRINCIPAL. En esta

ventana puede especificarse la variación porcentual de la tensión ( % + AV ) según laetapa o nivel de tensión que se requiera obtener el indicador. Esto se puede observar enla figura 3.2

En la Ventana RESUMEN DE CALCULO DE FEDT se presenta el resultado de evaluarla variación porcentual, dividiendo los registros en medidas dentro del rango permitido,y medidas Riera del rango permitido, con los cuales se procede a calcular el FEDT yFEES, según se presenta en la figura 3.3

51

70:01:11';;.- _Jj __?‹

Ejecutar

Campaña Li Mes 1-Septiembre

Fecha Inicio 1 8/09/2001

Fecha Fin 22/09/2001

Naguanagual

Campañal

Tensión Nominal (Volts) 6600

Porcentaje Menor 5

Porcentaje Mayor 5

Figura. 3.2 Pantalla de ,RESUMEN DE LA CONSULTA de lacampaña de medición seleccionada

grie±104-1,90o.ke.~«el000,,,,,Yr4 ,

Campaña I Vabaid iVarriba I llar-Medie LCantEuera I FE D T23 202 990 225 22,7

2 145 31 1 439 176 12,23 13 119 699 132 18,9

Vabajo: Tensiones bajo el Límite Permitido de Tensión

Varriba: Tensiones Sobre el Límite Permitido de Tensión

Cant Medic: Cantidad de Mediciones Realizadas

Cant Fuera: Cantidad de Mediciones Fuera de la Banda deTensiónFEDT: Frecuencia Equivalente de Desviación de Tensión

,1

Guardar

Excel

Graficar

Arras

Figura 3.3 Ventana RESUMEN DE CALCULO DE FEDI'

52

Guardar.1

Excel

Graficar

Atras

Carnriaa 1 Eabaro 1 Earriba 1 CantEnem 1 CantEuera 1 FE ES1 291 492 3871 734 24309141 4163226 1 7,1262 16891125 4834641 219982916 21725766 9,8763 3085550 33650205 184749593 36735755 19,884

Eabajo: Energía Suministrada por Debajo de la Banda Permitida deTensión (kW-II)Earriba: Energía Suministrada Sobre la Banda Permitida de Tensión (kW h)

Cant Energ: Energía Total Registrada (kW-h)

Cant Fuera: Energía Suministrada Fuera de la Banda Permitida de Tensión(kW-h)EFES: Frecuencia Equivalente de Energía Suministrada Fuera de la BandaPrmitida de Tensión

l'igura 3.4 Ventana RIH:SUMEN DE C.ALCULO FE:ES

A continuación se puede observar un ejemplo del gráfico de salida de los resultados delFEDT por el período de control deseado, desarrollado por el programa.

Frecuencia Equivalente de Desviación deTensión

25 22,7

20 - 18_9

1— 15 -Ift. 17,2UiLL

0 FEDT10

5 Limite

O

Enero Febrero Marzo

Campañas

Alias

Figura 3.5 Gráfico de resultados del cálculo de FEDT

53

A través del desarrollo de este programa, y con la adquisición por parte de la Facultad deIngeniería de la UC de un equipo registrador bajo la óptica de Calidad de Energía,contemplado en un proyecto de investigación de Eficiencia Energética, losinvestigadores desean continuar la investigación en campo para ir obteniendo datospropios relacionados con los sistemas eléctricos venezolanos, y determinar así corno lohan venido desarrollando otras instituciones a nivel mundial ( p.e. EPRI), en formaconjunta con los datos suministrados por las empresas del sector eléctrico regional, basesestadísticas de análisis de las variables eléctricas, que permitirán realizar y desarrollarmuchos otros ternas de investigación dentro de la Línea de Investigación delDepartamento de Potencia CALIDAD DE ENERGÍA.

Del análisis e interpretación de la información obtenida, a través de la metodologíaplanteada, se puede conducir a los resultados que se presentan en el próximo capítulo,para luego culminar con las conclusiones y recomendaciones, las cuales se planteanposteriormente.

54

CAPÍTULO IV

PRESENTACIÓN Y ANÁLISISDE RESULTADOS DE LA

INVESTIGACIÓN DE CALIDAD DESERVICIO EN SISTEMAS ELÉCTRICOS.

En este capítulo se presentan los resultados obtenidos del trabajo de investigación encuanto al desarrollo del objetivo general planteado, el cual es la revisión del estadoactual de los diferentes elementos que constituyen los parámetros de los sistemaseléctricos necesarios para la evaluación de la calidad del servicio eléctrico, valoración delas perturbaciones, sus orígenes y sus efectos sobre el sistema eléctrico, dentro del marcode reestructuración del sector eléctrico venezolano.

En cuanto a la actualización del conocimiento sobre el tema en base a las bibliografíasinternacionales y revisión de la experiencia propia y la revisión de las definiciones de losdiferentes índices de calidad utilizados nacional e internacionalmente, los cuales son dosde los objetivos específicos planteados al inicio del presente trabajo, estos ya fuerondesarrollados ampliamente en el Capítulo 2 del Marco Teórico.

A continuación se desarrollan los tres objetivos específicos restantes, relacionados conel estudio y comparación de las diferentes normas e indicadores relacionados con lacalidad de energía, al estado de las diferentes empresas del sector eléctrico en relación ala calidad de servicio eléctrico, así como también la revisión y realización de campañasde medición sobre algunos puntos de la red.

4.1 Herramientas y metodologías de medición, evaluación y criterios detolerabilidad de los parámetros de calidad.

Para el control del Producto Técnico se requiere de las campañas de medición referidasanteriormente, con una duración de al menos 7 días continuos de medición, con registroscada 15 minutos para la evaluación de los parámetros relacionados con el nivel detensión, armónicos y Flicker. Estos registros deben entregarse al ente fiscalizador alfinalizar cada período de control o cuando el ente lo considere necesario.

El incumplimiento de los límites admisibles de los indicadores correspondientes a lacalidad del producto técnico dará lugar a la aplicación de sanciones segMi la etapa de

55

aplicación de la norma. El monto de la sanción se distribuirá entre todos los usuarios delMunicipio.

Por esta razón las empresas deben utilizar equipos de medición que les permitan obtenerregistros dentro de las especificaciones de calidad de energía, que les garantice tener ungran número de registros válidos, ya que sino, también hay sanciones porincumplimiento de la realización de la medición, y se requieren un mínimo de registrosválidos para que se considere la campaña de medición para la realización del informe degestión.

Esta legislación se incluirá dentro de las Normas de Fiscalización, que aún no seencuentran a la disposición pero que tan pronto queden aprobadas las normas de calidad,tendrán que discutirse.

Los equipos que se utilizaron en la presente investigación fueron muy diversos, dedistintos fabricantes, modelos e inclusive costos. Todos se encuentran dentro de losparámetros de las normas internacionales, pero habrá que esperar a que la nuevalegislación en este sentido sea aprobada para el caso venezolano.

El control del Servicio Técnico de Distribución de energía eléctrica según la nuevalegislación y normalización, debe cumplir con tasas máximas de interrupción delsuministro. En el caso de que los indicadores excedan estos límites se deben calcular lasbonificaciones a percibir por cada usuario por la mala calidad del servicio lo cualaparecerá como un crédito o descuento en su factura. Es decir, que así como el usuariopaga por la energía recibida, cobra por la no suministrada.

Con el estado actual de la tecnología no existen medidores de energía no suministrada.

El procedimiento para calcular las bonificaciones en el caso de Servicio Técnicocomprende el registro de las contingencias de la red, el tipo de vínculo usuario red y laestimación mediante curvas de carga típicas de la Energía No Suministrada. ( FEU yTEU en SENECA y FIU y TTIU en norma en borrador a nivel de cada usuario y FMIKy TTIK a nivel de cada alimentador ).

De acuerdo a la Norma de Calidad del Servicio de Distribución de Electricidad, elcálculo de la Energía No Suministrada (ENS) se realiza a partir de los FMIK, TTIK, elnúmero de horas del período de control (NI IP) y la Energía Total facturada por laDistribuidora en el período de control a todos los usuarios servidos (ETF en KWh)dividida entre el número total de alimentadores en el Municipio, en las etapas 2 y 3 deaplicación de la norma y en la etapa 4 de la Energía Total Facturada al usuario en elperíodo de control (en KWh), el número de horas del período de control (NI-113) y el FIUy TTIU.

Estos cálculos de la ENS se realizan en tres casos:

56

Incumplimiento únicamente de la Frecuencia de Interrupción FMIK:

ENS ( FMIK I,im FMIK) x TTIK x ETFFMIK NHP

Incumplimiento únicamente del Tiempo de Interrupción T•IK

ENS = ( TTIK Lim TTIK ) x ETFNI-IP

Incumplimiento de ambos indicadores: Se calculan los valores indicados en a) yb) y se utiliza el mayor de los dos.

SENECA utiliza un cálculo mu y similar.

Por tal motivo el ente regulador deberá realizar auditorías mediante eq ui pos monitoresmonofásicos que detectan eventos en la red de suministro ( interrupciones, etc.) cuyainstalación, operación y tratamiento de la información básica será confrontada con larecibida por la empresa distribuidora.

De la biblio grafia consultada, se plantea un nuevo método para la auditoría, similar alutilizado para el control de los medidores de energía de cada usuario para la facturacióndel servicio eléctrico, es decir, un método con criterios de selección de los puntos deregistro de interrupciones en base a muestreo estadístico que puede determinar la calidadde la tarea g lobal realizada por las distribuidoras.

El ente re gulador debe aprobar los criterios de diseño v la implementación del sistemade administración de la calidad de servicio. El método planteado para realizar laauditoría a la administración de la calidad por muestreo de usuarios plantea:

Inspeccionar -n- usuarios de la DistribuidoraEn el período de control ( 3 o 6 meses) se calcula la bonificación de cada uno de

los usuarios inspeccionados. (br)Se calcula el error -e- de la bonificación calculada por la distribuidora ( bd) para

el mismo períodoe = bd - br x 1000 (%)

brSe define un error límite admisible ( c) v se compara e con + cSi e < c Control de Calidad de la distribuidora correctoSi e < e < O La distribuidora no calculó bien v ha dejado de bonificarSi e > e > O La distribuidora no calculó bien y ha bonificado de más

5 Se realiza 19 evaluari(ín ectadíctira del decempefin de la dictrihnidnra en ecta

tarea

57

El número n, depende del número total de usuarios de la distribuidora.

Según I 151, adicionalmente de explicar el método estadístico, en cada sitio definido paraefectuar el monitoreo de las señales, recomiendan instalar un registrador deinterrupciones, cuyas características deberían ser las siguientes:

Medición del valor eficaz de la tensiónDetección de interrupciones por nivel respecto a la referenciaUmbral de tiempo de interrupciones = IminutoResolución de tiempo mejor o igual a 1 segundoIndicación de fecha y hora del eventoEstabilidad del reloj, mejor a 2 minutos / mesMemoria de estado sólido no volátil. Retención mayor a 6 mesesCapacidad de almacenamiento mayor a 500 eventosAlimentación con la propia tensión a medir. Consumo menor a 10 VAFuncionamiento garantizado de al menos un día, sin alimentaciónProgramable ( Vn, apartamientos, tiempos, fecha y hora, etc.) vía interfaz seriecompatible con PCDisplay de parámetros programados y valores medidosProgramas de PC para programación, verificación de funcionamiento y descargade datos.

En el caso de países como España, se cuenta con un sistema de medidas homogéneo yefectivo de los tránsitos de energía entre las diversas actividades eléctricas, que permitela medición de los parámetros de la calidad de servicio de su Sistema Eléctrico Nacional.

Con la instalación de estos nuevos equipos de medida en las fronteras de cada una de lasdiferentes actividades de generación, transmisión y distribución y en las interconexionesinternacionales, incluyendo el control de los parámetros relativos a la calidad delservicio eléctrico, se establece un régimen homogéneo de medidas con la finalidad degarantizar la libre competencia con igualdad de condiciones, y reduciendo las posiblesdistorsiones en la retribución de las actividades reguladas debidas a la imprecisión de lasmedidas.

Esto es lo que se ha denominado como Sistema de Información de Medidas Eléctricas,en el país español. En el Concentrador Principal se almacena, procesa y difunde a losdistintos participantes del sistema, los datos, comprobando que los datos recibidos de losdistintos orígenes, realizando estimaciones, correcciones y otra serie de accionesadicionales, que se encuentran claramente determinadas y especificadas en sulegislación.

Otro punto importante observado por los autores de la presente investigación que hayque mencionar, es el que los Grupos de Trabajo o Working Groups de las normasrelacionadas con la Calidad de la Energía Eléctrica de la Tabla 4.3, son grupos muy

58

dinámicos y que cada tres años están produciendo normas con nuevas correcciones eneste tema.

También se puede mencionar que se encuentra en proceso la aprobación de nuevasnormas relacionadas con la Calidad de Energía cada vez más específicas a nivelinternacional, en función de la experiencia y la realimentación de las empresas que seencuentran utilizando estos nuevos esquemas regulatorios.

Se puede observar adicionalmente, que en las empresas venezolanas investigadas no seencontraron en servicio muchos equipos de la calidad de la energía con capacidad deregistro en cuanto a las formas de onda de la tensión o equipos que tengan un dispositivoque al momento de detectar cualquier variación de la tensión registraran su forma deonda o algunas de sus características para su posterior estudio. Es claro que estosequipos requieren de mayor memoria que los convencionales y por lo tanto serán máscostosos.

Otro aspecto que se evidencia de la investigación es que actualmente se encuentran endesarrollo varios proyectos relacionados con el desarrollo de metodologías de monitoreode calidad de servicio en transmisión, así corno también el desarrollo de lineamientospara determinar los métodos estadísticos de selección de la ubicación, instrumentación yrequisitos de transductores, adquisidores de datos, filtrado y procedimientos de análisisde la información requerida para calidad de servicio.

4.2 Estado actual de las empresas de Servicio Eléctrico Venezolanas en relación a laCalidad de Energía

Los investigadores realizaron visitas a varias de las empresas del sector eléctriconacional a fin de tener contacto directo con los diferentes Departamentos que trabajancon las variables relacionadas con la Calidad de Servicio Eléctrico, entre ellas,Eleoccidente, Eleval, Seneca, Edelca, y Cadafe.

Primero que nada se tuvo contacto con las empresas de servicio de la región,(Eleoccidente y Eleval), luego con una pequeña empresa de servicio eléctrico regionalque lideriza la aplicación de las Normas de Calidad como lo es Sistema Eléctrico delEstado Nueva Esparta C.A. (SENECA), y finalmente con dos de las empresas másrepresentativas del sector eléctrico venezolano, Cadafe y Edelca.

El estado actual de las diferentes empresas del sector eléctrico en relación a la calidad deservicio eléctrico, se pudo constatar a partir de las entrevistas realizadas, y todas lasempresas están realizando campañas de medición piloto y de observación de sus redes afin de ir adelantándose a la aplicación de la normativa y evaluar el estado actual de susistema.

59

Los investigadores encontraron que las distintas empresas están participandoactivamente en la planificación de la aplicación de la normativa y ya están calculandosus indicadores, aplicando en lo posible medidas correctivas en el caso de ir bajando losíndices a los límites requeridos.

Al momento de realizar las entrevistas, todas las empresas entrevistadas tenían lista laseparación jurídica de sus funciones, según lo establecido en la Ley de ServicioEléctrico.

SENECA es la única empresa de servicio de electricidad que se encuentra controladaactualmente por el ente fiscalizador denominado MEGANE ( Mancomunidad deElectricidad y Gas de Nueva Esparta ) según lo establecido en su contrato de concesióny es la empresa que mejor tiene a disposición., registros de los indicadores de calidad,debido a su fiscalización.

Gracias a la información suministrada por el 'lig. Ilich Hernández [91, los investigadorespudieron constatar que en el primer período de medición, ( Enero-Junio 2000) SENECApresentó el indicador global de calidad de producto técnico ( FEB ) fuera del

N() PER

límite establecido en la norma, por lo que le acarreó sanciones por el orden de losDoscientos Cincuenta Millones de Bolívares ( Bs. 250 Millones ) al presentar un índiceglobal de FEB = 4.72 %. En los subsiguientes períodos de control no superaron el

NO PER

límite de penalización, por lo que no se generaron sanciones, y esta disminución es unindicador de la efectividad de la calidad de producto.

Hay que recordar que para la evaluación de los índices en la norma de SENECA, estosíndices se calculan semestralmente, considerando una ventana móvil anual quecontempla las mediciones realizadas en el semestre bajo análisis y el anterior. En elprimer período no hubo historia anterior.

En cuanto a las perturbaciones armónicas del sistema eléctrico SÉNECA, éste semantiene dentro de los límites admisibles, lo cual era un resultado esperado pues lanaturaleza de las cargas de su sistema en el estado Nueva Esparta, no presentageneración de perturbaciones armónicas apreciables.

En cuanto a Fluctuaciones de tensión o Flicker, SENECA ha encontrado campañas demedición donde el Pst ha sobrepasado el nivel de referencia de Pst=1 durante más del5% y están realizando estudios más profundos en cada caso en particular para sugerirposibles soluciones.

En cuanto a los indicadores de Calidad de Servicio ( Interrupciones ) todo el control seprocesa actualmente por circuito y se analizan las causas y los componentes afectados.

En este instante SENECA utiliza la metodología siguiente:

60

14.500,50 Voltios (1.050 p.0

(5/7/2001 a las 7:00 )

14 172,41 Voltios (1.026 p.u)

217,20 Voltios (0.6679 p.u)

( 5/7/2001 a las 20:12 )

354,92

(5/7/2001 a las 20:12 )

269,95

210,89

(6/7/2001 a las 12:00 )

Cuando empieza un semestre de control, se analiza el histórico de indicadores decalidad de servicio ( FMIK y TTIK ) y los reclamos a través de un CALI.,CENTER, de todos los circuitos y se proyectan los indicadores y las sancionesasociadas a estos indicadores por circuito.

Se estudian en detalle los circuitos que según las proyecciones tienen la peorcalidad de servicio y se estudian e implementan estrategias de mantenimientopreventivo para mejorar esa calidad de servicio.

El discriminar mensualmente las causas de interrupción y los elementos afectados hapermitido disminuir significativamente en SENECA los indicadores de calidad deservicio en los meses siguientes.

Por ejemplo, en octubre de 2000 se detectaron que las mayores causas de interrupcióncorresponden a contaminación salina ( 38%) y en noviembre de 2000 los árboles-ramas(38?/0) lo que facilita observar que con campañas de poda y lavado se pueden mejorar losíndices afectados.

De otra de las dos empresas analizadas a nivel regional, se presentan los resultados deuna de las campañas realizadas por los investigadores tanto a nivel de empresa deservicio eléctrico, como a nivel de usuario, encontrándose los siguientes resultados:

Durante la campaña de medición no se presentó ninguna interrupción del sistemaeléctrico bajo estudio.

Del análisis de los perfiles de tensión y corriente medidos en una de lassubestaciones, se puede observar que la tensión y corriente promedio registradadurante el período de medición, así como los valores máximos y mínimosobtenidos fueron los que se presentan en la tabla 4.1

Tabla 4.1. Valores obtenidos en una tic las subestaciones analizadas

Nota: En los registros el equipo detectó una disminución apreciable de la tensión el día5/7/2001 a las 20:12 que solo duró unos segundos. ( Ver figura N" 5. En esos segundosel equipo no tomó el resto de las medidas). Esta disminución no fue detectada por el

61

[Jibia 4.2. Valores obtenidos en el lado de baja (460 V)

h4Viffl, 111;

464,77 Voltios (1,01 pu)

(4/7/2001 a las 12:00)

457,55 Voltios (0,995 pu)

446,23 Voltios (0,97 pu)

( 5/7/2001 a las 10:00)

4

1427,09

(5/7/2001 a las 10:00)

944,75

447,90

(4/7/2001 a las 12:30)

equipo registrador instalado en 13aja Tensión ya que no presenta esta opción dentro desus características.

Se puede observar en los registros obtenidos, que se presentó una Depresión deTensión ( SAG ), es decir que la tensión de línea está reducida en un 33.21 % desu valor normal (Valor nominal 13800 Voltios) COn una duración interior de un(1) minuto. ( Ver Anexo C )

Las depresiones de Tensión o SAGS usualmente están asociados con fallas delsistema, pero también pueden ser causadas por la conexión o variación en laoperación de una gran carga o por el arranque de un gran motor.

Por las características del perfil obtenido y teniendo en cuenta la hora en que seprodujo esta variación en la tensión (20.12 del día 5/7/2001), la causa parecehaber sido una falla, pudiendo ser de tipo monofásico, aun cuando no se reportóninguna falla. Es factible entonces que pueda deberse a la variación de una grancarga o arranque de un gran motor, o una falla de alta impedancia. Ver Anexo C.

Del análisis de los perfiles de tensión y corriente medidos en baja tensión, sepuede observar que la tensión y corriente promedio registrada durante el períodode medición, así como los valores máximos y mínimos obtenidos fueron los quese presentan en la tabla 4.2.

La máxima distorsión armónica obtenida en el estudio del sistema eléctrico fuede 3,64 %, lo que indica que no se observaron para el período de medición,problemas con los armónicos. Basándose en las mediciones realizadas, no sejustifica ningún estudio especial de armónicos en este sistema.

En las mediciones realizadas se observa que el factor de potencia está por debajode 0,9 pero del historial suministrado por la empresa en la facturación de losmeses anteriores, se observa que no presenta problemas en este aspecto, ya quese posee compensación reactiva en varios puntos del sistema.

62

• En las mediciones realizadas, se obtuvo una demanda máxima integrada de1.103.000 VA, la cual se registro el día 06-07-2001 a las 10 am, con unacapacidad máxima utilizada, respecto a la potencia aparente nominal deltransformador de 55.15 %.

4.3 Comparación y Análisis de las Normas Venezolanas de Calidad de Energía

Del análisis de las distintas nonnas investigadas, se realizó una comparación entre lasdos normas venezolanas sobre calidad de servicio eléctrico. La primera de ellas esNormas de Calidad del Servicio de Electricidad y Sanciones --- SENECA --- NuevaEsparta, la cual se encuentra en actual vigencia según el Contrato de Concesión de laEmpresa SENECA.

La segunda es la Norma que se encuentra en borrador para su discusión y prontaaprobación que regirá junto con la Reglamentación de la nueva Ley de ServicioEléctrico que debería haber sido sancionadas en septiembre de 2001, y que los entesencargados solicitaron un plazo adicional para su discusión. Actualmente esta norma seencuentra en el Asamblea Nacional, para su discusión y aprobación.

De la comparación entre estas dos normas se presentan las siguientes tablascomparativas.

En la Tabla 4.1 se presenta la comparación de la duración y aplicabilidad de ambasnormas, como resultado de lo planteado en el Capítulo 2 del presente trabajo.

En la Tabla 4.2 se presenta la comparación entre los distintos índices por Calidad deProducto Técnico y por Calidad de Servicio Técnico, como resumen de los que sediscutieron en el mismo capítulo 2.

63

CA-,-a)-

a

''''n7.-,.....--.,. •

;1,--

n•n0

7O C",

..-.11

o ;.-- .n- o (Dr-o - •

'-Ei . '-e5 .v)a

- • - •su o o o

VI CI)

n-.•--

-..C.

rrl

..--I'll

-r1 r-) —o -P 1,..)

a (1)

- • u) ``)-* rD CD

o

-- "'t rri2:-.'

n .--, '-'•%''''' r- 'TI'

• .1- r)a,

I?) 1n1,

= CC >(,)

V) ....., __.,-• o--._a- - - V)

o oEt-) — CD

3.. . .....,a ,--'---. a a 2.CD CS . c-:- . >. - - . - . -• . -. .-- -- '-c3 'a 711\D O 0

ozE.oo9

-0P.) I ICY) _a._ - -._o -. --o. t\-) t...)

,...0 (n cn

,..0 al >CDv),wtao..CD

-.5

CD (2)(.....n-p..

--O

n._ o-

(I)-• 0a »1la. =,-... -&o z.,zo

o .... „D ..,u., ~

(-; no aD

C/D

1--,) (.,

Ft:-- .=, • 2

'--,, -..,7zi o P,-,

Cr

(-1o.73_-E.e

_> aID_._.- -CD oo a:-..., cr o.

O

(--)-_,a

-a-- •

O- r...'7:' ri) o--'2._ _ <- •o

o z.,(1) z

ac L. 7,ao 5-, _ . _ .o r•)

- n

'E,r-. 11)o aI+) -• • Cl.

0

a.-o.o.--

o o- - 7oto H• I') CA'-U

a..,.' -•115-- o

In c., a aro o_ -,(n. ,O O

(.6

O = r--, a) E-, •--,) cp oo _ .o o o .r-

- .o a oa a 7.1a • - - - •:-'• a o_ . - •V) V) O

=(r.:',

- - —7:3 n , oa aa a a

- "-uFI' 1-') ro--, . ,.,

V)

O r-*.-t ..-t-o O-a rp-i-o ,..,

0 73 -t ,,o- - o ,-,-.

o r.,=-1 o 5 -V) 1-,, • •••-t-,

`.< a o o

=á")._

,E- a,o o_ ...,-..

--- O ,--,o (i) -,

r.) a r-.)o rz -.a --+ ._..e CD....: ,-_-. _...a o, o,,. - ,-.

a -,a oo- •OaoV)

a__.- •<o0-CDoz.)sa.a

o

o a o I. <,-+ a1.., "a'a o- • 0P..) O =a(/) -,- • o •-•(Ir, v) ::.Da-. ao V:z 7.-.:31 o-,

‘-'?. . Cr/"E", _ .Cl- ao O-v, 7, •- a

2O-,ocn

,-<

V)-- •--1

-a 11J n-• r.-'O a .-1-... a' - • oo_ • - - .p., o r„., o,- • - O._, =52 o (I, •...<o cn ori 3 9.r, ri, -o.. cn oo Ir: r-.

-•<,—a ,=F--PD

v) ,,'--. rj 1 —t,...) -- , •••-.1 rtr 1-..

'1aa

-C3O-i-,o‹.'.

""

-.•-,. .

'--1>st

4:,

'1

"C-5, '6l 'fi

-=5___a

a+o -1.,:.•-,c.:,-,•-s's.,.-.,

75 Z.> - .o 9.Pnt ni cr, -..

a Z„,(.1) --=5 '7...a_

,.....i>*0>h.>

7.2--.,...,—.,

- •o-a

..._>.....

- • >....

Q.-rot'II1,-",

-.5.a

(7'a-,oa11.a

o_ornSI

-C3a

...oCT1

"'"a

a

7:,roCAO,-o

-4

Ov,

--, -:-. O--._,

lu(1)

,......)

,1,..)

,-, '4, I p

2 3o w.--, ..,..

C(-7, "

T:sOV2 .O- •

>-a---:(-)--ao

h.."1cpot--.)

:I . tij9 =a IDcl, r..,1-,-a. mml.o.. = 1(1) Z..*O rDIGil- .

cn',--1aa- .

9 — .cp a-•• a o-z• -d W» '6 •

Cl... Oo o (1)a ' ID-

(I)a1.-a_.r-• -o

a oa

- . ao. "5-' ao

n- Fi - • 3oO Cl. er) -o- - _ cro_ O (/' o - • oo " a- an.._

HPD

cno- " 'O.

71'-+7-1 W

a a-o2- •

o 0V)o

a_ .o .

<a-

a, o ora- OCD

v) a"— ri) ro o

__, a-c, _ 1 • -1:3

al... aa -,: Z - el.O o a 7-', • 0-•ro

(/)

'..0o

tá

a'-•—oaa

CLct,

ozoa-

CA1 ci-— (1) CC 7-3

a H ' "a. '':i ,,„ '11

---Ca-

.rri PD‘

,-< $1)- cr,OV) CI

,., U)

o o a --,.. o

rno CC) H o o a)

rr, __I • , ,-•• = o_ a -/ 't< 'Ti '<--r) a =2

-•-1 a- -,V) z,,op

-

V) O -1-) (I)O OCD ,_, -ta) -, 5 z.,`a O z) °

- •O--- "<- o':

P.) '2 -Io W.,-, c2.,O

(4 P"P.,aa,--,o

CD-

ID-.o

ci.V)

b-II'acr,a,..,o

7). 10_. p)er) o-- • --i „, 'v) 0 <Hi,...-‹+ .„ a .--1

--,

ZD1:1. Za o

-- .'-,- o07:1 9,9

'Ti

2-' Va.. x 2 1CD t-t. =

-,-1 --1 ..r ' a. Tr, --, orm -‹ H 2 - (fc, Oo 'P (1> ,--1 _...-' ' 1-') P) =- -----.7.. •

cl.. ,z,... oN (I) (-:,) o (1)

. oo a— V)o- o,_

'..< a•ao (•-,cp -

a-t '.--':+ O , .z) , V) (./) —

o o1:3

V) E. w '-cf-• • ...I "N po O0 AD Oo (-•, eD

-,oV)o—aOo,-

-(;)-Cr)ao,..:-.; •......aCDV)

- 11

(-•`<HHset

> oC ,`2 • ___, -›~1 --)O a-,' o... 'T., a

o o o-1O a)In, a.(-7 1

AD

O ,n---. o

Z <1

o - .,- vO-+

a ,,,C/)roa1,7

P") >o . H -,73 la. 5- 'áa5. ro _ .__.-, d ' 0

'-t:3 -Ia0 o- , o oa)-i. a eL ci>CD V) 11.) -- . 0

0, `' •Ir.; Z O-", a 112_ a

O '-+ n,o a-- o

>C3-tOr)ro

.

---. . __. . ,--• cp

Cl)

o os -0 o0 a -

o,-

v)av, o o

n _o

cn zo - .

ID- -C/o O(.,

a o 6 . ' —6' a 1') ,-<

Tabla 4.2

Indicadores de Calidad de Producto Técnico y Servicio i ccnico

algunas empresas de servicio eléctrico venezolano

ENTE Indicadores de Calidad deProducto Técnico

Indicadores de Calidad deServicio Técnico

SENECA FEB„ FMIKRdFEI3pER FMIK A¡

FEB N0PER TT 1 K R dFEBPR T1'11K AjFEECH FEUTDT TEU

Pst FMITDMITTPRKTURK

ENIENS

Norma en borrador FEDT FMIKFEES TT 1 KTDT FIU

Pst TTIUEERC ENSEPDU

Norma Eleoccidente FC(F ilial de Cadafe) DC

CV FSTCTSDS

DMRI KR

CADAFE No se obtuvieron FD

TTITPSI

TTCYS

COnclusión:Indicadores de Producto Técnico:

FEBNopER equivale al FEDT; no tiene equivalente en EleoccidenteFEECNOPER equivale al FEES; no tiene equivalente en Eleoccidente

c)TDT en SENECA hasta la 40va. Armónica, en la norma en borrador hasta la 25va.Armónicad)CV se refiere solo a reclamos por fluctuación de voltaje

Indicadores de Servicio Técnico:FMIK equivalentes a F y FSTTIK equivalentes a D y TSFEU equivale al FIU; no tiene equivalente en EleoccidenteTEU equivale al TTIU; no tiene equivalente en Eleoccidente

66

Otra observación en cuanto a las norma,s es que el número de puntos de medición delProducto Técnico en la norma SENECA están fijos por municipio, mientras que en lanorma en borrador el número de puntos de medición a ser medidos se establece enfunción de la densidad de carga de cada municipio.

Cabe destacar que se encontraron algunos puntos de discrepancia en los textos de lasnormas analizadas.

Uno de ellos es que el indicador para la evaluación del Flicker el índice Pst que es laprobabilidad a corto plazo (Probability Short Term) o índice de severidad del Flicker decorta duración debe ser calculada sobre un intervalo de diez (10) minutos. Se consideraPst = 1 como el umbral de irritabilidad y dicho valor no puede ser sobrepasado durantemás de un cinco por ciento (5 %) el período de medición. Pero a la hora de las campañasde medición para el producto Técnico, se establece un período de medición de 15minutos, lo cual no es coherente.

Otro punto de discrepancia es que se establece como interrupciones aquellas que seanmayores a un (1) minuto, y en la definición de algunos de los indicadores se establecemayor a tres (3) minutos.

A continuación se presenta una lista de los más importantes documentos y normasinternacionales relacionadas con calidad de energía eléctrica o Power Quality, resultadode la investigación y que puede servir de guía para otras investigaciones futuras.

Tabla 4.3 Normas Internacionales de Calidad de Energía Eléctrica o que tenganrelación con este tema

ORGANIZACIÓN ESTÁNDAR TÍTULOANSI / IEEE 141. Industrial Electric Power Systems

142 Industrial & Commercial Power SystemGrounding

241 Commercial Electric Power Systems242 Industrial & Commercial Power System

Protection399 Industrial & Commercial Power System

Analysis446 Industrial & Commercial Power System

Emergency Power487 Protection of Wire Line Communications

Facilities Serving Electric Power Stations493 Industrial & Commercial Power System

Reliability518 Control of Noise in Electronic Controls519 Harnionics in Power Systems

67

ORGANIZACIÓN ESTÁNDAR TÍTULO602 Industrial & Commercial Power Systems in

Health Facilities739 Energy Conservation in Industrial Power

System929 Interconnection Practices for Photovoltaic

Systems1001 Interfacing Dispersed Storage and Generation1035 Test Procedures for interconnecting Static

Power Converters1050

1100

Grounding of Power Station Instrumentation &ControlPowering & Grounding Sensitive ElectronicEquipment

1250 Service to Equipment Sensitive to MomentaryVoltage Disturbances Guides & standards on Surge Protee-tion Voltage Ratings for Power Systems &Equipment

ANSI . C62C84.1

C37 Guides and Standards for Relaying &Overcurrent Protection

C57.1 Transfonner Derating for Supplying Non linearLoads

C141 FlickerIEEE P487 Wire Line Communication Protect on in Power

Stations1100 Powering and Grounding Sensitive EquipmentP1159 Monitoring and Definition of Electric Power

Quality Guide on Equipment Sensitive to MomentaryVoltage

P1250

P1346 Guide on Compatibility for ASDs and ProcessControllers

1366 IEEE Guide for Power Distribution ReliabilityIndices

NEMA UPS Uninten-uptible Power Supply SpecificationNFPA 70 National Electric Code

75 Protection of Electronic Computer DataProcessing Equipment

78 Lighting Protection Code for BuildingsNIST 94 Electric Power for ADP Installations

SP678 Overview of Power Quality and SensitiveElectrical Equipment

68

ORGANIZACIÓN ESTÁNDAR TÍTULOUI_, 1419 Standards for Safety of Transient Voltage Surge

Suppressors Electromagnetic Compatibility ( EMC )1EC 1000

EN 50160 Normas EuropeasNRS 048 Requerimientos básicos de Calidad Energética

en Sudáfrica

69

CONCLUSIONES

Con la realización de la presente investigación se ha obtenido una gran cantidadde documentación relacionada con la calidad de servicio, normas, reglamentos, leyes,etc. que contribuyen y enriquecen la información y aporte bibliográfico actualizado de laEscuela de Ingeniería Eléctrica.

Se justifica la creación y el mantenimiento de líneas de investigación en laEscuela de Ingeniería Eléctrica de la Universidad de Carabobo en las áreas deMediciones Especiales y Calidad de Servicio Eléctrico.

Se ha podido observar a nivel mundial, que con la introducción de lareestructuración del sector eléctrico uno de los beneficios más directos ha sido lasustancial mejora en la calidad de servicio eléctrico en los tres niveles, generación,transmisión y distribución, en vista de la aplicación de las sanciones, y elestablecimiento de las tarifas, tomando como uno de los parámetros, la calidad deservicio y la competitividad.

La Deregulación crea la necesidad de identificar la línea base de los niveles de lacalidad energética y las oportunidades de servicios diferenciados.

Se observa que a medida que se monitorea la calidad de servicio, permite:a)Identificar y resolver los problemas tanto de las empresas de servicio eléctricoasí como también del cliente o consumidor

Priorizar las inversiones en el sistema eléctricoRelaciones más firmes entre las empresas de servicio y los clientes

d) Incrementar la data para la confiabilidad del sistema.

Con la elaboración de las tendencias de cómo varía la calidad en función de losindicadores en el tiempo, se pueden realizar evaluaciones de la calidad internamente,planificar los mantenimientos proactivos, realizar la evaluación de cambios en el diseñodel sistema y poder realizar comparaciones externas con otras empresas de servicioeléctrico.

Se observa que mantener el suministro eléctrico de buena calidad es unaresponsabilidad compartida entre las compañías eléctricas y los consumidores.

La CNEE será quien deberá dictar las normas de Calidad que regirán lasactividades del servicio eléctrico y las normas para la fiscalización del mismo, cornotambién deberá publicar evaluaciones periódicas respecto a la calidad de los servicios.

70

Una de las maneras que tendrá de controlar la Calidad de energía eléctrica es a través depenalizaciones.

Se puede observar que las normas nacionales utilizan indicadores con nombresdiferentes a los empleados por las normas internacionales, aún cuando conceptualmentedefinan lo mismo. Inclusive, algunos indicadores de las dos normas básicas venezolanasanalizadas en el presente trabajo utilizan nombres distintos entre sí, con períodos decontrol diferentes lo cual no permite la comparación directa entre estos índices.

En la investigación realizada se han observado la utilización de muchos términosy definiciones en cuanto a parámetros e indicadores de calidad, que confunden, lo quelleva a plantear la necesidad de determinar una terminología común en cuanto a calidadse refiere.

Es importante que todas las empresas de servicio eléctrico del país vayangestionando estrategias en cuanto a la regulación de la calidad, realizando medidaspiloto habituales en varios puntos de sus redes a fin de estimar su situación y emprendercampañas educativas y de información a los usuarios para determinar la relación queexiste entre la calidad del servicio, el precio de la energía y cómo el usuario puedecontribuir.

Entre las prácticas de trabajo que se deben ir desarrollando en algunas empresasdel sector eléctrico, a fin de satisfacer los parámetros de calidad, se tienen:

Elaboración de un plan rector del sistema eléctrico a corto, mediano y largoplazoInversiones en disponibilidad del parque térmicoPrograma de proyectos de nuevas subestaciones, nuevos alimentadoresprimarios, compensación reactiva, adecuación de la red primaria secundaria.Programas intensivos de mantenimiento preventivo y correctivoPrograma de automatización por medio de SCADA, sistemas decomputación, telecomunicaciones, etc.Atención inmediata a reclamos de servicio y alumbrado públicoAtención inmediata en la resolución de reclamos comercialesAdaptación a los estándares y reglamentaciones técnicas

Una manera de reducir los indicadores relacionados con la Calidad del ServicioTécnico es con la reducción de la cantidad de disparos y restablecimiento de las fallas enlos sistemas eléctricos. Esto se puede realizar con la incorporación de relés ymecanismos de protección y control, automatizando la red de distribución, que ayudaráa reducir la raíz o causa de los elementos que perjudican la calidad de la energíaeléctrica.

Se observa un cambio en el paradigma del concepto del consumidor de energía.La electricidad es un producto, y ahora el consumidor se ha convertido en un cliente quetiene expectativas en la calidad del producto que está adquiriendo.

71

Se plantea el desarrollo de una ecuación que defina la relación de CALIDADVs. PRECIO DE LA ENERGÍA en los sistemas eléctricos.

74

BIBLIOGRAFIA

[ 11 Alves, Roberto. Curso: Calidad del Servicio Eléctrico Universidad SimónBolívar- SIEP , Caracas, Venezuela. Año 2000.

9 1 Arora A. y otros. Soluciones Innovadoras para mejorar la Calidad de laEnergía Eléctrica. Revista ABB , 3/ 1998, Zurich, Suiza.

[ 3 ] Calmet Mario. Reestructuración del Sector Eléctrico en el Perú. IEEE -Andescon 99, Volumen I , 8-10 Sept. 1999, Porlamar, Venezuela.

[ 4 1 Carrillo G., Navarro L Barajas J. Servicios Complementarios: ConceptosBásicos. IEEE - Andescon 99, Volumen I , 8-10 Sept. 1999, Porlamar,Venezuela.

[ 5 Cerezo Claudia. Energía de Calidad: lo que puede salvar la vida de suinversión tecnológica RED.

[ 6 1 Figuereido F. Camargo I. A Qualidade do Notita° e da Prestaoo do Servio deDistribuioo de Energia Elétrica.. IEEE - Andescon 99, Volumen 1 , 8-10 Sept.1999, Porlamar, Venezuela.

[ 7 1 Gaceta Oficial Número 36.791 de fecha 21 de septiembre de 1999, -Exposiciónde Motivos del Decreto con Rango y Fuerza de Ley de Servicio Eléctrico.'

[ 8 1 Gonzalez S., IZamsay B. El Génesis de la Reestructuración en la IndustriaEléctrica Global: Similitudes y Peculiaridades de Sucesores. IEEE - Andescon99, Volumen I , 8-10 Sept. 1999, Porlamar, Venezuela.

[ 9 ] Hernández I., Salazar, L. . El Control de la Calidad de Servicio Eléctrico comoHerramienta en la Planificación de Inversiones. CIER SeminarioInternacional sobre Planificación y Calidad en Sistemas de Distribución, VE/03,Octubre 2001, Puerto Iguazú, Argentina.

75

[ 22 I Villasana, Ramón. Aspectos Pedagógicos en la Reestructuración del Negocio dela Electricidad. IEEE - Andescon 99, Volumen I , 8-10 Sept. 1999, Porlamar,Venezuela.

77

ANEXOS

ANEXO A

Observaciones relacionadas con las Fluctuaciones de tensión o FLICKER

ANEXO B

Características de los equipos registradores utilizados para las mediciones

ANEXO C

Gráficos de los resultados obtenidos de las campañas de medición realizadas por losinvestigadores

ANEXO D

Artículo presentado y publicado en el IV Congreso de Investigación - Universidad deCarabobo Noviembre 2002

ANEXO B

Características de los equipos registradoresutilizados para las mediciones

.* .

Digital energy analyzer

82 INSTRUMENTS:IN 14Pr:tanbalance -,three- hase_s stems

-- y

Measurements in AC and DCBuilt-in printer for measurements, alarms and microinterruptionsGraphic representation of measurements2 relay alarm outputsRS232 outputHigh accuracy (class 0,5)Automatic measurement CAMPAIGNS programmed and stored on MEMORY PACKExpandable to other measuring functions using special BLACK BOXES

The VIP-SYSTEM3 is a portable, lightweight analyzer with built-in printer which takesmeasurements on the three phases and calculates the equivalent three-phase values.The VIP-SYSTEM3 measures and prints voltages, currents, power levels, coso andwaveform distortion. It measures total and time-band energy consumption. Alongsideinstantaneous measurement readings it aso provides average values and recordsmaximum power and distortion readings. The built-in printer can provide print-out ofparameter trends and alarm states in graph form.The VIP SYSTEM 3, with the addition of a MEMORY PACK, stores al measured data forlater use.The MEMORY PACK can be used to program and carry out automatic measurementsurveys, with the option of data transfer to a Host Computer or Remote Printer. ABLACK BOX can be inserted to expand the VIP SYSTEM 3's operating possibilities,including new functions such as monitoring of leakage, temperature, etc.The analyzer is therefore equipped with an input for auxiliary parameters andcompartments for the MEMORY PACK and BLACK BOXES. It uses a "SUPER TWISTED"luminous display.

GENERAL SPECIFICA'TIONS

InputsVoltages Ll - L2 - L3 - N: 600 Volt AC between phase and neutral at 20 1000 Hz; or600 Volt CC.

a Single or three-phase power quality,

energy, harmonics, inrush and flicker

analyzer

Versatile — 4 voltage and 4 current

channels

TASKCarcr technology

Powerful PC analysis and report

writing software

The Dranetz-BMI Power Platform ® PP1

continues to set the standard in power

monitoring instru' mentation value and

performance.

Thanks to its advanced, patented

TASKCardg-driven architecture, the Power

Platform PP1 is really multiple instruments

in one. BIthe hardware only once and add• • • •

the functioñality you need—as you need it.

The portable and . rugged P.P1's,opén

architecture design easily adapts toa variety

of measurement and.analysis tasks.

The insertion of a measurement-specific

TASKCard® configures the system as a

full-featured:

Power Quali) Awlyzer

Energy Analyzer

Inrush Analyzer

Flicker AnabzerThe Power Platform PP1 features a large,

easy-to-read LCD display with on-screen

menu for easy instrument setup and display

of data. View real time data in Scope Mode®

or Meter Mode– . In addition, an optional

built-in printer provides hard copy printout

with a press of a button. Automatic

instrument startup and configuration is

simplified with Easy Start-.

The PP1 is equipped with a built-in

serial port for transfer of data to your PC

for further analysis with the powerful and

easy-to-use DRAN-VIEW ® software package.

The instrument can also be configured

with an externa' modem for remote

communications.

.11.11"' E3 AN ETZ!'\ [

11.111n...417,515Z''

PQP1us-

8000-

Monitor Power Quality, Harmonics and Energy simultaneously.Cycle-by-cycle monitoring of sags, swells and transients forvoltage and current per IEEE 1159. Scope and Meter modesdisplay nns, power, harmonics and energy parameters in realtime as well as historical trend recording. Smart thresholds forprotection against memory fill. Easy Start- for automaticconfiguration. DRAN-VIEW PC analysis and report writingsoftware, optional.

The world's most comprehensive demand, energy andharmonics analyzer. Built-in reports for energy, hannonics,minimax, and historical trend data logging. Scope and Metermodes (see PQP1us). Programmable demand and energy cateschedules and time-of-use for revenue calculations. Easy Startsetup.

Fliciker Continuously monitor single or three phase flicker parametersper IEC 868 and IEC 1000-4-15. Display probability graphs,minimax reports, subharmonics spectrum, voltage. current andflicker parameters in Scope and Meter modes. Easy Start set-up.

Inrush- Record voltage and current inrush events cycle by cycle. Scopeand Meter Modes provide rms, power and harmonic parametersin real time. Ideal for analyzing start ups of electric motors,transformer magnetization characteristics, protective relayingand breaker operations and other devices. Performs like a faultrecorder to monitor loads each and every cycle.

-.11-c-aw4 , • *, une

P#0.P -4 1

•

;9U >I ~I) ~la?

Ev•nt lernVaietmi

isz

Maxinnze the versatiliO, of the

POWER PLATFORMwith

What maks the PP1 a true hardware "platfon-n" is the

patented TASKCard® system. By simply inserting a TASKCard,

the PP1 is set up with the specific task-oriented operating and

application system contained in the card. With the TASKCard

system, you configure your PP1 for the job you need to do,

without the expense of added features you don't need. And

when your needs change, you have a whole new instrument

in your hands for just the cost of a new TASKCard. Each

TASKCard configuration is equipped with menu-driven

operation and on-line help.

DRAN-IVW • OILCO.DIVY

;.-20 • r',.141.1139ep

DRAN-VIEW® is the easiest-to-use, most powerful PC analysis tool available!

With DRAN-VIEW you can download data (PQ_Plus) from either a memory card,

serial pon or modem (DRAN-LINK® PP1/658 is required for modem & serial

communications). This enables the PP1's stored data to be viewed and analyzed in

the PC while the 11)1 contlliues to monitor in the field.

Also, the optional Report Writer fonnats a complete

custom report at the click of your mouse. Additionally,

waveforms, timeplots and graphs can be cut and pasted

easily into any other Windows application such as a word

processor so you can customize your own repoits. And

DRAN-VIEW runs under Windows 3.1, 3.11. Windows 95

T chut EvIrm wav*ferm/a.t.1

111

''''-'91"1"4"ar":951/1~=172~"wn,

IF-~1 t 7 1. r;;: 1- ."

- -

and Windows NT. DRAN-I,INK PP1/658 requires

Windows 95 or Windows NT.

ANEXO C

Gráficos de los resultados obtenidos de lascampañas de medición realizadas

por los investigadores

•

co

_

-o,

4.> .

0,2

4'4;r

o

Gob

o,.

r 44.

Eo

o

---•n•=-11111Mr•

soli ad tu y

ANEXO D

Artículo presentado y publicado en el IVCongreso de Investigación - Universidad de

Carabobo Noviembre 2002

Además, el artículo 49 establece que el contratode concesión contendrá la calidad requerida delservicio eléctrico y de la atención a los usuarios.

Se puede observar en la presente ley, que elaspecto de calidad de servicio eléctrico es un temamuy importante para el cual, se dictarán normasque deberán cumplirse, ya que las empresas deservicio serán fiscalizadas y sancionadas si nocumplen lo previsto en dichas normas, como loestablecen los artículos 88 y 89

Una de las herramientas de práctica comúnutilizadas para evaluar el comportamiento y lacalidad de servicio de la energía eléctrica es através del cálculo de indicadores. Estosindicadores deben estar orientados a reflejar elcomportamiento y las características de losaspectos que se deseen medir y evaluar. Debenestablecerse los parámetros de comparación olímites admisibles de dichos indicadores a fin dedeterminar aquellos cambios que repercutan enmejoras de los parámetros a ser evaluados. Asímismo, a través de estos indicadores sedeterminarán las multas o sanciones a lasempresas por incumplimiento a la normativa.

Es entonces relevante y necesario realizar unainvestigación de cómo se ha realizado hasta ahora,el control de las variables que dictan la calidad deservicio y determinar los indicadores que estánutilizándose en otros países ciue ya hanincorporado la regulación en sus operaciones delservicio eléctrico. Igualmente se analizan lasnormas de calidad del servicio eléctricodisponibles a nivel nacional y se establece unacomparación entre los indicadores de las normasinvestigadas.

Luego de realizar el análisis de los indicadoresque establecen las normativas de calidad deservicio a nivel nacional e internacional, losautores concluyen que los términos de losindicadores empleados por las normas, en muchasocasiones son distintos para medir el mismoparámetro, lo que genera confusión de lostérminos, y más aún cuando se desean establecercomparaciones con dichos indicadores. Es por elloque se detecta la necesidad de normalizar ounificar a nivel mundial los términos empleadospara identificar los parámetros que evalúan elmismo aspecto.

7.- GENERALIDADES

El término de calidad de la energía eléctrica (eningés Power Quality - PQ ) no tiene unadefinición precisa según se puede observar en laamplia investigación bibliográfica realizada, peroen términos generales el término se refiere a laprovisión de tensiones, corrientes y frecuencias yel diseño del sistema eléctrico de tal forma que elusuario pueda utilizar la energía eléctrica de unsistema de distribución exitosamente, sininterferencias o interrupciones.

Una definición más amplia de calidad, involucrala confíabilidad del sistema, la seleccióndieléctrica de equipos y conductores, el estudio dela electrónica de potencia, y de muchas otras áreasmás [31 Una definición más estrecha se refiere ala distorsión de las formas de onda.

La Calidad de servicio eléctrico obliga aplanificar, diseñar, operar y supervisar tanto elsistema de suministro como los sistemasasociados ( cargas ) para obtener los niveles decalidad que exigen los requisitos operativos asícomo las normas y reglamentos, requiriendoentonces de una activa participación de losconsumidores ya que es una responsabilidadcompartida entre los usuarios y las empresas desuministro eléctrico.

Otra de las razones del renovado interés en lacalidad de energía a nivel de distribución es queel proceso de deregulación de la industriaeléctrica, ha traído a discusión cómo el servicioeléctrico puede ser normalizado y comparado deuna empresa suplidora a otra. Muchas de lascompañías de distribución quizás basen sucompetencia en el nivel de la calidad de energíaservido, y otras se limitarán a cumplir con lanormativa establecida por los entes reguladores dela energía eléctrica, para evitar las sanciones a quedieran lugar.

3.- NORMAS DE CALIDAD DESERVICIO ELÉCTRICO

Las normas que contemplan el control de lacalidad de los servicios en el área de electricidad,en general lo realizan en base a los siguientesaspectos:

Calidad de Producto: Tensión,Frecuencia, Perturbaciones.

Calidad de Suministro:Interrupciones.Calidad de Servicio Comercial:Trato al Cliente, Medios de atención,Precisión de medida.Calidad de Alumbrado Público:Deficiencias del alumbrado.

En Venezuela, el alcance de una de las normasinvestigadas, que se denominará en adelanteCASO 1 contempla el control de la calidad de losservicios en los siguientes aspectos:

Calidad de Producto TécnicoSuministrado: Nivel de Tensión, yPerturbaciones.Calidad de Servicio TécnicoPrestado: Frecuencia y duraciónde las Interrupciones.Calidad de Servicio Comercial:Atención al usuario, tiempos derespuesta a pedidos de conexión,Facturaciones, reclamaciones, etc.Calidad de Alumbrado Público:Tiempos de normalización delservicio y nivel de iluminación.

Adicionalmente a esta norma los autoresencontraron otro papel que se llamará CASO 2que contempla el control de la calidad de losservicios en los siguientes aspectos:

Calidad de Producto Técnico:Nivel de Tensión, y lasPerturbaciones de la onda de tensión.Calidad de Servicio Técnico:Frecuencia y duración total de lasInterrupciones del servicio deelectricidad.Calidad de Servicio Comercial:Atención eficiente y efectiva alusuario a través de: atención ycorrección de reclamos, satisfacciónoportuna de solicitudes de conexión,correcta medición y facturación,envío oportuno de facturas,cumplimiento de los plazos dereconexión del servicio, uso desistemas de atención e informaciónque permitan una respuesta rápida asolicitudes y reclamos.

Puede observarse en el CASO 2, en comparaciónal CASO 1, que no se ha incluido el aspectorelacionado a la calidad del servicio de alumbrado

público, mientras que en los demás se definenaspectos muy similares.

Por otro lado, se consideró un CASO 3,relacionado con un instructivo para el cálculo deindicadores del área de Distribución yTransmisión, que considera como una necesidadde unificar criterios técnicos referentes a laidentificación de los indicadores, basados en unaserie de factores, entre ellos la Ley de Servicioeléctrico. Este documento se adelanta a lasnuevas normativas y permite evaluar internamenteel desempeño de la empresa e ir cuantificando elcumplimiento de algunos valores límite decalidad, que impone el órgano regulador. En estepapel no se establecen los aspectos que secontemplan de la calidad en forma diferenciadacomo los casos anteriores

Por otra parte, el Proyecto de EPRI (ElectricalPower Research Institute), denominado EPRIDPQ PROJECT - EPRI Distribution PowerQuality Project - , el cual es un proyecto queinvolucra a 24 de las empresas de servicioeléctrico de E.E.U.U. miembros de EPRI, juntocon esfuerzos de otras empresas a nivel mundial,tiene el principal objetivo de obtener una base dedatos estadística válida de las perturbaciones de lacalidad de la energía y suficientes muestras enrégimen permanente. Este instituto ha recolectadogran cantidad de información estadística para eldesarrollo de muchos de los indicadores yevaluación de estándares a nivel internacional.

IN DICADORES DE CALIDAD DEPRODUCTO SERVICIOTÉCNICO

El presente artículo solo tomará en consideraciónlos indicadores de calidad de producto técnico yservicio técnico.

4.1 INDICADORES DE CALIDAD DEPRODUCTO TÉCNICO

En la Figura 1 se presenta la Estructura de laCalidad de Producto Técnico

En el CASO 1, el control del nivel de tensión serealiza evaluando las desviaciones del valor detensión nominal, las cuales se reflejan a través delos indicadores de Frecuencia Equivalente porBanda de Tensión "FEB„" , con los dos factores

Calidad del Nivel de Tensión

Calidad de Producto Técnico

Perturbaciones /II Flicker

\ Armónicos

I

característicos Frecuencia Equivalente dentrode la Banda Permitida de Tensión "FEllpER " ,Frecuencia Equivalente fuera de la BandaPermitida de Tensión "FEB..VoPER", el índiceFrecuencia Equivalente por Banda de TensiónPenalizada "FERPpEB ", y el indicadorFrecuencia Equivalente por EnergíaConsumida desagregada por Banda de Tensión"FEECB".

En el CASO 2, el control de la calidad del nivel detensión se realiza evaluando las desviaciones delvalor de tensión nominal, las cuales se reflejan através del indicador de Frecuencia Equivalentede Desviación de Tensión "FEDT" yFrecuencia Equivalente de la EnergíaSuministrada fuera de la Banda Permitida deTensión "FEES" y en caso de que el FEDT seamayor a un valor límite establecido de 3`)/0 sedeberá calcular la Energía Entregada con BajaCalidad a fin de determinar las sanciones omultas por incumplimiento del índice de calidad.

En la evaluación de la calidad de lasPerturbaciones, en los CASOS 1 y 2 se estableceigualmente que las perturbaciones de la onda detensión que serán objeto de control serán lasfluctuaciones rápidas de tensión (flicker) y ladistorsión armónica.

En la Fluctuación Rápida de Tensión (Flicker)se considera que el Nivel de Referencia parafluctuaciones rápidas de tensión, se medirá através del índice de severidad de la FluctuaciónRápida de Tensión de corta duración, el cual nodebe sobrepasar de uno (PsT= 1). En el CASO 1 laobservación se realiza cada quince (15) minutos,mientras que en el CASO 2 la observación serealiza en intervalos de diez (10) minutos

La Distorsión Armónica se medirá a través de laTasa de Distorsión Total "TDT" de tensionesarmónicas presentes en los puntos de suministro, yno deberán sobrepasar los niveles de referenciaindicados, durante más de un 5% del tiempo totaldel período medición, tanto en el CASO 1 y 2. Ladiferencia consiste en que la medición deberárealizarse cada diez (10) minutos en el CASO 1 ycada quince (15) minutos en el CASO 2.

En el CASO 3 solo se encontró un indicador quese relaciona con la calidad de la tensión, Calidadde Voltaje " CV" y ninguno que evalúe lasperturbaciones de la tensión.

4.2 (NDICADOR.ES DE CALIDAD DESERVICIO TÉCNICO

La Calidad del Servicio Técnico establece quese evaluará considerando indicadores que reflejenla frecuencia y la duración total de interrupcionesdel servicio de electricidad.

En el CASO 1 y 2 se determinarán para cadaalimentador el FMIK - Frecuencia Media deInterrupción por kVA Instalado y el TTIKTiempo Total de Interrupción por kVAInstalado.

También se establecen los indicadores porUsuario. En el CASO I se definen los indicadoresde la Frecuencia Equivalente de Interrupciónpor usuario "FEU" y el Duración EquivalenteTotal de Interrupción por usuario "TEU".

En el CASO2 se definen los indicadores de laFrecuencia de Interrupción "FIU" y el TiempoTotal de Interrupción "TTI

En el CASO 1 se establecen las fórmulas decálculo de la Energía Nominal Indisponible"ENI "

NrgT(yr

PE13,vopEn: Frecuenciaequivalente fuera de la bandapermitida.

FEB B = Nrg13

En el CASO 2 se establecen las fórmulas decálculo de la Energía No Suministrada "ENS"por Alimentador o por Usuario de Media y BajaTensión en caso que alguno de los indicadorescontrolados exceda los límites admisibles.

En el Caso 3 se tienen los indicadores FrecuenciaMedia de Interrupciones por suscriptor "FC",Duración Media de las Interrupciones "DC",Tiempo Total de las Interrupciones "TC",

Frecuencia Media de Interrupción del Sistema"FS", Tiempo Total de Interrupción delSistema "TS" y Duración Media de lasInterrupciones "DS".

En la Tabla 1 se presentan los Indicadores deCalidad de Producto Técnico y Servicio Técnicosegún algunas empresas de servicio eléctricovenezolano

Tabla I Indicadores de Calidad de Producto Técnico y Servicio Técnico Sealiti algunas empresas de servicioeléctrico venezolano

Empresa Indicadores de Calidad deProducto Técnico

Indicadores de Calidad deServicio Técnico

CASO 1 FEBB

FEWER

FEDNoPERFEBPBFEECR

171\411(

TTIKFEUTEU

CAS() 2FEDTFEES

FMIKTTIKFIU

TT1UCASO 3

CV

FCDCTCFSTSDS

* Según lo establecido en la Ley de Servicio Eléctrico de 1999 [I]

Las definiciones de estos indicadores son las quese dan a continuación:

4.2.1. Indicadores de Calidad de Producto

récuicoC,1S0 1FEBB: Frecuencia Equivalente por Banda deTensión

Para este indicador se definen dos factorescaracterísticos:

1,1:1-i1ER: Frecuencia equivalentedentro de la banda permitida (+1-10% en la Etapa I y +/- 8%Etapa II),

Donde:TT,BR: Frecuencia Equivalente

asociada a la Banda "B".Nrgis: Cantidad de Registros

válidos asociada a la Banda "B".Nrg707-: Cantidad total de

registros válidos.

FEBPB: Frecuencia Equivalente por Banda deTensión Penalizada.

Nrgl)13 ( P1,l'EB1) =

Donde:

Nrgl)T„,

FEBPB: Frecuencia Equivalentepor Banda de TensiónPenalizada "B".NrgP/": Cantidad de RegistrosPenalizados asociada con laBanda "B".Nrgl)T,: Cantidad de RegistrosPenalizados Totales.

FEEC B : Frecuencia Equivalente por EnergíaConsumida desagregada por Banda deTensión.

Totkfedg8(med)

FEEC „ = med=1Eng T

4.2.2 Indicadores de Calidad de Servicio Técnico

CA SO /

FMIK - Frecuencia media de interrupción porkVA instalado (representa lacantidad de veces que el kVApromedio sufrió unainterrupción de servicio en unperíodo determinado).

FMIK =l

ikVAfsi

Rd kVA insl

Donde:1 ,:nglimed) : Energía Registrada enla medición (med) asociada conla Banda de Tensión "B".Eng T : Energía Total Registrada.To/Med: Total de MedicionesRealizadas en el PeríodoConsiderado.

TTIK - Tiempo total de interrupción por kVAinstalado (representa el tiempo medio en que elkVA promedio no tuvo servicio en un períododeterminado).

l i kVAfsi* TfsiTTIK

Rd =Donde:

kVAinst

CASO 2

FEDT: Frecuencia Equivalente de Desviaciónde Tensión, representa la proporción en que latensión medida se sitúa fuera de los limitespermitidos. Igualmente se determinará elindicador de ("FEES") y la.

FEES: Frecuencia Equivalente de la EnergíaSuministrada fuera de la Banda Permitida deTensión

Energía Entregada con Baja Calidad

CAVO .?

CV: CALIDAD DE VOLTAJE

: Sumatoria de todas las

interrupciones del servicio con duraciónmayor a tres minutos, para el tipo decausa considerada (internas o externas)en el período controlado.kl'Aj.s.«,: Cantidad de kVA nominales

fuera de servicio en cada una de lasinterrupciones "i".k6/Ain,s1 : Cantidad de kVA nominalesinstalados.

Tiempo que han permanecido fuerade servicio los kVA nominales kVAfs,durante cada una de las contingencias i.(se deberán computar los tiempos hasta lareposición total de los kVA inicialmentefuera de servicio).

Donde:

CV = TRV x 100NTS

TRV : Total de Reclamos porfluctuaión de VoltajeNTS: Número Total de clientes

Por Alimentador de MT (j)

^ik VAfsijFMIKA.=

"1.1 kVAinst AjConclusión: FEBN„pER equivale al FEDT; notiene equivalente en Eleoccidente

TTIKAy-

Ai T7 • >ic

!VflJ)1 1j3i .

li•VAivietAj

Donde:vA)

Sumatoria dc todas !as

interrupciones del servicio en elalimentador "j" debido a Causa Internas,en el semestre que se está controlando.kVAivij: Cantidad de kVA nominalesfuera de servicio en cada una de las "i"interrupciones.kVAin.s.ti: Cantidad de kVA nominalesinstalados en el alimentador "j".7fs11: Tiempo que han permanecido fuerade servicio los kVA nominales kVAfs,durante cada una de las contingencias "i",en el alimentador "j". (se deberáncomputar los tiempos hasta la reposicióntotal de los kVA inicialmente fuera deservicio)

CASO 2

FMIK: Frecuencia Media de Interrupción porkVA Instalado

TTiK: Tiempo Total de interrupciónpor kVA Instalado

Se definen en forma similar al CASO 1.

Calidad del Servicio Técnico por Usuario

FIU: Frecuencia de Interrupción

TTI U : Tiempo Total de Interrupción

sumatoria del número de clientes afectados .(HORAS)

TC: Tiempo Totai de interrupciones porconsumidor. Representa la sumatoria del número(1. rsijc.ntc, pr,r 1 t.rrii(sntiempo de duración de la interrupción en relacióncon la cantidad total de clientes del sistema .(110RAS)

FS: Frecuencia Media de Interrupción delSistema. Representa la surnatoria de los KVAinterrumpidos en un tiempo i en relación con losKVA instalados

TS: Tiempo Total de Interrupción delSistema. Representa la sumatoria de los KVAinterrumpidos en un tiempo i por la duración de lainterrupción i en relación con los KVA instalados

DS: Frecuencia Media de lasInterrupciones. Representa la sumatoria de losKVA interrumpidos en un tiempo i por laduración de la interrupción i en relación con losKVA interrumpidos en el tiempo i

5. INDICADORES DE CALIDADINTERNACIONALES

Las normas internacionales presentan lossiguientes indicadores:

SAit Prectiencia cie interrupción enel Sistema. Representa el Número deinterrupciones por clientes afecta:1os por año en

relación al Número Total de Clientes

CA1111.111uracián Mtdi cl p Interrupcián porUsuario Afectado

SAIDI Duración Media de Interrupción delSistema Representa el Tiempo de Interrupciónpor clientes afectados por año en relación alNúmero total de clientes

MAIFIt Frecuencia Media de Interrupt - U-u]Momentánea O

CEIVISMIn

ASAI: Disponibilidad promedio de servicio delservicio relativo a las horas anuales ().Representa las Horas de indisponibilidad del

CiiSO 3

FC: Frecuencia Media de interrupción porsuscriptor. Representa la sumatoria del númerode clientes afectados por la interrupción enrelación con la cantidad de clientes del sistemaconsiderado.

DC: Duración Media de las InterrupcionesRepresenta la sumatoria del número de clientesafectados por la interrupción por el tiempo deduración de ja inierrupeiún en relación con la

SENECA. Normas de Calidad delServicio de Electricidad y Sanciones.Nueva Esparta.

Heydt, G.T.. Electric Power Quality: ATutorial Introdudion CAP Tutorial,Arizona State University, January, 1998

Winnerling W. ¿Cómo Optimizar . laCalidad del Servicio?, XXXIV MesaRedonda Sobre la Industria Eléctrica.Valencia, Venezuela Octubre 2000

Winnerling W. MonitoringTransmisión Power Quality CIEDCaracas, Venezuela Octubre 2000

[6] Winnerling W. Motivation andMethodology for EPRI Service QualityIndices CIED Caracas, VenezuelaOctubre 2000

Winnerling W. Utility Deregulation:Power Quality and Reliability CIEDCaracas, Venezuela Octubre 2000

[8] Documento de Trabajo Normas deCalidad del Servicio de Distribución deEletlricidad.

Documents

Calculo Computarizado de Estructuras y Fundaciones de Soportes de Lineas de Transmision y Distribucion