REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSA UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA DE LA FUERZA ARMADA NACIONAL BOLIVARIANA UNEFA NUCLEO MIRANDA-SEDE LOS TEQUES 08S-ING. ELÉCTRICA NOCTURNO SISTEMA DE POTENCIA ELECTRICA INTEGRANTE: Pérez Peña Jean Carlos. C.I: 12.878.592. CATEDRA: Sistema de Potencia 1. SEMESTRE: 08S Ing. Eléctrica PROF. Enrique Morales -N Los Teques, septiembre de 2020 ÍNDICE INTRODUCCIÓN ....................................................................................................................................... 3 SISTEMA DE POTENCIA ............................................................................................................................ 4 Potencia eléctrica: ................................................................................................................................... 4 Un sistema eléctrico de potencia ............................................................................................................ 4 ELEMENTOS ............................................................................................................................................. 4 ESTRUCTURA ........................................................................................................................................... 5 LA GENERACIÓN, ..................................................................................................................................... 5 TRANSMISIÓN ......................................................................................................................................... 6 DISTRIBUCION ......................................................................................................................................... 6 CRITERIOS BÁSICOS DEL DISEÑO DEL SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN .......................................................... 8 SUB TRANSMISIÓN .................................................................................................................................. 9 DEFINICIÓN Y VENTAJAS DEL SISTEMA DE POTENCIA INTERCONECTADO .............................................. 9 Ventaja ......................................................................................................................................... 10 Desventaja .................................................................................................................................... 10 SISTEMA ELÉCTRICO EN VENEZUELA ..................................................................................................... 10 Sector eléctrico: ..................................................................................................................................... 10 Sistema oriental: ................................................................................................................................... 11 Sistema central: ..................................................................................................................................... 11 Sistema occidental: ............................................................................................................................... 12 Sistemas de Transmisión Troncal .......................................................................................................... 12 ELEMENTOS DEL SISTEMA DE POTENCIA: ............................................................................................. 13 ESTRUCTURA DEL SISTEMA DE POTENCIA ............................................................................................. 14 COMPONENTES DEL SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN .................................................................................. 15 SISTEMA PRIMARIO ............................................................................................................................... 15 TENSIONES NORMALIZADAS Y TIPOS DE CONSTRUCCIÓN .................................................................... 16 SISTEMA SECUNDARIO .......................................................................................................................... 17 REDES DE DISTRIBUCIÓN ....................................................................................................................... 17 MAPA DEL SISTEMA ELÉCTRICO NACIONAL DONDE SE ESPECIFIQUE ................................................... 18 CONCLUSIÓN ......................................................................................................................................... 19 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS ............................................................................................................. 20 INTRODUCCIÓN Desde el descubrimiento de la energía eléctrica, el hombre ha buscado la manera de mejorar la capacidad de esta para el uso cotidiano de le energía eléctrica para la evolución de la humanidad. El sistema de Potencia eléctrica, Es la capacidad de producir, transmitir o consumir electricidad para alimentar las instalaciones del usuario en forma instantánea. Se mide y se expresa en vatios (W) o en sus múltiplos: kilovatios (kW), megavatios (MW). Los sistemas de potencia son estructuras complejas que no operan de manera aislada, están relacionadas entre sí, formando lo que se denomina un sistema interconectado. Estos son planificados y operados de manera de poder suministrar la energía eléctrica de una forma más segura y económica a los consumidores. Por su estructura podemos distinguir sus niveles de operación: generación, transmisión, sub-transmisión y distribución. El sistema eléctrico en Venezuela está constituido por elementos que cumplen funciones específicas, de forma que en operación conjunta garantice un flujo confiable y económico de electricidad. El Sistema Eléctrico Nacional está compuesto por un amplio número de infraestructuras, la mayoría de las cuales están localizadas en el estado Bolívar, región de Guayana, donde funcionan los complejos hidroeléctricos más grandes del país. Posee una capacidad instalada de generación de 24.000 megavatios (MW). El Sistema Eléctrico Nacional está regido por la Corporación Eléctrica Nacional (Corpoelec). La principal planta de energía es la Central Hidroeléctrica Simón Bolívar, o represa Raúl Leoni, o represa del Guri, cuya capacidad de generación alcanza los 10 millones de kW, siendo una de las plantas hidroeléctricas con mayor capacidad de producción en el mundo. SISTEMA DE POTENCIA Potencia eléctrica: Es la capacidad de producir, transmitir o consumir electricidad para alimentar las instalaciones del usuario en forma instantánea. Se mide y se expresa en vatios (W) o en sus múltiplos: kilovatios (kW), megavatios (MW). Un sistema eléctrico de potencia es una herramienta de conversión y transporte de energía. Está compuesto por todas las máquinas, aparatos, redes, procesos y materiales utilizados para la generación, transmisión y distribución de energía eléctrica. Según la IEEE la define como una red formada por generadoras eléctrico, líneas de trasmisión de potencia y cargas incluyendo e equipo asociado, conectado eléctricamente o mecánicamente a la red. ELEMENTOS Los elementos que conforman la red o sistema de distribución son los siguientes: Subestación de distribución: conjunto de elementos (transformadores, interruptores, seccionadores, etc.) cuya función es reducir los niveles de alta tensión de las líneas de transmisión (o subtransmisión) hasta niveles de media tensión para su ramificación en múltiples salidas. Circuito primario. Circuito secundario. ESTRUCTURA Se puede afirmar que existen dos tipos fundamentales, radiales y mallados. Son sistema radial es aquel que presenta un solo camino simultaneo al pasa de la potencia hacia la carga. Un sistema mallado por lo contrario, tiene más de un camino simultáneo para el flujo de potencia. LA GENERACIÓN, Es donde se produce la energía eléctrica, por medio de las centrales generadoras, las que representan el centro de producción, y dependiendo de la fuente primaria de energía, se pueden clasificar en: CENTRALES HIDROELÉCTRICAS CENTRALES TERMOELÉCTRICAS CENTRALES GEOTERMOELÉCTRICAS CENTRALES NUCLEOELÉCTRICAS CENTRALES DE CICLO COMBINADO CENTRALES DE TURBO-GAS CENTRALES EÓLICAS CENTRALES SOLARES Las centrales generadoras se construyen de tal forma, que por las características del terreno se adaptan para su mejor funcionamiento, rendimiento y rentabilidad. En régimen normal, todas las unidades generadoras del sistema se encuentran en " sincronismo ", es decir, mantienen ángulos de cargas constantes. En este régimen, la frecuencia debe ser nominal ( 60 Hz. ) o muy cercana a ésta. Los voltajes de generación varían de 2.4 a 24 kV. , dependiendo del tipo de central. Las características de las centrales eléctricas se relacionan con la subestación y la línea de transmisión en función de la potencia, la distancia a que se transmite y al área por servir. TRANSMISIÓN Son los elementos encargados de transmitir la energía eléctrica, desde los centros de generación a los centros de consumo, a través de distintas etapas de transformación de voltaje; las cuales también se interconectan con el sistema eléctrico de potencia (SEP). Los voltajes de transmisión utilizadas en este país son: 115, 230 y 400 kV. Una de las formas de clasificar las líneas de transmisión, es de acuerdo a su longitud, siendo: a) Línea corta de menos de 80 Km. b) Línea media de entre 80 y 240 Km. c) Línea larga de 240 Km. y más DISTRIBUCION DISTRIBUCIÓN SUBESTACIONES ELÉCTRICAS, en función a su diseño son las encargadas en interconectar líneas de transmisión de distintas centrales generadoras, transformar los niveles de voltajes para su transmisión o consumo. Las subestaciones eléctricas por su tipo de servicio se clasifican en: SUBESTACIONES ELEVADORAS SUBESTACIONES REDUCTORAS SUBESTACIONES COMPENSADORAS SUBESTACIONES DE MANIOBRA O SWITCHEO SUBESTACIÓN PRINCIPAL DEL SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN SUBESTACIÓN DE DISTRIBUCIÓN SUBESTACIONES RECTIFICADORAS SUBESTACIONES INVERSORAS Sin duda la denominación de una subestación como transmisión o distribución es independiente de las tensiones involucradas, y está determinada por el fin a que se destinó. Las subestaciones de distribución deben construirse en función del crecimiento de la carga, es decir, deben estar ubicadas en los centros de carga de áreas urbanizadas para, de esta forma, asegurar la calidad y continuidad del servicio al usuario. Las subestaciones de distribución son alimentadas desde las subestaciones de transmisión con líneas o cables de potencia a la tensión de 230 o 85 kV, es lógico suponer que esta tensión no debe considerarse como de transmisión ni distribución para esta condición intermedia, se desarrolla el concepto de su transmisión. CRITERIOS BÁSICOS DEL DISEÑO DEL SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN Los factores principales que intervienen en un diseño son: suministrar un voltaje de magnitud adecuada y garantizar la continuidad del servicio de energía eléctrica. Los criterios fundamentales que va a guiar o restringir si se requiere. Entre estos criterios tenemos: Seguridad. Calidad y confiablidad del servicio. Normas y códigos de empresas de servicio eléctrico. Economía. Flexibilidad. Reserva. Operación y mantenimiento. Los criterios de decisión que más peso ha de tener en el diseño de una red de distribución son dos: La capacidad para satisfacer las necesidades del cliente. La inversión necesaria para lograrlo. Control de Voltaje: el voltaje que recibe el consumidor debe mantenerse entre los límites prefijados de variación a fin de que los aparatos operen de forma eficiente. Confiabilidad del Servicio: la seguridad en el servicio del sistema es el segundo factor de importancia para garantizar la calidad. Duplicación del Sistema: la única forma de proveer emergencia a una caga es con otra fuente alternativa del servicio que provenga del mismo sistema de distribución, de un equipo de generación local, usualmente una planta diésel o una unidad de conversión de energía almacenada en baterías. SUB TRANSMISIÓN Son las líneas que sales de las subestación (SE) principal para alimentar a las (SE) de trasmisión. Las tensiones de sub-transmisión son 115 KV y menos, aunque ya con 230 KV puede considerarse también como sub transmisión. El sistema de sub transmisión tiene normalmente cientos de mega watt. DEFINICIÓN Y VENTAJAS DEL SISTEMA DE POTENCIA INTERCONECTADO Un sistema interconectado son dos o más sistemas de potencia que se encuentran conectados eléctricamente entre sí, los cuales son planificados y operados de manera poder suministrar la energía de manera más confiable y económica a sus cargas y consumidores, combinando, con los planes de expansión, mejora y mantenimiento de cada sistema, con el objetivo de lograr crecer a la par de la carga Ventaja representa tener una generación más económica y un sistema de mayor confiabilidad y calidad. Desventaja esta por ejemplo, el aumento de sus niveles de cortocircuito a valores significativos. SISTEMA ELÉCTRICO EN VENEZUELA Sector eléctrico: Es el conjunto de actores y agentes involucrados directa o indirectamente en la prestación del servicio eléctrico, que concurren en la conformación de acciones para satisfacer las necesidades en el suministro de electricidad. El Sistema Eléctrico Nacional está compuesto por un amplio número de infraestructuras, la mayoría de las cuales están localizadas en el estado Bolívar, región de Guayana, donde funcionan los complejos hidroeléctricos más grandes del país. Posee una capacidad instalada de generación de 24.000 megavatios (MW). El Sistema Eléctrico Nacional está regido por la Corporación Eléctrica Nacional (Corpoelec). La principal planta de energía es la Central Hidroeléctrica Simón Bolívar, o represa Raúl Leoni, o represa del Guri, cuya capacidad de generación alcanza los 10 millones de kW, siendo una de las plantas hidroeléctricas con mayor capacidad de producción en el mundo. Esta planta y las otras construidas en el río Caroní garantizan energía segura a bajos precios, para la producción de hierro, alúmina, aluminio, acero y otros en las Empresas Básicas de Guayana (CVG). Las centrales hidroeléctricas de Guri y Macagua aportan el total de la electricidad comercial necesaria en Guayana. También cubren el 62% del potencial eléctrico que llega a los hogares e industrias de toda Venezuela. Otro 35% de la generación de electricidad proviene de plantas termoeléctricas, y un 3% corresponde al sistema de generación distribuida, compuesta por grupos electrógenos. En el sistema interconectado existen redes a 400 kV y 230 kV, cuya finalidad es enlazar las diferentes áreas de consumo entre sí,con los centros de generación, se pueden agrupar estas redes según su ubicación geográfica en tres sistemas, los cuales son: Sistema oriental: parte desde el Sistema Regional de EDELCA a 400 kV y llega hasta la subestación El Furrial 400/115 kV. El sistema de la Electricidad de Caracas se conecta al sistema interconectado mediante dos nexos de interconexión. Uno de estos nexos lo conforman dos circuitos a 230 kV que parten desde la subestación Santa Teresa400/230 kV, y el otro nexo lo representa la conexión de los transformadores 765/230 kV de la subestación SUR. Sistema central: En él se diferencian dos redes a 400 kV, que no tienen interconexión entre sí. La primera red está representada por la interconexión a 400 kV entre las subestaciones San Gerónimo - Santa Teresa - Ciudad Lozada. La segunda red, a 400 kV en el sistema Arenosa, Planta Centro y Yaracuy. Estas subestaciones se encuentran interconectadas mediante líneas de transmisión a 400 Kv y 230 kV. Sistema occidental: parte desde la subestación Yaracuy 765/400/230 kV, por medio de tres líneas a 400 kV y una a 230 kV hasta la subestación El Tablazo; dos líneas a 230 kV desde la subestación Yaracuy hasta las subestaciones Barquisimeto (Enelbar) y Cabudare. Para el suministro de Enelven, la red troncal atraviesa el Lago de Maracaibo mediante una línea simple terna a 230 kV desde la subestación El Tablazo hasta la zona occidental del Lago, así como la existencia de dos líneas a 400 kV que cruzan el Lago y permiten un nexo fuerte de interconexión entre la costa Oriental y la Occidental del lago de Maracaibo. Adicionalmente en la red occidental se encuentra otro sistema a 230 kV que tiene como objetivo alimentar la región andina, esta acción se lleva a cabo mediante la línea Morochas II – Buena Vista. Sistemas de Transmisión Troncal fue diseñado por la necesidad de transportar grandes bloques de energía a largas distancias, y en niveles de voltaje muy elevados, utilizando subestaciones y líneas de extra alta tensión. Estos sistemas, por sus características, demandan requerimientos muy especiales para su planificación, diseño, construcción, operación y mantenimiento. Según información aportada por la Página Web de EDELCA, esta compañía, con la finalidad de colocar parte de la energía hidroeléctrica generada en Guayana y exportar el resto a los centros de consumo distribuidos a lo largo del país, puso en operación en 1986 el sistema de transmisión troncal a 765 kV, que constaba de dos líneas de unos 630 kilómetros de longitud cada una, una subestación emisora en Guri, dos intermedias (Malena - Estado Bolívar y San Gerónimo - Estado Guárico) y dos subestaciones terminales: La Horqueta en el Estado Aragua y La Arenosa en el Estado Carabobo. Su ejecución permitió reforzar la Interconexión Eléctrica Nacional en forma considerable. En 1991 se puso en servicio la segunda etapa del sistema de transmisión a 765 kV, el cual representa en la actualidad la columna vertebral de la transmisión de energía a nivel nacional. ELEMENTOS DEL SISTEMA DE POTENCIA: Toda Red de transmisión está compuesta por elementos tales como: La central eléctrica Los transformadores, que elevan el voltaje de la energía eléctrica generada a las altas tensiones utilizadas en las líneas de transporte Las líneas de transmisión. Las subestaciones donde la señal baja su voltaje para adecuarse a las líneas de distribución Las líneas de distribución Los transformadores que bajan el voltaje al valor utilizado por los consumidores Estos elementos en una instalación normal, se relacionan de la siguiente manera: los generadores de la central eléctrica suministran voltajes de 26.000 voltios; voltajes superiores no son Adecuados por las dificultades que presenta su aislamiento y por el riesgo de cortocircuitos y sus consecuencias. Este voltaje se eleva mediante transformadores (elevadores) a tensiones entre 138.000 y 765.000 voltios para la línea de transporte primaria (cuanto más alta es la tensión en la línea, menor es la corriente y menores son las pérdidas, ya que éstas son proporcionales al cuadrado de la intensidad de corriente). En la subestación, el voltaje se transforma en tensiones entre 69.000 y 138.000 voltios para que sea posible transferir la electricidad al sistema de distribución. La tensión se baja de nuevo con Transformadores (reductores) en cada punto de distribución. La industria pesada suele trabajar a 33.000 voltios (33 kilovoltios), y los trenes eléctricos requieren de 15 a 25 kilovoltios. Para su suministro a los consumidores se baja más la tensión: la industria suele trabajar a tensiones entre 380 y 415 voltios, y las viviendas reciben entre 220 y 240 voltios en algunos países y entre 110 y 125 en otros. ESTRUCTURA DEL SISTEMA DE POTENCIA Generación: Es una de las actividades del sistema eléctrico, que consiste en la producción de potencia y energía eléctrica en centrales de conversión mediante el aprovisionamiento y transformación de energía primaria hasta los puntos de entrada de la red de transmisión, así como todos los equipos necesarios para su operación y mantenimiento. Transmisión: Es una de las actividades del sistema eléctrico que consiste en el transporte de electricidad desde los puntos de entrega de la generación hasta los puntos de recepción de la red de distribución, mediante el uso de líneas, subestaciones y equipos necesarios para la transformación y el control de los niveles de tensión, así como los equipos requeridos para su operación y mantenimiento. Sub transmisión: es parte de un sistema de transmisión de energía eléctrica que funciona a voltajes relativamente bajos. El sistema de sub-transmisión se diferencia al de transmisión, debido a que el primero no realiza interconexiones entre sistemas de potencias o centrales de generación. El sistema de sub-transmisión posee características muy similares del sistema de distribución, pero manejan mayor potencia (5 - 50MVA) y se diferencian en que alimentan a un cierto número de subestaciones de distribución, los niveles de voltaje utilizados en Venezuela suelen ser: 69 kV, 34.5 kV, y 24 kV. Distribución: Es una de las actividades del sistema eléctrico que consiste en el suministro de electricidad desde los puntos de entrega de los generadores o la red de transmisión, hasta la acometida en el punto de suministro, mediante el uso de subestaciones, líneas. COMPONENTES DEL SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN Los principales componentes de un Sistema o Red de Transmisión son las líneas de transmisión y las subestaciones. Una red se caracteriza por poseer diferentes niveles de voltaje de operación. Esta diversidad técnica necesaria, permite que el intercambio se dé en condiciones que minimicen las pérdidas de energía y de esta forma lograr el uso eficiente de la energía por parte de todos los integrantes del sistema eléctrico. SISTEMA PRIMARIO En este nivel pueden ser alimentados ciertos consumidores especiales como industrias y otros. Los circuitos de distribución primario se caracterizan porque están conectados a un solo punto o subestación de distribución, (Sistemas Radiales), y es muy poco visto solo en casos especiales la conexión a más de una subestación (Sistema en Anillo Múltiple). Los niveles de potencia manejados en este sistema son modestos, así por ejemplo, para 13.8 kV la capacidad de transporte no supera los 5 MVA. El sistema de distribución primario comienza a la salida de las subestaciones de distribución, de este punto los circuitos subtransmisión alimentan a los transformadores de distribución. Las subestaciones de distribución transforman este voltaje al de los denominados alimentadores primarios, el voltaje de los circuitos generalmente se encuentra entre 2.4 y 13.8 kV. TENSIONES NORMALIZADAS Y TIPOS DE CONSTRUCCIÓN Niveles Normalizados para Circuitos Primarios de Distribución Primario en Venezuela Empresa Nivel de Voltaje (kV) CADAFE y sus filiales 6.9 y 13.8 C.A. 4.8, 8.3 y 12.47 2.4, 4.16 y 6.9 La Electricidad de Caracas Empresas Petroleras SISTEMA SECUNDARIO Los transformadores de distribución reducen el voltaje primario al voltaje secundario o de utilización, la energía se distribuye, por último a través de los circuitos secundarios de distribución hasta las acometidas individuales. Esta parte del sistema corresponde a los menores niveles de potencia y tensión, estando más cerca del consumidor promedio. En Venezuela es común que las empresas eléctricas suministren potencia en cuatro niveles de voltaje básicos y sus combinaciones: • De 120/240V (1,2), 208V (2,3), 480V y 600Va(3).su configuración acuerdo los sistemas de distribución pueden ser: Radial: Muy económico y utilizado en sitios rurales y de baja carga. Lazo o Anillo: Se usa en cargas medias, con mediana confiabilidad. Netwotks secundario: Especialmente utiliza para grandes cargas, requiere mayor inversión y es caro. REDES DE DISTRIBUCIÓN La Red de Distribución de la Energía Eléctrica o Sistema de Distribución de Energía Eléctrica es la parte del sistema de suministro eléctrico cuya función es el suministro de energía desde la subestación de distribución hasta los usuarios finales (medidor del cliente). Se lleva a cabo por los Operadores del Sistema de Distribución (Distribution System Operator o DSO .en inglés). MAPA DEL SISTEMA ELÉCTRICO NACIONAL DONDE SE ESPECIFIQUE Líneas de Transmisión y su extensión Niveles de Tensión Centrales Eléctricas Tipo de centrales CONCLUSIÓN El presente informe se realizó con el objeto de tener una mayor comprensión de lo importante que es el sistema de potencia eléctrico para nuestra nación, ya que requiere de un numeroso proceso de infraestructura y elementos que la componen. Según la IEEE el sistema de potencia tiene la finalidad de generar, trasmitir y distribuir la corriente eléctrica. Los usuarios finales o consumidores que somos de esta debemos tomar conciencia del enorme trabajo de las infraestructuras y elementos que estas requieren para poder disfrutar del servicio eléctrico, ya que requieren de mucho trabajo y esfuerzo humano para mantener dichas infraestructuras. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS https://core.ac.uk/download/pdf/48392416.pdf http://www.corpoelec.gob.ve/sites/default/files/LeyOrganicadeServicioElectric o.pdf https://es.wikipedia.org/wiki/Red_de_distribuci%C3%B3n_de_energ%C3%A Da_el%C3%A9ctrica http://sispotcharallave.blogspot.com/2010/05/siistemasinterconectados.html#:~:text=En%20lo%20que%20respecta%2C%20a,de%2 0cortocircuito%20a%20valores%20significativos. https://www.ewh.ieee.org/soc/pes/venezuela/sector_elec.html https://www.ivenezuela.travel/sistema-electrico-nacional-venezuela/ https://www.slideshare.net/blog53/sistema-interconectado
