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Estimación de condiciones de carga de transformadores de

distribución

Ing. Carsoth Farrier Soto

Introducción

Panorama

DFOE-AE-IF-10-2014

Panorama

DFOE-AE-IF-10-2014

Panorama

(Pineda, 2009)

• Curva de eficiencia en transformadores de distribución

Valores típicos vs. Optimización técnica

Problemas subyacentes

• Las cargas son variantes en el tiempo

0 5 10 15 20

Car

ga K

VA

Hora

Consideración

Situación

Adkins, 1954

Problemas subyacentes

• Máximos consumos

0 5 10 15 20

KV

A

Tiempo

Consideración

Cliente 1

Cliente 2

Cliente 3

Situación

No son constantes

Los máximos no coinciden temporalmente

Problemas subyacentes

• Condiciones de carga y vida útil

0 5 10 15 20

KV

A

Tiempo

Condición 1

Condición 2

Condición 3

Condición 4

Condición 5

Vida útil

Deterioro del aislamiento

Duración

Temperatura

Corriente

Potencia

Esfuerzos previos

• Factor de demanda en locales de grandes centros comerciales • Ing. Manuel Murillo González

• Factor de demanda en oficinas en oficentros • Ing. Natalia Picado Vargas

Esfuerzos previos

• Factor de demanda de residencias en condominios verticales • Ing. Tatiana Aragón Ramírez

• Análisis y proyección de la demanda eléctrica de la CNFL para la planificación de obras a mediano plazo utilizando la tecnología del SIG • Ing. Luis Fernando Andrés Jácome

Esfuerzos previos

• Estudio para la determinación de la cargabilidad de transformadores de distribución para diferentes tipos de cargas en diferentes tipos de clientes de la CNFL, S.A. • Ing. Tatiana Aragón Ramírez

• Ing. Natalia Picado Vargas

• Ing. Jonathan Rodríguez Campos

Esfuerzos previos

(Aragón & Picado & Rodríguez, 2009)

• Factores de carga típicos según el tipo de carga

Esfuerzos previos

(Espinoza, 1990)

• Factores de diversidad y coincidencia típicos

Esfuerzos previos

• Factores de diversidad y coincidencia según tipo de carga

(Aragón & Picado & Rodríguez, 2009)

Esfuerzos previos

Intentamos “ajustar” una estimación constante para que se “parezca” al promedio de una curva

¿Entonces?

X X

X X

X

O

O

O

O

O

Pensar

fuera de

la caja

¿Porqué?

Problema

¿Porqué?

¿Porqué?

¿Porqué?

Diferencia entre cargabilidad deseada y real

Consideración de cargas constantes

Consideración de consumos promedio

Transformadores no operan en su máxima eficiencia

Solicitud de medidas por la CGR

Estimación vida útil de transformadores

Consideración de máximos consumos

La suma de los promedios no es representativa en el tiempo

Máximos no coincidentes

Expectativas y abordaje

Pluralidad de

tipos de clientes

conectados a los

transformadores

Partir de la clasificación existente

(residencial/comercial/industrial) para

analizar comportamientos coincidentes o

divergentes en las cargas de un mismo

tipo.

Cada tipo de

cliente

(residencial/come

rcial/industrial)

presenta

multiplicidad de

comportamientos

Acorde con los patrones de consumo,

subclasificar los tipos de cliente en una

categorización que permita asociar

características apreciables contextual o

visualmente en el cliente con el

comportamiento eléctrico esperado.

Expectativas y abordaje

Las cargas no son

constantes en el

tiempo

En lugar de enfocar el estudio en

determinar consumos promedios o

máximos como tradicionalmente se ha

hecho, modelar los patrones de consumo

determinados para cada clase y sub clase

de manera que se conozca su

comportamiento típico en el tiempo.

La suma de los

máximos de los

clientes no

corresponde al

máximo del

transformador

Con las curvas típicas identificadas, al

sumar los modelos de los clientes

asociados deberá obtenerse una curva

modelo esperada de la carga conectada a

dicho transformador.

Expectativas y abordaje

La capacidad del

transformador

elegido en el

diseño tiene

impacto

económico en la

ejecución

Conocer la curva característica de carga

permitirá un diseño más adecuado de las

capacidades de los transformadores en

futuros diseños.

La vida útil de un

transformador se

asocia a las

características de

cargabilidad en el

tiempo

Conocer la curva de carga del

transformador y la capacidad con que fue

diseñado permite tener un conocimiento

más adecuado de la vida útil esperada

para dichos equipos.

Abordaje estratégico

Solución

Clasificación

Variabilidad en el tiempo

Modelado

Validación e implementación

Procedimiento

Validación Muestreo Comparación Ajuste/implementación

Asociación y clasificación Clasificación Variables Contextual/visual

Modelado Ecuaciones Variable

Procesamiento de datos Filtro Patrones

Muestreo de datos Puntos estratégicos Medición

Avances

• Clasificación preliminar

– Contextual/Visual

• Muestreo subclase

– Mediciones

• Modelado subclase

Resultados piloto

0

1

2

3

4

5

6

0,00 6,00 12,00 18,00 24,00

KV

A

Hora

Cliente A

Ecuación

0

5

10

15

20

25

0,00 6,00 12,00 18,00 24,00

KV

A

Hora

Cliente C

Ecuación

0

5

10

15

20

25

30

35

0,00 6,00 12,00 18,00 24,00

KV

A

Hora

Cliente B

Ecuación

0

2

4

6

8

10

12

14

0,00 6,00 12,00 18,00 24,00

KV

A

Hora

Cliente D

Ecuación

Siguientes etapas

• Planificación del proyecto de modelado de los clientes de la red según tipo y sub-tipo

• Completar el modelado para todos los tipos de clientes

• Incorporar el algoritmo de modelado en los sistemas de información

Muchas gracias

Ing. Carsoth Farrier Soto

cfarrier@cnfl.go.cr / 2295-5505

cfarriers@gmail.com / 8921-3604

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