LA ENERGIA ELECTRICA INTRODUCCIÓN De
todas las formas de energía conocidas en la actualidad, la que más se emplea para
la economía de cualquier nación, es la energía eléctrica.
La posibilidad de explotar
distintos tipos de fuentes de energía como corrientes de ríos, combustoleo, gas,
Uranio, carbón, la fuerza de los mares y vientos, géiser, etc. de sitios alejados
de los centros de consumo, hace posible que la energía eléctrica se transmita
a grandes distancias, lo que resulta relativamente económico, ya que es necesaria
en la gran mayoría de procesos de producción de la sociedad actual. Las
bases de la energía eléctrica fueron cimentadas a medidos del siglo XIX, cuando
el científico inglés, Michael Faraday, en el año de 1831, descubrió el fenómeno
de la inducción electromagnética. Las posteriores investigaciones de la interacción
de los conductores de corriente eléctrica con el campo electromagnético posibilitaron
la creación de generadores eléctricos, que transforman la energía mecánica del
movimiento giratorio en energía eléctrica, lo que formo la base de un Sistema
Eléctrico de Potencia ( SEP). -
SISTEMA ELÉCTRICO DE POTENCIA ( SEP) Un
Sistema Eléctrico de Potencia ( SEP), es el conjunto de centrales generadoras,
de líneas de transmisión interconectadas entre sí y de sistemas de distribución
esenciales para el consumo de energía eléctrica.
El Sistema Eléctrico de
Potencia ( SEP) está formado por tres partes principales: generación, transmisión
y distribución; siendo: - 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. - LÍNEAS DE
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 - 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. El
objetivo a cumplir por una subestación es determinante en su ubicación física.
Para esto, las subestaciones de transmisión están ubicadas alejadas de los centros
urbanos, esto facilita, el acceso de líneas de alta tensión y la localización
de terrenos lo suficientemente grandes para albergar en forma segura los delicados
equipos para el manejo de alta tensión. Por
otra parte 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. Es claro que
por las características funcionales de cada subestación, no deben mezclarse en
una instalación, equipos de transmisión y distribución. La utilización de este
tipo de subestaciones debe limitarse exclusivamente a aquellos casos de claras
justificaciones técnico económicas. 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 subtransmisión. Los
niveles de tensión para su aplicación e interpretación se consideran conforme
lo indican las tarifas para la venta de energía eléctrica en su sección de aspectos
generales, siendo: a) Baja tensión
es el servicio que se suministra en niveles de tensión menores o iguales a 1 kV. b)
Media tensión en el servicio que se suministra en niveles de tensión mayores a
1 kV., pero menores o iguales a 35 kV. c)
Alta tensión a nivel subtransmisión es el servicio que se suministra en niveles
de tensión mayor a 35 kV., pero menores a 220 kV. d)
Alta tensión a nivel transmisión es el servicio que se suministra en niveles de
tensión iguales o mayores a 220 kV. Actualmente
en nuestro país, la industria eléctrica está incrementando día con día su actividad,
ya que tiene que satisfacer la demanda de su gran población. Es por esto, que
el Sector Eléctrico tiene que desarrollar nuevas técnicas y métodos para su utilización
en el suministro de energía eléctrica; ya que al haber más actividad, es inminente
la urgencia de una mejor optimización de los sistemas eléctricos. I.1.-
DEFINICIÓN DE LOS SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN ¿Qué
es lo que en realidad significa el término sistemas de distribución? Tal vez no
esté perfectamente definido internacionalmente; sin embargo, comúnmente se acepta
que es el conjunto de instalaciones desde 120 Volts hasta tensiones de 34.5 kV
encargadas de entregar la energía eléctrica a los usuarios a los niveles de tensión
normalizados y en las condiciones de seguridad exigidas por los reglamentos. En
el nivel de baja tensión por lo general hay confusiones con las instalaciones
internas o cableados de predios comerciales o grandes industrias y en tensiones
mayores de los 34.5 kV como es el caso de cables de subtransmisión de 85 kV que
se traslapan con tensiones mayores, especialmente en países industrializados en
que la población urbana es alta, y se consideran estas tensiones como de distribución. Los
sistemas de distribución, ya sea que pertenezcan a empresas privadas o estatales,
deben proyectarse de modo que puedan ser ampliados progresivamente, con escasos
cambios en las construcciones existentes tomando en cuenta ciertos principios
económicos, con el fin de asegurar un servicio adecuado y continuo para la carga
presente y futura al mínimo costo de operación. TEMA
I GENERALIDADES I.2.
CLASIFICACION DE LOS SISTEMAS DE DISTRIBUCION En
función de su construcción estos se pueden clasificar en: -
Sistemas aéreos. - Sistemas subterráneos. -
Sistemas mixtos. - Sistemas aéreos,
estos sistemas por su construcción se caracterizan por su sencillez y economía,
razón por la cual su utilización está muy generalizada. Se emplean principalmente
para: 1.- Zonas urbanas con: a)
carga residencial b) carga comercial c)
carga industrial 2- Zonas rurales
con: a) carga doméstica b)
carga de pequeñas industrias (bombas
de agua, molinos, etc.) Los sistemas
aéreos están constituidos por transformadores, cuchillas, apartarrayos, cortacircuitos
fusibles, cables desnudos, etc.: los que se instalan en postes o estructuras de
distintos materiales. La configuración
mas sencilla para los sistemas aéreos es del tipo arbolar, la cual consiste en
conductores desnudos de calibre grueso en el principio de la línea y de menor
calibre en las derivaciones a servicios o al final de la línea. Cuando se requiere
una mayor flexibilidad y continuidad del servicio es posible utilizar configuraciones
más elaboradas. Los movimientos de
carga se llevan a cabo con juegos de cuchillas de operación con carga, que son
instaladas de manera conveniente para efectuar maniobras tales como : trabajos
de emergencia, ampliaciones del sistema, conexión de nuevos servicios, etc.. En
servicios importantes tales como: Hospitales,
edificios públicos, fábricas que por la naturaleza de su proceso de producción
no permiten la falta de energía eléctrica en ningún momento; se instalan dos circuitos
aéreos, los cuales pueden pertenecer a la misma subestación de distribución, o
de diferentes subestaciones, esto se realiza independientemente a que la mayoría
de estos servicios cuentan con plantas de emergencia con capacidad suficiente
para alimentar sus áreas más importantes. En
éste tipo de sistema se encuentra muy generalizado el empleo de seccionadores,
como protección de la línea aérea, para eliminar la salido de todo el circuito
cuando hay una falla transitoria. -
Sistemas subterráneos, estos sistemas se construyen en zonas urbanas con alta
densidad de carga y fuertes tendencias de crecimiento, debido a la confiabilidad
de servicio y la limpieza que estas instalaciones proporcionan al paisaje. Naturalmente,
este aumento en la confiabilidad y en la estética involucra un incremento en el
costo de las instalaciones y en la especialización del personal encargado de construir
y operar este tipo de sistema. Los
sistemas subterráneos están constituidos por transformadores tipo interior o sumergibles,
cajas de conexión, interruptores de seccionamiento, interruptores de seccionamiento
y protección, cables aislados, etc.: los que se instalan en locales en interior
de edificios o en bóvedas, registros y pozos construidos en banquetas. Los
principales factores que se deben analizar al diseñar un sistema subterráneo son
: * densidad de carga *
costo de la instalación * grado de
confiabilidad * facilidad de operación *
seguridad - Sistemas mixtos, este
sistema es muy parecido al sistema aéreo, siendo diferente únicamente en que los
cables desnudos sufren una transición a cables aislados. Dicha transición se realiza
en la parte alta del poste y el cable aislado es alojado en el interior de ductos
para bajar del poste hacia un registro o pozo y conectarse con el servicio requerido. Este
tipo de sistema tiene la ventaja de eliminar una gran cantidad de conductores,
favoreciendo la estética del conjunto, disminuyendo notablemente el número de
fallas en el sistema de distribución y por ende aumentando la confiabilidad del
mismo. TEMA
I GENERALIDADES I.3.-
PRINCIPALES COMPONENTES DE LOS SISTEMAS DE DISTRIBUCION Los
principales elementos componentes de un sistema de distribución son : a)
Alimentadores primarios de distribución. b)
Transformadores de distribución. c)
Alimentadores secundarios. d) Acometidas. e)
Equipo de medición. I.3.1)-
ALIMENTADORES PRIMARIOS DE DISTRIBUCIÓN: Son
los encargados de llevar la energía eléctrica desde las subestaciones de potencia
hasta los transformadores de distribución. Los conductores van soportados en poste
cuando se trata de instalaciones aéreas y en ductos cuando se trata de instalaciones
subterráneas. Los componentes de un
alimentador primario son: * Troncal. *
Ramal. *
Troncal, es el tramo de mayor capacidad del alimentador que transmite la energía
eléctrica desde la subestación de potencia a los ramales. En los sistemas de distribución
estos conductores son de calibres gruesos 336, 556 y hasta 795 MCM, ACSR (calibre
de aluminio con alma de acero), dependiendo del valor de la densidad de carga. *
Ramal, es la parte del alimentador primario energizado a través de un troncal,
en el cual van conectados los transformadores de distribución y servicios particulares
suministrados en media tensión. Normalmente son de calibre menor al troncal. Los
alimentadores primarios normalmente se estructuran en forma radial, en un sistema
de este tipo la forma geométrica del alimentador semeja la de un árbol, donde
por el grueso del tronco, el mayor flujo de la energía eléctrica se transmite
por toda una troncal, derivándose a la carga a lo largo de los ramales. Los
alimentadores primarios por el número de fases e hilos se pueden clasificar en: -
Trifásicos tres hilos. - Trifásicos
cuatro hilos. - Monofásicos dos hilos. -
Monofásicos un hilo. -
Los alimentadores primarios trifásicos con tres hilos requieren una menor inversión
inicial, en lo que a material del alimentador se refiere, sin embargo debido a
que estos sistemas de distribución tienen un coeficiente de aterrizamiento mayor
que uno trifásico cuatro hilos, permiten que los equipos que se instalen en estos
sistemas de distribución tengan niveles de aislamiento mayores con costos mayores.
Una característica adicional de estos sistemas es que los transformadores de distribución
conectados a estos alimentadores son de neutro flotante en el lado primario. Por
lo que se refiere a detección de fallas de fase a tierra en estos sistemas de
distribución es más difícil detectar estas corrientes, en comparación con los
sistemas trifásicos cuatro hilos ya que al ser mayor la impedancia de secuencia
cero de los alimentadores, las corrientes de falla son menores. Estos alimentadores
se utilizan en zonas urbanas. - Los
alimentadores primarios trifásicos con cuatro hilos requieren una mayor inversión
inicial, ya que se agrega el costo del cuarto hilo (neutro) al de los tres hilos
de fase, sin embargo debido a que estos sistemas de distribución tienen un coeficiente
de aterrizamiento menor de la unidad, los equipos que se conecten a estos alimentadores
requieren de un menor nivel de aislamiento con menor costo de inversión. Estos
sistemas se caracterizan por que a ellos se conectan transformadores con el neutro
aterrizado a tierra en el devanado primario y transformadores monofásicos cuya
tensión primaria es la de fase neutro. En estos sistemas de distribución es más
fácil detectar las corrientes de falla de fase a tierra ya que estos pueden regresar
por el hilo neutro. Estos alimentadores se utilizan en zonas urbanas. -
Los alimentadores primarios monofásicos de dos hilos se originan de sistemas de
distribución trifásicos, de hecho son derivaciones de alimentadores trifásicos
tres hilos que sirven para alimentar transformadores monofásicos que reciben la
tensión entre fases en el devanado primario. Este sistema de distribución es usado
en zonas rurales o en zonas de baja densidad. -
Los alimentadores primarios monofásicos de un hilo son derivaciones de sistemas
trifásicos que permiten alimentar transformadores monofásicos usándose estos alimentadores
en zonas rurales, debido a la economía que representa en costo. I.3.2)-
TRANSFORMADORES DE DISTRIBUCIÓN: Los
transformadores de distribución son los equipos encargados de cambiar la tensión
primaria a un valor menor de tal manera que el usuario pueda utilizarla sin necesidad
de equipos e instalaciones costosas y peligrosas. En si el transformador de distribución
es la liga entre los alimentadores primarios y los alimentadores secundarios. La
capacidad del transformador se selecciona en función de la magnitud de la carga,
debiéndose tener especial cuidado en considerar los factores que influyen en ella,
tales como el factor de demanda y el factor de coincidencia. El
número de fases del transformador es función del número de fases de la alimentación
primaria y del número de fases de los elementos que componen la carga. En muchas
ocasiones la política de selección del número de fases de los transformadores
de distribución que decida emplear una compañía, señala el número de fases que
deben tener los motores que se conecten en el lado secundario de los transformadores,
dictando así una política de desarrollo de fabricación de motores en una cierta
zona de un país o en un país entero. La
magnitud del porciento de impedancia de un transformador afecta la regulación
de la tensión y el valor de las corrientes de corto circuito que fluyen por los
devanados ante fallas en los alimentadores secundarios. A menores valores de impedancia
mayores valores de regulación y de corriente de corto circuito; es por ello que
el valor del porciento de impedancia se debe seleccionar tratando de encontrar
un punto económico de estos dos factores, debiéndose tomar en cuenta que la calidad
de tensión que se entrega a los usuarios se puede variar con los cambiadores de
derivación de que normalmente se provee a un transformador. La
conexión del transformador trifásico es uno de los puntos de mayor interés cuando
se trata de seleccionar un transformador para un sistema de distribución de energía
eléctrica. Las opciones que se le presentan al ingeniero que diseñara dicho sistema,
son en forma general entre seleccionar transformadores con neutro flotante o con
neutro aterrizado. El transformador con neutro flotante es una necesidad cuando
el sistema primario es trifásico tres hilos y el de neutro aterrizado cuando se
trata de un sistema trifásico cuatro hilos. Al utilizar transformadores conectados
en delta en el lado primario se disminuye el riesgo de introducir corrientes armónicas
(magnitud sinusoidal de frecuencia múltiplo de la frecuencia fundamental de la
corriente o de la tensión) de orden impar (especialmente en tercer orden) a los
alimentadores primarios y se incrementa el riesgo de tener sobretensiones por
fenómenos de ferrorresonancia (efecto producido en el núcleo cuando la fuerza
electromotriz tiene una frecuencia muy próxima a las oscilaciones libres que se
producen en el mismo) en el transformador. Estas sobretensiones se vuelven especialmente
críticas en sistemas subterráneos de distribución. Al
seleccionar transformadores conectados en estrella con neutro aterrizado, se introducen
corrientes armónicas de orden impar en los circuitos primarios y se disminuye
grandemente la posibilidad de que se presenten sobretensiones por fenómenos de
ferrorresonancia. Respecto a la conexión
T-T de los transformadores trifásicos, que aún cuando no se trata de un transformador
trifásico en sí, se aplica en sistemas primarios trifásicos, para substituir a
los trifásicos convencionales. Este tipo de transformador consta de dos devanados
primarios y dos secundarios. Tanto primario como el secundario se forman conectando
un devanado principal con una derivación central a un devanado secundario (con
menor número de vueltas) de tal manera que se forme una T. Estos
transformadores normalmente tienen menos peso al tener solo dos devanados, tienen
menos pérdidas, menos porciento de impedancia y deben tener menor costo también.
Sin embargo su punto critico lo presentan al tener bajos valores de porciento
de impedancia ya que mecánicamente deben ser más fuertes para resistir los esfuerzos
producidos por las corrientes de corto circuito. La implantación de estos transformadores
en un sistema de distribución debe hacerse después de aplicar pruebas de corto
circuito en laboratorio y supervisar zonas piloto electrificadas con estos equipos. Por
lo que se refiere a las conexiones en el lado secundario de los transformadores
trifásicos, normalmente son estrella con neutro aterrizado y cuatro hilos de salida.
Esto permite tener dos niveles de tensión para alimentar cargas de fuerza y alumbrado,
detectar las corrientes de falla de fase a tierra, equilibrar las tensiones al
neutro ante cargas desbalanceadas y como una medida de seguridad al interconectarse
con el tanque del transformador. Las conexiones con neutro aislado en los devanados
de baja tensión de los transformadores trifásicos no es muy favorecida por las
sobretensiones que se presentan al tener dos fallas en dos fases diferentes en
el circuito de baja tensión. En los
transformadores monofásicos la conexión que presenta mas utilización es la de
tres hilos, dos de fase y un neutro en el centro del devanado. Esta conexión también
se le conoce como "EDISON", por haber sido copiada del sistema en corriente directa
con que Tomas A. Edisón realizó el primer sistema de distribución en Nueva York
en el año de 1882. I.3.3).-
ALIMENTADORES SECUNDARIOS: Los
alimentadores secundarios distribuyen la energía desde los transformadores de
distribución hasta las acometidas a los usuarios. En
la mayoría de los casos estos alimentadores secundarios son circuitos radiales,
salvo en los casos de las estructuras subterráneas malladas (comúnmente conocidas
como redes automáticas) en las que el flujo de energía no siempre sigue la misma
dirección. Los alimentadores secundarios de distribución, por el número de hilos,
se pueden clasificar en: 1-
Monofásico dos hilos. 2- Monofásico
tres hilos. 3- Trifásico cuatro hilos. Para
conocer las ventajas técnicas y económicas inherentes a los alimentadores secundarios
de distribución se deben realizar estudios comparativos que esclarezcan estos
méritos y permitan seleccionar el sistema de distribución más adecuado a las necesidades
del caso. A continuación se realiza
una comparación muy simple para determinar cual es el sistema más eficiente desde
el punto de vista de las perdidas. En este estudio se supone que los conductores
tienen la misma resistencia, la misma carga y la misma tensión (por consiguiente
el aislamiento es el mismo) en los tres casos. 1-
Sistema monofásico dos hilos, este sistema se alimenta de un transformador monofásico,
con un secundario de solo dos hilos. En este caso la potencia de la carga es "P",
la tensión en el extremo de la carga es "V" y la resistencia de los conductores
es "R". La corriente de línea considerando
que la carga tiene un factor de potencia igual a Cos f es:
I = P V Cos f
Las pérdidas Per:
Per = 2RI² = 2RP² V²Cos²f
haciendo el cociente RP²/V²Cos²f igual a
una constante, el valor de las pérdidas es:
Per = 2K. 2-
Sistema monofásico tres hilos, este sistema se alimenta de un transformador monofásico
con un devanado secundario del que salen tres hilos, con el hilo neutro derivándose
del centro del devanado. En este caso la potencia de la carga se equilibra entre
los dos hilos de fase y el neutro, la tensión en el extremo de la carga es "V"
y la resistencia de los tres conductores es "R". La
corriente de línea, considerando que la carga tiene un factor de potencia igual
a Cos f es: I = P 2V
Cos f El valor de las pérdidas Per: Per
= 2RI² = RP² 2V²Cos²f
haciendo el cociente RP²/V²COS²f = K, el
valor de las pérdidas es: Per = k
2 3-
Sistema trifásico cuatro hilos, este sistema se alimenta de un transformador trifásico
con un devanado secundario del que salen cuatro hilos, con el hilo neutro derivándose
del punto de conexión de los devanados. En este caso la potencia de la carga se
equilibra entre los tres hilos de fase y el neutro, la tensión en el extremo de
la carga es "V" y la resistencia de los cuatro conductores es "R". La
corriente de línea considerando que la carga tiene un factor de potencia igual
a Cos f es: I = P 3VCos
f El
valor de las pérdidas Per: Per =
3RI² = RP² 3V²Cos²f
Haciendo el cociente RP²/V²Cos²f = K, el
valor de las pérdidas es: Per = k
3 Es
evidentemente que el sistema trifásico cuatro hilos permite distribuir la energía
con mayor eficiencia que los demás, sin embargo como se mencionó en un principio
este análisis es muy sencillo y para hacerlo más completo es necesario introducir
otros factores tales como costo de los transformadores, costo de los conductores,
regulación, etc. I.3.4)- ACOMETIDAS: Las
acometidas son las partes que ligan al sistema de distribución de la empresa suministradora
con las instalaciones del usuario. Las
acometidas se pueden proporcionar a la tensión primaria (media tensión) o la tensión
secundaria (baja tensión), esto depende de la magnitud de la carga que el usuario
requiera ante la empresa suministradora. I.3.5)-
MEDICION: La medición puede ser
en media tensión o en baja tensión dependiendo del tipo de acometida de servicio
que requiera el usuario. TEMA
I GENERALIDADES I.4.-
ELEMENTOS SECUNDARIOS DE LOS SISTEMAS DE DISTRIBUCION Entre
los elementos secundarios de una red de distribución se tienen: 1-
Cuchillas. 2- Reactores. 3-
Interruptores. 4- Capacitadores. 5-
Fusibles. 6- Restauradores. 7-
Seccionadores. I.4.1)-
Las cuchillas son los elementos que sirven para seccionar o abrir alimentadores
primarios de distribución, su operación es sin carga y su accionamiento de conectar
y desconectar es por pértiga, abriendo o cerrando las cuchillas una por una o
en grupo según el tipo de la misma; su montaje en poste puede ser horizontal o
vertical. I.4.2)-
Los reactores son dispositivos utilizados para introducir reactancia en alimentadores
primarios de distribución con el propósito de limitar la corriente que fluye en
un circuito, bajo condiciones de cortocircuito, se conectan en serie con el alimentador. I.4.3)-
Los interruptores, son dispositivos que permiten conectar o desconectar con carga
un alimentador primario de distribución, son instalados en poste o estructura
en juegos de tres interruptores, son operados en grupo con mecanismo reciprocante
de operación manual. I.4.4)-
Los capacitores, son dispositivos cuya función primordial es introducir capacitancia,
corrigiendo el factor de potencia en alimentadores primarios de distribución.
I.4.5)-
Los fusibles, son dispositivos de protección que interrumpen el paso de la corriente
eléctrica fundiéndose cuando el amperaje es superior a su valor nominal, protegen
transformadores de distribución y servicios interiores de media tensión contra
sobrecorriente y corriente de cortocircuito, van colocados dentro del tubo protector
del cortacircuitos fusible. I.4.6)-
Los restauradores, son equipos que sirven para reconectar alimentadores primarios
de distribución. Normalmente el 80 % de las fallas son de naturaleza temporal,
por lo que es conveniente restablecer el servicio en la forma más rápida posible
para evitar interrupciones de largo tiempo. Para estos casos se requiere de un
dispositivo que tenga la posibilidad de desconectar un circuito y conectarlo después
de fracciones de segundo. Los restauradores
son dispositivos autocontrolados para interrumpir y cerrar automáticamente circuitos
de corriente alterna con una secuencia determinada de aperturas y cierres seguidos
de una operación final de cierre ó apertura definitiva. En
caso de que la falla no fuera eliminada, entonces el restaurador opera manteniendo
sus contactos abiertos. Los restauradores están diseñados para interrumpir en
una sola fase o en tres fases simultáneamente. Los
restauradores monofásicos tienen control hidráulico y los trifásicos pueden estar
controlados hidráulicamente ó electrónicamente. Los
siguientes requisitos son básicos para asegurar la efectiva operación de un restaurador: 1-
La capacidad normal de interrupción del restaurador deberá ser igual o mayor de
la máxima corriente de falla. 2- La
capacidad normal de corriente constante del restaurador deberá ser igual o mayor
que la máxima corriente de carga. 3-
El mínimo valor de disparo seleccionado deberá permitir al restaurador ser sensible
al cortocircuito que se presente en la zona que se desea proteger. I.4.7)-
Los seccionadores, son elementos que no están diseñados para interrumpir corrientes
de cortocircuito ya que su función es el de abrir circuitos en forma automática
después de cortar y responder a un numero predeterminado de impulsos de corriente
de igual a mayor valor que una magnitud previamente predeterminada, abren cuando
el alimentador primario de distribución queda desernegizado, tratándose de la
desconexión de cargas se puede hacer en forma manual. En
cierto modo el seccionador permite aislar sectores del sistema de distribución
llevando un conteo de las operaciones de sobrecorriente del dispositivo de respaldo. Es
importante hacer notar que debido a que interrumpe corrientes de corto circuito,
no tienen una curva característica de tiempo-corriente por lo que no intervienen
en la coordinación de protecciones, pudiéndose instalar entre dos dispositivos
de protección. Por su principio de
operación el medio aislante de interrupción puede ser aire, aceite o vació y en
cuanto al control es similar al caso de los restauradores o sea puede ser hidráulico,
electrónico ó electromecánico. Por
lo general el registro de las sobretensiones se efectúa cuando la corriente a
través del seccionador cae bajo de un valor de alrededor del 40 % de la corriente
mínima con que se activa al seccionador. TEMA
I GENERALIDADES I.5.-
PRINCIPALES PARAMETROS DE LOS SISTEMAS DE DISTRIBUCION GENERALIDADES
: El conocimiento de las características
eléctricas de un sistema de distribución y la aplicación de los conceptos fundamentales
de la teoría de la electricidad son quizá los requisitos más esenciales para diseñar
y operar en forma óptima un sistema de esta naturaleza, por esta razón es necesario
que el ingeniero que diseñe dicho sistema posea los conocimientos claros de las
características de carga del sistema que va a alimentar. Desafortunadamente,
aunque el ingeniero que planea un sistema de distribución tiene la libertad de
seleccionar los diversos parámetros que intervienen para el diseño del mismo,
existe uno importante y decisivo para diseñar y operar dicho sistema, el cual
queda fuera del entorno del sistema de distribución y es la carga. El
estudio de las cargas y sus características abarca no solamente los diversos tipos
de aparatos que se usan y su agrupación para conformar la carga de un consumidor
individual, si no también del grupo de consumidores que integran la carga de una
zona o del sistema de distribución. Por
lo que es necesario analizar las diferentes clases de cargas de tipo residencial
combinadas con otros tipos de carga; para observar la influencia que tendrán en
la carga general de un alimentador y éste a su vez en la carga total de una subestación. En
la ingeniería de los sistemas de distribución existen algunos parámetros que explican
claramente las relaciones de cantidades eléctricas que pueden determinar los efectos
que puede causar la carga en el sistema de distribución. A
continuación se presenta una definición de los parámetros más importantes y útiles
para el diseño de un sistema de distribución. I.5.1)-
CARGA INSTALADA La carga de cada
usuario se clasificara de acuerdo con su localización geográfica, destacando peculiaridades
típicas en cada zona. Así como por ejemplo en la zona urbana central de cualquier
ciudad se tendrá una elevada densidad de carga, con consumidores constituidos
por edificios de oficinas y comercios, asimismo, en una zona urbana habrá densidades
de carga menores, predominando las cargas de tipo residencial; hay algunas zonas
que originan cargas de tipo de valor elevado con cargas de tipo industrial medio. A
continuación se presentan algunos valores de densidades características por zona: ZONAS
Densidad MVA/Km2
Urbana central 40-100 Semi urbana
3-5 Urbana 5-40
Rural Las
aplicaciones que da el usuario de la energía eléctrica pueden servir como parámetros
para clasificar las cargas en: - Cargas
residenciales. - Cargas de iluminación
en predios comerciales. - Cargas de
fuerza en predios comerciales. - Cargas
industriales. - Cargas de municipios
o gubernamentales. - Cargas hospitales. Considerando
los perjuicios que se pueden causar por las interrupciones de energía eléctrica,
las cargas se clasifican en: - Sensibles. -
Semisensibles. - Normales. Se
entiende por cargas sensibles a aquellas en que una interrupción aunque sea momentánea
en la alimentación de energía eléctrica, causa perjuicios considerables. Se
consideran como cargas semisensibles a aquellas en que una interrupción de corto
tiempo (no mayor de 10 minutos) de energía eléctrica, no causa grandes problemas
en la producción o servicios en general. Finalmente
las cargas normales son aquellas que en una interrupción de energía eléctrica
en un tiempo más o menos largo (1 h_ t _ 5 h) no causa mayores perjuicios a la
producción o al servicio. La carga
es la suma de las potencias nominales de las maquinas, aparatos y equipos conectados
a un circuito eléctrico en una área determinada y se expresa en kW. o kVA. -
Potencia eléctrica La potencia eléctrica
representa la razón a la cual el trabajo se efectúa en un circuito eléctrico,
la unidad que por lo regular se usa es el watt o kilowatt. El término "razón a
la cual el trabajo se efectúa" introduce un elemento de tiempo en la definición
de potencia eléctrica, de tal manera que un kilowatt para un período definido
representa una razón específica a la cual el trabajo se puede efectuar. El kilowatt-hora
representa la potencia eléctrica de un kilowatt actuando en un intervalo de una
hora, así pues, este representa una medida de trabajo total que realiza un circuito
eléctrico. Si por ejemplo, un circuito eléctrico entrega 60 kW en un minuto, esa
misma cantidad de trabajo realizará un kilowatt-hora, es decir: 1
kWh = 60 kW x 1/60 h. Sin embargo,
la razón a la que el circuito está haciendo el trabajo será sesenta veces mayor.
En consecuencia, la potencia eléctrica define la razón a la cual se requiere que
el sistema de alimentación efectúe el trabajo. I.5.2)-
DEMANDA La demanda de una instalación
o sistema de distribución es la carga en las terminales receptoras tomadas en
un valor medio en determinado intervalo, con esta definición se entiende por carga
la que se mide en términos de potencia (aparente, activa, reactiva o compleja)
o de intensidad de corriente. El período durante el cual se toma el valor medio
se denomina intervalo de demanda y es establecido por la aplicación especifica
que se considere, la cual se puede determinar por la constante térmica de los
aparatos o por la duración de la carga. La
carga puede ser instantánea, como cargas de soldadoras o corrientes de arranque
de motores. Sin embargo los aparatos pueden tener una constante térmica en un
tiempo determinado, de tal manera que los intervalos de demanda pueden ser de
15, 30, 60 o más minutos, dependiendo del equipo de que se trate, se puede afirmar
entonces que al definir una demanda es requisito indispensable indicar el intervalo
de demanda ya que sin esto el valor que se establezca no tendrá ningún sentido
práctico. Por ejemplo, si se requiere
establecer el valor de demanda en amperes para la selección o ajuste de fusibles
o interruptores se deben utilizar valores instantáneos de corriente de demanda,
sin embargo, esta situación no se presenta en la mayoría de los equipos eléctricos,
ya que su diseño en cuanto a capacidad de carga se basa en la elevación de temperatura
que pueden alcanzar dentro de los márgenes de seguridad, y este cambio de temperatura
no es instantáneo ni depende simplemente de la carga que se aplique sino también
del tiempo. Como ejemplos de lo anterior
se pueden mencionar los cables y transformadores, que tienen una constante de
tiempo térmico digno de tenerse en cuenta y por lo tanto poseen una capacidad
de almacenamiento térmico y de sobrecarga considerable, por lo que las cargas
varían entre picos comparativamente agudos y valles profundos. Si
la carga consiste principalmente de un motor de inducción el valor instantáneo
de la corriente de arranque será cinco veces la corriente normal de plena carga
y probablemente muchas veces mayor que la corriente que por lo regular tome el
transformador que lo alimente: sin embargo, se sabe que durará un intervalo muy
pequeño, usualmente menor que un segundo. Dado
que la capacidad de carga de un transformador se basa en la elevación de temperatura
con carga continua, y esta última está determinada por energía calorífica que
se puede medir en watt-hora o kilowatt-hora, los valores altos de corriente de
corta duración no producirán elevaciones de temperatura considerables y consecuentemente
será antieconómico determinar la capacidad del transformador que se requiere debido
a estas altas corrientes de corta duración. Como
ya se mencionó los intervalos en los que usualmente se mide la demanda son de
15, 30 o 60 minutos, siendo los intervalos de 15 o 30 minutos los que se aplican
por lo general para la facturación o determinación de capacidad de equipo. La
demanda promedio en cualquier período es igual al número de kilowatt-hora consumidos,
divididos entre el número de horas en el período considerado. -
Demanda máxima Las cargas eléctricas
por lo general se miden en amperes, kilowatts o kilovolt-amperes; para que un
sistema de distribución o parte de éste se planee eficientemente se debe conocer
la "Demanda Máxima" del mismo. Como
ya se ha mencionado, en general las cargas eléctricas rara vez son constantes
durante un tiempo apreciable, o sea que fluctúan de manera continua, en una curva
de carga de 24 horas de un transformador de distribución, la carga varía entre
un máximo a las 19:30 horas y un mínimo a las 3:30 horas, aunque los valores cambien,
este tipo de curva se repetirá constantemente, así se presentarán variaciones
similares de máximo y mínimo en todas las partes del sistema de distribución,
el valor más elevado se denomina pico o demanda máxima. El
valor de la demanda anual es el más utilizado para la planeación de la expansión
del sistema de distribución, el término de demanda a menudo se usa en el sentido
de máxima demanda para el período de se especifique, por supuesto es necesaria
la determinación exacta de la máxima demanda de una carga individual cuando en
la facturación del cliente se incluye el valor que tome la demanda máxima. El
conocimiento de la demanda máxima de un grupo de cargas y su efecto en el sistema
de distribución es también de gran importancia, dado que la demanda máxima del
grupo determinará la capacidad que requiera el mismo sistema, de igual modo, la
demanda máxima combinada de un grupo pequeño de consumidores determinará la capacidad
del transformador que se requiere; así las cargas que alimenta un grupo de transformadores
dan por resultado una demanda máxima, la cual determina el calibre del conductor
y la capacidad del interruptor o del regulador que formen parte de un alimentador
primario. La máxima demanda combinada de un grupo de alimentadores primarios determinará
la capacidad de la subestación hasta llegar a determinar en forma consecuente
la capacidad de generación necesaria para todo el sistema eléctrico de potencia. Como
se puede observar, en todos los casos la determinación de la demanda máxima es
de vital importancia, y si no se pueden obtener medidas precisas de la demanda
es necesario estimar su valor de la mejor manera posible para utilizar estos datos
correctamente en el proceso de la planeación del sistema de distribución. La
"Carga Conectada", es la suma de los valores nominales de todas las cargas del
consumidor que tienen posibilidad de estar en servicio al mismo tiempo para producir
una demanda máxima. La carga conectada se puede referir tanto a una parte como
al total del sistema de distribución y se puede expresar en watts, kilowatts,
amperes, caballos de potencia, kilovolt-amperes, etc., dependiendo de las necesidades
o requerimientos para su estudio. La
carga conectada representa la demanda de carga máxima posible. Si por ejemplo
un consumidor tiene una carga conectada trabajando simultáneamente, la cual consiste
en: 20 lámparas 100 watts. 30
lámparas 250 watts. 1 motor 80 Cp
carga total: 69.2 kW expresada
en kVA, la carga conectada en kW se deberá convertir dividiendo su valor entre
el factor de potencia del sistema, siendo el factor de potencia de 0.9, se tiene: carga
conectada = 69.2 kW = 76.88 kVA 0.9 -
Factor de carga Es la relación entre
la demanda promedio en un intervalo dado y la demanda máxima que se observa en
el mismo intervalo; basándose en lo anterior se puede expresar el concepto en
forma matemática: Fc = Dm = Dm x Dd
= energía absorbida en el intervalo Dd
Dms Dm x Dd Dm x Dd El
pico de carga puede ser el máximo instantáneo o el máximo promedio en un intervalo
(demanda máxima), en esta definición el pico de carga por lo regular se entiende
como la mayor de todas las cargas promedio en un intervalo específico. El
promedio y las cargas máximas instantáneas se deben expresar en las mismas unidades
para que el factor de carga sea adimensional, la definición del factor de carga
debe ser específica en el establecimiento del intervalo de la demanda así como
el período en que la demanda máxima y la carga promedio se apliquen. Para
una carga dada, excepto una en que el ciclo de carga este compuesto de ciclos
idénticos, un período mayor dará un factor de carga más pequeño, dado que el consumo
de energía se distribuye en un tiempo mayor, el factor de carga anual influido
por las estaciones del año será considerablemente menor que el de un factor de
carga diario o semanal, asimismo, el factor de carga semanal será menor que un
factor de carga diario. Por lo tanto,
es importante observar que cuando se quieran comparar diversos factores de carga
característicos esto se debe o puede hacer siempre y cuando los intervalos sean
idénticos. Una carga constante durante
un período tendrá un factor de carga de 1.0 debido a que la carga promedio y el
pico de carga son iguales, por lo general el factor de carga es mucho menor. El
factor de carga indica básicamente el grado en que el pico de carga se sostiene
durante un período. Ciclos de carga de varias formas y diferentes picos de carga
pueden tener factores de carga iguales, siendo el único requisito cuando la relación
de los respectivos promedios a los picos de carga sean iguales. En
cuanto a los problemas concernientes de los sistemas de distribución, el factor
de carga por sí solo no es usualmente tan importante como la curva de carga de
la cual se deriva, la curva muestra las fluctuaciones de la carga de hora a hora
o de día a día a través del período que se considere. El
factor de carga es un índice de la eficiencia del sistema o parte del sistema
de distribución, siendo el 100% de factor de carga o el pico de carga constante
de las 24 horas por día el máximo posible. I.5.3)-
FACTOR DE DEMANDA El factor de
demanda en un intervalo d de un sistema de distribución o de una carga, es la
relación entre su demanda máxima en el intervalo considerado y la carga total
instalada. Obviamente el factor de demanda es un número adimensional; por tanto
la demanda máxima y la carga instalada se deberán considerar en las mismas unidades,
el factor de demanda generalmente es menor que 1 y será unitario cuando durante
el intervalo d todas las cargas instaladas absorban sus potencias nominales. Por
lo tanto, el factor de demanda se expresa: Fd
= D ms P ins Donde: Fd
= Factor de demanda del sistema de distribución. D
ms = Demanda máxima del sistema de distribución en un intervalo ( d ). P
ins = Carga total instalada en el sistema de distribución. A
continuación se enlistan los factores de demanda reales de servicios industriales,
comerciales y residenciales más comunes que se deben utilizar para el diseño de
sistemas de distribución. CARGAS
DE SERVICIOS HABITACIONALES: TIPOS
DE SERVICIOS F. DE DEM. * Asilos y
casas de salud. 45 % * Asociaciones
civiles. 40 % * Casas de huéspedes.
45 % * Servicio de edificio residencial.
40 % * Estacionamiento o pensiones.
40 % * Hospicios y casas de cuna.
40 % * Iglesias y templos. 45 % *
Servicio residencial sin aire acondicionado
40 % * Servicio residencial con aire acondicionado
55 % CARGAS COMERCIALES: TIPOS
DE SERVICIOS F. DE DEM. * Tiendas
y abarrotes. 65 % * Agencias de publicidad.
40 % * Alfombras y tapetes. 65 % *
Almacenes de ropa y bonetería 65 % *
Artículos fotográficos. 55 % * Bancos.
50 % * Baños públicos. 50 % *
Boticas, farmacias y droguerías. 50 % *
Cafeterías. 55 % * Camiserías. 65
% * Centros comerciales, tiendas de
descuento. 65 % * Colegios. 40 % *
Dependencias de gobierno. 50 % * Embajadas,
consulados. 40 % * Gasolineras. 45
% * Imprentas. 50 % *
Jugueterías. 55 % * Papelerías. 50
% * Mercados y bodegas. 50 % *
Molinos de nixtamal. 70 % TIPOS DE
SERVICIOS F. DE DEM. * Panaderías.
40 % * Peluquerías, salas de belleza.
40 % * Restaurantes. 60 % *
Teatros y cines. 50 % * Zapaterías.
60 % EQUIPOS
DE FUERZA: TIPOS DE SERVICIOS
F. DE DEM. * Hornos de acero de inducción.
100 % * Soldadoras de arco y resistencia.
60 % * Motores para: bombas, compresores, elevadores,
máquinas, herramientas, ventiladores.
60 % * Motores para: operaciones semi
continuas en fábricas y plantas de
proceso. 70 % * Motores para: operaciones
continuas tales como fábricas textiles.
80 % I.5.4)-
FACTOR DE POTENCIA El factor de
potencia se define básicamente como la relación entre la potencia activa (kW)
y la potencia aparente (kVA), cuando se aplica a circuitos polifásicos en que
el voltaje y la corriente son senoidales y balanceados, el circuito se analiza
por fase, así, el factor de potencia esta dado de la siguiente manera: fp
= cos ( a - b ) fp = cos q Donde
a y b son dos ángulos de fase del voltaje y corriente respectivamente, y q es
el ángulo de atraso de la corriente con respecto a la caída de tensión en la carga. La
definición anterior por lo general no es aplicable a la carga distribuida o a
un grupo de cargas individuales, las cuales cambian continuamente. En este caso
el factor de potencia se debe aplicar a una condición particular de la carga tal
como un pico de carga. Si es necesario
considerar el factor de potencia en un punto más cercano a las cargas individuales,
entonces se debe calcular el factor de potencia del grupo existente en cada carga,
tal consideración puede producir un error, por lo tanto, se debe saber cuales
son las cargas que conforman ese grupo, dado que el factor de potencia del grupo
se puede deber a una carga muy grande que no representa adecuadamente a las cargas
individuales. Para determinar que
un factor de potencia del grupo es aplicable a cada carga de manera individual,
es fundamental imaginar que las potencias totales, aparentes, activas y reactivas,
se distribuyen de manera similar a lo largo del alimentador de distribución. De
la misma manera, se considera razonable determinar el factor de potencia promedio
en lugar que un factor de potencia para una condición de carga en particular.
Este caso, es frecuente cuando se consideran servicios industriales y comerciales
en que por lo general existen cláusulas que muestran valores mínimos de factores
de potencia. Para estas condiciones el factor de potencia promedio se determina
por la potencia promedio activa y la potencia promedio reactiva, las cuales serán
proporcionales a los kWh y los kilovars-hora. I.5.5)-
FACTOR DE UTILIZACION El factor
de utilización de un sistema de distribución es la relación entre demanda máxima
y la capacidad nominal del sistema de distribución que lo suministra. El
factor de utilización es adimensional, por tanto la demanda máxima y la capacidad
del sistema de distribución se deberán expresar en las mismas unidades. Se puede
decir entonces que mientras el factor de demanda expresa el porcentaje de potencia
instalada que ésta siendo alimentada, el de utilización establece qué porcentaje
de la capacidad del sistema de distribución esta siendo utilizando durante el
pico de carga. Esto se puede expresar
de la siguiente manera: Fu = D ms
C s donde: Fu
= Factor de utilización del sistema. D
ms = Demanda máxima del sistema de distribución. C
s = Capacidad del sistema de distribución. I.5.6)-
FACTOR DE DIVERSIDAD Cuando se
proyecta un alimentador de distribución para determinado consumidor se debe tomar
en cuenta se demanda máxima debido a que ésta es la que impondrá las condiciones
más severas de carga y caída de tensión, sin embargo, surge inmediatamente la
pregunta ¿ Será la demanda máxima de un grupo de consumidores igual a la suma
de las demandas máximas individuales ?, la respuesta a esta pregunta en no, pues
en todo el sistema de distribución existe diversidad entre los consumidores, es
lo que hace por regla general que la demanda máxima de un conjunto de cargas sea
menor que la suma de las demandas máximas individuales. En
el diseño de un sistema de distribución no interesará el valor de cada demanda
individual, pero sí la del conjunto. Se define entonces que demanda diversificada
es la relación entre la sumatoria de las demandas individuales del conjunto en
un tiempo (ta) entre el número de cargas. En particular la demanda máxima diversificada
será la relación de la sumatoria de las demandas individuales del conjunto cuando
se presente la demanda máxima del mismo (t máx) y el número de cargas; la demanda
máxima diversificada es la que se obtiene para la demanda máxima del conjunto. Se
define la demanda máxima no coincidente de un conjunto de cargas como la relación
entre la suma de las demandas máximas de cada carga y el número de cargas, lo
que matemáticamente se expresa como: n S
Di (ta) i=1 D
div = ______________ n n S
D mi i = 1 D
mnc = __________ n donde: D
div.- demanda diversificada del conjunto en el instante ta. Di
(ta).- demanda de la carga en i en el instante ta (i
= 1,2,.......n). D mnc.- demanda máxima
no coincidente del conjunto D mi.-
demanda máxima de la carga i. La diversidad
entre las demandas se mide por el factor de diversidad, que se puede definir como
la relación entre la suma de las demandas máximas individuales entre la demanda
máxima del grupo de cargas. El factor
de diversidad se puede referir a dos o más cargas separadas o se pueden incluir
todas las cargas de cualquier parte de un sistema de eléctrico o de un sistema
de distribución, esto se puede expresar matemáticamente como sigue: n S
D mi i = 1
F div = ________ D ms En
la mayoría de los casos el factor de diversidad es mayor que la unidad (F div
> 1). Si se conocen las demandas máximas individuales de cualquier grupo de cargas
y el factor de diversidad, la demanda del grupo será igual a la suma de las demandas
individuales divididas entre el factor de diversidad, éste se usa para determinar
la máxima demanda resultante de la combinación de un grupo individual de cargas,
o de la combinación de dos o más grupos. Estas combinaciones podrán representar
un grupo de consumidores alimentados por un transformador o un grupo de transformadores
cuyo suministro proviene de un alimentador primario o un grupo de alimentadores
primarios dependientes de una subestación. En
ocasiones se prefiere un factor de multiplicación más que de división, por lo
que se definió lo que se conoce como factor de coincidencia que será entonces
el recíproco del factor de diversidad de tal manera que la demanda máxima se puede
calcular multiplicando la suma de un grupo de demandas por el factor de coincidencia. I.5.7)-
FACTOR DE SIMULTANEIDAD Al proyectar
un alimentador de distribución para un consumidor deberá tomarse en cuenta siempre
su demanda máxima a que esta impondrá las condiciones más severas de carga y caída
de tensión. Cuando más de un consumidor de características similares es alimentado
por un mismo cable, es necesario considerar la simultaneidad existente en el uso
de la energía eléctrica para los distintos tipos de consumidores. D
ms Fc = __________________ Dm1
+Dm2 +.......Dmn En
la tabla siguiente, se muestran los distintos valores de factores de simultaneidad
en función del número de consumidores. Número
de consumidores Factores de simultaneidad 1
A 4 1.00 5 A 9 0.78 10
A 14 0.63 15 A 19 0.53 20
A 24 0.49 25 o MAS 0.40 I.5.8)-
FACTOR DE COINCIDENCIA Mientras
que el factor de diversidad nunca es menor que la unidad, el factor de coincidencia
nunca es mayor que la unidad. El factor de coincidencia puede considerarse como
el porcentaje promedio de la demanda máxima individual de un grupo que es coincidente
en el momento de la demanda máxima del grupo. Los
factores de diversidad y coincidencia se afectan por el número de cargas individuales,
el factor de carga, las costumbres de vida de la zona, etc. El factor de diversidad
tiende a incrementarse con el número de consumidores en un grupo con rapidez al
principio y más lentamente a medida que el número es mayor. Por otra parte, el
factor de coincidencia decrece rápidamente en un principio y con más lentitud
a medida que el número de consumidores se incrementa. La
diversidad entre las cargas individuales o grupos separados tiende a incrementarse
si las características de la carga difieren, de tal manera que si un grupo de
cargas individuales tienen normalmente su demanda máxima por la tarde (como las
cargas residenciales) y se combina con un grupo formado por cargas individuales
que normalmente tienen sus demandas máximas en la mañana (como en pequeñas o medianas
industrias), el factor de diversidad será mayor que si todas las cargas tuvieran
su máxima demanda en la tarde o todos sus máximos en las mañanas. FACTORES
DE DIVERSIDAD Y DE COINCIDENCIA Equipo
/ sistema Factor diversidad Factor
coincidencia Entre transformadores de distribución 1.2
-1.35 74 - 83.5 Entre
alimentadores primarios 1.08 - 1.2 83.3
- 92.5 Entre subestaciones de distribución 1.05
- 1.25 80 - 95.5 El
factor de coincidencia para cargas comerciales o industriales puede ser hasta
del doble que para cargas residenciales. El factor de coincidencia promedio mensual
usualmente será mayor que el factor correspondiente para un año. Esto se debe
a los cambios de estación en la carga y debido a que la diversidad anual se basa
en 12 diferentes demandas máximas durante el año, mientras que la diversidad mensual
se apoya únicamente en la más grande de ésta. En la estimación de carga para el
diseño de un sistema de distribución por lo general se emplea el factor de coincidencia
anual. Por lo tanto, el factor de
coincidencia es la r
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