Diseño de redes de distribución, eficiente y económica para poblaciones aisladas y de difícil acceso

Abstract

El presente trabajo desarrolla el diseño de un sistema de distribución eléctrica eficiente y económica que permita abastecer energía a las poblaciones más alejadas de Lima. Uno de los limitantes en este tipo de sistemas es el agreste terreno, en consecuencia, es inviable ejecutar una red nueva con ampliaciones en media tensión con subestaciones ya que no es accesible para el traslado de los transformadores de distribución, postes de concreto de 13 o 15 m que únicamente pueden ser trasladados con grúa. Para la atención de estas zonas se debe plantear nuevas alternativas, por ello se propone la opción de realizar nuevas ampliaciones en baja tensión, y debido a que las subestaciones existentes están lejanas a los lotes a electrificar aumenta la caída de tensión. En el presente trabajo se considera en primer lugar una potencia de diseño típico por cliente, luego de esto se verifica la topología de red a elegir considerando la geografía del terreno determinando así la distribución más factible de la red; luego de esto, se realizan los cálculos eléctricos y mecánicos para corroborar que se entrega la tensión adecuada en cada lote. Otro factor importante es analizar el transformador existente puede soportar un aumento de carga (nuevos clientes) y si el transformador sufre sobrecarga se analizará los parámetros de aceleración del envejecimiento del transformador y los valores permisibles de temperatura HOT SPOT, para ello se toma en consideración la norma IEC-60076-7. Finalmente, se expone la solución de la mejor propuesta técnica y económicamente eficiente para la topología de red, además de determinar si la sobrecarga del transformador con los nuevos clientes a electrificar no genera peligro de daño para el transformador.

The present work develops the design of an efficient and economical electrical distribution system that allows supplying energy to the most remote populations of Lima. One of the limitations of this type of system is the rugged terrain, consequently, it is unfeasible to execute a new network with medium voltage extensions with substations since it is not accessible for the transfer of distribution transformers, concrete poles of 13 or 15 m that can only be moved with a crane. For the attention of these areas, new alternatives must be proposed, for this reason, the option of carrying out new low-voltage extensions is proposed, and because the existing substations are far from the lots to be electrified, the voltage drop increases. In the present work, a typical design power per client is considered first, after which the network topology to be chosen is verified considering the geography of the land, thus determining the most feasible distribution of the network; After this, the electrical and mechanical calculations are made to verify that the appropriate voltage is delivered in each batch. Another important factor is to analyze whether the existing transformer can withstand an increase in load (new customers) and if the transformer suffers overload, the parameters of acceleration of the transformer aging and the permissible values of HOT SPOT temperature will be analyzed, for this the IEC-60076-7 standard. Finally, the solution of the best technical and economically efficient proposal for the network topology is exposed, in addition to determining if the overload of the transformer with the new customers to be electrified does not generate danger of damage to the transformer.