02) Gen. y C. de Transf. 2

21/04/23

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Parte 2

Preparado por:W. Galarza S.

Generaron y Centros de Transformación

21/04/23Preparado por:W. Galarza S.

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1. Generación (I)

La generación de fuerza motriz térmica se da a partir de la combustión del carbón, fuelóil o gas natural. Hay también fuentes como la nuclear y solar entre otras.

La máquina térmica posee, dentro del propio recinto en planta, sistemas de almacenamiento de combustible (parque de carbón, depósitos de fuel-oil, estaciones de regulación de gas) a fin de asegurar el suministro éste.

Por otro lado, se denomina CENTRAL TÉRMICA a la planta que produce electricidad a partir de la energía térmica. Las instalaciones que utilizan en este proceso de conversión energético, son las que producen el mayor porcentaje de la electricidad consumida en el mundo.

Cada proceso de conversión en la generación, tiene pérdidas de energía. La mayor de las cuales se produce en el ciclo termodinámico.


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1. Generación (II)

La energía de salida de la central (ENERGÍA NETA) es la diferencia entre la generada por las máquinas (ENERGÍA BRUTA) y los consumos requeridos por la planta para su operación (CONSUMOS PROPIOS).

La energía disponible para el consumo (ENERGÍA DEMANDADA) será la diferencia entre la entregada por la central y las pérdidas para hacerla llegar a los consumidores (PÉRDIDAS DE TRANSPORTE Y DISTRIBUCIÓN).

MAQUINTERMICA

ENERGIADEMANDADA

PERDIDAS ENTRANSMISION Y DISTRIBUCION

ENERGIANETAENERGIA

BRUTA

CONSUMOPROPIO


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2. Centros de Transformación (I)


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2. Centros de Transformación (Ejemplo)


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2. Centros de Transformación (II)

2.1. Elementos principales (1)

a. Transformador, es una máquina eléctrica estática que transfiere energía eléctrica de un circuito a otro conservando la frecuencia constante.

b. Interruptor de potencia, interrumpe y restablece la continuidad de un circuito eléctrico con carga o corriente de corto circuito.

c. Restaurador, es un interruptor de aceite con tres contactos dentro de un mismo tanque y opera en capacidades interruptivas bajas.

d. Cuchillas fusibles, son elementos de conexión y desconexión de circuitos eléctricos. Tienen dos funciones: una como cuchilla de conexión o desconexión y, otra como elemento de protección.


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2. Centros de Transformación (II)

2.1. Elementos principales (2)

e. Cuchillas desconectadotas y cuchillas de prueba, desconectan un circuito eléctrico. Por lo general se operan sin carga.

f. Apartarrayos, se encuentra conectado permanentemente en el sistemaTransformadores de instrumento.

g. Barras o buses, son las terminales de conexión por fase.

h. Los sistemas de una subestación son:Sistema de protección contra sobrevoltaje y sobrecorrienteSistema de medición y controlSistema de barras colectoras o busesSistemas auxiliares: sistema de enfriamiento, filtrado de aceite, presión etc.


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2. Centros de Transformación (III)

2.2. Clasificación (1)

POR SU FUNCION:

• Subestaciones en las plantas generadoras o centrales eléctricas, modifican los parámetros de la energía suministrada por los generadores para poder transmitirla en alta tensión. La transmisión depende del volumen, la energía y la distancia.

• Subestaciones receptoras primarias, reciben alimentación directa de las líneas de transmisión y reducen la tensión para alimentar los sistemas de subtransmisión o las redes de distribución.

• Subestaciones receptoras secundarias, reciben alimentación de las redes de subtransmisión y suministran la energía a las redes de distribución.


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2. Centros de Transformación (III)

2.2. Clasificación (2)

POR SU INSTALACION:

• Subestaciones tipo intemperie, Son instalaciones de sistemas de alta y muy alta tensión generalmente, y están habilitadas para resistir las diversas condiciones atmosféricas.

• Subestaciones tipo blindado, Son una variante del tipo interior, se instalan en edificios que disponen de espacios reducidos para alojarlas.


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3. Equipamiento Eléctrico (Ejemplos)


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3. Equipamiento (Ejemplo)

Una planta de producción tiene una máxima demanda de 12 MW con un factor de carga igual a 0.8. Sus características se muestran en la figura.

Se pide:

1. Estudiar la unidad mostrada desde el punto de vista de cubrir la demanda2. Estimar el espacio requerido para cada opción y el perfil operativo de las unidades3. Calcular el Costo Fijo (CF)4. Calcular el costo total (CT)


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4. Despacho Hidrotérmico (Ejemplo) (I)

En la figura se muestra la curva de duración de carga de un sistema interconectado con despacho hidrotérmico. Asuma la variación como lineal. La Demanda base se estima en 960 MW.

Se pide determinar:(a) El factor de carga, la capacidad ociosa y el porcentaje de utilización de este sistema.

960 MW

2000 MW

Demanda base

Maxima demanda

Capacidad Instalada

2200 MW

MW

hr


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4. Despacho Hidrotérmico (Ejemplo) (II)

La atención de carga de un sistema comprende los siguientes costos:Central Hidráulica

Costo Fijo de capital (inversión)CF: 144.1 $/Kw. - añoCosto Variable O&M CV: 0.00 $/kWh

Central Turbina a VaporCosto Fijo de capital (inversión) CF: 91.50 $/Kw. - añoCosto Variable O&M CV: 0.01345 $/kWh

Central Turbina a gasCosto Fijo de capital (inversión)CF: 50.37 $/Kw. - añoCosto Variable O&M CV: 0.04879 $/kWh

C-Hidro

$/kw - ano

hr

Demanda - MW

TVaporTGas

C-Hidro

hr

C TVapor

C TGas EE Gas

EE Vapor

EE Hidro


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4. Despacho Hidrotérmico (Ejemplo) (III)

Considere que el costo total esta dado por :

CT= CF + CV. T

Donde t son las horas de operación.

Se pide determinar: (a) Las horas donde es indiferente usar una u otra tecnología(b) Las potencias instaladas de generación hidráulica, turbina a vapor y turbina a gas, en MW(c ) Las energías producidas en cada caso, en MWh. Considere 365 días de operación.


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4. Despacho Hidrotérmico (Ejemplo) (IV)

C-Hidro

$/kw - ano

hr

Demanda - MW

TVaporTGas

C-Hidro

hr

C TVapor

C TGas EE Gas

EE Vapor

EE Hidro


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4. Despacho Hidrotérmico (Ejemplo) (V)

La Demanda eléctrica es variable con el tiempo dado que el consumo varia también con las horas, esto genera lo que se denomina: Horas Punta y Fuera de Punta. El concepto Máxima Demanda, es importante y comprende el mayor consumo en una determinada hora para un periodo dado.

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