El estado de la calidad de energía en Costa Rica y su forma de medición

Transcripción

1 El estado de la calidad de energía en Costa Rica y su forma de medición Ing. Alfonso Valverde M. Jefe Sección Administración de la Energía CNFL San José, Costa Rica

2 INTRODUCCIÓN COMPAÑÍA NACIONAL DE FUERZA Y LUZ S.A. La operación de la CNFL : Alta concentración de servicios. Con clientes, que representan el 37% del total nacional; Gestión comercial que abarca el 46% del mercado eléctrico costarricense, CNFL, S.A.. 1.8% del territorio nacional, Con el 45% de la demanda eléctrica. 23 subestaciones, 4,713 kilómetros de líneas 972 MVA de capacidad instalada en transformadores de distribución, Cobertura del 99% de la zona servida. El potencial de generación es de 85 MW de capacidad instalada en ocho plantas hidroeléctricas, las cuales en 1999 generaron el 15,4% de la energía comercializada y el 84,6% restante se la compra al ICE.

3 Misión, visión y área servida de la CNFL Misión de la Compañía Nacional de la CNFL, S.A. Somos una empresa del sector eléctrico que brinda servicios públicos en el mercado nacional y que, comprometidos con la satisfacción del cliente desarrollamos nuestras competencias esenciales y utilizamos los recursos de forma óptima, para contribuir con el crecimiento económico y social y con el desarrollo ambiental del país Visión de la Compañía Nacional de la CNFL, S.A. Ser una empresa modelo en el ámbito nacional e internacional en la prestación de servicios públicos de alto valor agregado para nuestros clientes, basados en el desarrollo tecnológico, la responsabilidad social y la calidad técnica y humana de nuestro personal

4 Calidad de energía eléctrica en Costa Rica La Calidad de energía eléctrica se rige a través de las siguientes normas 1. Calidad en el Servicio de Generación y Transmisión de Energía Eléctrica (AR NTGT) 2. Calidad de Voltaje de Suministro (AR NCVS) 3. Calidad de la Continuidad del Suministro Eléctrico (AR NTCSE) 4. Prestación del Servicio de Distribución y Comercialización (AR NTSDC)

5 ELEMENTOS DE LA PRODUCCIÓN VARIABLES DE FACTURACIÓN CLASIFICACIÓN DE LOS COSTOS

6 Factores que influyen en los costos eléctricos

7 La calidad de energía para el consumidor FRECUENCIA DURACIÓN > 1/2 CICLO Variaciones de frecuencia Regulación de tensión Fluctuación de tensión (flicker) Pico (8.33 ms a 1 min) Huecos (idem) Interrupciones AMPLITUD DURACIÓN < 1/2 CICLO TRANSITORIAS PERIÓDICAS Oscilatorias impulsivas Impulsos periódicos Armónicos Interarmónicos SIMETRÍA Desbalance de tensión en magnitud y fase

8 El cubo de la Calidad Eléctrica RUIDO REGULACIÓN ARMÓNICOS SUPRESIÓN AISLAMIENTO TIERRA

9 Análisis de las Normas Costarricenses Calidad en el Servicio de Generación y Transmisión de Energía Eléctrica Calidad de Voltaje de Suministro Tema de análisis Descripción breve Descripción breve FRECUENCIA 2.2 y 3.4 FRECUENCIA NOMINAL (Hz) 60 Variación Normal ± 0.5% Tolerancias y variaciones de operación Nunca la frecuencia será inferior a y 3.1 FRECUENCIA NOMINAL (Hz) 60 Para redes acopladas sincrónicamente Para redes sin conexión sincrónica ± 0.5% ± 2%

10 Análisis de las Normas Costarricenses Tema de análisis TENSIÓN Calidad en el Servicio de Generación y Transmisión de Energía Eléctrica 2.1 y TENSIÓN NORMAL (KV) Descripción breve Variación Normal Variación Tolerable ( 5% a +5%) ( 10% a +10%) Calidad de Voltaje de Suministro TENSIÓN NORMAL (V) bifilar 120 trifilar 240 estrella 120/208 estrella 277/480 delta 240 delta 480 TENSIÓN NORMAL (V) estrella 2400/4160 estrella 7620/13200 estrella 14400/24940 estrella 19920/34500 Descripción breve Variación Normal Variación Normal Variaciones de tensión de servicio Variación Tolerable ( 5% a +5%) ( 8.33% a +5.83%) Variación Tolerable ( 2.5% a +5%) ( 8.33% a +5.83%) En condiones nomales de explotación: Para cada periodo de una semana (7 días consecutivos) El 95% de los valores eficaces de la tensión de servicio Variación normal: condiciones normales de operación (Vs) promediados en diez minutos deben situarse en el intervalo normal indicado en 2.3 o 3.3 según sea 2.4 y 3.4 Se permitirá el 5% del tiempo restante fuera inclusive del Variación tolerable: condiciones de emergencia operativa tolerable siempre y cuando se presenten en periodos de registro no consecutivos En redes con una densidad de potencia demanda menor a 50 KVA/Km y que sirvan a áreas de distrbución que no cuentan con división manzanar, el 100% de los valores deben situarse en la variación normal y tolerable.

11 Análisis de las Normas Costarricenses Tema de análisis TENSIONES ARMÓNICAS (en condiciones normales) Notas aclaratorias Calidad en el Servicio de Generación y Transmisión de Energía Eléctrica TENSIÓN NORMAL (KV) Descripción breve TDA Armónico individual 1.5% 1.0% 2.5% 1.5% 2.5% 1.5% 5.0% 3.0% 1. Distorsión máxima de voltaje en el punto de interconexión. Sin presencia de la carga del abonado Calidad de Voltaje de Suministro TENSIÓN NORMAL (V) bifilar 120 trifilar 240 estrella 120/208 estrella 277/480 delta 240 delta 480 TENSIÓN NORMAL (V) estrella 2400/4160 estrella 7620/13200 estrella 14400/24940 estrella 19920/34500 Descripción breve TDA Variación Normal Armónico individual 5.0% 3.0% Variación Tolerable 5.0% 3.0% 1. En condiciones normales de explotación 2. Para cada periodo de una semana 3. El 95% de los valores eficaces de cada tensión armónica promediados en 10 minutos no debe sobrepasar el 3%. 4. La tasa de distorsión armónica total de la tensión (TDA) no debe sobrepasar el 5% (calcúlese hasta el orden 40) 5. Lo anterior es válido siempre y cuando cumpla con el numeral 2.7 o 3.7 respecto a las condiciones de corrientes armónicas

12 Análisis de las Normas Costarricenses Tema de análisis CORRIENTES ARMÓNICAS (en condiciones normales) Notas aclaratorias Calidad en el Servicio de Generación y Transmisión de Energía Eléctrica Véase la tabla de componentes máximas de corrientes armónicas como 2.7 y 3.7 porcentajes de la corriente fundamental No se indica nada Descripción breve Calidad de Voltaje de Suministro Descripción breve Véase la tabla de límites de distorsión armónica de corriente para usuarios conectados en redes generales de distribución. Las empresas eléctricas velaran porque los abonados con servicios trifásicos ajusten sus instalaciones con el fin de que la distorsión armónica de la corriente en el punto de entrega se encuentre dentro de los límites establecidos La máxima corriente demanda por la carga (IL) debe de calcularse como el promedio de la máxima corriente demandada durante los doce últimos meses precedentes LÍMITES DE DISTORSIÓN ARMÓNICA DE CORRIENTE PARA NIVELES DE VOLTAJE SUPERIOR A 69 KV Calidad en el Servicio de Generación y Transmisión de Energía Eléctrica I sc /I L h <11 11 h <17 17 h <23 23 h <35 35 h TDD < < < < > LÍMITES DE DISTORSIÓN ARMÓNICA DE CORRIENTE PARA NIVELES DE VOLTAJE INFERIOR A 69 KV I sc /I L h <11 11 h <17 17 h <23 23 h <35 35 h TDD < < < < > Calidad de Voltaje de Suministro LÍMITES DE DISTORSIÓN ARMÓNICA DE CORRIENTE PARA USUARIOS CONECTADOS EN REDES GENERALES DE DISTRIBUCIÓN. (Tensión de 120 a voltios) h <11 11 h <17 17 h <23 23 h <35 35 h I sc /I L impares pares impares pares impares pares impares pares impares pares < < < < >1000 Metering Central America & Caribbean , Medellin, Colombia TDD

13 Análisis de las Normas Costarricenses LÍMITES DE DISTORSIÓN ARMÓNICA DE CORRIENTE PARA NIVELES DE VOLTAJE SUPERIOR A 69 KV Calidad en el Servicio de Generación y Transmisión de Energía Eléctrica I sc /I L h <11 11 h <17 17 h <23 23 h <35 35 h TDD < < < < > LÍMITES DE DISTORSIÓN ARMÓNICA DE CORRIENTE PARA NIVELES DE VOLTAJE INFERIOR A 69 KV I sc /I L h <11 11 h <17 17 h <23 23 h <35 35 h TDD < < < < > Calidad de Voltaje de Suministro LÍMITES DE DISTORSIÓN ARMÓNICA DE CORRIENTE PARA USUARIOS CONECTADOS EN REDES GENERALES DE DISTRIBUCIÓN. (Tensión de 120 a voltios) h <11 11 h <17 17 h <23 23 h <35 35 h I sc /I L impares pares impares pares impares pares impares pares impares pares TDD < < < < >

14 Análisis de las Normas Costarricenses Tema de análisis DESBALANCE DE FASES Calidad en el Servicio de Generación y Transmisión de Energía Eléctrica Descripción breve La máxima componente de secuencia negativa del voltaje, sin que medie presencia de la carga del abonado, deberá permanecer por debajo del 1% Calidad de Voltaje de Suministro Descripción breve NO SE INDICA ASIMETRÍA DE LAS TENSIONES DE FASE Notas aclaratorias NO SE INDICA En condiciones normales de operación 2.5 y 3.5 Para sistemas trifásicos, la empresa distribuidora deberá diseñar y operar la red de distribución de tal forma que la asimetría de la tensión de servico no exceda el 3% en condiciones de ausencia de carga Máxima _ desviación _ del _ voltaje _ promedio %_ asimetría _ de _ tensión = 100 % voltaje _ promedio

15 Análisis de las Normas Costarricenses Tema de análisis VARIACIONES DE VOLTAJE DE CORTA DURACIÓN Calidad en el Servicio de Generación y Transmisión de Energía Eléctrica Descripción breve NO HAY S SOBRE EL TEMA 4 CATEGORÍA DURACIÓN TÍPICA MAGNITUD TÍPICA Impulso 5 µs a 1ms 0 a 800% Hueco de tensión Calidad de Voltaje de Suministro Descripción breve VALORES NO PERMISIBLES mayores al 200% de Vn 8.33 ms a 1 minuto 10 a 90% 0 a 87% de Vn Pico de tensión 8.33 ms a 1 minuto 110 a 180% mayores a 115% de Vn

16 Situación actual respecto a la Calidad de la Energía En La Gaceta Nº 76 del 21 de abrill del 2008 obliga a la CNFL a informar a los clientes en Tarifa Media Tensión sobre: 1.Tiempo total de interrupción del servicio. 2. El porcentaje de tensión fuera y dentro del rango permitido según norma. 3. El porcentaje total dentro y fuera de la distorsión armónica total de tensión y corriente. 4. Factor de potencia. 5. Cantidad, duración, magnitud de los huecos y picos de tensión. Curva SEMI F o equivalente actualizada. Todo lo anterior a partir de un sistema de medición que debe contar con registro de máxima demanda, factor de potencia y condiciones de calidad (variaciones de tensión, total distorsión armónica de tensión y corriente); ajustado para verificar las condiciones de suministro de voltaje establecidos en los numerales 2.2, 2.3, 2.4, , 3.6 y 3.7 para media tensión de la norma AR NTCVS Calidad de Voltaje de Suministro. Por otra parte, se deberá informar a los clientes con tarifas T GE General, T CS Preferencial, T6 Promocional únicamente de: 1.Tiempo total de interrupción del servicio. 2. El porcentaje de tensión fuera y dentro del rango permitido según norma.

17 Situación actual respecto a la Calidad de la Energía ALCANCE TÉCNICO Tiempo Total de Interrupción del Servicio: Se registra el tiempo cuando se cumpla que la tensión sea 0 (cero) voltios. Reporte de Tensión según rango de tensión normal Fase % de # de # de intervalos fuera # de intervalos intervalos intervalos de límites de la banda consecutivos fuera de fuera del con tensión normal límites límite A B C Nota: Normal BT 1008 Rango ±5% máx 5% máx 0 Normal MT 1008 Rango ( 2.5% a 5%) máx 5% no importa

18 Situación actual respecto a la Calidad de la Energía ALCANCE TÉCNICO Fase A B C # de intervalos de 10 minutos evaluados Reporte de armónicos de tensión según rango Análisis Individual # de intervalos donde la distorsión individual es mayor al 3% % de valores no eficaces Total # de intervalos donde la distorsión total es mayor al 5%

19 Situación actual respecto a la Calidad de la Energía LÍMITES DE DISTORSIÓN ARMÓNICA DE CORRIENTE PARA USUARIOS CONECTADOS EN REDES GENERALES DE DISTRIBUCIÓN. (Tensión de 120 a voltios) h <11 11 h <17 17 h <23 23 h <35 35 h I sc /I L impares pares impares pares impares pares impares pares impares pares NORMA <20 MEDIDO LÍMITES DE DISTORSIÓN ARMÓNICA DE CORRIENTE PARA USUARIOS CONECTADOS EN REDES GENERALES DE DISTRIBUCIÓN. (Tensión de 120 a voltios) h <11 11 h <17 17 h <23 23 h <35 35 h I sc /I L impares pares impares pares impares pares impares pares impares pares TDD NORMA <50 MEDIDO LÍMITES DE DISTORSIÓN ARMÓNICA DE CORRIENTE PARA USUARIOS CONECTADOS EN REDES GENERALES DE DISTRIBUCIÓN. (Tensión de 120 a voltios) h <11 11 h <17 17 h <23 23 h <35 35 h I sc /I L impares pares impares pares impares pares impares pares impares pares NORMA <100 MEDIDO LÍMITES DE DISTORSIÓN ARMÓNICA DE CORRIENTE PARA USUARIOS CONECTADOS EN REDES GENERALES DE DISTRIBUCIÓN. (Tensión de 120 a voltios) h <11 11 h <17 17 h <23 23 h <35 35 h I sc /I L impares pares impares pares impares pares impares pares impares pares TDD NORMA <1000 MEDIDO LÍMITES DE DISTORSIÓN ARMÓNICA DE CORRIENTE PARA USUARIOS CONECTADOS EN REDES GENERALES DE DISTRIBUCIÓN. (Tensión de 120 a voltios) h <11 11 h <17 17 h <23 23 h <35 35 h I sc /I L impares pares impares pares impares pares impares pares impares pares NORMA >1000 MEDIDO TDD TDD TDD

20 Situación actual respecto a la Calidad de la Energía Reporte de Variaciones de tensión de corta duración. Categoría Contador de eventos no permisibles Hueco Pico Curva SEMI F Porcentaje tensión nominal 100% 90% % % % 50% % 30% 20% 10% % segundos

21 Investigación de mercado

22 CONCLUSIONES Existe normativa en Costa Rica sobre Calidad de Energía tanto para Generadores, Transmisión y Distribución La exigencia de regular corrientes armónicas a los clientes permitirá ofrecer a las distribuidoras Calidad de Energía de primer nivel Lograr medir la Calidad de Energía en su conjunto de parámetros ofrecerá indicadores para dirigir esfuerzos a las distribuidoras donde realizar proyecciones de mejora en la infraestructura