CAPÍTULO I SUBESTACIONES DE DISTRIBUCIÓN DE LA EMPRESA ELÉCTRICA QUITO S.A.

Transcripción

1 CAPÍTULO I SUBESTACIONES DE DISTRIBUCIÓN DE LA EMPRESA ELÉCTRICA QUITO S.A. El área de concesión de la Empresa Eléctrica Quito S.A. otorgada por el CONELEC es de Km 2, que corresponden a los cantones de: Quito, Rumiñahui, Mejía, Pedro Vicente Maldonado, San Miguel de los Bancos, parte de Puerto Quito y Cayambe en la provincia de Pichincha, Quijos y el Chaco en la provincia del Napo. El sistema de media tensión a 23 kv se encuentra en las periferias de Quito, distribuido en varios primarios de las subestaciones de subtransmisión. Teniendo estos antecedentes se seleccionará las subestaciones con un nivel de voltaje de 138/23 kv debido a que el sistema de subtransmisión de 46 kv puede en un futuro saturarse con el incremento de la demanda que existe anualmente, por tanto, se puede decir que existirán mas subestaciones con un nivel de voltaje 138/23 kv, lo cual se puede apreciar en el plan de expansión de la EEQSA ilustrado en el diagrama unifilar del anexo 1. Las subestaciones con un nivel de voltaje de 138/23 kv hacen que la inversión para transmitir la energía hasta el usuario final sea menor, minimizan líneas y subestaciones de subtransmisión, porque se hace un paso directo de transmisión a distribución. Se determinará la demanda futura para cada una de estas subestaciones y se establecerá la capacidad del transformador de potencia de la subestación móvil. Las subestaciones de distribución con un nivel de voltaje 138/23 kv se enumeran a continuación: 1

2 Subestaciones existentes. Subestación Cristianía (# 18). Subestación Eugenio Espejo (# 59). Subestación Pomasqui (# 57). Subestación Conocoto (# 23). Subestaciones en construcción. Subestación Tababela (nuevo aeropuerto) (# 38). Subestación Cumbaya (Tumbaco) (# 35). Subestación Alangasí (# 26). Subestación Chilibulo (# 5). Subestaciones proyectadas a futuro. Subestación Baeza (# 42). Subestación Zambiza (Kennedy) (# 14). Subestación S. Antonio (# 22). Subestación Cotocollao (nueva) (# 19). Subestación Vicentina. Subestación Parque Industrial (# 29) ANÁLISIS DE FLUJOS DE POTENCIA, CARGAS DE PRIMARIOS Y SUBESTACIONES CON UN NIVEL DE VOLTAJE 138/23 kv. Con los resultados obtenidos de este análisis se determinará la capacidad del transformador de la subestación móvil. 2

3 Los flujos de carga en la EEQSA se realizan con el software Power System Simulator (PSS/E) de la firma Power Technology Inc (PTI) de U.S.A., el cual permite simular la operación y funcionamiento del sistema eléctrico de potencia en condiciones normales o de contingencia para una carga eléctrica proyectada de las subestaciones de distribución, principalmente a demanda pico. Para realizar los estudios de flujo de carga en el Power System Simulator o cualquier otro software de similares características se requiere determinar las características de las líneas de alimentación y los parámetros eléctricos de sus conductores, así como, de los transformadores de las subestaciones y de los generadores que suministran energía directamente al sistema. Se debe modular gráficamente el sistema a estudiarse para una condición de carga máxima. Para la simulación del sistema eléctrico se utilizó la topología de operación del 2 y los valores de potencia de generación de las centrales hidráulicas y térmicas de la EEQ al pico del 2, así como, el aporte de las centrales hidráulicas Agoyán, Pisayambo y los aportes de los autogeneradores conectados a la red. Se considera a Santa Rosa 23 kv como barra Slack o barra oscilante con voltajes de.995 pu para demanda pico por lo que el voltaje de la barra Slack no será menor al 3% del voltaje nominal. Los voltajes en las barras de 138 kv y 23 kv no exceden del 3% del voltaje nominal por lo que se mantienen dentro de los rangos normalizados. Las perdidas eléctricas técnicas en líneas de transmisión y subestaciones están en niveles bajos, menores al 2%. Para años próximos al 2 se debería modelar el sistema con la Central Quijos y Baeza, que son las centrales proyectadas en el plan de expansión de la Empresa Eléctrica Quito S.A., además de las cargas proyectadas las cuales serán determinadas a continuación. 3

4 PROYECCIÓN DE LA ELÉCTRICA POR SUBESTACIONES CON UN NIVEL DE VOLTAJE 138/23 kv. Se basa en un análisis estadístico de los datos históricos disponibles en el periodo 27-2 de potencia suministrada, en lo que se toma en cuenta las subestaciones que están planeadas a futuro por la Empresa Eléctrica Quito S.A. Con estos datos se realiza una proyección de carga a largo plazo, utilizando las opciones de análisis estadístico y de pronóstico, lo que nos permite determinar la evolución histórica de la demanda por subestación. Las cargas por primario y subestaciones se indican en la tabla 1.1 las cuales fueron obtenidas de la base de datos de flujos de carga, los medidores electrónicos instalados en las subestaciones para días pico de cada año (Diciembre, 19:) y el plan de expansión de la Empresa Eléctrica Quito S.A. SUBESTACIONES RELACIÓN VOLTAJE kv/kv (MVA) (MVA) (MVA) (MVA) 18.- Cristianía ACEF 138/ Cristianía BDG 138/ E. Espejo AB 138/ E. Espejo CD 138/ Pomasqui ADEF 138/ Pomasqui BCG 138/ Alangasi 138/ Conocoto 138/ Chilibulo 138/ Baeza 138/ Cumbaya (Tumbaco) 138/ Tababela (Nuevo aer.) 138/ Zambiza (Kennedy) 138/ S. Antonio 138/ Cotocollao (nueva) 138/ Vicentina 138/ Parque industrial 138/ TABLA 1.1 ELÉCTRICA PERIODO

5 En el anexo 2 se tiene un flujo de carga máximo del año 2. Las subestaciones Cristianía, Eugenio Espejo, Pomasqui y Conocoto se encuentran trabajando energizadas, las demás están construyéndose o planeadas por la EEQSA Determinación de demanda proyectada de la EEQSA a través de EXCEL Para determinar una proyección de la demanda estimada se utilizo las opciones de estadística basados en datos históricos. Para estimar la demanda hasta el año 22 se utilizó el comando PRONOSTICO el cual trabaja de la siguiente manera: Pronostico.- Calcula o pronostica un valor futuro a través de los valores existentes. La predicción del valor es un valor Y teniendo en cuenta un valor X. Los valores conocidos son valores X y valores Y existentes, y el nuevo valor se pronostica utilizando regresión lineal. Esta función se puede utilizar para realizar previsiones de ventas, establecer requisitos de inventario o tendencias de los consumidores. 6 Sintaxis PRONOSTICO(x ; conocido_y ; conocido_x) X es el punto de datos cuyo valor se desea predecir. Conocido_y es la matriz o rango de datos dependientes. Conocido_x es la matriz o rango de datos independientes. Observaciones: Si X no es numérico, PRONOSTICO devuelve el valor de error # VALOR!. 6 Ayuda Microsoft Office Excel 27 5

6 Si no se ha especificado ningún valor para conocido_y o conocido_x, o si contienen un numero diferente de puntos de datos, PRONOSTICO devuelve el valor de error #N/A. Si la varianza de conocido_x es igual a cero, PRONOSTICO devuelve el valor de error # DIV/!. La ecuación de la función PRONOSTICO es: a+bx, donde: Donde X y Y son las medias de muestra PROMEDIO (conocido_x) y PROMEDIO (conocido_y). Los resultados de la proyección hasta el año 215 se muestran en la siguiente tabla SUBESTACIONES (MVA) (MVA) (MVA) (MVA) (MVA) 18.- Cristianía ACEF Cristianía BDG E. Espejo AB E. Espejo CD Pomasqui ADEF Pomasqui BCG Alangasi Conocoto Chilibulo Baeza Cumbaya (Tumbaco) Tababela (Nuevo aer.) Zambiza (Kennedy) S. Antonio Cotocollao (nueva) Vicentina..... TABLA 1.2a PROYECCIÓN DE LA ELÉCTRICA EN EL PERIODO

7 Los resultados de la proyección en el periodo se muestran en la siguiente tabla SUBESTACIONES (MVA) (MVA) (MVA) (MVA) (MVA) 18.- Cristianía ACEF Cristianía BDG E. Espejo AB E. Espejo CD Pomasqui ADEF Pomasqui BCG Alangasi Conocoto Chilibulo Baeza Cumbaya (Tumbaco) Tababela (Nuevo aer.) Zambiza (Kennedy) S. Antonio Cotocollao (nueva) Vicentina Parque industrial TABLA 1.2b PROYECCIÓN DE LA ELÉCTRICA EN EL PERIODO ANÁLISIS DE LA SITUACIÓN ACTUAL Y FUTURA DE CADA SUBESTACIÓN. Una vez que se cuentan con los datos de cargas máximas en el periodo se realiza un análisis situacional de cada subestación que considera puntos como crecimientos de la demanda, equipos actuales, cargabilidades, factores de crecimiento y demanda en el día de máxima carga. 7

8 SUBESTACIÓN Nº 18 CRISTIANÍA. Situación al 2.- Dispone de dos transformadores de 138/23 kv, uno de 2/27/33 MVA con refrigeración OA/FA1/FA2 de 1997 y otro de 2/27/33 MVA con refrigeración OA/FA1/FA2 del 23 el cual fue reparado por fábrica por una caída, posee siete primarios y dos bancos de capacitores, uno de 4.5 MVAR y otro de 6.6 MVAR. La demanda de la subestación ajustada al pico del año es de MVA y la capacidad instalada máxima es de 66 MVA. Los primarios son cortos y no tienen problemas de regulación de voltaje, ya que los transformadores disponen de cambiador de taps tipo LTC y la subestación está ubicada dentro del baricentro de su carga eléctrica. Algunos disyuntores de 23 kv presentan problemas de reparaciones y mantenimiento, equipos de aproximadamente 2 años de operación y están llegando a culminar su vida útil por lo tanto tienen limitaciones en su capacidad de cortocircuito, por ello la Empresa Eléctrica Quito S.A. está realizado cambios por equipos nuevos de mejor tecnología. La cargabilidad del transformador esta casi en su límite, tomando en cuenta que se encuentra con todas las etapas de enfriamiento, por lo que la implementación de una subestación móvil en esta subestación es de imprescindible importancia. En el gráfico 1.1 se muestra la demanda en el día de máxima carga para el año 2, donde el factor de carga es de.626, factor que se redujo en comparación al 29 que fue de.663. Estos datos fueron tomados de los medidores de energía de la subestación. 8

9 [MVA] 13/12/ ::4:48: 9:36: 14:24: 19:12: :: 4:48: S/E CRISTIANIA HORA DEL DIA GRÁFICO 1.1 EN EL DIA DE MAXIMA CARGA 2 Situación futura.- Del estudio realizado de la proyección de la demanda se estima que al 211 la demanda será MVA y estará al límite de su capacidad instalada, por lo que debería entrar una nueva subestación fija o a su vez la subestación móvil. Al 215 la demanda supera en gran porcentaje a la capacidad instalada y ni una transferencia de carga a la subestación Nº 19 Cotocollao supera esta contingencia. No se podría cambiar por un transformador de mayor capacidad ya que el nivel de cortocircuito se incrementa y los equipos instalados tienen cierta capacidad de sobrecorriente. Por ello la EEQSA en su plan de expansión tiene propuesto implementar la subestación Nº 14 Zambiza para cubrir esta contingencia, pero si el proyecto se retrasa en su construcción como ha pasado con otras subestaciones por falta de presupuesto como por ejemplo la subestación Tababela, la subestación móvil sería imprescindible. En el siguiente gráfico se puede apreciar el crecimiento de la demanda para el periodo

10 [MVA] CAPACIDAD GRÁFICO 1.2 Y CAPACIDAD SUBESTACIÓN CRISTIANÍA El factor de crecimiento estimado es la pendiente de la recta que forman los puntos de proyección de la demanda y para esta subestación es de 2.8 MVA en cada año, el cual fue encontrado realizando una línea de tendencia con las opciones gráficas de Excel. En el gráfico 1.3 se muestran estos resultados., 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2,,, y = 2,816x - 561, AÑO S/E CRISTIANIA Lineal (S/E CRISTIANIA) GRÁFICO 1.3 FACTOR DE CRECIMIENTO S/E CRISTIANÍA

11 [MVA] SUBESTACIÓN Nº 59 EUGENIO ESPEJO. Situación al 2.- Dispone de dos transformadores 138/23 kv uno de 2/27/33 MVA con refrigeración OA/FA1/FA2 de 1998 y otro de 2/27/33 MVA con refrigeración ONAN/ONAF1/ONAF2 del 27, cuatro primarios y dos bancos de capacitores de 4.5 MVAR cada uno. La demanda de la subestación ajustada al pico del año es de 34.7 MVA, por lo que no tiene problemas para seguir atendiendo el crecimiento de su demanda eléctrica y transferencia de subestaciones vecinas. Sus primarios no tienen problemas de regulación de voltaje ya que los transformadores disponen de cambiador de taps tipo LTC, aunque la subestación no se encuentra dentro del baricentro de su carga eléctrica. Los equipos como transformadores, disyuntores y cabinas no tienen problemas ya que son prácticamente nuevos. En el gráfico 1.4 se muestra la demanda en el día de máxima carga para el año 2, donde el factor de carga es de.581, factor que incremento en comparación al 29 que fue de Estos datos fueron tomados de los medidores de energía de la subestación. 8/12/ :: 4:48: 9:36: 14:24: 19:12: :: 4:48: HORA DEL DIA S/E E. ESPEJO GRÁFICO 1.4 EN EL DIA DE MAXIMA CARGA 2 11

12 [MVA] Situación futura.- La demanda al 22 es de MVA por lo que cuenta con una reserva adecuada para transferir carga de subestaciones vecinas. En el siguiente gráfico se puede apreciar el crecimiento de la demanda para el periodo CAPACIDAD GRÁFICO 1.5 Y CAPACIDAD SUBESTACIÓN E. ESPEJO El factor de crecimiento estimado es de 2.94 MVA en cada año. En el gráfico 1.6 se muestran estos resultados. 6, 5, y = 2,9x , 4, 3, 2,,, AÑO S/E E. ESPEJO Lineal (S/E E. ESPEJO) GRÁFICO 1.6 FACTOR DE CRECIMIENTO S/E E. ESPEJO 12

13 [MVA] SUBESTACIÓN Nº 57 POMASQUI. Situación al 2.- Dispone de dos transformadores de 138/23 kv, uno de 2/27/33 MVA con refrigeración OA/FA1/FA2 de 1996 y otro de 29/27/33 MVA con refrigeración OA/FA1/FA2 del 23 que tuvo un daño en el LTC y fue devuelto al seguro. Dispone de 7 primarios y dos bancos de capacitores de 4.5 MVAR cada uno. La demanda de la subestación ajustada al pico del año es de MVA por lo que no tiene problemas de reserva para seguir atendiendo el crecimiento de la demanda eléctrica y transferencias de carga de subestaciones vecinas. Sus primarios no tienen problemas de regulación de voltaje ya que los transformadores disponen de cambiador de taps tipo LTC, la subestación está ubicada dentro del baricentro de su carga eléctrica. Los equipos como transformadores, disyuntores y cabinas no tienen problemas ya que son prácticamente nuevos. En el gráfico 1.7 se muestra la demanda en el día de máxima carga para el año 2, donde el factor de carga es de.556, factor que se redujo en comparación al 29 que fue de.653. Estos datos fueron tomados de los medidores de energía de la subestación. 8/12/ ::4:48:9:36:14:24:19:12:::4:48: HORA DEL DIA S/E POMASQUI GRÁFICO 1.7 EN EL DIA DE MAXIMA CARGA 2 13

14 Situación futura.- En el año 217 la demanda alcanzaría los MVA por lo que se vería en el límite de su cargabilidad por lo que la implementación de la subestación móvil seria de gran ayuda hasta que se construya otra subestación que descargue estos primarios. Al 22 la demanda sería de MVA por lo que la subestación estaría sobrecargada y sería imprescindible la puesta en servicio de la subestación móvil, porque no se podría realizar una transferencia de carga a la subestación vecina Nº 18 Cristianía ya que ella también se encuentra en su límite de carga. En el siguiente gráfico se puede apreciar el crecimiento de la demanda para el periodo CAPACIDAD 2 GRÁFICO 1.8 Y CAPACIDAD SUBESTACIÓN POMASQUI El factor de crecimiento estimado es de MVA en cada año. En el gráfico 1.9 se muestran estos resultados. 14

15 [MVA] 8, 7, y = 2,413x - 483, 6, 5, 4, 3, 2,,, AÑO S/E POMASQUI Lineal (S/E POMASQUI) GRÁFICO 1.9 FACTOR DE CRECIMIENTO S/E POMASQUI SUBESTACIÓN Nº 23 CONOCOTO. Situación al 2.- En el 2 fue puesta en servicio con un transformador de 2/27/33 MVA con refrigeración ONAN/ONAF1/ONAF2, por lo que esta subestación tiene reservas a largo plazo y no va a tener inconvenientes en el periodo estudiado. La demanda de la subestación ajustada al pico del año es de 16.7 MVA por lo que no tiene problemas para seguir atendiendo el incremento de la demanda eléctrica y transferencias de carga de subestaciones vecinas. En el gráfico 1. se muestra la demanda en el día de máxima carga para el año 2, donde el factor de carga es de.61. Estos datos fueron tomados de los medidores de energía de la subestación. 15

16 [KVA] 14/12/ S/E CONOCOTO ::4:48:9:36:14:24:19:12:::4:48: HORA DEL DIA GRÁFICO 1. EN EL DÍA DE MÁXIMA CARGA 2 Situación futura.- La subestación al 22 tendría una demanda eléctrica de MVA por lo que cuenta con una reserva adecuada para transferencias de carga de subestaciones vecinas. En el siguiente gráfico se puede apreciar el crecimiento de la demanda para el periodo CAPACIDAD GRÁFICO 1.11 Y CAPACIDAD SUBESTACIÓN CONOCOTO 16

17 [MVA] El factor de crecimiento estimado es de MVA en cada año. En el gráfico 1.12 se muestran estos resultados. 3, 25, y = 1,12x , 2, 15,, 5,, AÑO S/E CONOCOTO Lineal (S/E CONOCOTO) GRÁFICO 1.12 FACTOR DE CRECIMIENTO S/E CONOCOTO SUBESTACIÓN Nº 38 TABABELA NUEVO AEROPUERTO. Situación al 2.- Esta subestación se encuentra en el proceso final de su construcción. Situación futura.- A inicios del 211 la subestación entra en servicio con una demanda eléctrica de 21.9 MVA. Cuenta con un transformador 138/23 kv de 2/27/33 MVA con refrigeración ONAN/ONAF1/ONAF2. Con la energización de esta subestación se descargarían las subestaciones Nº 58 El Quinche y Nº 36 Tumbaco. Al 218 estaría en su límite de carga tomando en cuenta que estaría con todas sus etapas de enfriamiento y al 219 la subestación se sobrecarga con una demanda eléctrica de MVA, por lo que se dispondría de un segundo transformador de iguales características, y si este proyecto se retrasa por falta de presupuesto, entraría la subestación móvil a cubrir esta demanda. 7 En el siguiente gráfico se puede apreciar el crecimiento de la demanda para el periodo Empresa Eléctrica Quito, Plan De Expansión 28-22, Quito, 27, pág

18 [MVA] CAPACIDAD GRÁFICO 1.13 Y CAPACIDAD SUBESTACIÓN TABABELA El factor de crecimiento estimado es de MVA en cada año. En el gráfico 1.14 se muestran estos resultados. 4, 35, 3, 25, 2, 15,, 5,, y = 1,567x , AÑO S/E TABABELA Lineal (S/E TABABELA) GRÁFICO 1.14 FACTOR DE CRECIMIENTO S/E TABABELA SUBESTACIÓN Nº 35 CUMBAYA (TUMBACO). Situación al 2.- Esta subestación se encuentra en el proceso final de su construcción y para inicios del 211 entra en servicio. 18

19 Situación futura.- Al 211 está prevista su puesta en servicio con un transformador 138/23 kv de 2/27/33 MVA con una carga de MVA para descargar la subestación Nº 36 Tumbaco por el riesgo de sobrecarga y a futuro evitar el riesgo de colapso de los puntos de transferencia de carga del sistema 138 kv a 46 kv en Selva Alegre y Vicentina. Al 218 estaría en su límite de carga tomando en cuenta que estaría con todas su etapas de enfriamiento y al 219 se sobrecarga con una demanda eléctrica de MVA y sería necesaria la implementación de un segundo transformador de iguales características, si este proyecto se retrasa por falta de presupuesto, entraría la subestación móvil a cubrir la demanda. 8 En el siguiente gráfico se puede apreciar el crecimiento de la demanda para el periodo CAPACIDAD GRÁFICO 1.15 Y CAPACIDAD SUBESTACIÓN CUMBAYA 8 Empresa Eléctrica Quito, Plan De Expansión 28-22, Quito, 27, pág

20 [MVA] El factor de crecimiento estimado es de MVA en cada año. En el gráfico 1.16 se muestran estos resultados. 4, 35, y = 1,769x , 25, 2, 15,, 5,, AÑO S/E CUMBAYA Lineal (S/E CUMBAYA) GRÁFICO 1.16 FACTOR DE CRECIMIENTO S/E CUMBAYA SUBESTACIÓN Nº 26 ALANGASI. Situación al 2.- Esta subestación se encuentra en proceso de construcción. Situación futura.- Al 211 está previsto su puesta en servicio con un transformador 138/23 kv de 2/27/33 MVA con una carga eléctrica de MVA para la transferencia de un 6 % de carga de la subestación Nº 27 San Rafael, por el riesgo de colapso de los transformadores de 138/46 kv de Santa Rosa. Al 22 su demanda eléctrica es de MVA por lo que no estaría en peligro de sobrecarga hasta el año previsto, tomando en cuenta ninguna transferencia de carga. 9 En el siguiente gráfico se puede apreciar el crecimiento de la demanda para el periodo Empresa Eléctrica Quito, Plan De Expansión 28-22, Quito, 27, pág. 38 2

21 [MVA] CAPACIDAD GRÁFICO 1.17 Y CAPACIDAD SUBESTACIÓN ALANGASI El factor de crecimiento estimado es de 1.18 MVA en cada año. En el gráfico 1.18 se muestran estos resultados. 3, 25, y = 1,1x , 2, 15,, 5,, AÑO S/E ALANGASI Lineal (S/E ALANGASI) GRÁFICO 1.18 FACTOR DE CRECIMIENTO S/E ALANGASI SUBESTACIÓN Nº 5 CHILIBULO. Situación al 2.- Esta subestación se encuentra en proceso de construcción. 21

22 Situación futura.- Al 211 está previsto su puesta en servicio con un transformador 138/23 kv de 2/27/33 MVA con una carga eléctrica de MVA, para descargar al sistema de 46 kv que alimenta a las subestaciones Nº 3 y Nº 7, tomando carga mediante transferencias. Al 22 su demanda eléctrica es de 26.3 MVA por lo que no estaría en peligro de sobrecarga hasta el año previsto, tomando en cuenta ninguna transferencia de carga. En el siguiente gráfico se puede apreciar el crecimiento de la demanda para el periodo CAPACIDAD GRÁFICO 1.19 Y CAPACIDAD SUBESTACIÓN CHILIBULO El factor de crecimiento estimado es de.792 MVA en cada año. En el gráfico 1.2 se muestran estos resultados. Empresa Eléctrica Quito, Plan De Expansión 28-22, Quito, 27, pág

23 [MVA] 3, 25, y =,792x , 15,, S/E CHILIBULO Lineal (S/E CHILIBULO) 5,, AÑO GRÁFICO 1.2 FACTOR DE CRECIMIENTO S/E CHILIBULO SUBESTACIÓN Nº 42 BAEZA. Situación al 2.- En proceso de diseño. Situación futura.- Al 213 está previsto su puesta en servicio con un transformador 138/23 kv de MVA con una carga eléctrica de 4.1 MVA. Al 22 su demanda eléctrica es de 6.16 MVA por lo que no estaría en peligro de sobrecarga hasta el año previsto, tomando en cuenta ninguna transferencia de carga. 11 En el siguiente gráfico se puede apreciar el crecimiento de la demanda para el periodo Empresa Eléctrica Quito, Plan De Expansión 28-22, Quito, 27, pág. 4 23

24 [MVA] CAPACIDAD GRÁFICO 1.21 Y CAPACIDAD SUBESTACIÓN BAEZA El factor de crecimiento estimado es de.2942 MVA en cada año. En el gráfico 1.22 se muestran estos resultados. 7, 6, y =,294x - 588,1 5, 4, 3, 2, 1,, AÑO S/E BAEZA Lineal (S/E BAEZA) GRÁFICO 1.22 FACTOR DE CRECIMIENTO S/E BAEZA SUBESTACIÓN Nº 14 ZAMBIZA (KENNEDY). Situación al 2.- En proceso de diseño. 24

25 Situación futura.- Al 211 está prevista su puesta en servicio con un transformador 138/23 kv de 2/27/33 MVA con una carga eléctrica de 21.1 MVA que permitirá descargar las subestaciones Nº 18, Nº19 y Nº 16 mediante transferencias de carga. Al 218 la demanda eléctrica estaría en su límite de carga por lo que sería recomendable instalar un nuevo transformador o implementar una subestación móvil. Al 22 la subestación estaría sobrecargada con una demanda de MVA además de las transferencias de carga de subestaciones vecinas. 12 En el siguiente gráfico se puede apreciar el crecimiento de la demanda para el periodo CAPACIDAD GRÁFICO 1.23 Y CAPACIDAD SUBESTACIÓN ZAMBIZA El factor de crecimiento estimado es de MVA en cada año. En el gráfico 1.24 se muestran estos resultados. 12 Empresa Eléctrica Quito, Plan De Expansión 28-22, Quito, 27, pág

26 [MVA] 4, 35, y = 1,611x , 3, 25, 2, 15,, 5,, AÑO S/E ZAMBIZA Lineal (S/E ZAMBIZA) GRÁFICO 1.24 FACTOR DE CRECIMIENTO S/E ZAMBIZA SUBESTACIÓN Nº 22 S. ANTONIO. Situación al 2.- En proceso de diseño. Situación futura.- al 212 está prevista su puesta en servicio con un transformador 138/23 kv de 2/27/33 MVA con una carga eléctrica de 14.6 MVA para descargar a las subestaciones Nº 57 Pomasqui por el riesgo de sobrecarga y a la Nº 19 Cotocollao mediante la transferencia de carga. Al 22 su demanda eléctrica estaría en MVA por lo que no estaría en riesgo de sobrecarga, tomando en cuenta ninguna transferencia de carga. 13 En el siguiente gráfico se puede apreciar el crecimiento de la demanda para el periodo Empresa Eléctrica Quito, Plan De Expansión 28-22, Quito, 27, pág

27 [MVA] CAPACIDAD GRÁFICO 1.25 Y CAPACIDAD SUBESTACIÓN S. ANTONIO El factor de crecimiento estimado es de MVA en cada año. En el gráfico 1.26 se muestran estos resultados. 3, 25, 2, y = 1,191x , 15,, 5,, S/E S. ANTONIO Lineal (S/E S. ANTONIO) AÑO GRÁFICO 1.26 FACTOR DE CRECIMIENTO S/E S. ANTONIO SUBESTACIÓN Nº 19 COTOCOLLAO (NUEVA). Situación al 2.- En proceso de expansión de la subestación Cotocollao. 27

28 Situación futura.- Al 213 está previsto su puesta en servicio con un transformador 138/23 kv de 33 MVA con una carga eléctrica de 18 MVA para descargar las subestaciones Nº 18 Cristianía y Nº 19 Cotocollao mediante la transferencia de carga. Al 22 la demanda eléctrica seria de 27.7 por lo que estaría en los límites de carga y sería necesario instalar un nuevo transformador o una subestación móvil. 14 En el siguiente gráfico se puede apreciar el crecimiento de la demanda para el periodo CAPACIDAD GRÁFICO 1.27 Y CAPACIDAD SUBESTACIÓN COTOCOLLAO El factor de crecimiento estimado es de MVA en cada año. En el gráfico 1.28 se muestran estos resultados. 14 Empresa Eléctrica Quito, Plan De Expansión 28-22, Quito, 27, pág

29 [MVA] 3, 25, y = 1,293x , 2, 15,, 5, S/E COTOCOLLAO Lineal (S/E COTOCOLLAO), AÑO GRÁFICO 1.28 FACTOR DE CRECIMIENTO S/E COTOCOLLAO SUBESTACIÓN VICENTINA. Situación al 2.- En proceso de diseño. Situación futura.- Al 216 está previsto su puesta en servicio con un transformador 138/23 kv de 3 MVA con una carga eléctrica de 17 MVA para descargar la subestación Nº 35 Cumbaya e incrementar la reserva de capacidad. Al 22 su demanda eléctrica seria de MVA por lo que no estaría en peligro de sobrecarga hasta el año previsto, tomando en cuenta ninguna transferencia de carga. 15 En el siguiente gráfico se puede apreciar el crecimiento de la demanda para el periodo Empresa Eléctrica Quito, Plan De Expansión 28-22, Quito, 27, pág. 4 29

30 [MVA] CAPACIDAD GRÁFICO 1.29 Y CAPACIDAD SUBESTACIÓN VICENTINA El factor de crecimiento estimado es de MVA en cada año. En el gráfico 1.3 se muestran estos resultados. 25, 2, y = 1,167x , 15,, 5,, S/E VICENTINA Lineal (S/E VICENTINA) AÑO GRÁFICO 1.3 FACTOR DE CRECIMIENTO S/E VICENTINA SUBESTACIÓN Nº 29 PARQUE INDUSTRIAL. Situación al 2.- En proceso de diseño. 3

31 Situación futura.- Al 216 está previsto su puesta en servicio con un transformador 138/23 kv de 33 MVA con una carga eléctrica de 28 MVA para servir el parque industrial en el sector de Pífo. Al 22 la demanda eléctrica estaría en 36.2 MVA y la subestación estaría sobrecargada, lo que hace necesario un nuevo transformador o la implementación de una subestación móvil. 16 En el siguiente gráfico se puede apreciar el crecimiento de la demanda para el periodo CAPACIDAD GRÁFICO 1.31 Y CAPACIDAD SUBESTACIÓN PARQUE INDUSTRIAL El factor de crecimiento estimado es de 2.4 MVA en cada año. En el gráfico 1.32 se muestran estos resultados. 16 Empresa Eléctrica Quito, Plan De Expansión 28-22, Quito, 27, pág

32 [MVA] 4, 35, 3, 25, 2, 15,, 5,, y = 2,4x - 412, AÑO S/E PARQUE INDUSTRIAL Lineal (S/E PARQUE INDUSTRIAL) GRÁFICO 1.32 FACTOR DE CRECIMIENTO S/E PARQUE INDUSTRIAL DETERMINACIÓN DE LA CAPACIDAD DEL TRANSFORMADOR. Para determinar la capacidad del transformador se debe tener en cuenta en no exceder el peso porque la plataforma no resistiría. Tomando como ejemplo Un transformador trifásico de 138/23 kv y 33 MVA, pesa aproximadamente 45 toneladas 17, y sería un peso muy elevado para una plataforma de tráiler, por ello se decide realizar un promedio total de la demanda de todos los transformadores para cada año, ya que la subestación móvil no estará planeada para un lugar especifico, se diseñará para ayudar o suplir varias subestaciones. El promedio de los transformadores se puede apreciar en la tabla 1.3, luego se obtiene el promedio de todos los años en estudio, tomando un % de reserva de capacidad para el transformador, el cual se puede ver en la tabla 1.4. AÑO PROMEDIO [MVA] TABLA 1.3 PROMEDIO DE LA DE TODOS LOS TRANSFORMADORES 17 Empresa Eléctrica Quito, Especificaciones técnicas subestación Nº 23 Conocoto, Quito, 29 32

33 PROMEDIO ANUAL [MVA] RESERVA % [MVA] POTENCIA TRANSFORMADOR [MVA] TABLA 1.4 CAPACIDAD DEL TRANSFORMADOR DE POTENCIA Por lo tanto la capacidad del transformador es de 25 MVA, el cual se detallara en el siguiente capítulo. La mayor eficiencia de un transformador de potencia está en que trabaje al 8% de su capacidad nominal 18, por lo que de esta manera se puede justificar técnicamente la capacidad escogida. La carga instalada en estas subestaciones en estudio son de tipo residencial, comercial y en muy poco porcentaje carga industrial, esta información fue proporcionada por el Departamento de Generación de la Empresa Eléctrica Quito S.A. de manera verbal ya que dicha información es confidencial para la empresa. Además la curva de carga diaria de cada subestación nos indica que la carga es residencial en un alto porcentaje y comercial ya que la curva se pronuncia más aproximadamente a las once de la mañana, las siguientes figuras nos indican el tipo de carga según las variaciones en el día. FIGURA 11 CARGA RESIDENCIAL 18 ENRIQUEZ HARPER, Gilberto, Elementos de diseño de subestaciones eléctricas, EDITORIAL LIMUSA, México, 22, p 28 33

34 FIGURA 12 CARGA COMERCIAL FIGURA 13 CARGA INDUSTRIAL En el anexo 3 se puede ver las capacidades de los transformadores y la demanda para el periodo ANÁLISIS DEL ESTUDIO DE LA PROYECTADA El estudio de proyección de la demanda, permite establecer los siguientes criterios sobre los cuales se tomaran decisiones para la implementación o no de una subestación móvil. El resultado de esta proyección evidencia un crecimiento elevado de la demanda eléctrica, principalmente en las subestaciones Cristianía y Pomasqui, con un factor de crecimiento de 2.8 y 2.4 MVA por cada año, llegando a saturarse estas subestaciones en el año 212 y 217 respectivamente. 34

35 El incremento de la población conlleva a un aumento de la demanda eléctrica en todas las subestaciones de la Empresa Eléctrica Quito, por lo que la implementación de nuevos equipos para la ampliación de capacidad en las subestaciones criticas, no sería una opción muy económica, debido a que se realizaría inversiones individuales para poder cubrir las contingencias de sobrecarga, por esta y otras razones no existen políticas de expansión de subestaciones antiguas. Los constantes retrasos en la ejecución de nuevos proyectos de expansión de la Empresa Eléctrica Quito, son un factor negativo para respaldar el incremento de la demanda eléctrica. Sin políticas que permitan establecer proyectos de crecimiento en las diferentes subestaciones, estas se comenzarán a saturar en poco tiempo, como lo establece el estudio realizado, por lo que como resultado de este análisis y justificativo de este proyecto sería realizar el estudio y diseño de una subestación móvil que permita solventar necesidades de carga de cada subestación, siendo esta una alternativa valedera, tomando como comparación la implementación de nuevos equipos, lo cual implica proyectos más largos y costosos. 35