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j.j.
Interrupción del servicio de energía eléctrica
Calidad del servicio eléctrico [Power Quality]
Girona, Marzo 4 de 2003
Juan José Mora Flórezjjmora@silver.udg.es
j.j.
Contenido
Introducción
Interrupciones
Evaluación de la fiabilidad
Índices de continuidad
Costo asociado a interrupciones
Caso Español
Conclusiones
j.j.
Introducción
IntroducciónCalidad del servicioMarco regulatorio
Interrupciones
Evaluación de fiabilidad
Índices de continuidad
Costo de interrupciones
Caso Español
Conclusiones
Calidad comercial
Calidad del servicio
Calidad del suministro
Calidad del producto
Continuidad del suministro
Número y duración de interrupciones largas del suministro.
Índices de fiabilidad (Reliability) asociadas a interrupciones.
j.j.
∼
T ran sp orte
G en eración D istib u ción∼
T ransp orte
G enerac ión D istib u ción
Nuevo marco regulatorioMonopolio
Natural
?
IntroducciónCalidad del servicioMarco regulatorio
Interrupciones
Evaluación de fiabilidad
Índices de continuidad
Costo de interrupciones
Caso Español
Conclusiones
j.j.
Definición
Una interrupción es un evento durante el cual el voltaje, en el punto de conexión del cliente, cae a cero y no retorna a sus valores normales automáticamente.
De acuerdo con la IEC, el tiempo mínimo de una larga interrupción es de 3 minutos. Si el tiempo es menor a 3 min. se denomina corta interrupción.
Los estándares de la IEEE definen como interrupciones sostenidas a aquellas que duran más de 3 segundos [Std.1159] o más de 2 min.[Std.1250].
Interrupciones
Introducción
InterrupcionesDefiniciónOrigenPrincipales causas
Evaluación de fiabilidad
Índices de continuidad
Costo de interrupciones
Caso Español
Conclusiones
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Origen
De acuerdo a su origen , las interrupciones se pueden clasificar en dos grandes grupos: Interrupciones Programadas e Interrupciones Imprevistas.
Interrupciones programadas
Son aquellas que se avisan con la suficiente anticipación a los clientes.
Están claramente definidas en los marcos regulatorios de la mayoría de los mercados abiertos
Interrupciones imprevistas
Son todas las que no se contemplan en la clasificación anterior.
Introducción
InterrupcionesDefiniciónOrigenPrincipales causas
Evaluación de fiabilidad
Índices de continuidad
Costo de interrupciones
Caso Español
Conclusiones
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Generación
• Falta de inversión• Sequías• Crecimiento de la demanda• Remuneración insuficiente
Principales causas de las interrupciones en un sistema de energía eléctrica
Transporte
• Restricciones• Falta de inversión• Fallos en el sistema• Mala actuación del sistema de protecciones
Introducción
InterrupcionesDefiniciónOrigenPrincipales causas
Evaluación de fiabilidad
Índices de continuidad
Costo de interrupciones
Caso Español
Conclusiones
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Distribución
• Fallas• Operación radial• Longitud excesiva• Construcción de sistemas baratos
La mayoría de las fallas ocurren en MT y BT. Éstas corresponden a valores entre el 80 y el 90 %, del total de las fallas del sistema eléctrico.
Introducción
InterrupcionesDefiniciónOrigenPrincipales causas
Evaluación de fiabilidad
Índices de continuidad
Costo de interrupciones
Caso Español
Conclusiones
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A B•Sistema serie
A
B
•Sistema paralelo
RS = RA * RB
QP = QA * QB
Evaluación de fiabilidad
Tipos de sistemas a evaluarIntroducción
Interrupciones
Evaluación de fiabilidad
Tipos de sistemasMétodo de conjunto de corteEquipos críticosDatos de fiabilidadMétodos aproximados
Índices de continuidad
Costo de interrupciones
Caso Español
Conclusiones
R= Probabilidad de buen funcionamiento
R= Probabilidad de mal funcionamiento
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Aproximación mediante probabilidad condicional
Red tipo puente
A
E
B D
C
Método de conjuntos de corte
Método de conjuntos de enlace
Introducción
Interrupciones
Evaluación de fiabilidad
Tipos de sistemasMétodo de conjunto de corteEquipos críticosDatos de fiabilidadMétodos aproximados
Índices de continuidad
Costo de interrupciones
Caso Español
Conclusiones
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Método de los conjuntos de corte
A
E
B D
C
C1 C2 C3 C4
A
B D
C
E
D
A
E
C
B
Introducción
Interrupciones
Evaluación de fiabilidad
Tipos de sistemasMétodo de conjunto de corteEquipos críticosDatos de fiabilidadMétodos aproximados
Índices de continuidad
Costo de interrupciones
Caso Español
Conclusiones
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Selección de Equipos Críticos
T1
G1 G2 G3S2S1
G4 G5 G6S4S3
G8 G9 G7S6S5
T2
A B
Introducción
Interrupciones
Evaluación de fiabilidad
Tipos de sistemasMétodo de conjunto de corteEquipos críticosDatos de fiabilidadMétodos aproximados
Índices de continuidad
Costo de interrupciones
Caso Español
Conclusiones
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A
G2
G3
G8
G2
G3
G7
G8
B
G2
G7
G8
A
B
G2
G8
S2
S5
Selección de equipos críticos Fiabilidad
T1
G1 G2 G3S2S1
G4 G5 G6S4S3
G8 G9 G7S6S5
T2
A B
Introducción
Interrupciones
Evaluación de fiabilidad
Tipos de sistemasMétodo de conjunto de corteEquipos críticosDatos de fiabilidadMétodos aproximados
Índices de continuidad
Costo de interrupciones
Caso Español
Conclusiones
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1Falla
0Operación
µ
λ
añofallasλ
Tasa de fallas
[ ]horasr=µ1
Tasa de restablecimiento
añohorasU
Indisponibilidad
Datos para el cálculo de la fiabilidad
Introducción
Interrupciones
Evaluación de fiabilidad
Tipos de sistemasMétodo de conjunto de corteEquipos críticosDatos de fiabilidadMétodos aproximados
Índices de continuidad
Costo de interrupciones
Caso Español
Conclusiones
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Sistemas serie
S
n
iiir
Sr λ
λ∑== 1
∑=
=n
iiS
1
λλ
∑=
≈n
iiiS rU
1
λ
Cálculo de fiabilidad con métodos aproximados
11µλ 22µλ SSµλ
Introducción
Interrupciones
Evaluación de fiabilidad
Tipos de sistemasMétodo de conjunto de corteEquipos críticosDatos de fiabilidadMétodos aproximados
Índices de continuidad
Costo de interrupciones
Caso Español Conclusiones
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)( 2121 rrp +≈ λλλ
21
21
rrrrrp +
=ppp rU λ=
Sistemas paralelo
ppµλ
22µλ
11µλ
Introducción
Interrupciones
Evaluación de fiabilidad
Tipos de sistemasMétodo de conjunto de corteEquipos críticosDatos de fiabilidadMétodos aproximados
Índices de continuidad
Costo de interrupciones
Caso Español Conclusiones
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Índices individuales:
dasuministra no Energía=ENS
Número de interrupciones
Duración media
Índices de continuidad
Introducción
Interrupciones
Evaluación de fiabilidad
Índices de continuidad
Indicies individualesÍndices de sistema
Costo de interrupciones
Caso Español
Conclusiones
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Índices de sistema
(kVA) instalada totalPotenciaóninterrupci horas dosinterrumpiinstaladoskVA ×=TIEPI
(kVA) instalada totalPotencia(kVA) dainterrumpi instalada Potencia
=NIEPI
clientes de totalNúmeroclientes a onesinterrupci las deDuración ∑=SAIDI
clientes de totalNúmeroclientes a onesInterrupci∑=SAIFI
Introducción
Interrupciones
Evaluación de fiabilidad
Índices de continuidad
Indicies individualesÍndices de sistema
Costo de interrupciones
Caso Español
Conclusiones
Tiempo de interrupción equivalente de la potencia instalada
Número de interrupciones equivalentes de la potencia instalada
System average interruption duration index
System average interruption frequency index
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Relación del costo y la fiabilidad
Fiabilidad
Cos
to
Costo de Confiabilidad
Costo de Construcción
Costo Total
• Inversión adicional no siempre brinda mas fiabilidad al sistema
• Los dos términos asociados al costo se deben tener en consideración. El término asociado a la construcción tiene una pequeña incertidumbre, mientras que el costo de fiabilidad tieneuna gran incertidumbre en su forma de cálculo
Costo de las interrupciones
Introducción
Interrupciones
Evaluación de fiabilidad
Índices de continuidad
Costo de interrupciones
Costo vs fiabilidadTérminos del costoCuantificación del costo
Caso Español
Conclusiones
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Términos asociados al costos de las interrupciones
Costos directosSon aquellos que son directamente atribuibles a las interrupciones.
Costos indirectosEste tipo de costos son mas difíciles de evaluar y están asociados a las consecuencias de los efectos directos de interrupciones.
Costo de inconveniencia no materialEste tipo de costos están asociados al dinero que un cliente pagaría por no tener una interrupción.
Introducción
Interrupciones
Evaluación de fiabilidad
Índices de continuidad
Costo de interrupciones
Costo vs fiabilidadTérminos del costoCuantificación del costo
Caso Español
Conclusiones
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Cuantificación de los costos de las interrupciones
Costo por interrupciónEs aquel que cada cliente individual puede determinar a través de un inventario de todos sus costos directos e indirectos.
Costo por kilovatio interrumpido
Costo por kilovatio-hora no entregado
]/[$)(
kWLdC
i
i
∑∑ Ci(d): Costo de una interrupción de
duración d para el cliente i.
Li: Carga del consumidor justo antes de la interrupción.
]/[$)(
kWhLddC
i
i
∑∑
Introducción
Interrupciones
Evaluación de fiabilidad
Índices de continuidad
Costo de interrupciones
Costo vs fiabilidadTérminos del costoCuantificación del costo
Caso Español
Conclusiones
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Caso Español
Introducción
Interrupciones
Evaluación de fiabilidad
Índices de continuidad
Costo de interrupciones
Caso EspañolMarco LegalLímites
Conclusiones
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Marco Legal
El Real Decreto1955 del 2000 que regula la calidad del servicio
Contenido:Continuidad del suministro (Número y duración de interrupciones)Calidad del productoCalidad en la atención y relación con el cliente
Introducción
Interrupciones
Evaluación de fiabilidad
Índices de continuidad
Costo de interrupciones
Caso EspañolMarco LegalLímites
Conclusiones
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Límites
Clasificación N° Horas N° Interrupcioneszona urbana 4 8zona semiurbana 8 12zona rural concentrada 12 15zona rural dispersa 16 20
Clasificación N° Horas N° Interrupcioneszona urbana 6 12zona semiurbana 10 15zona rural concentrada 15 18zona rural dispersa 20 24
Media tensión (de 1 a 36 Kv)
Baja tensión (menor o igual a 1 Kv)
Introducción
Interrupciones
Evaluación de fiabilidad
Índices de continuidad
Costo de interrupciones
Caso EspañolMarco LegalLímites
Conclusiones
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Conclusiones
Introducción
Interrupciones
Evaluación de fiabilidad
Índices de continuidad
Costo de interrupciones
Caso Español
Conclusiones
La mayoría de las fallas ocurren en distribución, que es un monopolio natural y también el principal responsable de la continuidad del servicio.
El nuevo entorno regulatorio del mercado eléctrico, hace énfasis en la calidad de la energía y también en las penalizaciones que deben pagar las empresas eléctricas, por la mala prestación del servicio.
j.j.
Conclusiones
Las distribuidoras de energía deben conocer su sistema y realizar las inversiones para mantener la continuidad del servicio
Introducción
Interrupciones
Evaluación de fiabilidad
Índices de continuidad
Costo de interrupciones
Caso Español
Conclusiones