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REDES TRIFÁSICAS Y SUS APLICACIONES ELT – 2510 CIRCUITOS ELÉCTRICOS II GESTIÓN 2009

CAPÍTULO I

BASES SOBRE GENERACIÓN ELÉCTRICA TRIFÁSICA

1.1. CONSIDERACIONES BÁSICAS.

La operación de los sistemas eléctricos de Gran, Mediana y Pequeña Potencia trifásicos

requieren la conversión de grandes cantidades de energía primaria, en energía y potencia

eléctrica trifásica utilizable, de esta operación se encargan las centrales eléctricas de generación

sean estas tradicionales o no tradicionales ( Hidroeléctricas, Termoeléctricas y no

Convencionales, en las cuales el generador o máquina sincrónica resulta la más importante

para efectos de generación eléctrica trifásica); la energía eléctrica puede ser transportada y

convertida en otras formas de energía en forma limpia y económica.

La máquina sincrónica trifásica, básicamente, es un convertidor electromecánico de energía con

una pieza giratoria denominada rotor o campo, cuya bobina se excita mediante la inyección de

una corriente continua y una pieza fija denominada estator o armadura por cuyas bobinas

desfasadas 120 º geométricos, circulan corriente alterna. Las corrientes alternas que circulan

por los arrollamientos del estator producen un campo magnético rotatorio que gira en el

entrehierro de la máquina con la frecuencia angular de las corrientes de armadura. El rotor debe

girar a la misma velocidad del campo magnético rotatorio producido en el estator para que el

par eléctrico medio pueda ser diferente de cero, en caso contrario el par eléctrico medio es

nulo; es por esta razón que a esta máquina se la denomina sincrónica, es decir, el rotor gira

mecánicamente a la misma frecuencia que el campo magnético rotatorio producido en el

estator, en la operación de régimen permanente.

Ver la disposición trifásica en la figura 1.1, el estator, figura 1.2, el rotor de polos salientes y

figura 1.3, estator, rotor de polos salientes y polos lisos, correspondientes a una máquina

sincrónica o generador de corriente alterna o alternador.

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Fig. 1.1 ESTATOR DE UNA MÁQUINA SÍNCRONA

Fig. 1.2 ROTOR DE POLOS SALIENTES DE UNA MÁQUINA SÍNCRONA

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Fig. 1.3 ESTATOR, ROTOR DE POLOS SALIENTES Y POLOS LISOS DE UNA MÁQUINA SÍNCRONA

Las máquinas síncronas son máquinas eléctricas cuya velocidad de rotación (r.p.m.) está

vinculada rígidamente con la frecuencia ‘f’ de la red de corriente alterna con la cual trabaja, en

función a la expresión siguiente:

n = 60 f / p (1.1)

1.2. PRINCIPIO DE OPERACIÓN.

Consideremos el esquema simplificado de la máquina síncrona de polos salientes mostrado en

la figura 1.4.. Al girar el rotor a la velocidad ‘n’, se inducen f.e.m.s. en los arrollamientos de

las tres fases del estator, que van desfasadas en el tiempo de 120º, que corresponden a la

separación espacial (en grados eléctricos) existentes entre las bobinas del estator.

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Fig. 1.4. ESQUEMA BÁSICO DE LA MÁQUINA SÍNCRONA

Ver desfases del devanado de la armadura en el estator, tanto entre principios, finales y

principios y finales, respectivamente a continuación:

Si consideramos que las ‘n’ espiras de cada fase están concentradas, y que el flujo concatenado

por las mismas varía entre los límites + ϕm y – ϕm, el valor medio de la f.e.m. inducida en cada

fase, en el transcurso de medio periodo de la corriente alterna, será:

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E = 2T0T/2e dt= 2T0T/2e dt= 2T 0T/2(-Nd∅dt) dt

E = - 2T N +∅m-∅md∅= 4 f N ∅m Voltios (1.2)

Como quiera que el valor eficaz de la f.e.m. es igual al valor medio multiplicado por el

coeficiente de forma Kf, de la onda producida, la f.e.m. eficaz E será la siguiente:

E = 4 Kf f N ϕm Voltios (1.3)

Tomando en cuenta que las bobinas de cada fase están distribuidas sobre la periferia del estator,

pudiendo existir al mismo tiempo acortamientos en cada bobina, estos producen dos constantes

en la ecuación de la f.e.m. resultante:

E = 4 Kf Kd Ka f N ϕm Voltios (1.4)

Donde:

• kf ≡ Factor de forma (flujo no sinusoidal puro).

• kd ≡ Factor de distribución (f.e.m. en devanado distribuido desfasadas => suma vectorial)

• ka ≡ Factor de acortamiento (bobinas con paso acortado en lugar de diametral => suma vectorial de f.e.m.)

Ahora, si el flujo de distribución en el entrehierro es estrictamente senoidal, entonces la

constante Kf, toma el valor de 1.11, luego la f.e.m. por fase en valor eficaz será:

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E = 4.44 Kd Ka f N ϕm Voltios (1.5)

Esta fuerza electromotriz, se producen en cada fase de la máquina síncrona o generador, ver en la figura

1.5, la distribución de la f.e.m. eficaz en cada una de las fases. Recuerde que cada una de ellas se

encuentra desfasada 120 º eléctricos y las bobinas en el estator se encuentran dispuestas cada 120 º

geométricos.

Fig. 1.5 DISTRIBUCIÓN DE LA F.E.M. EN CADA FASE

Fasorialmente se las puede representar del siguiente modo:

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En forma instantánea, considerando senoidal las f.e.m. inducidas por fase, estas pueden escribirse como:

eA = ÊA cos wt

eB = ÊB cos (wt - 120º)

eC = ÊC cos (wt - 240º) = ÊC cos (wt + 120º)

eA = ÊA cos wt

eB = ÊB (cos wt cos 120º + sen wt sen 120º)

eC = ÊC (cos wt cos 240º + sen wt sen 240º)

Si las magnitudes de las fuerzas electromotrices son iguales en magnitud y fase, entonces el sistema se denomina equilibrado y su suma será nula ( recuerde, para el caso senoidal):

eA + eB + eC = ÊA cos wt + ÊB (cos wt cos 120º + sen wt sen 120º) + ÊC (cos wt cos 240º + sen wt sen 240º)

eA + eB + eC = ÊA cos wt + ÊB (cos wt (- 1/2) + sen wt (0,866)) + ÊC (cos wt (-1/2) +

sen wt (- 0,866))

eA + eB + eC = 0

Cuya representación senoidal será la siguiente:

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El objetivo del alternador es transformar energía mecánica en energía eléctrica, precisamente por medio del giro de un rotor, y de un campo magnético. Esta primera característica lo encuadra dentro de un determinado tipo de generadores, que es el conjunto de los generadores eléctricos rotativos. A este grupo pertenecen también las dínamos, pero no pertenecen a él, por ejemplo, las baterías eléctricas, que transforman energía química en energía eléctrica. Una vez encuadrado en ese conjunto, se trata ahora de identificar la característica o características que diferencian al alternador de otros generadores eléctricos rotativos. Desde luego, esa característica no es la forma de onda de la intensidad que puede circular por él, ya que, como por el resto de generadores, por un alternador pueden circular intensidades de infinitos tipos de ondas, incluidas corrientes continuas. Lo que diferencia al alternador del resto de generadores eléctricos rotativos es la fuerza electromotriz que pretende generar. Los que estudian alternadores, los que los diseñan, los que los calculan y los que los fabrican, saben que un esfuerzo muy importante se dedica a tratar de eliminar o contrarrestar las influencias que distorsionan la onda de fuerza electromotriz. Por métodos conocidos y por medio de otros menos conocidos, se buscan distribuciones de campo magnético que, con cualquier carga del alternador, hagan que la fuerza electromotriz sea una onda lo más próxima posible a una senoidal. Esto es, exactamente, lo que se pretende que no se altere, que permanezca en cualquier régimen de funcionamiento del alternador; la forma senoidal de su fuerza electromotriz. De nuestra experiencia, podemos afirmar, no es fácil conseguir que la fuerza electromotriz en bornes sea exactamente senoidal, lo que nos permitirá redefinir conceptualmente a un alternador o generador de corriente alterna.

La definición que más se acerca a la realidad es la siguiente:

" Generador eléctrico rotativo destinado a producir fuerzas electromotrices que sean

funciones sinusoidales del tiempo". No decimos "...que produce fuerzas electromotrices que

son funciones sinusoidales del tiempo" porque, como hemos dicho, nunca se puede asegurar

que las fuerzas electromotrices que genera sean exactamente sinusoidales, pero sí se pretende

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que lo sean. Además utilizamos el plural "fuerzas electromotrices" en lugar del singular,

porque, si bien los alternadores monofásicos producen una sola fuerza electromotriz, los

trifásicos producen tres y, en general, los de ‘n’ fases producen ’ n’ fuerzas electromotrices.

La velocidad de estas máquinas es constante e igual a:

n = 60 f/p

Donde: f = frecuencia de la C.A (Hz)

p = numero de pares de polos

n = velocidad [rpm]

1.3 USO DE LA MÁQUINA SÍNCRONA TRIFÁSICA.

Las Máquinas Síncronas se utilizan como:

Generadores de C.A. (alternadores).

En las diferentes instalaciones eléctricas es más frecuente su empleo como generadores, para

producir energía eléctrica en las centrales eléctricas, a través de fuentes primarias de energía

hidráulica, térmica, nuclear, etc. En la generación de energía eléctrica en pequeña escala se emplean

alternadores acoplados a motores de combustión interna, que se utilizan generalmente como

sistemas de emergencias en algunos consumos como Empresas Industriales, Hospitales, Bancos u

otras instituciones. Ver figura 1.6.

Fig. 1.6 GRUPO DE EMERGENCIA

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Motores para Accionamientos con velocidad uniforme.

Las máquinas síncronas pueden operar también convirtiendo la energía eléctrica en energía

mecánica, lo que se conoce como régimen de marcha como motor síncrono. Estos motores se

utilizan en aquellos requerimientos de algunas industrias cuyo requisito de accionamiento es la

velocidad de transmisión constante, cuya ventaja frente a los otros motores, es que se puede mejorar

en ellos, el factor de potencia. Estos motores generalmente se lo utilizan en las industrias

metalúrgicas y de cemento como molinos.

Compensadores Sincrónicos (mejora el cosϕ de la instalación).

La última condición de trabajo de la máquina síncrona, permite en un estado de

sobreexcitación, trabajar mejorando el factor de potencia de la instalación, llamándose a

esta condición de trabajo como Compensador o Condensador Síncrono de la máquina

síncrona.

1.4. POTENCIA EN CUATRO CUADRANTES.

De acuerdo a las tres formas de operación de la máquina sincrónica, se puede representar la

potencia de la máquina sincrónica bajo los siguientes 4 cuadrantes (Diagramación P, potencia

activa, y Q, potencia reactiva), cuya tecnología de medición de esta condición, se denomina

bidireccional en cuatro cuadrantes:

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El diagrama mostrado anteriormente, representa las diferentes condiciones de operación de la

máquina sincrónica, vale decir:

• (P1,Q1) – Generador Sobreexcitado o Generador Capacitivo. ( P1 > 0 , Q1 > 0 )

• (P2,Q2) – Motor Sobreexcitado o Motor Capacitivo. ( P2 < 0 , Q 2 > 0 )

• (P3,Q3) – Motor Subexcitado o Motor Inductivo. ( P3 < 0 , Q 3 < 0 )

• (P4,Q4) – Generador Subexcitado o Generador inductivo. ( P4 > 0 , Q 4 < 0 )

• (P5,0) – Generador Operando con Factor de Potencia Unitario. ( P5 > 0 , Q = 0 )

• (P6,0) – Motor Operando con Factor de Potencia Unitario. ( P6 < 0 , Q = 0 )

• (0,Q5) – Condensador Síncrono. ( P = 0 , Q 5 > 0 )

• (0,Q6) – Reactor Síncrono. (P = 0 , Q 6 < 0 )

Nota.- El lector debe interpretar cada una de las condiciones, especialmente los signos para fines de

criterio de suministro y/o consumo

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1.5. POR LA POSICIÓN DE SU EJE.

Los alternadores pueden ser de eje horizontal o de eje vertical, esto según la máquina primaria que los

accione. Para el caso de turbinas hidráulicas, es común que sean de eje vertical y en ellos, la tecnología

constructiva de sus órganos estructurales (carcasa, cojinetes, etc) tienen sensibles variantes con respecto

a la máquina de eje horizontal. A continuación citaremos las Plantas Eléctricas susceptibles a conectarse

en tanto con la flecha horizontal y vertical:

1.5.1. EJE HORIZONTAL.

• Plantas hidroeléctricas de baja capacidad.

• Plantas termoeléctricas.

• Plantas de gas.

• Plantas de combustión interna.

Plantas termoeléctricas con enfriamiento con H2.

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PLANTA TERMOELÉCTRICA

1.5.2. EJE VERTICAL.

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GENERADORES DE PLANTA HIDROELÉCTRICA DE ALTA CAPACIDAD, Y BAJA VELOCIDAD

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1.6. POR SU MÁQUINA MOTRIZ.

Generador para turbina de vapor. Generador para motor diesel.

Generador para turbina de gas Generador para turbina hidráulica

de baja velocidad y gran capacidad.

1.7. POR LA FORMA DE SUS POLOS.

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1.7.1. ROTOR DE POLOS SALIENTES.

Accionados por motores de combustión interna, turbinas hidráulicas, etc. Generalmente tienen varios

pares de polos y se utilizan para velocidades hasta 1000 rpm.

Rotor de polos salientes. Se tiene en generadores de plantas hidroeléctricas o en motores síncronos; (baja velocidad).

1.7.2. ROTOR DE POLOS LISOS.

Accionados por turbinas de vapor o gas. Tienen uno o dos pares de polos y sus velocidades son 1500 o 3000 rpm.

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Generadores de Rotor cilíndrico o de polos lisos, alta velocidad, de baja ó alta capacidad.

1.8. DEVANADOS DE LA MAQUINA SÍNCRONA.

1.9. ASPECTOS CONSTRUCTIVOS.

1.9.1. ESPIRA.

Se forma por dos conductores que en un instante dado, se localizan en polos de diferente polaridad.

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1.9.2. BOBINA.

Formada por dos costados, que puede tener uno o más conductores. Número espiras/bobina = conductores/costado

• Grupo Polar de Bobinas.

Conjunto de bobinas cuyos costados ocupan en un instante dado la misma posición en polos de diferente polaridad.

• Los grupos polares de bobina se conectan en serie o paralelo para formar un fase.

• Representación desplegada.

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Devanado (fase).- En maquinas de C.A.

Conjunto de grupos polares de bobinas interconectados entre sí, formando arreglos en serie o en paralelo.

Fase en conexión serie

1.9.3. CONEXIONES.

Fase, con conexión de 4 grupos en paralelo

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Fase con 2 grupos en serie, en dos ramas en paralelo.

1.10. CONEXIONES ENTRE DEVANADOS.

La conexión de cada devanado es muy importante para discriminar la magnitud de la potencia sea esta activa, reactiva y/o aparente. Por ejemplo, si el arreglo que a continuación se muestra corresponde a un motor trifásico, entonces se puede concluir inmediatamente un concepto, que tiene que ver con la Ley de Óhm, de la siguiente forma: “ El motor trifásico mantiene potencia en cualquiera de sus arreglos, siempre que cada uno de sus devanados este sometido a la misma diferencia de potencial ”, sólo en este caso mantiene su potencia en forma invariable. Ahora, si la diferencia de potencial es distinta en algún arreglo, entonces se puede concluir que el motor trifásico en uno de sus arreglos tendrá mayor o menor potencia.. Ver a continuación arreglos o conexión de devanados:

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1.11. CONEXIONES TRIFÁSICAS.

En la operación de las máquinas sincrónicas, bajo cualquiera de las tres operaciones, requieren previamente ser conectadas, vale decir, unir sus terminales (principio y final), para ello, existen básicamente dos conexiones: la conexión Estrella y la conexión Triángulo.

Los devanados correspondientes a cada fase y sus respectivos diagramas fasoriales de fuerzas electromotrices, podemos dibujarlos del siguiente modo:

De los que podemos puntualizar:

• Los devanados en maquina trifásica por construcción, están desfasados 120 ° geométricos.

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• La f.e.m. inducida de cada fase conserva el mismo desfasamiento, es decir 120 º eléctricos.

1.11.1. CONEXIÓN ESTRELLA.

Resulta de la unión de principios ó finales de cada devanado correspondiente a cada fase, a la

unión de principios o finales se la denomina NEUTRO, y a los principios o finales libres se las

denomina FASES. En la figura, la unión se realiza entre los terminales A’, B’ y C’, denominado

Neutro y las terminales A, B y C resultan las libres o accesibles, denominadas fases. Ver figura:

• El voltímetro EBN, representa a las tres F.e.m. de Fase, es decir, ECN, EAN,

respectivamente, observe el orden de prioridad de las fases, a ello se lo denomina secuencia de

fases, en este caso secuencia ABC, comúnmente, secuencia directa o secuencia positiva, en

caso contrario secuencia negativa.

• El voltímetro EAB, representa a las tres F.e.m. de Línea, es decir, EBC, ECA,

respectivamente, también debe observarse el orden de prioridad de las fases, a ello se lo

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denomina secuencia de fases, en este caso secuencia ABC, comúnmente, secuencia directa o

secuencia positiva, en caso contrario secuencia negativa.

1.11.2. DIAGRAMA FASORIAL DE TENSIONES DE FASE Y ENTRE FASES:

1.11.3. DIAGRAMA FASORIAL DE TENSIONES.

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1.12. VENTAJAS DE LA CONEXIÓN ESTRELLA.

• Para generación de voltaje se utiliza la conexión estrella, porque eleva la tensión de fase

en √3, con un ahorro en aislamiento.

• Permite contar con cuatro hilos disponibles o accesibles, en los cuales podemos tener las

siguientes tensiones: AN, BN y CN; denominadas tensión de Fase y AB, BC, CA;

denominadas tensiones de Línea. La relación entre Tensiones de Línea y Fase es de √3.

• Las corrientes tanto en las fases como en las líneas son iguales, en la conexión estrella

• Permite tener un neutro para una conexión sólida a tierra, a través de una resistencia o

reactancia para minimizar la sobretensión y la sobrecorriente en caso de falla a tierra.

• Permite la bifurcación del Tercer Armónico, a través del neutro.

1.13. CONEXIÓN TRIÁNGULO.

Resulta de la unión de principios y finales de cada devanado correspondiente a cada fase, a la

unión de principios y finales se las denomina FASES. En la figura, la unión se realiza entre los

terminales A-C’, B-A’ y C-B’, que resultan las accesibles, denominadas fases. Ver figura:

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• Las Corrientes IAB, IBC e ICA, representan a las Corrientes de Fase del generador

respectivamente, observe el orden de prioridad de las fases, a ello se lo denomina secuencia de

fases, en este caso secuencia ABC, comúnmente, secuencia directa o secuencia positiva, en

caso contrario secuencia negativa.

• Las Corrientes IA, IB, e IC, representa a las tres Corrientes de Línea, es decir,

respectivamente, también debe observarse el orden de prioridad de las fases, a ello se lo

denomina secuencia de fases, en este caso secuencia ABC, comúnmente, secuencia directa o

secuencia positiva, en caso contrario secuencia negativa.

1.13.1. DIAGRAMA FASORIAL DE CORRIENTES

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1.13.2. CARACTERÍSTICAS DE LA CONEXIÓN TRIÁNGULO.

• Para generación de voltaje se utiliza la conexión triángulo, sólo en aquellas máquinas de

pequeña potencia.

• Una de las ventajas de esta conexión tiene que ver con la propia máquina, eleva la

corriente en √3, en la línea, lo que también permite un ahorro en aislamiento, por

sobrecorriente.

• Las F.e.m., tanto de fase como de línea, en esta conexión, son iguales.

• Permite contar con sólo tres hilos disponibles o accesibles, denominadas tensión de

Línea o de Fase AB, BC, CA, y dos corrientes una de Línea y otra de Fase, cuya

relación de corrientes de Línea y de Fase es √3 .

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1.14. CLASIFICACIÓN DE LOS DEVANADOS.

• Trifásicos en conexión estrella o triángulo, formado por tres devanados.

• Polifásicos con más de tres devanados en conexión estrella y de 6 devanados Zig - Zag.

• En generadores del sistema de generación la conexión usada es la estrella, permite

eliminar la tercera armónica si existe en voltaje de fase, en el voltaje entre fases.

• Por su número de capas.

Los devanados de dos capas igual a dos costados por ranura son los más utilizados.

1.15. GENERACIÓN ELÉCTRICA EN BOLIVIA.

1.15.1. CARACTERISTICAS GENERALES DEL SISTEMA

INTERCONECTADO NACIONAL

En nuestro país, el Sistema Interconectado Nacional (SIN) es el sistema eléctrico que agrupa a

las instalaciones de Generación, Transmisión y Distribución, y suministra energía eléctrica en

los departamentos de La Paz, Oruro, Cochabamba, Santa Cruz, Potosí y Chuquisaca. La

demanda total en el SIN equivale aproximadamente al 90% de la demanda del país.

El Sistema Troncal de Interconexión (STI) es la parte del SIN que consiste de líneas de alta

tensión en 230, 115 y 69 kV y subestaciones asociadas, donde los Agentes del Mercado

Eléctrico Mayorista (MEM) compran y venden energía eléctrica.

El Mercado Eléctrico Mayorista (MEM) está integrado por Generadores, Transmisores,

Distribuidores y Consumidores No Regulados, que efectúan operaciones de compra, venta y

transporte de electricidad en el SIN. Ver a continuación, Mapa de Bolivia representativo.

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1.15.2. DEMANDA DE ENERGIA ELECTRICA

A fines del año 2007, los consumidores en el Mercado Eléctrico Mayorista (MEM) eran las

Empresas Distribuidoras: CRE en Santa Cruz, ELECTROPAZ en La Paz, ELFEC en

Cochabamba, ELFEO en Oruro y Catavi, CESSA en Chuquisaca y SEPSA en Potosí; así como

los Consumidores No Regulados: Empresa Metalúrgica Vinto, Coboce, Empresa Minera Inti

Raymi y Empresa Minera San Cristóbal.

El consumo de energía eléctrica en el Mercado Eléctrico Mayorista (MEM) en el año 2007 fue

de 4,686.4 GWh, con un crecimiento de 8.8 % respecto al año 2006.

CONSUMO DE ENERGÍA ELÉCTRICA - (GWh)

Consumidores Año

2007

Año

2006

Variación

%

CRE 1660.8 1572.4 5.6

ELECTROPAZ 1290.9 1234.0 4.6

ELFEC 812.9 758.4 7.2

ELFEO 311.7 287.0 8.6

CESSA 157.9 152.8 3.4

SEPSA 232.9 210.1 10.9

NO REGULADOS 219.1 91.0 140.7

Total 4686.4 4305.8 8.8

Fuente: INFORME CNDC 2007

La demanda en el Mercado Eléctrico Mayorista, está distribuida en las áreas Oriental (Santa

Cruz) que el año 2007 participó con el 35.4%, Norte (La Paz) con el 27.5% y el resto del SIN

(Central – Sur) con el 37.1%.

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COMPRAS DE ENERGIA EN EL MEM (GWh) - AÑO 2007

CESSA157.93%

ELFEO311.77%

ELFEC812.917%

SEPSA232.95%

CRE1660.835%

ELECTROPAZ1290.928%

NO REGULADOS219.15%

La demanda prevista para la operación del sistema interconectado fue de 4,929 GWh, mientras

que la registrada en el año 2007 fue de 4,686.4 GWh. La causa principal para este desvío fue el

retraso en el ingreso del Consumidor No Regulado San Cristóbal.

1.15.3. DEMANDA DE POTENCIA.

La demanda máxima de potencia del MEM, registrada por el Sistema de Medición Comercial

en nodos del STI donde retiran energía los agentes consumidores, fue de 895.4 MW, el día

viernes 30 de noviembre a horas 20:00.

DEMANDAS MAXIMAS (MW)

2007 2006 Variación (%)

Santa Cruz 316.6 300.2 5.5

La Paz 263.1 253.5 3.8

Cochabamba 150.1 142.8 5.1

Oruro 60.7 56.0 8.4

Sucre 30.4 28.7 6.0

Potosí 25.8 23.1 11.5

Punutuma – Tupiza 15.6 13.2 18.9

No Regulados 63.6 13.5 370.3

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Otros(*) 11.9 10.8 9.7

Total Coincidental 895.4 813.1 10.1

(*) Chimoré, Don Diego, Sacaca, Mariaca y Ocurí

La participación de los diferentes consumidores en la demanda máxima anual ha sido la

siguiente:

PARTICIPACION EN LA DEM ANDA M AXIM A - AÑO 2007 (M W)

NO REGULADOS 58.4 7%ELECTROPAZ

250.528%

CRE 313.1 35%

ELFEO 56.0 6%

ELFEC 147.5 16%

SEPSA 41.0 5%

CESSA 28.8 3%

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1.15.4. OFERTA DE GENERACION EN BOLIVIA.

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El parque hidroeléctrico consiste en centrales de pasada (Zongo, Taquesi, Yura y Quehata),

centrales con embalse (Corani y Miguillas) y una central (Kanata) cuya operación depende del

abastecimiento de agua potable.

El parque termoeléctrico consiste en turbinas a gas natural de ciclo abierto, una turbina a

vapor, motores a gas natural (Aranjuez MG) y unidades Diesel (Aranjuez DF) que utilizan gas

natural y diesel oil.

La capacidad de generación en el Sistema Interconectado Nacional era, a fines del año 2007 y

a nivel de bornes de generador, de 1,151.6 MW; de los cuales 471.5 MW (41%) corresponden a

centrales hidroeléctricas y 680.1 MW (59%) a centrales termoeléctricas. Esta capacidad

térmica corresponde a la potencia efectiva en condiciones de temperatura media anual, en el

sitio de la central.

CAPACIDAD DE GENERACION - AÑO 2007 (MW)

T . GAS 666.6 58%T . D.FUEL

13.5 1%

H. EMBALSE 172.6 15%

H. PASADA 298.9 26%

En 2007, la oferta de generación se incrementó con el ingreso de la Unidad Nº 11 en la

central Guaracachi de EGSA (63.4 MW) el 14 de abril, la central hidroeléctrica Quehata

(1.9 MW) de la empresa SDB S.A el 1 de octubre y la central térmica a vapor Guabirá

(16.6 MW) de la empresa GBE S.A el 6 de octubre.

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1.15.5. CAPACIDAD DE GENERACIÓN CENTRALES ELÉCTRICAS.

HIDROELECTRICA

S

CAPACIDAD (MW)

TERMOELECTRICAS(*)

CAPACIDAD

(MW)

Sistema Zongo

Sistema Corani

Sistema Taquesi

Sistema Yura

Sistema Miguillas

Kanata

Quehata

187.6

147.0

90.4

19.1

18.0

7.6

1.9

Guaracachi (25ºC)

Carrasco (25ºC)

Bulo Bulo (25ºC)

Valle Hermoso (18ºC)

Aranjuez (15ºC)

Kenko (10ºC)

Karachipampa (9ºC)

Guabirá

317.2

111.9

89.6

74.2

38.4

18.0

14.2

16.6

Subtotal 471.5 Subtotal 680.1

Si se considera la máxima temperatura probable anual en las centrales termoeléctricas (34 oC

en Guaracachi, 35 oC en Carrasco, 27 oC en Valle Hermoso, 24 oC en Aranjuez, 17 oC en

Kenko y 18 oC en Karachipampa) la capacidad total en el sistema se reduce a 1,112.0 MW.

La capacidad neta para el despacho de carga, varía según la oferta semestral de los

Generadores, la temperatura en las termoeléctricas, la indisponibilidad programada o forzada

de unidades generadoras y las condiciones hidrológicas en centrales hidroeléctricas de pasada.

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La capacidad neta de generación fue suficiente para cubrir la demanda máxima del SIN a lo

largo del año, el balance de potencia para la hora de máxima demanda mensual, a nivel de

bornes de generador, es el siguiente:

BALANCE DE POTENCIA EN BORNES DE GENERADOR - 2007 (MW)

MES

CAPACIDAD EFECTIVA

POTENCIA INDISPONIBLE

POTENCIA DISPONIBLE

DEMANDA MARGEN DE RESERVA

MAXIMA MW %

Enero 1046.4 71.0 975.4 818.7 156.7 16.1

Febrero 1047.7 69.2 978.5 833.0 145.5 14.9

Marzo 1044.0 61.4 982.6 857.1 125.5 12.8

Abril 1104.9 105.5 999.4 873.4 126.0 12.6

Mayo 1082.1 129.6 952.5 847.0 105.5 11.1

Junio 1079.8 91.2 988.6 861.2 127.4 12.9

Julio 1089.5 108.6 980.9 852.6 128.3 13.1

Agosto 1094.8 50.6 1044.2 871.7 172.5 16.5

Septiembre 1078.2 48.0 1030.2 920.5 109.7 10.6

Octubre 1098.7 71.7 1027.0 913.2 113.8 11.1

Noviembre 1113.3 22.4 1090.9 935.1 155.8 14.3

Diciembre 1133.2 44.5 1088.7 913.5 175.2 16.1

1.15.6. OFERTA DE TRANSMISIÓN

El Sistema Troncal de Interconexión a fines del año 2007 estaba compuesto por 1,545.2 km. de

líneas en 230 kV, 669.4 km. de líneas en 115 kV y 185.3 km. de líneas en 69 kV haciendo un

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total de 2,399.9 km. de líneas de transmisión. La capacidad de transformación de este sistema

es de 995 MVA.

INSTALACIONES DE TRANSMISION EN EL SISTEMA TRONCAL DE

INTERCONEXIONLINEAS Km

Líneas de Transmisión en

230 kV

1545.2 km

Valle Hermoso -Santivañez

Sucre – Punutuma

Santivañez – Vinto

Santivañez – Sucre

San José - Valle Hermoso

Mazocruz-Vinto Capacitor

Carrasco - Chimoré

Chimoré – San José

Carrasco -Santivañez

Carrasco – Guaracachi

Carrasco – Urubó

22.7

177.0

123.7

246.0

59.6

193.4

75.3

78.8

225.6

179.0

164.0


115 kV

669.4 km

Valle Hermoso- Vinto

Tap Coboce - Valle

Hermoso

Tap Coboce - Sacaca

Senkata - Mazocruz

Santa Isabel - San José

Ocuri - Potosí

Kenko - Senkata

Kenko - Senkata

Corani-Valle Hermoso

Corani -Santa Isabel

148.0

45.5

41.9

7.8

8.9

84.4

8.0

6.3

43.5

6.4

76.7

35


Catavi - Vinto

Catavi - Sacaca

Catavi - Ocuri

Arocagua - Valle Hermoso

Arocagua - Santa Isabel

43.4

97.8

5.4

45.6


69 kV

185.3 km

Potosí - Punutuma

Karachipampa - Potosí

Don Diego - Mariaca

Don Diego - Karachipampa

Aranjuez - Mariaca

Aranjuez - Sucre

73.2

10.0

31.2

16.0

42.9

12.0

TRANSFORMACION, CAPACITORES Y REACTORES MVA/MVAr

Transformación 230/115

kV

475 MVA

S/E Mazocruz

S/E San José

S/E Valle Hermoso

S/E Vinto

150

75

150

100

Transformación 230/69

kV

420 MVA

S/E Guaracachi

S/E Punutuma

S/E Sucre

S/E Urubó

150

60

60

150

Transformación 115/69 kV

100 MVA

S/E Catavi

S/E Potosí

S/E Vinto

25

25

50

36


Capacitores

83.4 MVAr

S/E Aranjuez

S/E Catavi

S/E Kenko

S/E Potosí

S/E Vinto

7.2

7.2

24

7.2

37.8

Reactores

162.6 MVAr

S/E Carrasco

S/E Guaracachi

S/E Punutuma

S/E San José

S/E Santiváñez

S/E Sucre

S/E Urubó

S/E Vinto

12

21

24

21

27.6

24

12

21

El 25 de agosto de 2007, se realizó la conexión de la línea Carrasco - Santiváñez en 230 kV,

importante refuerzo de transmisión en el área Central del SIN que contribuye a mejorar la

capacidad de transporte hacia el occidente del país y la confiabilidad del SIN.

El 1º noviembre, habiendo concluido el proceso de puesta en marcha de la segunda etapa de

las instalaciones de Minera San Cristóbal, ingresó en operación a plena carga la línea

Punutuma – San Cristóbal en 230 kV, de propiedad de la Empresa San Cristóbal TESA.

En el año 2007, la demanda de potencia se incrementó en 82.3 MW (10.1%), el más alto

incremento de los últimos 10 años debido al crecimiento natural de los sistemas existentes y a

la incorporación de Minera San Cristóbal. El consumo de energía se incrementó en 380.6 GWh

(8.8%) también el más alto de los últimos 10 años pero algo menor que el crecimiento de la

potencia, debido a que Minera San Cristóbal normalizó su consumo recién en el mes de

octubre.

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Por su parte, la oferta de generación y transmisión se incrementó significativamente con la

puesta en servicio de unidades termoeléctricas e hidroeléctricas con una capacidad total de 81.9

MW, lo cual posibilitó la operación con márgenes de reserva adecuados. El sistema de

transmisión añadió un refuerzo de mucha importancia con la línea Carrasco - Santiváñez en 230

kV, lo cual permitirá transmitir mayor potencia del oriente al occidente del país en los periodos

de baja hidrología.

La producción hidroeléctrica alcanzó niveles normales ya que el régimen hidrológico estuvo

próximo al promedio histórico (57% de probabilidad de excedencia). La generación

complementaria de unidades termoeléctricas aumentó en el año 2007 en 10% hasta 2,607 GWh,

que fueron generados principalmente en las centrales de Guaracachi y Carrasco.

1.15.7. AGENTES DEL MERCADO ELÉCTRICO

1.15.7.1. EMPRESAS GENERADORAS.

• EGSA : Empresa Eléctrica Guaracachi S.A.

• CORANI : Empresa Eléctrica Corani S.A.

• COBEE : Compañía Boliviana de Energía Eléctrica S.A.

• CEBB : Compañía Eléctrica Central Bulo Bulo S.A.

• SYNERGIA : Sociedad Industrial Energética y Comercial Andina S.A.

• EVH : Empresa Eléctrica Valle Hermoso

• ERESA :Empresa Río Eléctrico S.A.

• HB : Empresa Hidroeléctrica Boliviana S.A.

1.15.7.2. EMPRESAS TRANSPORTADORAS.

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• TDE : Empresa Transportadora de Electricidad S.A.

• ISA BOLIVIA : Interconexión Eléctrica S.A.

• MERELEC : Mercados Eléctricos S.A.

• SAN CRISTOBAL TESA : San Cristóbal Transportadora de Electricidad S.A.

1.15.7.3. EMPRESAS DISTRIBUIDORAS.

• ELECTROPAZ : Empresa de Electricidad de La Paz S.A.

• ELFEC : Empresa de Luz y Fuerza Eléctrica Cochabamba S.A.

• CRE : Cooperativa Rural de Electrificación rural Ltda. (Santa Cruz)

• ELFEO : Empresa de Luz y Fuerza Eléctrica Oruro S.A.

• CESSA : Compañía Eléctrica Sucre S.A.

• SEPSA : Servicios Eléctricos potosí S.A.

• COSERELEC : Cooperativa de Servicios Eléctricos Trinidad Ltda. (Beni)

• EDEL S.A.M. : Empresa de Distribución Eléctrica Larecaja

• EMPRELPAZ : Empresa Rural Eléctrica La Paz S.A.

• ENDE : Empresa Nacional de Electricidad S.A.

• SETAR : Servicios Eléctricos Tarija S.A.

• SEYSA : Servicios Eléctricos Yungas S.A.

• COOPELECT : Cooperativa Eléctrica Tupiza

• ENDE – COBIJA : Empresa Nacional de Electricidad Cobija

• COSEM : Cooperativa de Servicios Eléctricos Maniqui Ltda. (San Borja)

• COSERMO : Cooperativa de servicios Eléctricos Monteagudo

• COSEU: Cooperativa de Servicios Eléctricos Uyuni

• COSERCA : Cooperativa de Servicios Eléctricos Camargo

• ELEPSA : Empresa Eléctrica Punata S.A.

• ELFA S.A. : Empresa de Luz y Fuerza Aroma

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• CER : Cooperativa Eléctrica Riveralta

• COSEAL : Cooperativa de Servicios Eléctricos Atocha

• ELFEDECH : Empresa de Luz y Fuerza Eléctrica de Challapata

• EMDECA : Empresa de Distribución de Energía Eléctrica Caracollo

• SERVI : Cooperativa de Servicios de Electrificación Vinto Ltda.

• Cooperativa de Servicios Machacamarca Ltda.

• Cooperativa de Servicios Eléctricos 5 de Noviembre

• Cooperativa de Servicios Eléctricos Guayaramerin Ltda.

• Cooperativa de Servicios Eléctricos de Eucalipto

• Cooperativa Santa Ana Ltda.

1.15.7.4. CONSUMIDORES NO REGULADOS.

• ADE VINTO : Allied Deals Estaño Vinto

• EMUSA : Empresa Minera Unificada S.A.

• COBOCE : Compañía Boliviana de Cemento

• EM

• : Empresa Misicuni

: Compañía Minera del Sur

: Compañía Minera Colquiri

: Empresa Minera Inti Raymi S.A.

: Empresa Minera San Cristobal

• CNDC : Comité Nacional de Despacho de Carga

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