Propuesta tecnica ante la crisis eléctrica regional para el Municipio Andres Bello de San Jose de Barlovento, a ser realizada en 12 meses con resultados parciales cada 3 meses

PROPUESTA PARA MEJORAR LA CONFIABILIDAD Y CALIDAD DEL SERVICIO ELÉCTRICO DEL SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN ELÉCTRICO EN EL MUNICIPIO ANDRÉS BELLO EN SAN JOSÉ DE BARLOVENTO.

1.      PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA.

El servicio eléctrico en la región de San José de Barlovento, San José de Río Chico y sus alrededores, es poco confiable y la calidad de los parámetros eléctricos básicos como voltaje, capacidad de suministro de potencia activa (Vatios) y reactiva (Vars) es baja comparado a los standards mundiales. Por iniciativa de la alcaldía de San José de Barlovento, se me ha solicitado mi opinión técnica para identificar las causas e implementar soluciones a esta situación dentro de parámetros económicos razonables y en el menor tiempo posible.

2.      CAUSAS DEL PROBLEMA Y SOLUCIONES PROPUESTAS.

Básicamente, las causas de la baja confiabilidad y estabilidad del sistema de distribución eléctrico  son las siguientes:

2.1     Altas perdidas y bajos niveles de tensión en los circuitos alimentadores debido a la falta de soporte reactivo y exceso de potencia reactiva transmitida por los alimentadores de media tensión y los transformadores de potencia.

Solución: Instalación de aproximadamente 5 o 6 bancos de condensadores de 1200 kVAR cada uno  por circuito de 13.8kV, y dos bancos de 1200 kVar en cada subestación a 13.8kV. Esta medida aumentaría la capacidad de transmisión de potencia activa por los conductores en una cuarta parte aproximadamente en condiciones normales de operación, aumentando los niveles de tensión y mejorando el factor de potencia a lo largo de los circuitos. También ayudaría a mejorar la estabilidad de voltaje del sistema eléctrico nacional. Además, aumentaría la capacidad de transmisión de potencia reactiva por los conductores de las lineas de transmisión a niveles suficiente para elevar los valores de  voltaje en las subestaciones de distribución en caso de inestabilidad de tensión o colapso de voltaje. La instalación de bancos de condensadores cerca de las cargas de consume logra aumentar la capacidad de transmisión de POTENCIA ACTIVA y POTENCIA REACTIVA a través de los conductores. El aumento de potencia activa beneficia la operación normal del sistema. El aumento de potencia reactiva es usado SOLO durante colapsos de voltaje en las barras de las subestaciones de transmisión y distribución, logrando elevar de nuevo los valores de tensión.

2.2     Utilización de conductor desnudo con deficiente protección contra descargas atmosféricas y contactos vegetal y animal.

Solución: Instalación de cable de guarda sobre extensiones de 1.5 metros colocadas en la punta de cada poste. Aterrar el cable de guarda cada 2 postes y mantener un valor menor de 25 ohmnios en cada puesta a tierra.  Se refiere a los conductores vivos, de fase recubiertos. Los cables de guarda son guayas,  desnudos, sin recubierta y están conectados a tierra cada 2 postes para descargar la energía de las descargas atmosféricas a tierra (20.000 Amperios a 100 kV o más) Instalar lineas compactas (conductores recubiertos espaciados como en el anexo) en los nuevos circuitos e ir cambiando progresivamente la configuración tipo cruceta hacia linea compacta en los circuitos actuales. Los conductores recubiertos aumentaran la Resistencia a tierra al ocurrir cualquier corto circuito temporal, como al ser tocados por ramas o animales, reduciendo la corriente de falla y evitando que disparen las protecciones de falla permanente a tierra. Los separadores logran retener y acercar las 3 fases, lo cual reduce la impedancia del circuito en una cuarta parte, reduciendo las perdidas y aumentando la capacidad de transmisión del circuito. Las lineas compactas vienen equipadas con cable de guarda de gran Resistencia, lo cual les permite operar , incluso cuando ramas o arboles pequeños caen sobre la linea. Además, al tener una superficie de exposición a los rayos menor, la probabilidad de ser impactados por descargas atmosféricas sera mucho menor.

Primera etapa: Colocar cables de guarda sobre los circuitos alimentadores de distribución troncales mas importantes, complementados con pararrayos cada 4 postes con firmes tomas a tierra menores de 25 ohmnios. Ver figura.

Segunda Etapa: Instalar conductores espaciados en nuevos circuitos e ir reemplazando la configuración en cruceta arriba por espaciadores con cable de guarda implementado. Ver figura anexa.

2.3     Diseño inapropiado sin seccionamiento intermedio ni conexión automática normalmente abierta con otros circuitos, de los circuitos alimentadores tipo radial largo de media tensión a 13.8 kV.

Solución: Seccionar los tramos de los alimentadores en 2 o 3 partes con reconectadores automáticos normalmente cerrados que se abrirían en caso de fallas “aguas abajo”a fin de “aislar” y reducir a su mínima expresión la sección fallada del alimentador. Conectar la cola de los ramales mas importantes a 13.8 a otros circuitos mediante reconectadores automáticos  normalmente abiertos que se cerrarían en caso de tener que alimentar a la parte final del circuito fallado.

Instalación de reconectadores aéreos

Operación de reconectadores para aislar la sección fallada y mantener el servicio eléctrico operativo para el resto de los clientes conectados al circuito. Sección intermedia fallada. Se conectaría con otro circuito a través del reconectador NORMALMENTE ABIERTO, no mostrado, instalado al final del circuito. Ver diagrama abajo.

Operación de reconectadores para aislar la sección fallada y mantener el servicio eléctrico operativo para el resto de los clientes conectados al circuito. Sección final fallada. Se conectaría con otro circuito a través del reconectador NORMALMENTE ABIERTO, no mostrado, instalado al final del circuito. Ver diagrama abajo.

2.4     Poca confiabilidad y estabilidad del sistema interconectado venezolano al cual se encuentra conectado el sistema de distribución del municipio Andrés Bello.

Solución: Instalación de Fuentes de generación eléctrica independiente, tipo paneles solares fotovoltaicos con convertidos CC/CA y baterías, a ser instalados en los techos de los hospitales, alcaldía escuelas y otros edificios públicos, además del alumbrado publico, a fin de garantizar la continuidad del servicio en estos edificios y servicios durante discontinuidad del suministro eléctrico del sistema interconectado (ver anexo). Cada panel ya instalado  mide 1,5 metros cuadrados y proporciona como promedio 200 vatios. Para un edificio de alto consumo (15 kW-h) como la alcaldía o el hospital, se necesitarían 75 paneles de 200 vatios c/u, los cuales ocuparían un área de 110 metros cuadrados, con la ventaja de que no necesitan combustible ni mantenimiento. Edificios mas pequeños necesitarían menos paneles.El costo inicial de los paneles es mas de 2 veces el equivalente en generadores Diesel, pero la inversión se pagaría totalmente a los 8 anos, debido a los costos de operación cercanos a cero, y la confiabilidad casi perfecta que garantizarían.


Jose Luis Vivas, PhD, P.E.
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Dr. Jose Luis Vivas
Manager of Electrical Engineering
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