Calculo de Iluminacion Del 2009
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122
3er Informe Parcial
Estudio de Costos del Valor Agregado de Distribucin (VAD) Sector Tpico 4
(Regulacin de las Tarifas de Distribucin Elctrica 2009)
Organismo Supervisor de la Inversin en Energa y Minera - OSINERGMIN
Gerencia Adjunta de Regulacin Tarifaria GART
Divisin de Distribucin Elctrica
Grupo DISTRILUZ
Empresa de Distribucin Elctrica Electrocentro
Lima Per
Mayo, 2009
I N D I C E
41.RESUMEN EJECUTIVO
41.1.OBJETIVO
41.2.ANTECEDENTES
61.3.ESTRUCTURACIN DE LA EMPRESA MODELO
131.4.CLCULO DE LAS TARIFAS EN DISTRIBUCIN
151.5.CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
192.RECOPILACIN DE INFORMACIN DE LA EMPRESA REAL
203.Metodologa y Resultados de la Estructuracin de la Empresa Modelo Eficiente
203.1.Caracterizacin del Mercado Elctrico.
203.1.1.Introduccin
203.1.2.Informacin Base
233.1.3.DETERMINACIN DE LA DEMANDA UTILIZADA PARA LA ZONIFICACIN POR DENSIDAD DE CARGA DEL MERCADO.
243.1.4.ZONIFICACIN POR RANGOS DE DENSIDAD DE CARGA
323.1.5.CARACTERSTICAS DEL MERCADO ELCTRICO
403.1.6.DETERMINACIN DE LA DEMANDA TPICA DE LOS CLIENTES SEGN ZONA DE UBICACIN
433.1.7.PRONSTICO DE EVOLUCIN DE LA DEMANDA
453.2.DEFINICIN DE LA TECNOLOGA ADAPTADA
453.2.1.Introduccin
453.2.2.Normas
463.2.3.Redes Areas de Media Tensin
523.2.4.REDES AREAS DE BAJA TENSIN
573.2.5.Seleccin del Nivel de Tensin para Media Tensin
603.2.6.Resultados Obtenidos de la Tecnologa Adaptada
623.3.DISEO DE LAS INSTALACIONES ELCTRICAS
623.3.1.INTRODUCCIN
623.3.2.Normas
633.3.3.DISEO DE LAS INSTALACIONES EN MEDIA TENSIN
1163.3.4.Diseo de las Instalaciones en Baja Tensin
1193.3.5.Diseo de las Instalaciones de Alumbrado Pblico
1253.4.DETERMINACIN DE LOS COSTOS ESTNDAR DE INVERSIN DE LAS INSTALACIONES ELCTRICAS.
1253.4.1.INTRODUCCIN
1263.4.2.COMPONENTES BSICOS DE LOS COSTOS DE INVERSIN.
1303.4.3.Costos Unitarios de Inversin.
1383.5.OPTIMIZACIN TCNICA ECONMICA DE LAS INSTALACIONES ELCTRICAS.
1383.5.1.INSTALACIONES DE MEDIA TENSIN.
1423.5.2.INSTALACIONES DE BAJA TENSIN
1833.5.3.Instalaciones de Alumbrado Pblico
1853.5.4.Comparacin entre el Sistema Elctrico Existente y el Sistema Elctrico Modelo Adaptado. VNR adaptado.
1873.6.Optimizacin de las Instalaciones no Elctricas
1883.7.Estndar de Calidad de Servicio.
1883.7.1.Calidad del Producto.
1903.7.2.Calidad del Suministro Elctrico.
1933.7.3.Calidad del Servicio de Alumbrado pblico.
1963.8.DETERMINACIN DE PRDIDAS ESTNDAR
1963.8.1.Prdidas Estndar Tcnicas o Fsicas
1963.8.1.1.Clculo de Prdidas Tcnicas en la Media Tensin del sistema elctrico Modelo
1983.8.1.2.Clculo de las prdidas estndar en Baja Tensin del sistema elctrico Modelo
1993.8.1.3.Clculo de Prdidas Tcnicas en Aisladores.
2033.8.1.4.Prdidas en Medidores.
2063.8.1.5.Prdidas en Acometidas - BT.
2093.8.2.Prdidas No Tcnicas o Comerciales.
2093.8.3.Balance de Potencia y Energa
2123.9.OPTIMIZACIN DE LOS COSTOS DE OPERACIN Y MANTENIMIENTO TCNICO
2123.9.1.COSTOS DE EXPLOTACIN TCNICA
2123.9.1.1.ELEMENTOS PRINCIPALES DE COSTOS
2123.9.1.1.1.CONTRATISTAS
2123.9.1.1.2.HORAS MAQUINA
2133.9.1.2.DETERMINACIN DE COSTOS DIRECTOS DE OPERACIN Y MANTENIMIENTO
2133.9.1.2.1.METODOLOGA
2143.9.1.2.2.DETERMINACIN DE ACTIVIDADES
2143.9.1.2.3.EVALUACIN DE ALTERNATIVAS
2143.9.1.2.4.RESULTADOS
2153.9.1.2.5.COMPARACIN COYM ETAPA II vs ETAPA III.
2153.9.1.3.ACTIVIDADES ESTNDAR DE OPERACIN Y MANTENIMIENTO
2153.9.1.3.1.DETERMINACIN DE ACTIVIDADES DE OPERACIN
2173.9.1.3.2.DETERMINACIN DE LAS ACTIVIDADES DE MANTENIMIENTO
2283.9.2.COSTOS DE GESTIN COMERCIAL, OPERACIONAL
2333.9.3.OPTIMIZACIN DE LOS COSTOS INDIRECTOS
2343.9.4.OPTIMIZACIN DE LOS COSTOS ADICIONALES DE EXPLOTACIN
2343.9.5.RESULTADOS DE COYM TOTALES
2353.9.6.FORMATOS D
2364.CLCULO DE LAS TARIFAS EN DISTRIBUCIN
2364.1.Costo Fijo
2394.2.Valor Agregado de Distribucin MT (VADMT), SED (VADSED), BT (VADBT)
2394.3.Prdidas Estndar de Distribucin en Potencia y Energa
2404.4.Factor de Economa de Escala
2404.5.Frmula de Reajuste
2435.CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
246ANEXOS
1. RESUMEN EJECUTIVO
1.1. OBJETIVO
Elaborar el Tercer Informe Parcial de los Estudios de Costos del Valor Agregado de Distribucin para el ST 4 Junn -Shelby Vicco Smelter, de acuerdo a los Trminos de Referencia con la inclusin de los siguientes puntos:
Recopilacin de la informacin comercial y econmico-financiera al 31 de diciembre 2008 de Empresa real completo y revisin 1, 2 y 3 (IV Trimestre 2008). Verificacin de la estructuracin de la empresa modelo;
Resultados parciales de la estructuracin de la empresa modelo (caracterizacin del mercado, definicin del tipo de red, definicin de tecnologas adaptadas, costos unitarios estndar de inversin y de operacin y mantenimiento, determinacin de las prdidas estndar, optimizacin tcnica y econmica del Sistema Elctrico y la optimizacin de los cotos de operacin y mantenimiento, optimizacin de los costos de gestin comercial, optimizacin de costos indirectos).
Presentacin de los resultados (Cargo Fijo, VAD de media tensin, VAD de baja tensin, prdidas estndar, factor de economa de escala, frmulas de reajuste tarifario)
1.2. ANTECEDENTES
La LCE y el RLCE del Per establecen que el Valor Agregado de Distribucin (VAD), componente de las tarifas elctricas a usuarios finales, debe ser establecido cada cuatro aos por la Gerencia Adjunta de Regulacin Tarifaria del organismo Supervisor de la Inversin en Energa y Minera, en adelante OSINERGMIN GART.
El OSINERGMIN estableci Valores Agregados de Distribucin a partir del 1 de noviembre de 2005 y en consecuencia a partir del 1 de noviembre de 2009 se requiere establecer nuevos valores, asimismo realizar estudios para establecer la Tarifa elctrica rural (VAD Rural) aplicables a los Sistemas Elctricos Rurales, de acuerdo a lo establecido en la ley General de Electrificacin Rural y su Reglamento.
En forma previa a que el OSINERGMIN establezca el VAD, la LCE seala que los concesionarios de distribucin encargarn los Estudios del VAD a empresas consultoras precalificadas por el OSINERGMIN, entidad que elaborar los Trminos de Referencia de los Estudios, supervisar su avance y comunicar sus observaciones a los concesionarios una vez recibidos los informes correspondientes las cuales debern ser absueltas en un plazo mximo de 10 das.
El sector de distribucin tpico 4 establecido como representativo por OSINERGMIN para ese tipo de sistemas elctricos, es el sistema elctrico de Junn -Shelby Vicco - Smelter perteneciente a la empresa Electrocentro S.A., la que ha contratado a la empresa Desarrollo con Ingeniera Contratistas Generales S.A. para el desarrollo del Estudio de Costos del VAD correspondiente al ST 4.
Los TDR del estudio establecen que se deben presentar, durante el desarrollo del estudio, tres informes parciales y un informe final.
El presente informe es el Tercer Informe Parcial del Estudio de Costos del VAD para el ST 4, teniendo como empresa modelo los sistemas elctricos Junn -Shelby Vicco - Smelter.
Los TDR establecen que para el desarrollo del Estudio de Costos del Valor Agregado de Distribucin (VAD) para el proceso de Regulacin de Tarifas de Distribucin Elctrica 2009, debe comprender las siguientes etapas:
Recopilacin de la informacin tcnica, comercial y econmica del funcionamiento de la Empresa Real y del sistema elctrico seleccionado como modelo para el sector tpico. La misma se presenta en los Formatos A del Anexo 1 de los TDR.
Validacin y Revisin de los datos, antecedentes y las caractersticas bsicas de la Empresa Real y del Sistema Elctrico Modelo (correspondiente al Sector Tpico en estudio). Tambin llamada revisin 1. Revisin y Ajuste Inicial de los Costos de Explotacin, anlisis de la estructura de personal y de remuneraciones, servicios de terceros y dems costos de explotacin de la empresa concesionaria y de la empresa modelo. Tambin llamada revisin 2.
Creacin de la empresa modelo y determinacin de instalaciones y costos ptimos.
Clculo de las Tarifas de Distribucin Elctrica, que comprenden: Cargo Fijo, los Valores Agregados de Distribucin MT y BT, las prdidas estndar de distribucin en potencia y energa, los Factores de Economa de Escala y la frmula de reajuste.
De acuerdo a lo indicado en los mencionados TDR, este Tercer Informe Parcial presenta los resultados de la Etapa 2, 3 y 4 del estudio, descritas ateriormente.
1.3. ESTRUCTURACIN DE LA EMPRESA MODELO
Para determinar los valores asociados al costo de inversin se ha estructurado una empresa modelo eficiente capaz de prestar el servicio pblico de distribucin en la zona comprendida por el Sistema Elctrico Junn Shelby Vicco Smelter. Para la estructuracin de la empresa modelo se considerado los procedimientos establecido en los Trminos de Referencia del Osinergmin (TDR).
El Sistema Elctrico Modelo Junn Shelby Vicco Smelter, representativo para el ST 4, es un sistema elctrico de extensiones medianas y de bajos consumos, que alimenta de energa elctrica a zonas con predominante usuarios domsticos y escasos cargas productivas. As mismo el rea de influencia del sistema elctrico se encuentra a una altitud promedio de 4200 msnm, con un terreno plano con ligeras ondulacin y con ausencia de quebradas profundas.
El Sistema Elctrico Modelo atiende a 6285 clientes en baja tensin y 04 clientes en Media Tensin (a diciembre 2008), en un rea de influencia de aproximadamente de 81,15 kilmetros cuadrados con clima seco y temperatura media anual de 13C. En este sector predomina la actividad ganadera predominantemente para consumo propio y de subsistencia, lo que explica la alta pobreza de la zona.
En el modelamiento de la empresa se han tenido en consideracin las siguientes premisas:
La empresa modelo se ha diseado para prestar el servicio pblico de distribucin para una demanda actual y una demanda proyectada al ao horizonte (2013), atender a clientes regulados y clientes libres, para lo cual identificamos la infraestructura mnima requerida para cumplir tal fin, as mismo se reconoce las dimensiones del personal operativo y de apoyo a las dems actividades de la empresa.
Basados en los criterios de optimizacin tcnico econmico se ha efectuado una optima seleccin de los equipos y materiales con los que se obtienen las perdidas estndar de distribucin en potencia y energa, teniendo como limites los parmetros de calidad normados por Osinergmin a travs de las Normas Tcnicas de Calidad del Servicio Elctrico para el ST 4.
Basados en el diseo de un Sistema optimo y confiable se obtuvieron los costos estndar de inversin, operacin y mantenimiento asociados a la distribucin por unidad de potencia suministrada en el sistema elctrico modelo, teniendo en consideracin los costos asociados al diseo y la construccin de las obras, tanto directos como indirectos requeridos para las dimensiones del sistema elctrico modelo.
Finalmente, obtenido los costos estndar de inversin, los costos de operacin y mantenimiento asociados a la distribucin por unidad de potencia suministrada en el sistema elctrico modelo, se ha realizado el clculo de las tarifas de distribucin elctrica: cargo fijo, valores agregados de distribucin, prdidas estndar (tcnicas y comerciales), clculos de los factores de economa de escala y formula de reajuste.
Como resultados del presente Informe se han obtenido los siguientes resultados relevantes.
Caracterizacin del Sistema Elctrico Modelo;
En el Sistema Elctrico Modelo bajo estudio, se ha caracterizado por los bajos consumos medios mensuales de sus clientes y por la no existencia de clientes libres propios y basados a los anlisis de los consumos unitarios de cada uno de los clientes se ha encontrado que las cargas domesticas estn divididas entre:
1.Disperso (rural)
:60% del rea de influencia y
2. Concentrado (urbano):40% del rea de influencia.
La alta ruralidad determina que los clientes predominantes sean domsticos; en la siguiente tabla se presenta un resumen de la cantidad de clientes y la energa total consumida por cada categora tarifaria:
Caractersticas del Mercado Elctrico
Opcin TarifariaNmero de ClientesVentas de EnergaAo 2008 MW.h% Incidencia N Clientes
Ventas en Media Tensin
MT200
MT3P153,8225%
MT3FP136,7525%
MT4P157,7525%
MT4FP14,0725%
Sub total MT4152,38100%
Ventas en Baja Tensin
BT2000%
BT3P000%
BT3FP000%
BT4P000%
BT4FP441,610,07%
BT5C (1) 0208,120,00%
BT5A00,000,00%
BT5B54231858,3689,61%
BT5NR625773,0910,33%
BT6NR (2)00,000%
BT700,000%
Sub total BT60522881,18100%
TOTAL60563033,56100%
La cantidad de clientes para el Mercado Elctrico se ha considerado el promedio de clientes del ao base 2008.
De los anlisis efectuados se ha obtenido la demanda tpica de cada cliente, considerando el promedio ponderado para cada zona son los que se indican a continuacin:
Identificacin de ZonaPotencia Mx. (kW)-1Potencia Mx. (kW)-3
Zona concentrada (Urbano)0,216,156
Zona dispersa (Rural)0,12--
Se puede apreciar bajos consumos del sector domestico y que no existen clientes libres y solo se cuenta con 04 clientes de media tensin de un total de 6 056 clientes a diciembre del 2008.
Definicin de la Tecnologa Adaptada;
De los anlisis tcnico econmico realizados se han determinado las tecnologas eficientes para las redes de Media tensin y Baja Tensin, Subestaciones de MT/BT y redes de Alumbrado Pblico, para lo cual se hicieron comparaciones tcnicas econmicas de las distintas alternativas y se calculo la anualidad de inversin en base a precios unitarios, empleando una taza de actualizacin del 12% sugerida por la ley de concesiones elctricas y y una vida til del equipo sugerido por los fabricantes.
Los resultados obtenidos se resumen en la seleccin de los siguientes equipos para nuestro sistema elctrico modelo:
Media Tensin:
Postes de CAC, de 12m/3000N y 12m/2000N. Conductores de Aleacin de Aluminio tipo AAAC, de secciones 16 mm2 (para el neutro) y 25 mm2 (para las fases).
Aisladores de Porcelana.
Baja Tensin:
Postes de CAC de 8m/3000N y 8m/2000N Conductores Autoportantes de Aluminio de secciones 16 y 25 mm2 para el servicio particular, con portante de 25 mm2.
Subestaciones MT/BT:
Biposte: sobre poste de concreto, trifsicas de hasta 75 KVA.
Monopostes: sobre estructuras de concreto, monofsicas de 5, 10, 15, 25, 37.5, y 50 KVA.
Biposte: sobre poste de concreto, trifsicas desde 75 KVA.
Alumbrado Pblico:
Pastoral de Acero Galvanizado, de 1,5 m x 1.5 de dimetro.
Conductores Autoportantes de Aluminio de seccin 16 mm2 para alumbrado pblico con portante de 25 mm2.
Lmparas de Vapor de Sodio de 70 W de potencia para la zona concentrada (urbana).
Lmparas de Vapor de Sodio de 50 W de potencia para la zona dispersa (rural).
Determinacin de los Costos de Inversin;
El procedimiento para la determinacin de los costos de inversin se inicio con la seleccin de los armados tpicos, tanto en redes de MT como en BT, basados en la definicin de las opciones tecnolgicas, se costean los distintos componentes del sistema de distribucin adaptada a la demanda.
Para la determinacin de los costos estndar de las instalaciones se realizo el anlisis de los siguientes componentes:
Costo de materiales y equipos (determinado por rdenes de compra de obras ejecutadas en el periodo 2007-2008).
Costo de mano de obra vigente a la fecha.
Costo de transporte y equipos.
Valorizacin de los armados de construccin, considerando la cantidad de materiales, recursos (rendimientos, horas hombre y horas mquina), costos indirectos del contratista.
Costos indirectos de la empresa (costos stock, ingeniera del proyecto y recepcin, costos generales e inters intercalario).
Costo De Mano De ObraDescripcin(US$/h-h)
Capataz6.54
Operario5.45
Oficial4.86
Pen4.40
Nota: Incluye 25% del Costo del Contratista
Costo De Transporte y EquiposDescripcinUS$/h-m
Camioneta8.61
Camn 4 Tn9.17
Camn 10 Tn11.94
Gra chica 2.5 Tn17.98
Gra Grande 9.5 Tn21.05
Costo del Stock: 6.81% del costo de materiales.
Ingeniera y Recepcin de Proyecto: 11.17% del Costo Directo de la Obra.Gastos Generales: 6% del costo de Obra, ms los costos de Ingeniera y Recepcin del proyecto.
Intereses Intercalarios: Se adopta el valor de 2.5% sobre el costo de Obra, ms los costos de Ingeniera y Recepcin del Proyecto y los Gastos.Con los anlisis antes establecidos, el costo de inversin obtenido para nuestro Sistema Elctrico Modelo es:
Determinacin de la Prdidas estndar de Potencia y Energia;
Los niveles de prdidas tcnicas obtenidas como resultado de la optimizacin del Sistema Elctrico Modelo estn dados por los siguientes valores:
temUbicacinAT- MTPrdidas de Potencia (%)Prdidas de Energa (%)
1Lneas PrimariasMT0,860%0,73%
2AisladoresMT1,05%0,89%
PERDIDAS TOTALES EN MT1,91%1,62%
3TransformadoresMT/BT2,74%2,04%
4Redes SecundariasBT2,57%1,91%
5AcometidasBT0,07%0,05%
6MedidoresBT3,06%2,28%
7No Tcnicas2,00%2,00%
PERDIDAS TOTALES EN BT10,44%8,28%
Determinacin del Costo de Operacin y Mantenimiento;
El modelamiento de los costos de operacin y mantenimiento se efectu en base a actividades estndares de operacin y mantenimiento de la red, donde se establecieron los criterios de mantenimiento para empresas rurales con baja densidad de carga en climas secos y con temperaturas promedio anuales del orden de 13C, similares a nuestra empresa modelo.
Los resultados de los costos unitarios de mantenimiento por tipo de componente son los mostrados en el cuadro siguiente.
ndices de Costos Unitarios de Operacin y Mantenimiento
SistemaUnidadesINDICES
US$/und
Media Tensinkm168.85
Baja Tensinkm130.12
SubestacionesS.E.102.77
Alumbrado PblicoPtos5.32
Determinacin del Costo Total de Operacin y Mantenimiento
Se presenta el resultado de costos de operacin y mantenimiento directos y la asignacin de costos indirectos, as como los costos fijos asociados al usuario de acuerdo al siguiente cuadro:
1.4. CLCULO DE LAS TARIFAS EN DISTRIBUCIN
Cargo Fijo
En el siguiente cuadro se muestra los resultados para las opciones tarifarias distintas al prepago:
CFECFSCFH (*)CFEAP (*)CFECO (*)Total Promedio
CCCL (Costo Comercial de atencin al Cliente)(US$/ao)51,488 169.05 - - - 51,657
NCL (Nmero de Clientes)(Clientes)6,281 8.00 - - - 6,289
CARGO FIJO MENSUAL(US$/cliente)0.6831.7610.684
(*) El Sistema Modelo no cuenta con clientes en estas opciones tarifarias
En el siguiente cuadro se muestra los resultados para opcin tarifaria prepago.
Tecnologa de RecargaS/./ usuario - mes
Tarjetas1.871
Valor Agregado de Distribucin
DescripcinUnidadMTSEDBT
Valor Nuevo de Reemplazomiles US$958.97222.841,183.73
Anualidad del VNR (Inversin)miles US$119.0527.66146.95
Costo Anual de Operacin y Mantenimientomiles US$71.0637.2193.38
Total Costo Anualmiles US$190.1164.87240.33
DemandakW1,658.131,027.641,027.64
Nmero de ClientesUnidad
Valor Agregado de Distribucin
InversinUS$/kW-mes5.982.2411.92
Operacin y MantenimientoUS$/kW-mes3.573.027.57
TotalUS$/kW-mes9.555.2619.49
Prdidas Estndar de Distribucin en Energa y PotenciaA continuacin se muestran los resultados alcanzados.
temUbicacinAT- MTPrdidas de Potencia (%)Prdidas de Energa (%)
1Lneas PrimariasMT0,860%0,73%
2AisladoresMT1,05%0,89%
PERDIDAS TOTALES EN MT1,91%1,62%
3TransformadoresMT/BT2,74%2,04%
4Redes SecundariasBT2,57%1,91%
5AcometidasBT0,07%0,05%
6MedidoresBT3,06%2,28%
7No Tcnicas2,00%2,00%
PERDIDAS TOTALES EN BT10,44%8,28%
Resumen:
Nivel de TensinTipoEnerga(*)Potencia(*)
Media TensinTcnica1.62%1.91%
No Tcnica0.00%0.00%
Total1.62%1.91%
Baja TensinTcnica6.28%8.44%
No Tcnica2.00%2.00%
Total8.28%10.44%
(*) Porcentajes referidos al ingreso en cada nivel de tensin
Factor de Economa de Escala
A continuacin se muestran los resultados alcanzados.PerodoVADMTVADBTCargo Fijo
Noviembre 2009 - Octubre 2010 1.0000 1.0000 1.0000
Noviembre 2010 - Octubre 2011 0.9801 0.9808 0.9918
Noviembre 2011 - Octubre 2012 0.9607 0.9621 0.9838
Noviembre 2012 - Octubre 2013 0.9418 0.9439 0.9684
Frmulas de Reajuste
Los resultados de los factores de indexacin son los siguientes:
1.5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
El Sistema Elctrico Modelo para el ST04, ha sido caracterizado de acuerdo a los anlisis de densidad de carga, en dos zonas, concentrada y dispersa.
El 60 % del SEM pertenece a la zona dispersa, caracterizada por localidades predominantemente rurales.
La zona concentrada presenta catastros definidos el los que es posible hacer un anlisis del catastro.
La Tecnologa adaptada, para Redes Areas de MT: postes de concreto, aisladores de porcelana y conductores de aleacin de aluminio o similar. Para Redes Areas de BT: postes de concreto y cable autoportante de aluminio.
Subestaciones de distribucin MT/BT para zona concentrada (urbanas): Areas trifsicas biposte sobre postes y barbotantes de concreto para potencias superiores a 50 kVA.
Subestaciones de distribucin MT/BT para zonas concentradas (urbanas) y dispersas (rurales): Areas monofsicas monoposte sobre postes y barbotantes de concreto para potencias iguales e inferiores a 50 kVA.
Para Alumbrado Pblico en zona Concentrado (urbano): se emplearan postes de concreto, compartido con las redes de servicio particular, pastorales metlicos de 1,5x1,5 m de longitud y lmparas de vapor de sodio de 70 W, con vanos optimizados de 45 m.
Para Alumbrado Pblico en zona Dispersa (rural): se emplearan postes de concreto, compartido con las redes de servicio particular, pastorales metlicos de 1,5x1,5 m de longitud y lmparas de vapor de sodio de 50 W, con vanos optimizados de 70 m.
El Voltaje y tipo de conexin elegido en Media Tensin es de 13,2 kV/7,62kV, con un conexionado de estrella con neutro corrido.
El Voltaje y tipo de conexin elegido en Baja Tensin es de 380-220V para la zona concentrada (Urbano) y 440-220V para la zona Rural (dispersa).
Los costos unitarios de recursos como mano de obra fueron calculados adicionando un 5% por equipos y herramientas alas tasas horarias de la Cmara Peruana de la Construccin. (Febrero 2009).
Las redes de baja tensin del SEM Adaptado estn constituidas por conductores auto portantes de aluminio con el portante como neutro del sistema. Del proceso de optimizacin de las redes BT del SEM, para la zona concentrada se ha determinado un parque de transformadores de 50kV monofsico (7.62/0.44-0.23) y ocho transformadores de 75 kW trifsicos (13.2/0.44-0.23).
Del proceso de optimizacin de las zonas dispersa, se tienen un total de cincuenta subestaciones de distribucin con potencias desde 5 kVA hasta 37.5.
Para la optimizacin del servicio de alumbrado pblico se ha hecho uso de la metodologa del factor KALP (7,4) para las zonas concentrada y dispersa respectivamente. Las lmparas sern de vapor de sodio de 70 W y 50 W en general para el SEM.
El diseo de las redes Optimizadas mantienen los estndares de calidad del producto en todos los niveles de tensin tanto para MT y BT.
Se tienen ndices adecuados de prdidas, en MT, BT, acometidas y medidores.
Los costos de personal que contrata la concesionaria bajo la modalidad de intermediacin laboral estn muy por debajo del costo del personal propio de la concesionaria.
Los resultados de los costos unitarios de mantenimiento por tipo de componente son los mostrados en el cuadro siguiente:
Costos Unitarios de Operacin y Mantenimiento
SistemaUnidadesINDICES
US$/und
Media Tensinkm168.85
Baja Tensinkm130.12
SubestacionesS.E.102.77
Alumbrado PblicoPtos5.32
Se obtuvieron valores de tarifas ms altos que los vigentes sin embargo son adecuados comparados con los valores obtenidos por el consultor de empresas del VAD en Chile para un sector tpico similar en la reciente fijacin de tarifas de distribucin de noviembre de 2008. Similar en topologa pero con consumos y demandas ms altos. Apreciamos que los valores obtenidos en Per son ms bajos para el caso de cargo Fijo y ms altos en el VAD. Consultor VAD 2009 PERUConsultor VAD 2008 CHILEDiferencia PERU/CHILE
CFE0.682.15-68.2%
CFS1.763.28-46.3%
VAD MT9.558.739.4%
VAD BT19.4914.5134.3%
2. RECOPILACIN DE INFORMACIN DE LA EMPRESA REAL
Luego de recepcionada la informacin actualizada al 31 de diciembre de 2008, se procedi a su revisin con el objeto de verificar si no haba mayor diferencia con la proyeccin efectuada por el consultor con los datos a noviembre 2008, entregados por Electrocentro S.A en Enero 2009. Las diferencias encontradas no son muy significativas. Sin embargo se efectuaron las pertinentes correcciones en los formatos respectivos de la fase Revisin 2 Validacin y revisin de antecedentes denominados con el prefijo B.
En los Formatos C, se verific no haber mayor incidencia, no obstante haber sido elaborado con datos del consultor. Se efectuaron correcciones sobre los ingresos, en los Formatos, que correspondiera hacerlo.
En los Anexos 1, 2 y 3 se presentan los Formatos A, B y C.
3. Metodologa y Resultados de la Estructuracin de la Empresa Modelo Eficiente
3.1. Caracterizacin del Mercado Elctrico.
3.1.1. Introduccin
A continuacin se presenta la metodologa seguida por el consultor para caracterizar el mercado elctrico de la empresa modelo.
El objetivo de esta caracterizacin es definir las distintas tecnologas de redes de distribucin y recursos de gestin requeridos para el suministro de electricidad a los usuarios localizados en el rea atendida por la empresa. Para esto, el rea atendida por la empresa es desagregada en distintos grupos homogneos o clases de acuerdo a la densidad de demanda (kW/km2).
Posteriormente se definen para cada grupo las tecnologas ptimas para el desarrollo de la red de distribucin y los recursos de gestin necesarios para prestar un servicio eficiente.
Si bien son varios los factores que inciden en la definicin del sistema de distribucin, el factor empleado para caracterizar cada rea es la densidad de demanda por unidad de superficie (km2), de acuerdo con lo establecido en la resolucin OSINERG N 162-2006-OS/CD. La misma establece cinco clases o rangos de densidad de demanda, para cada Sector Tpico de Distribucin. En dicha resolucin no se aprecia una clasificacin adecuada, para la demanda del Sistema Elctrico Modelo, correspondiente al Sector Tpico 04, por tal razn el consultor luego a de haber hecho un anlisis de la distribucin de la carga, en la empresa modelo, ha determinado, clasificar el sistema elctrico modelo en dos clases o rangos de densidad de demanda, siendo los siguientes:
1. Disperso, (Urbano rural y Rural).
2. Concentrado.
3.1.2. Informacin Base
La informacin utilizada fue la proporcionada por la empresa de servicio pblico de electricidad Electrocentro S.A. dicha informacin se detalla a continuacin.
Identificacin de todos los clientes servidos, incluyendo coordenadas geogrficas, categoras tarifarias, consumos del ao 2008.
Identificacin de todas las SED, alimentadores MT y estaciones transformadoras AT/MT.
Caractersticas de la demanda los cuales son factor de carga y coincidencia de cada categora tarifaria.
Niveles de prdidas tcnicas y comerciales
Los factores de carga y los factores de prdidas utilizados por el consultor por el Consultor VAD, se basa en la informacin entregada por la empresa Electrocentro S.A.
Referente a los diagramas de carga, por centro de transformacin (Shelby Vicco, Smelter, Junn), del da de mxima demanda es posible hallar para el Sistema Elctrico Modelo, el Factor de Carga correspondiente.
Mxima demanda ao 2008
Da de Mx. Demanda.1 255,029-09-08 19:30
2008
Factor de Carga - Da Max. Demanda:0,48
El factor de prdidas fue hallado con la siguiente expresin matemtica desarrollada por Buller y Woodrow la cual la relaciona el factor de prdida con el Factor de Carga.
En la siguiente tabla se presenta un resumen de la cantidad de clientes y la energa total consumida por cada categora tarifaria :
Caractersticas del Mercado Elctrico
Opcin TarifariaNmero de ClientesVentas de EnergaAo 2008 MW.h% Incidencia N Clientes
Ventas en Media Tensin
MT200
MT3P153,8225%
MT3FP136,7525%
MT4P157,7525%
MT4FP14,0725%
Sub total MT4152,38100%
Ventas en Baja Tensin
BT2000%
BT3P000%
BT3FP000%
BT4P000%
BT4FP441,610,07%
BT5C (1) 0208,120,00%
BT5A00,000,00%
BT5B54231858,3689,61%
BT5NR625773,0910,33%
BT6NR (2)00,000%
BT700,000%
Sub total BT60522881,18100%
TOTAL60563033,56
La cantidad de clientes para el Mercado Elctrico se ha considerado el promedio de clientes del ao base 2008La cantidad de clientes fue calculada como el promedio anual de clientes por categora. Para calcular estos valores promedio, se tom la cantidad de clientes por categora al final de cada mes durante el ao base (2008) y su sumatoria se dividi por doce.
Donde:
i: Meses del ao.
Los factores de coincidencia y contribucin a la punta del sistema elctrico modelo, se usaran preliminarmente los factores vigentes de la regulacin del 2005, definidos por OSINERGMIN.
Factores de Coincidencia- Sector 4
FCPPMT0.939
FCFPMT0.818
FCPPBT1.000
FCFPBT0.988
3.1.3. DETERMINACIN DE LA DEMANDA UTILIZADA PARA LA ZONIFICACIN POR DENSIDAD DE CARGA DEL MERCADO.
Para elaborar la zonificacin del mercado se tom como base la informacin suministrada por la empresa concesionaria con relacin a los siguientes parmetros de gestin:
Ventas de energa registradas para cada categora de usuarios durante el ao 2008.
Factores de carga obtenidos del anlisis de los diagramas de carga por sistema elctrico, fundamentalmente para la categora tarifaria BT5b.
Para caracterizar las distintas reas por densidad de demanda se utiliz la demanda simultnea con la mxima demanda en media tensin de cada usuario calculada a nivel de media tensin.
La demanda simultnea, calculada en el nivel de tensin correspondiente a cada usuario, se determin considerando su consumo anual de energa, el factor de carga y coincidencia obtenidas.
PUSU: Potencia coincidente del usuario i del nivel de tensin j con la mxima demanda en media tensin.
EUSU: Energa anual registrada para el usuario i del nivel de tensin j.
T: Categora tarifaria correspondiente al usuario i.
F coinc-MT: Factor de coincidencia de la categora tarifaria t con la mxima
demanda en media tensin.
F carga : Factor de carga de la categora tarifaria t.
H ao : Cantidad de horas del ao base.
Teniendo en cuenta que se dispone de la coordenadas x-y que permiten la georeferenciacin de cada usuario tanto en BT como en MT, se distribuy a nivel de usuario individual toda la demanda sobre el rea de concesin de la empresa.
Las demandas del alumbrado pblico (AP) se determinaron a partir de la informacin de la energa anual real registrada en cada SED y considerando el factor de carga de este servicio. De esta manera se obtuvo la carga mxima simultnea del AP en las coordenadas x-y de cada SED.
De esta manera esta manera se pudo realizar el proceso de zonificacin de la demanda del sistema elctrico modelo. Como se explica en los tems siguientes.
3.1.4. ZONIFICACIN POR RANGOS DE DENSIDAD DE CARGA
El factor empleado para caracterizar cada rea es la densidad de demanda por unidad de superficie (km2), de acuerdo con lo establecido en la resolucin OSINERG N 162-2006-OS/CD. La misma establece cinco clases o rangos de densidad de demanda, dichos rangos de carga no se adaptan a la realidad de la carga del Sistema Elctrico Modelo, con lo cual no es posible una clasificacin adecuada, para la demanda del Sistema Elctrico Modelo, correspondiente al Sector Tpico 04 , por tal razn el consultor luego a de haber hecho un anlisis de la distribucin de la carga, en la empresa modelo, ha determinado, clasificar el sistema elctrico modelo en dos clases o rangos de densidad de demanda, siendo los siguientes:
1. Disperso.
2. Concentrado
A continuacin se presenta el sustento metodolgico para la zonificacin del mercado elctrico.
3.1.4.1. Metodologa para Establecer la Densidad de Carga
Para determinar la densidad de carga sobre el rea en estudio, se ha determinado la densidad de carga correspondiente al rea que cobertura cada SED, teniendo en cuenta los siguientes parmetros:
Longitud de las Redes de Distribucin, pertenecientes a cada SED. La longitud total de las Redes por Subestacin de Distribucin fue calculada, con la informacin del VNR GIS, de las instalaciones existentes.
Nmero de Clientes servidos por cada SED.
Ancho de Va. En base a la informacin entregada por Electrocentro S.A. referente a la caracterizacin de Vas, se a calculado un ancho de va promedio para Junn, Shelby y Smelter.
Mxima demanda por Usuario. En base a las ventas de energa registradas para cada categora de usuarios durante el ao 2008, el factor de Carga y los factores de coincidencia, se ha calculado las Mximas demandas por Usuario.
Las demandas del alumbrado pblico (AP) se determinaron a partir de la informacin de la energa anual real registrada en cada SED y considerando el factor de carga de este servicio.
Obteniendo el siguiente cuadro.
temCdigoSEDCdigoSalida MTNCLIENTESLong. RED SP [m][m/Sum][kWh/SED]Anual[kW/SED]Mx. Pot. Coincidenterea[m2]Sistema Elctrico
01E414401A47057025283633255.0007.60837331Junin
02E414402A47057821762826043.0005.24233907Junin
03E414403A470510123862431579.0008.79438735Junin
04E414404A47056218262920791.0004.99728117Junin
05E414405A470511623552032484.0009.06139859Junin
06E414406A470517227121672645.00013.77049739Junin
07E414407A470516325441658266.00010.13046831Junin
08E414408A470516723481454782.67011.83344872Junin
09E414409A4705424631116761.0005.0129752Junin
10E414410A47051441292978393.00023.63929903Junin
11E414411A470518822351273682.00017.11245623Junin
12E414412A4705106721761923.00015.96119249Junin
13E414413A470516724391588163.00019.19045968Junin
14E414415A470512825862047382.0009.83943830Junin
15E414418A47056919692916014.0004.14430522Junin
16E414419A47067925403221940.0005.17438375Junin
17E414420A47069226652925665.0008.54541179Junin
18E414421A47068123542921198.0004.65036343Junin
19E414422A470614729722050613.30012.69550369Junin
20E414423A470615417521183972.00052.93936424Junin
21E414424A470613219221547428.00013.88036262Junin
22E414425A470615029121956691.00012.06949946Junin
23E414426A47066421483424378.0004.80532173Junin
24E414428A4706170266116212280.00020.53848935Junin
25E414430A47068621432566798.00014.09934320Junin
26E414431A470613827962065972.00011.38147348Junin
27E414432A47066924503624585.4005.75136299Junin
28E414452A4706211663791239.0000.39322050Junin
29E414453A4706231338581162.0000.33718360Junin
30E414454A4706402402605163.0001.03432828Junin
31E414455A470622811411436.0000.2293576Junin
32E414456A4706151390931540.0000.41618175Junin
33E414457A4706811031381024.0000.12614041Junin
34E414458A47061415131081599.0000.26119556Junin
35E414459A4706141912137788.2500.30924339Junin
36E414460A4706649883909.0000.1096572Junin
37E414461A47062220110364.0000.0662839Junin
38E414462A47063312104297.0000.1054049Junin
39E414463A470691382154698.0000.23217480Junin
40E414464A47062362181478.0000.2164540Junin
41E414465A470671020146845.0000.24412942Junin
42E414466-1A4706331243383989.0001.35218214Junin
43E414467-1A470629812283872.0000.71712643Junin
44E414468A4706632499409546.0002.05636290Junin
45E414469A4706541913356411.0001.71528352Junin
46E414470A47066721273214868.0004.00232223Junin
47E414471A4706561652305631.5001.73725428Junin
48E414472-1A470616867541123.0000.25312003Junin
49E414501A47071415591113829.0001.52020103Junin
50E414502A4707519539665.0000.2112836Junin
51E414503A47075744149845.0000.0929429Junin
52E414504A47071016791681775.0000.30821143Junin
53E414505A47072404202556.0000.1425043Junin
54E414506A4707322073338.0000.1052945Junin
55E414507A470714458331436.0000.3806892Junin
56E414508A4707271635614424.0001.33822324Junin
57E414509A4707161368863198.0000.61018020Junin
58E414510A470744931231109.0000.3016317Junin
59E419003A496312331912699999.00029.27350593Esmelter
60E419004A4963254450218155004.00042.79379427Esmelter
61E419005A4963153211814110393.00026.46740717Esmelter
62E419006A496310718781869771.00016.04633240Esmelter
63E419007A4962747451033569.0009.63116335Esmelter
64E419008A4962669721531718.0007.87918259Esmelter
65E419009A49628918482116714.0004.12131077Esmelter
66E419010A496210011611281751.70024.35223930Esmelter
67E419011A4962454661036110.0008.94110086Esmelter
68E419101A497124192313876758.19018.459134877Shelby
69E419104A49713812573311747.0002.53218880Shelby
70E419105A49718035034438353.00011.44750039Shelby
71E419107A49714416993921271.0006.86924783Shelby
72E419108A497112870475537386.0007.87697369Shelby
73E419109A49712163313013831.0001.06378074Shelby
74E419110A497113139653044280.00012.84060674Shelby
75E419111A4972930834821.0000.4114601Shelby
76E419112A497212031962731315.0006.87950352Shelby
77E419113A497219836791961084.00014.51163954Shelby
78E419114A49727520452719347.0004.53832034Shelby
79E419116A497215805541143.0000.41811159Shelby
80E419117A4972392683694331.0000.89636091Shelby
81E419118A4972221360623625.0000.69118518Shelby
82E419135A49728542680.0000.3427298Shelby
83E419136A4972920442270.0000.38525424Shelby
3.1.4.2. Procedimiento para la Determinacin de los rangos de densidad de carga
Con los resultados consignados en el cuadro anterior, se hizo un anlisis de las densidades de carga por SED, a fin de determinar los rangos lmites para cada zona (Dispersa y Concentrada), se ha reordenado en forma decreciente las densidades por SED, obteniendo el siguiente grfico.
La curva roja representa la lnea de tendencia ajustada a la distribucin de las demandas por SED, en la que se puede apreciar un punto en la que la funcin cambia de direccin, es decir pasa de ser convexa a cncava, dicho punto es denominado punto de inflexin.
Por lo tanto dicho punto demarcara, la separacin entre las zonas caracterizadas como dispersas o concentradas. El procedimiento para hallar dicho valor es el siguiente.
Y = f(x)
Si Y ^ Y' son derivables en "x", "x" es un:Punto de inflexinSi Y'' = 0y Y''' 0
Si:
Y=-0,005X3 + 0,899X2 50,24X + 1025
^ Y=0, entonces X1 = 61.16
Como:
Y(X1) 0; entonces X1 = 61.61; es un punto de Inflexin.
Por lo tanto:
Y(X1=61.16) = 194
Del anlisis anterior quedan determinados los rangos de para cada zona caracterstica.
ZonaRango de densidad
DispersaDe 0 a 194 kW/km2.
ConcentradaMs de 194 kW/km2.
Estos lmites para cada rango de carga, resultan apropiados de acuerdo a la experiencia del consultor, debido a que el mercado elctrico modelo para el Sector Tpico 04, se caracteriza por tener cargas concentradas con configuracin urbana, y urbano-rural, y cargas dispersas las cuales tienen caractersticas predominantemente rurales.
En base a los resultados obtenidos, se tiene la caracterizacin de cada una de las SED, de acuerdo al rango de densidad de carga al que pertenecen.
RESULTADOS DE LA CARACTERIZACIN DE LA CARGA DEL SISTEMA ELCTRICO MODELO POR SUBESTACIN DE DISTRIBUCIN
POR DENSIDAD DE CARGA
temCdigoSEDCdigoSalida MTNCLIENTESLong. RED SP [m][m/Sum][kWh/SED]Anual[kW/SED]Mx. Pot. Coincidenterea[m2]Densidad de Carga [kW/km2]Caracterizacinde la SEDSistema Elctrico
01E414401A47057025283633255.0007.60837331203.8ConcentradoJunn
02E414402A47057821762826043.0005.24233907154.6DispersoJunn
03E414403A470510123862431579.0008.79438735227.0ConcentradoJunn
04E414404A47056218262920791.0004.99728117177.7DispersoJunn
05E414405A470511623552032484.0009.06139859227.3ConcentradoJunn
06E414406A470517227121672645.00013.77049739276.8ConcentradoJunn
07E414407A470516325441658266.00010.13046831216.3ConcentradoJunn
08E414408A470516723481454782.67011.83344872263.7ConcentradoJunn
09E414409A4705424631116761.0005.0129752514.0ConcentradoJunn
10E414410A47051441292978393.00023.63929903790.5ConcentradoJunn
11E414411A470518822351273682.00017.11245623375.1ConcentradoJunn
12E414412A4705106721761923.00015.96119249829.2ConcentradoJunn
13E414413A470516724391588163.00019.19045968417.5ConcentradoJunn
14E414415A470512825862047382.0009.83943830224.5ConcentradoJunn
15E414418A47056919692916014.0004.14430522135.8DispersoJunn
16E414419A47067925403221940.0005.17438375134.8DispersoJunn
17E414420A47069226652925665.0008.54541179207.5ConcentradoJunn
18E414421A47068123542921198.0004.65036343128.0DispersoJunn
19E414422A470614729722050613.30012.69550369252.0ConcentradoJunn
20E414423A470615417521183972.00052.939364241453.4ConcentradoJunn
21E414424A470613219221547428.00013.88036262382.8ConcentradoJunn
22E414425A470615029121956691.00012.06949946241.6ConcentradoJunn
23E414426A47066421483424378.0004.80532173149.4DispersoJunn
24E414428A4706170266116212280.00020.53848935419.7ConcentradoJunn
25E414430A47068621432566798.00014.09934320410.8ConcentradoJunn
26E414431A470613827962065972.00011.38147348240.4ConcentradoJunn
27E414432A47066924503624585.4005.75136299158.4DispersoJunn
28E414452A4706211663791239.0000.3932205017.8DispersoJunn
29E414453A4706231338581162.0000.3371836018.4DispersoJunn
30E414454A4706402402605163.0001.0343282831.5DispersoJunn
31E414455A470622811411436.0000.229357664.0DispersoJunn
32E414456A4706151390931540.0000.4161817522.9DispersoJunn
33E414457A4706811031381024.0000.126140419.0DispersoJunn
34E414458A47061415131081599.0000.2611955613.3DispersoJunn
35E414459A4706141912137788.2500.3092433912.7DispersoJunn
36E414460A4706649883909.0000.109657216.6DispersoJunn
37E414461A47062220110364.0000.066283923.1DispersoJunn
38E414462A47063312104297.0000.105404926.0DispersoJunn
39E414463A470691382154698.0000.2321748013.3DispersoJunn
40E414464A47062362181478.0000.216454047.6DispersoJunn
41E414465A470671020146845.0000.2441294218.9DispersoJunn
42E414466-1A4706331243383989.0001.3521821474.2DispersoJunn
43E414467-1A470629812283872.0000.7171264356.7DispersoJunn
44E414468A4706632499409546.0002.0563629056.7DispersoJunn
45E414469A4706541913356411.0001.7152835260.5DispersoJunn
46E414470A47066721273214868.0004.00232223124.2DispersoJunn
47E414471A4706561652305631.5001.7372542868.3DispersoJunn
48E414472-1A470616867541123.0000.2531200321.0DispersoJunn
49E414501A47071415591113829.0001.5202010375.6DispersoJunn
50E414502A4707519539665.0000.211283674.2DispersoJunn
51E414503A47075744149845.0000.09294299.8DispersoJunn
52E414504A47071016791681775.0000.3082114314.6DispersoJunn
53E414505A47072404202556.0000.142504328.2DispersoJunn
54E414506A4707322073338.0000.105294535.6DispersoJunn
55E414507A470714458331436.0000.380689255.2DispersoJunn
56E414508A4707271635614424.0001.3382232460.0DispersoJunn
57E414509A4707161368863198.0000.6101802033.8DispersoJunn
58E414510A470744931231109.0000.301631747.6DispersoJunn
59E419003A496312331912699999.00029.27350593578.6ConcentradoEsmelter
60E419004A4963254450218155004.00042.79379427538.8ConcentradoEsmelter
61E419005A4963153211814110393.00026.46740717650.0ConcentradoEsmelter
62E419006A496310718781869771.00016.04633240482.7ConcentradoEsmelter
63E419007A4962747451033569.0009.63116335589.6ConcentradoEsmelter
64E419008A4962669721531718.0007.87918259431.5ConcentradoEsmelter
65E419009A49628918482116714.0004.12131077132.6DispersoEsmelter
66E419010A496210011611281751.70024.352239301017.6ConcentradoEsmelter
67E419011A4962454661036110.0008.94110086886.5ConcentradoEsmelter
68E419101A497124192313876758.19018.459134877205.3ConcentradoShelby
69E419104A49713812573311747.0002.53218880134.1DispersoShelby
70E419105A49718035034438353.00011.44750039228.8ConcentradoShelby
71E419107A49714416993921271.0006.86924783277.2ConcentradoShelby
72E419108A497112870475537386.0007.8769736980.9DispersoShelby
73E419109A49712163313013831.0001.0637807413.6DispersoShelby
74E419110A497113139653044280.00012.84060674211.6ConcentradoShelby
75E419111A4972930834821.0000.411460189.2DispersoShelby
76E419112A497212031962731315.0006.87950352136.6DispersoShelby
77E419113A497219836791961084.00014.51163954226.9ConcentradoShelby
78E419114A49727520452719347.0004.53832034141.7DispersoShelby
79E419116A497215805541143.0000.4181115937.4DispersoShelby
80E419117A4972392683694331.0000.8963609124.8DispersoShelby
81E419118A4972221360623625.0000.6911851837.3DispersoShelby
82E419135A49728542680.0000.342729846.9DispersoShelby
83E419136A4972920442270.0000.3852542415.1DispersoShelby
N de SED Concentrados3340%
N de SED Disperso5060%
En el Anexo VI tems 6.1-6.2 del presente informe se encuentran los mapas de densidades del SEM.
3.1.4.3. Anlisis de la Zona Dispersa
La zona dispersa se caracteriza desde el punto de vista de la densidad de carga por tener consumos bajos, sin embargo las configuraciones catastrales de las localidades presentan caractersticas diferenciadas.
Para el proceso de optimizacin de las redes BT, SED y MT, en la zona dispersa, es posible utilizar el mismo concepto y metodolgica de manera general para toda la zona caracterizada como dispersa
Sin embargo para la aplicacin de la tecnologa adoptada, es necesario diferenciar entre la zona dispersa con caractersticas urbano rurales, que presentan catastros definidos y la zona dispersa con caractersticas puramente rurales las cuales no presentan configuraciones urbanizadas.
Anlisis de la Zona Dispersa - Clasificacin por Localidad y Caractersticas Catastrales
Zona Dispersa
temCdigoSEDCdigoSalida MTNCLIENTES ExistentesLong. RED SP Existente[m]Sistema ElctricoCaracterizacinde la SEDUBICACIN DE LA SED (LOCALIDAD)CATEGORA POLTICA DE LA LOCALIDADTIPO DE CATASTROCaracterizacin por Zona de Ubicacin
01E414402A4705782176JunnDispersoJUNNDistritoDefinidoUrbano rural
02E414404A4705621826JunnDispersoJUNNDistritoDefinidoUrbano rural
03E414418A4705691969JunnDispersoJUNNDistritoDefinidoUrbano rural
04E414419A4706792540JunnDispersoJUNNDistritoDefinidoUrbano rural
05E414421A4706812354JunnDispersoJUNNDistritoDefinidoUrbano rural
06E414426A4706642148JunnDispersoJUNNDistritoDefinidoUrbano rural
07E414432A4706692450JunnDispersoJUNNDistritoDefinidoUrbano rural
08E414452A4706211663JunnDispersoHUARMIPUQUIOANEXONo definidoRural
09E414453A4706231338JunnDispersoHUARMIPUQUIOANEXONo definidoRural
10E414454A4706402402JunnDispersoSASICUCHOANEXONo definidoRural
11E414455A47062281JunnDispersoROMANCANCHAUNID. AGROPECUARIONo definidoRural
12E414456A4706151390JunnDispersoSASICUCHOANEXONo definidoRural
13E414457A470681103JunnDispersoPACCHAANEXONo definidoRural
14E414458A4706141513JunnDispersoPACCHAANEXONo definidoRural
15E414459A4706141912JunnDispersoPACCHAANEXONo definidoRural
16E414460A47066498JunnDispersoAUQUIVILCAUNID. AGROPECUARIONo definidoRural
17E414461A47062220JunnDispersoACOMAREAUNID. AGROPECUARIONo definidoRural
18E414462A47063312JunnDispersoINGAYAUNID. AGROPECUARIONo definidoRural
19E414463A470691382JunnDispersoCHARQUIHUASIUNID. AGROPECUARIONo definidoRural
20E414464A47062362JunnDispersoHUAYLACANCHAUNID. AGROPECUARIONo definidoRural
21E414465A470671020JunnDispersoQUIULLAMACHAYUNID. AGROPECUARIONo definidoRural
22E414466-1A4706331243JunnDispersoONDORESDistritoDefinidoUrbano rural
23E414467-1A470629812JunnDispersoONDORESDistritoDefinidoUrbano rural
24E414468A4706632499JunnDispersoONDORESDistritoDefinidoUrbano rural
25E414469A4706541913JunnDispersoONDORESDistritoDefinidoUrbano rural
26E414470A4706672127JunnDispersoONDORESDistritoDefinidoUrbano rural
27E414471A4706561652JunnDispersoONDORESDistritoDefinidoUrbano rural
28E414472-1A470616867JunnDispersoONDORESDistritoDefinidoUrbano rural
29E414501A4707141559JunnDispersoJUNNANEXONo definidoRural
30E414502A47075195JunnDispersoCALLAHUAYUNID. AGROPECUARIONo definidoRural
31E414503A47075744JunnDispersoCALLAHUAYUNID. AGROPECUARIONo definidoRural
32E414504A4707101679JunnDispersoHUCHCAHUAINUNID. AGROPECUARIONo definidoRural
33E414505A47072404JunnDispersoCALLAHUAYUNID. AGROPECUARIONo definidoRural
34E414506A47073220JunnDispersoUCOUNID. AGROPECUARIONo definidoRural
35E414507A470714458JunnDispersoUCOUNID. AGROPECUARIONo definidoRural
36E414508A4707271635JunnDispersoUCOUNID. AGROPECUARIONo definidoRural
37E414509A4707161368JunnDispersoSHACAYANUNID. AGROPECUARIONo definidoRural
38E414510A47074493JunnDispersoSHACAYANUNID. AGROPECUARIONo definidoRural
39E419009A4962891848EsmelterDispersoSAN PEDRO DE RACCODistritoDefinidoUrbano rural
40E419104A4971381257ShelbyDispersoVILLA DE PASCODistritoDefinidoUrbano rural
41E419108A49711287047ShelbyDispersoVILLA DE PASCODistritoDefinidoUrbano rural
42E419109A4971216331ShelbyDispersoVILLA DE PASCOPUEBLONo definidoRural
43E419111A49729308ShelbyDispersoCASA BLANCACASERONo definidoRural
44E419112A49721203196ShelbyDispersoVICCODistritoDefinidoUrbano rural
45E419114A4972752045ShelbyDispersoVICCODistritoDefinidoUrbano rural
46E419116A497215805ShelbyDispersoSAN PEDRO DE PARIUNID. AGROPECUARIONo definidoRural
47E419117A4972392683ShelbyDispersoSAN PEDRO DE PARIUNID. AGROPECUARIONo definidoRural
48E419118A4972221360ShelbyDispersoSAN PEDRO DE PARIUNID. AGROPECUARIONo definidoRural
49E419135A49728542ShelbyDispersoAYMANGAUNID. AGROPECUARIONo definidoRural
50E419136A497292044ShelbyDispersoYARHUAYCOTOUNID. AGROPECUARIONo definidoRural
Vano Promedio (Rural)=70[m]
Vano Promedio (Urbano rural)=45[m]
3.1.5. CARACTERSTICAS DEL MERCADO ELCTRICO
A continuacin se presenta el cuadro resumen de la caracterizacin de los clientes servidos en el sistema elctrico modelo. (Nmero de clientes, energa consumida), para cada opcin tarifaria.
Caractersticas del Mercado ElctricoAo2008
Opcin TarifariaNmero de ClientesVentas de EnergaAo 2008 MW.h%
Incidencia N Clientes
Ventas en Media Tensin
MT200
MT3P153,8225%
MT3FP136,7525%
MT4P157,7525%
MT4FP14,0725%
Sub total MT4152,38100%
Ventas en Baja Tensin
BT2
BT3P
BT3FP
BT4P
BT4FP441,610,07%
BT5C (1) 208,12
BT5A
BT5B54231858,3689,61%
BT5NR625773,0910,33%
BT6NR (2)
BT7
Sub total BT60522881,18100%
TOTAL60563033,56
(1)De conformidad al artculo 184 del Reglamento de la Ley de Concesiones Elctricas
(2)Energa = Potencia x NHUBT
La cantidad de clientes fue calculada de la siguiente manera (ao base 2008).
Donde i = meses del ao 2008.
Nota: Para el proceso de optimizacin del SEM se considera el nmero de clientes a diciembre del 2008 (6289 clientes).Del cuadro anterior, se puede observar que el sistema elctrico modelo esta compuesto principalmente por clientes BT5, quienes representan el 99,9.3% de los clientes en baja tensin.
Con respecto a los clientes en MT, la empresa modelo solo cuenta con cuadro, los cuales estn distribuidos entre las opciones tarifarias, MT3P, MT3FP, MT4P, MT4FP. Como se muestra en el grfico siguiente:
A) Determinacin de los Consumos de la Opcin BT5, para Diferentes Rangos.
De la energa reportada en los formatos VI-1, se ha elaborado el siguiente cuadro donde es posible apreciar la distribucin del nmero total de clientes, en los diferentes rangos pertenecientes a la opcin tarifaria BT5.
Anlisis de la Energa Anual Reportada-Tarifa BT5
Rango de Energa de la Opcin BT5Nmero de Clientes%PorcentajeEnerga MW2008%Porcentaje
De 1 a 30 KW.h372861,64%498,9318,96%
De 31 a 100 kW.h153725,41%912,2934,67%
De 101 a 150 kW.h901,49%128,764,89%
De 151 a 300 kW.h480,79%116,874,44%
De 301 a 500 kW.h100,17%46,861,78%
De 501 a 750 kW.h40,07%30,701,17%
De 751 a 1000 kW.h10,02%8,800,33%
Exceso de 1000 kW.h50,08%115,154,38%
1E-BT, No Residencial62510,33%773,0929,38%
TOTAL6048100%2631,45100%
Del cuadro anterior se puede concluir que la mayor parte de los clientes se encuentran concentrados entre los dos primeros rangos.
B) Clculo del Consumo de Energa y Potencia por Cliente.
Para el clculo de la energa, por cliente para cada rango de consumo de la opcin tarifaria BT5, se calcul el consumo promedio mensual para cada rango, con lo cual se calcula, el consumo promedio mensual por cliente.
Donde:
C Clienter: Consumo mensual por cliente perteneciente
al rango r.
Cmr
: Consumo mensual del rango r.
Nr
: Nmero de Clientes pertenecientes al rango r.
Entonces la energa consumida en un da por usuario para cada rango de consumo estar dada por.
Donde:
C dar: Consumo diario por cliente.C Cliente: Consumo mensual por cliente perteneciente al
rango r.
Nd
: Nmero de das en un mes.Como resultado del proceso anterior se obtuvo las siguientes tablas, donde se puede apreciar para cada rango de consumo, el promedio mensual del consumo por cliente (kWh/da-cliente)
Anlisis de la Energa Diaria Consumida por Cliente BT5 (kWh/da-Cliente)
Tipo de ConsumoOpcinkWh/cliente-mesConsumo Promedio (kWh/da-cliente)Rango de EnergaNmero de Clientes
De 1 a 30 KW.hBT5bR111,150,37R13728
De 31 a 100 kW.hBT5bR249,461,63R21537
De 101 a 150 kW.hBT5bR3119,223,92R390
De 151 a 300 kW.hBT5bR4202,916,67R448
De 301 a 500 kW.hBT5bR5390,5212,85R510
De 501 a 750 kW.hBT5bR6639,6721,04R64
De 751 a 1000 kW.h (*)BT5bR7733,3324,12R71
Exceso de 1000 kW.hBT5bR81919,1263,13R85
1E-BT, No ResidencialBT5NR103,083,39R9625
(*)Fue un cliente Irregular
C) Clculo de la Demanda Tpica
La siguiente tabla muestra el promedio mensual del consumo diario por cliente, para cada rango.
Anlisis de la Energa Anual Reportada-Tarifa BT5
Consumos de Energa de clientes BT5 - (kwh/da-cliente)
Rango de Energa de la Opcin BT5Nmero de Clientesene-08feb-08mar-08abr-08may-08jun-08jul-08ago-08sep-08oct-08nov-08dic-08
De 1 a 30 KW.h37280,370,330,360,370,370,370,370,370,370,370,380,36
De 31 a 100 kW.h15371,701,631,611,631,621,621,631,621,611,631,611,62
De 101 a 150 kW.h903,933,983,783,903,913,983,963,914,023,913,923,94
De 151 a 300 kW.h486,506,306,716,946,736,556,576,506,426,676,766,95
De 301 a 500 kW.h1012,3613,2512,1111,8511,9212,9012,4512,4713,6812,9412,1812,17
De 501 a 750 kW.h418,7521,0718,4520,8720,8318,4618,9918,8319,5118,6819,7018,49
De 751 a 1000 kW.h129,2430,2632,1729,9025,0026,7830,9425,00
Exceso de 1000 kW.h562,4457,8061,2453,6459,7455,1150,8356,0965,9556,1480,8654,39
1E-BT, No Residencial6253,332,943,163,593,393,323,353,493,853,693,173,38
TOTAL6048138,62137,55139,60102,78108,51132,21123,15103,28142,20134,98153,58101,30
Los siguientes grficos muestran el comportamiento del consumo de energa de un cliente por cada rango de energa, durante todo el ao base 2008, estos grficos han sido desarrollados en base a la tabla anterior.
Rango de Energa de la Opcin BT5Mxima Demanda- (kWh/da-cliente)Promedio (kWh/da-cliente)
De 1 a 30 kW.h0,380,37
De 31 a 100 kW.h1,701,63
De 101 a 150 kW.h4,023,93
De 151 a 300 kW.h6,956,63
De 301 a 500 kW.h13,6812,52
De 501 a 750 kW.h21,0719,39
De 751 a 1000 kW.h32,1728,66
Exceso de 1000 kW.h80,8659,52
1E-BT, No Residencial3,853,39
FUENTE: Formatos VI-C
Del anlisis anterior, se observa que, para el rango de consumo de [0 a 30] kW.h, un cliente consume en promedio 0.37 kWh/da, prcticamente solo estara utilizando la energa en horas de punta.
D) Anlisis del Comportamiento de la Carga por Rangos de Consumo.
De los resultados obtenidos en el cuadro anterior. Se puede realizar una caracterizacin para cada rango de carga en particular. Los siguientes cuadros muestran ejemplos de posibles asignaciones de cargas para clientes con consumos de energa en rangos determinados.
Carga tpica de un cliente que consume entre Carga tpica de un cliente que consume entre
Rango de ConsumoHoras de usoUnidadesRango de ConsumoHoras de usoUnidades
3 Lmparas de 50 W C/U.W4 Lmparas de 50 W C/U.W
HP (W)1501,5HP (W)1502
HFP (W)503HFP (W)506
Radio y GrabadoraWRadio y GrabadoraW
HP (W)00HP (W)00
HFP (W)00HFP (W)506
TelevisorWTelevisorW
HP (W)00HP (W)1002
HFP (W)00HFP (W)1005
Cargas Especiales.WCargas Especiales.W
HP (W)00HP (W)503
HFP (W)00HFP (W)00
Energa Wh375Wh/daEnerga Wh1750Wh/da
HP (Wh)225HP (Wh)650
HFP (Wh)150HFP (Wh)1100
Potencia W200WPotencia W500W
HP (W)150HP (W)300
HFP (W)50HFP (W)200
Horas de Uso Total4,50HorasHoras de Uso Total7,67Horas
HP (Wh)1,5HP (Wh)2,17
HFP (Wh)3HFP (Wh)5,5
Consumo de Energa / Da.0,38kWh/DaConsumo de Energa / Da.1,70kWh/Da
Horas de Uso al da (Total)4,50HorasHoras de Uso al da (Total)7,67Horas
Carga tpica de un cliente que consume entre Carga tpica de un cliente que consume entre
Rango de ConsumoHoras de usoUnidadesRango de ConsumoHoras de usoUnidades
4 Lmparas de 50 W C/U.W5 Lmparas.W
HP (W)1503,5HP (W)2003
HFP (W)506HFP (W)508
Radio y GrabadoraWRadio y GrabadoraW
HP (W)00HP (W)
HFP (W)806HFP (W)809
TelevisorWTelevisorW
HP (W)1003,5HP (W)1002
HFP (W)00HFP (W)1004
Cargas Especiales.WCargas Especiales.W
HP (W)1504HP (W)7001
HFP (W)3006HFP (W)6506
Energa Wh4055Wh/daEnerga Wh6920Wh/da
HP (Wh)1475HP (Wh)1500
HFP (Wh)2580HFP (Wh)5420
Potencia W830WPotencia W1880W
HP (W)400HP (W)1000
HFP (W)430HFP (W)880
Horas de Uso Total9,69HorasHoras de Uso Total7,66Horas
HP (Wh)3,6875HP (Wh)1,5
HFP (Wh)6HFP (Wh)6,16
Consumo de Energa / Da.4,02kWh/DaConsumo de Energa / Da.6,95kWh/Da
Horas de Uso al da (Total)9,69HorasHoras de Uso al da (Total)7,66Horas
Carga tpica de un cliente que consume entre Carga tpica de un cliente que consume entre
Rango de ConsumoHoras de usoUnidadesRango de ConsumoHoras de usoUnidades
6 Lmparas .W6 Lmparas .W
HP (W)2503HP (W)3004
HFP (W)508HFP (W)1008
Radio y GrabadoraWRadio y GrabadoraW
HP (W)1003HP (W)1504
HFP (W)1009HFP (W)15012
TelevisorWTelevisorW
HP (W)1004HP (W)2004
HFP (W)1007HFP (W)2007
Cargas Especiales.WCargas Especiales.W
HP (W)9004HP (W)10005
HFP (W)7507HFP (W)9007
Energa Wh12300Wh/daEnerga Wh17900Wh/da
HP (Wh)5050HP (Wh)7600
HFP (Wh)7250HFP (Wh)10300
Potencia W2350WPotencia W3000W
HP (W)1350HP (W)1650
HFP (W)1000HFP (W)1350
Horas de Uso Total10,99HorasHoras de Uso Total12,24Horas
HP (Wh)3,74HP (Wh)4,61
HFP (Wh)7,25HFP (Wh)7,63
Consumo de Energa / Da.13,68kWh/DaConsumo de Energa / Da.21,07kWh/Da
Horas de Uso al da (Total)10,99HorasHoras de Uso al da (Total)12,24Horas
Carga tpica de un cliente que consume entre Carga tpica de un cliente que consume ms de ( > 1 000 kWh/mes )
Rango de ConsumoHoras de usoUnidadesRango de ConsumoHoras de usoUnidades
8 Lmparas .W8 Lmparas .W
HP (W)5004HP (W)5004
HFP (W)3008HFP (W)3008
Radio y GrabadoraWRadio y GrabadoraW
HP (W)2004HP (W)3004
HFP (W)20012HFP (W)30012
TelevisorWTelevisorW
HP (W)3004HP (W)3504
HFP (W)3007HFP (W)3507
Cargas Especiales.WCargas Especiales.W
HP (W)25005HP (W)70005
HFP (W)12007HFP (W)45007
Energa Wh31800Wh/daEnerga Wh79550Wh/da
HP (Wh)16500HP (Wh)39600
HFP (Wh)15300HFP (Wh)39950
Potencia W5500WPotencia W13600W
HP (W)3500HP (W)8150
HFP (W)2000HFP (W)5450
Horas de Uso Total12,36HorasHoras de Uso Total12,19Horas
HP (Wh)4,71HP (Wh)4,86
HFP (Wh)7,65HFP (Wh)7,33
Consumo de Energa / Da.32,17kWh/DaConsumo de Energa / Da.80,86kWh/Da
Horas de Uso al da (Total)12,36HorasHoras de Uso al da (Total)12,19Horas
3.1.6. DETERMINACIN DE LA DEMANDA TPICA DE LOS CLIENTES SEGN ZONA DE UBICACIN
Para determinar la demanda Tpica de los clientes segn la zona de ubicacin (Disperso Y Concentrado), se ha tomado como base la siguiente Informacin:
a) Informacin entregada por Electrocentro S.A. referente a los consumos mensuales de energa por usuario, pertenecientes a los Sistemas Elctricos Junn, Smelter y Shelby, de los aos 2006, 2007, 2008. b) La informacin Georeferenciada de los usuarios (VNRGIS).Tomando como base la informacin del los consumos de energa por usuario del ao 2008, se ha elaborado la siguiente tabla resumen del consumo por cliente, por zona y rango de consumo correspondiente a la opcin tarifaria BT5.
Consumo de Energa Elctrica por Rango de Consumo y Zona Caracterstica
Concentrado
Rango de Energa deRangoNmero de usuariosConsumo TotalkWh/meskWh/mes-usuariokWh/da-usuario
La Opcin BT5B
< 1 30 kWh>R1213131603,2714,830,49
R2152377190,1550,681,69
R313416131,27120,384,01
R46513182,32202,806,76
R52710205,65377,9912,60
R6105915,04591,5019,72
R754572,86914,5730,49
Exceso de 1000 kWhR8620254,073375,68112,52
Consumo de Energa Elctrica por Rango de Consumo y Zona Caracterstica
Disperso
Rango de Energa deRangoNmero de usuariosConsumo TotalkWh/meskWh/mes-usuariokWh/da-usuario
La Opcin BT5B
< 1 30 kWh>R1135516019,4411,820,39
R237417126,9245,791,53
R3101218,83121,884,06
R491836,41204,056,80
R52732,67366,3312,21
R600,000,000,00
R700,000,000,00
Exceso de 1000 kWhR800,00
De los cuadros anteriores se tiene el siguiente resumen:
Energa Promedio del Mes en kWh (muestra de la base de datos)
R1R2R3R4R5R6R7R8
Concentrado31603,2777190,1516131,2713182,3210205,655915,044572,8620254,07
Disperso16019,4417126,921218,831836,41732,670,000,000,00
Nmero de Clientes (muestra de la base de datos)
R1R2R3R4R5R6R7R8
Concentrado2131,001523,00134,0065,0027,0010,005,006,00
Disperso1355,00374,0010,009,002,000,000,000,00
Total3486,001897,00144,0074,0029,0010,005,006,00
Energa Promedio Diaria en kWh/da-usuario (muestra de la base de datos)
R1R2R3R4R5R6R7R8
Concentrado0,491,694,016,7612,6019,7230,49112,52
Disperso0,391,534,066,8012,21
Horas de uso al da4,457,679,697,6610,9912,2412,3612,19
Del cuadro anterior es posible calcular la demanda media por rangos de energa pertenecientes a la opcin BT5 y zona caracterstica (concentrado y disperso),Rango de Consumo de Energa
R1R2R3R4R5R6R7R8
Nmero de Horas4,457,679,697,6610,9912,2412,3612,19
Potencia media zona concentrada (kW)0,110,220,410,881,151,612,479,23
Potencia media zona dispersa (kW)0,090,200,420,891,110,000,000,00
Finalmente la demanda tpica ha sido calculada como el promedio ponderado para cada Zona, as.
Resultados:
Potencia Mx. (kW)-1
Zona concentrada 0,21
Zona dispersa 0,12
Del anlisis de ha determinado la presencia de clientes con caractersticas de consumo ubicados entre los rangos de carga R7 y R8, los cuales para el presente anlisis, sern considerados como posibles clientes con suministro trifsico, a continuacin se muestra el cuadro resumen, donde se puede apreciar que para el integro del sistema modelo, solo existen once clientes con estas caractersticas, los cuales estn distribuidos en ocho subestaciones existentes.
Anlisis de Clientes con Posibles Suministro Trifsico
temSED ExistentesRangoTipo de ZonaN de Clientes
1E414401R8Concentrado1
2E414410R7Concentrado2
E414410R7Concentrado
3E414423R8Concentrado1
4E414424R7Concentrado1
5E414428R7Concentrado1
E414428R8Concentrado1
6E414430R8Concentrado1
7E419003R7Concentrado1
E419003R8Concentrado1
8E419005R8Concentrado1
Finalmente la demanda tpica incluyendo a los clientes trifsicos es:
Resultados:
Potencia Mx. (kW)-1Potencia Mx. (kW)-3
Zona concentrada 0,216,156
Zona dispersa 0,12
3.1.7. PRONSTICO DE EVOLUCIN DE LA DEMANDA
Para estimar la evolucin de la demanda, el procedimiento consiste en evaluar dos factores importantes que influyen en el crecimiento de la demanda.
El nmero de clientes para el Sistema Elctrico Modelo se considera constante tomando como base el nmero de Clientes a Diciembre del 2008.
Determinar la tasa de crecimiento de la demanda unitaria por cliente, para cada zona caracterstica que componen el Sistema Elctrico Modelo.
3.1.7.1. Determinacin de la Tasa de Crecimiento de la Demanda Unitaria.
Siguiendo el procedimiento explicado en el tem 2.1.6 Determinacin de la Demanda Tpica de los Clientes Segn Zona de Ubicacin, y con la informacin de consumo de energa mensual por usuario de los aos 2006 y 2007 entregado por Electrocentro S.A., se ha calculado para dichos aos las demandas unitarias por cliente para las zonas concentrada y dispersa. Los resultados se muestran a continuacin. Para el clculo de la Tasa de Crecimiento de la Demanda Unitaria, se aplic la funcin del cambio geomtrico, el cual supone que la demanda aumenta o disminuye a una tasa constante, es decir, que se presentaran cambios similares en cada periodo de tiempo., esta funcin se expresa como sigue:
.
Despejando:
Donde:
D(f)
: Demanda en el ao final.
D(0)
: Demanda en el ao inicial.
t
: Periodo de Tiempo
r
: Tasa de Crecimiento Poblacional.
Tasa de Crecimiento de la Potencia Mx. por Usuario
Potencia Mx. (kW)% Tasa% Tasa% Tasa de Crecimiento
Ao200620072008De 2006 a 2007De 2007 a 2008Promedio
Zona concentrada 0,1930,1990,2053,1%3,0%3,1%
Zona dispersa 0,1160,1170,1191,3%1,7%1,5%
Fuente: Elaboracin propia en base a la Inf. de Consumos mensuales por cliente entregada por Electrocentro S.A.
3.2. DEFINICIN DE LA TECNOLOGA ADAPTADA
3.2.1. IntroduccinEl diseo optimo de las instalaciones de la empresa modelo estuvo precedida por un anlisis de tecnologa optimas a utilizar, definidas estas como las como las tcnico econmicamente ms convenientes para el desarrollo de las instalaciones elctricas de la empresa modelo, disponibles en el mercado nacional e internacional actualmente y accesibles a ser utilizados o adaptadas a las condiciones locales.
Se realizaron los anlisis de tecnologas eficientes de las redes de Media tensin y Baja Tensin, Subestaciones de MT/BT y redes de Alumbrado Pblico, En la comparacin tcnica econmica de las distintas alternativas se consideraron los costos de inversin y de explotacin asociados a cada uno de los elementos en anlisis. Como costo de inversin se utilizaron los obtenidos para el presente estudio cuya metodologa de clculo y resultados obtenidos se muestran en los captulos siguientes.
3.2.2. Normas
La tecnologa adaptada est estrechamente relacionado con el tipo de sector elctrico que corresponda, para el sector tpico 04, emplearemos un sistema elctrico econmicamente adaptado, que cumpla con las siguientes normas:
Ley de Concesiones Elctricas y su Reglamento.
Norma Tcnica de Calidad de Servicios Elctricos. Norma Tcnica de Calidad de Servicios Elctricos para Sistemas Elctricos Rurales.
Gua de Elaboracin del VNR, Anexo 06, Criterios tcnicos de adaptacin de las instalaciones de distribucin por sector tpico.
Cdigo Nacional de Electricidad Suministro 2001.
RD 018-2003-EM/DGE: Bases para el diseo de lneas y redes primarias.
RD 031-2003-EM/DGE: Bases para el diseo de redes secundarias.
Reglamento de seguridad y salud en el trabajo de las actividades elctricas,
Reglamento de seguridad e higiene ocupacional en el sub sector electricidad RSHOSE.
Para la seleccin y eleccin de las caractersticas tcnicas los equipos que realizaran los anlisis tcnicos econmicos, considerando los componentes principales que determinan los costos de inversin del Sistema Elctrico.
3.2.3. Redes Areas de Media Tensin
En las redes de Media Tensin se analizaron los siguientes materiales (postes, conductores, aisladores y transformadores) considerando un anlisis tcnico - econmico con el objetivo de seleccionar el material de mnimo costo anualizado.
a) Postes
La comparacin se efectu entre el poste de madera (pino amarillo y eucalipto nacional) y concreto.
Las consideraciones analizados en los postes de madera es que poseen un mejor nivel de aislamiento (1,5-2,5 cm/kV) que los de concreto o acero. Los postes de madera son ms vulnerables a un deterioro mucho ms rpido que los de concreto, en especial debido a los agentes depredadores existentes en el terreno (ataque de termitas y hongos xilfagos) y a las condiciones hmedas de la zona de estudio, lo que resta su vida til e incrementa el mantenimiento requerido y disminuye su tiempo de vida.
Actualmente bajo el principio de conservacin del medio ambiente se ha reglamentado la prohibicin del uso de postes de madera, por lo importante de su presencia en el equilibrio ecolgico.Los postes de concreto presentan una gran uniformidad dimensional, con buenas caractersticas mecnicas y una elevada durabilidad. Actualmente su emplea es masivo nos permitir evaluar su aplicacin actual permiten y aprovechar las ventajas de normalizacin y fabricacin a gran escala, con la consiguiente reduccin de costos.
Para la seleccin de la longitud del poste se ha efectuado un anlisis estadstico del parque de postes que se vienen utilizando en las empresas concesionarias (Electrocentro e Hidrandina) a fin de determinar e identificar la longitud predominante en los sistemas elctricos que pertenecen al sector tpico 4. Del anlisis se ha obtenido los siguientes cuadros:
Sistemas Elctricos de Electrocentro S.A. del ST 4
SISTEMA11 m12 m13 m15 m18 m
Sistema Elctrico Hunuco1281979732212
Sistema Elctrico Pozuzo81413
Sistema Elctrico San Francisco246221
Sistema Elctrico Concepcin285823359465
Sistema Elctrico Xauxa1667595403211
Sistema Elctrico Chupaca3217831823
TOTAL2195388023405519
Sistemas Elctricos de Hidrandina del ST 4
SISTEMA11 m12 m13 m15 m
Sistema Elctrico Ticapampa1868532
Sistema Elctrico Tayabamba12941
Sistema Elctrico Trujillo Rural169129747
TOTAL1882276512
Por lo que se concluye que en el Sistema Elctrico Modelo emplearemos postes de 12 metros, los que sern verificados sus distancias mnimas de seguridad.
Luego del anlisis estadstico, se procede a la evaluacin tcnica y econmica, donde se ha considerado las siguientes hiptesis:
La anualidad de inversin se calculo en base a precios unitarios de los postes y su respectivo costo de transporte a la zona de instalacin, empleando una taza de actualizacin del 12% y una vida til sugerida por la ley de concesiones elctricas.
En el clculo de costos de explotacin no se tuvo en cuenta el costo de las inspecciones pues se supone igual para todas las alternativas.
Se considero el reemplazo anual de un cierto porcentaje de postes por averas, mayor para postes de madera en zonas urbanas.
Se contemplaron intervenciones anuales de reaplomado y retensado de riostras (riendas) obre un cierto porcentaje de postes de madera y concreto definido en cada caso.
Se consideraron intervenciones anuales de reimpregnado localizado sobre un cierto porcentaje de postes de madera en zonas no urbanas.
A continuacin se presenta la comparacin de los costos anuales de explotacin para cada alternativa en zonas urbanas y no urbanas.
El anlisis comparativo tcnico y econmico para la zona urbana o concentrada es la siguiente:
Zona Concentrada
Tipo de PosteUnidadConcreto 12mMadera 12m Pino AmarilloMadera 12m Eucalipto
Datos Econmicos
Tasa de Actualizacin12%12%12%
Costos del Poste$/u241.94349.28187.1
Costo de Transporte$/u30.4217.8117.81
Cantidad de Postes-kmu999
Vida tilAos252015
Costo Anual de Adquisicin$/aoS/. 312.53S/. 442.31S/. 270.77
Costos de Mantenimiento
Reemplazo Anual por Accidentes%0.50%1.00%2.00%
Retensado riendas%2.00%3.00%5.00%
Retensado+Reemplazo Anual$/km54.44125.74117.87
Reimpregnacin y tratamientos%0.00%0.00%0.00%
Reimpregnacin y tratamientos$/km000
Costos Total de OyM$/km-ao54.44125.74117.87
Costo Anual$/ao366.97568.05388.64
El anlisis comparativo tcnico y econmico para la zona urbana o concentrada es la siguiente:
Zona Dispersa
Tipo de PosteUnidadConcreto 12mMadera 12m Pino AmarilloMadera 12m Eucalipto
Datos Econmicos
Tasa de Actualizacin12%12%12%
Costos del Poste $/u241.94349.28187.1
Costo de Transporte$/u30.4217.8117.81
Cantidad de Postes-kmu666
Vida tilAos252015
Costo Anual de Adquisicin$/ao208.35294.87180.51
Costos de Mantenimiento
Reemplazo Anual por Accidentes%0.50%1.00%2.00%
Retensado riendas%2.00%3.00%5.00%
Retensado+Reemplazo Anual$/km36.2983.8378.58
Reimpregnacin y tratamientos%0.00%0.00%0.00%
Reimpregnacin y tratamientos$/km000
Costos Total de OyM$/km-ao36.2983.8378.58
Costo Anual$/ao244.64378.70259.09
De los resultados obtenidos se concluye que para la empresa modelo elegiremos postes de concreto de 12m para ambas zonas (dispersas y concentradas) debido a que se obtiene un menor resultado en los costos anualizados.
b) Aisladores
Se hizo la comparacin de los costos anualizados de aisladores en un mismo nivel de tensin (MT), para aisladores de porcelana y polimricos, para un rea de baja de contaminacin (16mm/kV). As mismo se consideraron adems los costos de prdidas de energa, los costos de mantenimiento asociados a cada tecnologa evaluada:
Tipo de AisladorUnidadPorcelanaPolimrico
Datos Generales
PolucinBajaBaja
HumedadModeradaModerada
Datos Econmicos
Tasa de Actualizacin12%12%
Costo de Adquisicin e Instalacin
Costo del Aislador$/u38
Vida til del Aisladoraos1010
Costo Anual de Adquisicin$/aoS/.0.53 S/.1.42
Costo de Perdidas
Costo de Energa$/MWh5050
Corriente de fugauA5020
Nivel de tensinKV13.213.2
Prdidas AnualesKWh3.041.22
Costo Anual de Perdidas$/ao0.1520.061
Costo de Operacin
Costo de Operacin y Mantenimiento%5%2%
Costo Anual de Operacin y Mantenimiento%10.8
Costo Anual de Operacin y Mantenimiento$/ao0.150.12
Costo Anual Total$/aoS/.0.83 S/.1.60
En los resultados se puede apreciar que el aislador de porcelana es al ms conveniente por representar un menor costo anualizado. Por lo tanto esta tecnologa se usara tanto para las zonas concentradas como para las zonas dispersas.
c) Conductores
Para la evaluacin econmica del conductor se incluyeron, adems de los costos unitarios de los conductores, las pedidas generadas por este por el efecto joule. Se consideraron vidas tiles similares entre s, salvo para aluminio desnudo, para su resistencia algo inferior a la corrosin, aun en reas de contaminacin moderada.
As mismo el clculo del costo anualizado de inversin de los distintos tipos de conductores disponibles, se realizaron para conductores equivalentes desde el punto de vista elctrico (perdidas) y considerando que operaran a su capacidad nominal de carga.
Anlisis Tcnico Econmico de Conductores para Media Tensin
Material del ConductorUnidadAAAC 25mm2CU 16mm2
Datos Ambientales
ContaminacinBajoBajo
Datos Econmicos
Tasa de Actualizacin12%12%
Costo de Energa $/MWh74.2974.29
Costo de Adquisicin e Instalacin de 1 km
Costo del conductor$/km28533439
Vida til Lmparaaos2530
Costo Anual de Adquisicin$/aoS/. 363.76S/. 426.93
Costo de Operacin
Capacidad de Corriente del conductorAmp125141
Resistencia Elctrica del conductorOhm1.311.17
Perdidas de Potencia en el conductorMW0.020.02
Horas de Uso diariashs.66
Perdidas de Energa Consumido en el aoMWh/ao44.82750.941
Costo Anual de Operacin$/ao3329.973784.19
Costo Anual Total$/ao3693.734211.13
Como se observa en los resultados del Costo Anual Total se optara por la optima alternativa y es el conductor de aleacin de aluminio, La seccin a emplear depender de las gama de secciones normalizados y son 16, 25, 35, 50, 70, 95 y 120 mm2.
3.2.4. REDES AREAS DE BAJA TENSINPara la seleccin de los materiales de Baja Tensin se analizaron los siguientes materiales (postes, conductores y lmparas de alumbrado pblico) considerando un anlisis tcnico - econmico con el objetivo de seleccionar el material de mnimo costo anualizado.
a) Postes.
Se compararon postes de concreto y de madera. Para ambos caso nos basamos en los comentarios realizados para postes de redes de MT.
La evaluacin econmica se hizo en base a las mismas hiptesis planteadas para MT. Como resultado del anlisis a continuacin se presenta la comparacin de los costos anuales de explotacin para cada alternativa en evaluacin, dependiendo de la zona concentrada (urbana) y dispersa (rural).
Cuadro Para Zonas Dispersa
Tipo de PosteUnidadConcreto 8mMadera 8m
HumedadModeradaModerada
Datos Econmicos
Tasa de Actualizacin12%12%
Costos del Poste e Instalacin$/u137,7206,5
Cantidad de Postes-kmu1414
Vida tilAos2520
Costo Anual de Adquisicin$/ao245,79387,04
Costos de Mantenimiento
Reemplazo Anual por Accidentes%0,50%1,00%
Retensado riendas%2,00%3,00%
Retensado+Reemplazo Anual$/km48,195115,64
Reimpregnacin y tratamientos%0,00%0,00%
Reimpregnacin y tratamientos$/km00
Costos Total de OyM$/km-ao48,195115,64
Costo Anual$/ao293,985502,68
Cuadro Para Zonas ConcentradasTipo de PosteUnidadConcreto 8mMadera 8m
HumedadModeradaModerada
Datos Econmicos
Tasa de Actualizacin12%12%
Costos del Poste e Instalacin$/u137,7206,5
Cantidad de Postes-kmu2929
Vida tilAos2520
Costo Anual de Adquisicin$/ao509,15801,73
Costos de Mantenimiento
Reemplazo Anual por Accidentes%0,50%1,00%
Retensado riendas%2,00%3,00%
Retensado+Reemplazo Anual$/km99,8325239,54
Reimpregnacin y tratamientos%0,00%0,00%
Reimpregnacin y tratamientos$/km00
Costos Total de OyM$/km-ao99,8325239,54
Costo Anual$/ao608,98251041,27
De los anlisis realizados se obtiene la conclusin que la alternativa ms conveniente es el empleo del poste de concreto, para las zonas Concentradas (urbanas) y dispersas (rurales).
b) Conductores
En la determinacin del mejor material del conductor a utilizar en la red BT, nos basamos en los criterios de adaptacin, donde se indica el empleo de cable autoportante para este sector tpico 4, por lo que los costos de operacin y mantenimiento sern iguales para todas las alternativas.
Se calcularon los costos de inversin para distintas secciones equivalentes requeridas; para las alternativas posibles segn el modulo terico planteado y la demanda calculada, en base a las siguientes consideraciones e hiptesis:
Se incluyeron los costos unitarios de los conductores.
Se consideraron vidas tiles similares entre s, considerando aluminio forrado, zonas de contaminacin moderada.
El costo anual de explotacin de cada red de baja tensin se calculo en estimacin al de una tomada como referencia: la de conductor autoportante de Al.
La consideracin para el anlisis de los conductores Autoportantes radica producen una reduccin promedio del hurto de energa por su compleja maniobrabilidad de las fases cuando se encuentran operativas.
Finalmente se hace una comparacin de S/./KW transportado para determinar la seccin optima y elegida para la empresa modelo.
La taza de actualizacin que se empleara ser del 12%.
Del cuadro comparativo se puede observar que la alternativa N 04, para la zona concentrada (urbana) resulta la mas ptima, por lo que el conductor autoportante de aluminio que se empleara ser el 2x16+16/25 para el sistema (440-220V) y 2x16+16/25 (220V), para redes con SP y AP, por ser las configuraciones que ofrecen el Valor Anual de Inversin mas CyM por kW transportado ms bajo comparado con las otras alternativas.c) Sub estaciones de distribucin
En base al estudio de mercado, a la densidad de carga de la empresa modelo y a la experiencia propia del consultor, se emplearan transformadores normalizador por la DGE y los criterios de adaptacin. Lo que se debe precisar es que no se consideraran el empleo de bancos de transformadores monofsicos.
Por lo que las subestaciones consideradas fueron las siguientes:
Zona Concentrada (Urbana)
Biposte: sobre poste de concreto, trifsicas de hasta 75 KVA.
Monopostes: sobre estructuras de concreto, monofsicas de 5, 10, 15, 25, 37.5, y 50 KVA.
Zona Dispersa (Rural).
Para el Sistema Elctrico Modelo se emplearan transformadores Monofsicos sobre un poste de concreto para potencias desde 5, 10, 15, 25, 37,5 kVA hasta 50 KVA.
d) Alumbrado Pblico
Los postes y conductores que se emplearan en las redes de alumbrado pblico contienen los mismos anlisis planteados para las redes de servicio particular, es decir se emplearan:
Postes de Concreto.
Conductores Autoportantes de Aluminio.
d.1)Pastorales
Para poder alcanzar los niveles de calidad requeridos se requieren pastorales metlicos de Acero Galvanizado tipo Unifix por tener la posibilidad de regulacin en altura.
d.2)Lmparas
Para las zonas urbanas se compararon las lmparas equivalentes del punto de vista lumnico: vapor de mercurio de 80 W y vapor de sodio 70 W, as mismo se considero las lmparas de 50 W. se consideraron los valores presentes de costo de instalacin y las vidas tiles de las lmparas y del resto de la luminaria, as como el costo de operacin asociado al consumo de energa.
Para zonas no urbanas se compararon dos lmparas equivalentes desde un punto de vista del consumo de energa: vapor de mercurio de 80 W y vapor de sodio de 50 W. se consideraron los valores presentes de costo de instalacin y las vidas tiles de las lmparas y del resto de la luminaria.
Tipo de LmparaUnidadLmpara Na 50 WLmpara Na 70 WLmpara Hg 80 W
Datos Econmicos
Tasa de Actualizacin12%12%12%
Costo de Energa AP al Usuario Final$/MWh82.7682.7682.76
Costo de Adquisicin e Instalacin de 1 punto A.P
Costo luminaria y equipo$/u70.5470.5461.55
Costo lmpara$/u9.02212.712.58
Vida til Luminaria y Equipoaos202020
Vida til Lmparahs.5800650010000
Costo Anual de Adquisicin$/ao17.1119.1614.78
Costo de Operacin
Potencia de LmparaW507080
Horas de Uso diariashs.121212
Energa Consumido aoMWh/ao0.2190.30660.3504
Costo Anual de Operacin$/ao18.1225.3729.00
Costo Anual Total$/ao35.2344.5343.78
Como se puede observar, en la zona urbana se planteara el empleo de la lmpara de vapor de sodio de 70 W y en la zona rural resulta lmpara de vapor de sodio de 50 W de potencia.
3.2.5. Seleccin del Nivel de Tensin para Media Tensin
La eleccin y seleccin del nivel de tensin estar basado a los criterios tcnicos de adaptacin de las instalaciones de distribucin para el sector tpico 4, zona No corrosiva y a las tensiones normalizadas en el Cdigo Nacional de Electricidad Suministro y el radio de accin de los alimentadores del Sistema Elctrico Modelo.
Para la determinacin del Nivel de tensin del Sistema Elctrico Modelo se ha realizado una revisin de los sistemas elctricos existentes en el sector tpico de todas las empresas concesionarias a fin de evaluar el sistema predominante. As obtenemos el siguiente cuadro estadstico:
Empresas Elctricas Concesionarias - Sector Tpico 4
EMPRESANIVELES DE TENSION
2.3 kV10 kV13,2 kV22,9 kV
Edecaete0700
Electro Oriente0700
Electro Puno0002
Electro Sur Medio1800
Electro Ucayali0301
Electrocentro05126
Electronoroeste0306
Electronorte0201
Hidrandina02102
Seal0120
Else0000
TOTAL1382418
Fuente: Osinergmin.
De la revisin del cuadro, identificamos 24 Sistemas Elctricos con una tensin de 13,2/7,62kV con neutro corrido.
As mismo se hizo una evaluacin de flujo de carga para los alimentadores ms crtico (A4705, A4706 y A4707 del sistema elctrico Junn), la simulacin de flujo de carga se hizo para los dos niveles de tensin (22,9/13,2 kV y 13,2/7,62 kV) obtenindose los siguientes resultados:
AlimentadorNivel de TensinPotencia IngresoPotencia de CargaPrdidas
Max. TensinMax. Tensin
kWkVarkWkVarkWkVar%%%
A470522,9/13,2 kV527,85287,32521,01252,348,0546,491,53%99,830,17%
13,2/7,62kV529,3287,96521,01252,349,4847,171,79%99,490,51%
A470622,9/13,2 kV654,31370,46639,29309,6214,5760,012,23%98,771,23%
13,2/7,62kV658,61373,22639,29309,6218,7662,52,85%96,133,87%
A470722,9/13,2 kV54,2229,6153,9726,140,293,970,53%99,740,26%
13,2/7,62kV54,3530,6453,9726,140,435,510,79%99,230,77%
En el cuadro adjunto se puede apreciar que los que las dos condiciones de operacin los niveles de prdida de potencia y nivel de tensin se encuentran dentro de los valores permisibles por las NTCSE, por lo que se ha optado por elegir el sistema de tensin de 13,2/7,62 kV. Con Neutro corrido.La eleccin de un sistema con neutro corrido, se basa fundamental a los siguientes principios de seguridad:
temSistema MRTSistema con Neutro Corrido
1Bajas corrientes de falla fase-tierra, insuficientes para operar el recloser del alimentador. Operacin Satisfactoria del recloser frente a corrientes de falla fase-tierra.
2La falta de un neutro multiaterrado genera tensiones peligrosas en el punto de consumo, que son riesgosas frente a cargas de usos colectivos o residenciales (Junn).Eficiente dispersin de las tensiones peligrosas en el punto de consumo, por ser un sistema multiaterrado, apropiado para su empleo en cargas de usos colectivos o residenciales (Junn).
3Frente a las corrientes de falla, este baja a la tierra por un solo punto, generando tensiones de toque y paso peligrosas.Las corrientes de falla se dispersan por diferentes puntos de aterramientos del sistema.
4La tensin del pararrayos depende de la calidad de los aterramientos, lo que genera costos ms altos.Los pararrayos se encuentran conectados a un sistema de puestas a tierra cuyo valor es de 3 Ohmios.
5Transmite