Desarrollo de una metodología matemática para la selección económica de transformadores de distribución y evaluación de pérdidas totales en un circuito eléctrico aéreo de bajo voltaje

Abstract

En la empresa eléctrica EMELNORTE S.A. en sus redes de distribución eléctrica se tienen circuitos monofásicos y trifásicos, los cuales suministran energía eléctrica a los consumidores por medio de los transformadores de distribución presentando pérdidas tanto en vacío como con carga, mismas que dependen de la potencia del transformador instalado y de la demanda existente, ambos, debido a una selección errónea de la capacidad a instalar. Con el presente trabajo de titulación se provee una solución a la problemática por medio de una metodología matemática propuesta desarrollada en el lenguaje de programación de Matlab, que consiste en la Selección Económica de los Transformadores de Distribución, para ello se desarrolla cuatro etapas, en la Primera etapa se realiza los cálculos de las pérdidas fijas que son las pérdidas en el hierro o en vacío y las pérdidas variables que son las pérdidas en el cobre o con carga que existen en los transformadores de distribución, la Segunda etapa consiste en un análisis económico de costos de inversión, costos de instalación, costos de operación que abarca los costos de pérdidas de potencia (costos de pérdidas en vacío y costos de pérdidas con carga) y costos de pérdidas de energía (costos de pérdidas en vacío y costos de pérdidas con carga),en la Tercera etapa se optimiza los costos vs demanda del transformador con la finalidad de seleccionar el transformador más económico y finalmente una Cuarta Etapa donde se calculan las pérdidas por efecto Joule en la red secundaria, para comprobar su utilidad se aplica en un circuito de prueba. Como lo menciona el Plan Maestro de Electricidad 2018-2027 es necesario elegir proyectos que contribuyan a alcanzar los resultados de la expansión y mejoras de la distribución con metas de reducción de pérdidas, por lo que con lo antes expuesto se procede al desarrollo del presente trabajo de titulación, los resultados arrojados muestran una reducción de 25.85% de los costos técnico-económicos, con esto se demuestra que la metodología propuesta es una herramienta rentable para la selección económica de los transformadores de distribución, generando beneficios técnico-económicos tanto para la empresa eléctrica como al usuario final.