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descripccion de varias turbinas
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UNIVERSIDAD DE EL SALVADOR FACULTAD DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURAESCUELA DE INGENIERÍA ELÉCTRICASISTEMAS ELECTROMECÁNICOSCICLO I-10
1. OBJETIVOS
1.1 OBJETIVO GENERAL:
Mediante investigación bibliográfica obtener información sobre los sistemas generadores de energía en El Salvador describiendo su funcionamiento, transmisión y distribución.
1.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS:
Ubicar geográficamente las centrales generadoras en el país Mencionar los niveles de voltajes a los que trabajan los sistemas de
transmisión y distribución Plantear los proyectos a futuros que tienen las centrales generadoras Presentar las diferentes tarifas eléctricas que poseen las centrales Mencionar como se da la interconexión con otros países
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2. ALCANCES Y LIMITACIONES
2.1 ALCANCES
El aumento de la demanda máxima desde años anteriores ha sido compensado por aumentos similares en la capacidad instalada. El aumento anual medio de la demanda máxima ha sido del 2,6%, mientras que el aumento medio de la capacidad instalada ha sido del 2,9%, con porcentajes de aumento por encima del 6%. El margen de reserva nominal del sistema es del 36%. Aunque esta cifra es alta, no refleja la vulnerabilidad del sistema de generación en caso de apagones de unidades particulares, en especial los relacionados con la capacidad y disponibilidad hidroeléctrica.
2.2 LIMITACIONES
Con respecto al futuro, se espera que la demanda crezca a una tasa anual del 5% en los próximos años. Se espera que la demanda de pico crezca desde los 833 MW actualmente a los 1.030 MW en un futuro. Las simulaciones de planificación indican que es improbable el riesgo de racionamiento de energía, incluso si se retrasara la puesta en servicio de la interconexión SIEPAC. La Estrategia Nacional de Energía de 2007 identifica los proyectos de energía geotérmica e hidroeléctrica con más probabilidades de ser ejecutados para reducir la diferencia entre demanda y suministro en el futuro y cumplir con el objetivo de diversificar la matriz de energía del país.
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3. CENTRALES GENERADORAS DEL PAIS
Hasta mediados de la década de los 90, el sector de la energía en El Salvador operaba a través de una comisión estatal denominada Comisión Ejecutiva Hidroeléctrica del Río Lempa (CEL), la cual proporcionaba servicios de generación, transmisión y distribución. La reestructuración del sector eléctrico culminó en la desagregación de la generación, transmisión y distribución; la desagregación horizontal de la generación y distribución en varias compañías fue llevada a cabo en el período 1996-2000. La Ley General de Electricidad (decreto legislativo nº 843) y su legislación secundaria fueron promulgadas en 1996 y 1997 respectivamente a través de iniciativas de la Dirección de Energía Eléctrica (DEE) dentro del Ministerio de Economía (MINEC). [ ]La Superintendencia General de Electricidad y Telecomunicaciones (SIGET) se creó como parte de la reforma y se le asignó la responsabilidad de aplicar las leyes del sector y de supervisar su cumplimiento.
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Las principales centrales eléctricas del el Salvador, son de energía hidroeléctrica y geotérmica.
3.1 Centrales Hidroeléctricas
3.1.1 El Guajoyo.
Esta presa está ubicada al noroeste de San Salvador, en el municipio de Metapán, departamento de Santa Ana. La central fue diseñada para albergar una unidad, de 15 MW, que utiliza el agua almacenada en el lago de Güija, entró en operación en diciembre de 1963.
Consiste en una presa de concreto de
33 metros de altura, un dique de control de tierra de 12.5 metros de altura, un vertedero de fondo con una compuerta radial y un aliviadero de 4 bahías controlados con mamparos, canal de acceso, bocatoma de concreto, túnel de concreto de 6.25 metros de diámetro y 300 metros de longitud y una casa de máquinas de concreto semisubterránea.Las principales características de la central son las siguientes: Turbina: Toshiba tipo Kaplan de eje vertical.Generador: Toshiba, Japón.Capacidad: Nominal 15 MW.Número de Unidades: 1 unidad de 15 MW.Área del Embalse: 26.3 km2
Volumen de AguaEmbalsado: 645 millones de m3 Útil: 490 millones de m3Caudal medio anual: 26.3 m3/Seg
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3.1.2 El Cerrón Grande
Está ubicada a 78 kilómetros al norte de San Salvador, sobre el río Lempa, entre los municipios de Potonico, (Chalatenango); Jutiapa (Cabañas), está formada por una presa de 90 metros de altura, con una longitud de 800 metros, un vertedero de concreto de 4 compuertas y una casa de máquinas superficial.
La primera unidad entró en operación en febrero de 1976 y la segunda en febrero de 1977. Cada unidad tiene una capacidad de 67.5 MW.
Las principales características de la central son las siguientes:
Turbinas: Allis Chalmers tipo Francis de eje vertical.Generadores: Brown Boveri and Co., Suiza.Capacidad nominal: 135 MWNúmero de Unidades: 2 unidades de 67.5 MWÁrea del Embalse: 135km2
Volumen de AguaEmbalsado: 2,180 millones de m3Útil: 1,430 millones de m3Caudal medio anual: 154 m3/seg.
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El Guajoyo
Nivel de operacion
Máximo 430
Nominal 425
Mínimo 418
Aguas abajo
377
Caida
Máxima 54 m
Mínima 42 m
Diseño 48 m
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Caudal máximo turbinable: 130 m3/seg (a 243 m.s.n.m.)Generación media anual: 488 GWh.Tipo de funcionamiento del embalse: De regulación.Operaciones de la central: Base y punta.
Re potenciación: En los años 2003-2007 se rehabilitó y re potenciación la central. Actualmente tiene una capacidad instalada de 170 MW. (Dos unidades de 85 MW c/u).
3.1.3 Central Hidroeléctrica 5 De Noviembre.
Todo comenzó en 1949 cuando la Comisión Ejecutiva Hidroeléctrica del Rio Lempa (CEL), apoyada por el gobierno del presidente Oscar Osorio, inicia los estudios técnicos del proyecto de electrificación. Los análisis efectuados bajo la firma consultora Harza Engineering Company determinaron que el lugar de la construcción para la presa "5 de Noviembre" era un área rocosa, situada en la jurisdicción de Sensuntepeque y Nombre de Jesús, en los departamentos de Cabañas y Chalatenango, respectivamente. Concluidos los estudios y aprobado el financiamiento por el Banco Interamericano de Reconstrucción y Fomento (BIRF), CEL adjudicó la construcción de la presa a la compañía estadounidense J.A. Jones. La construcción se inicio con la excavación de un túnel de exploración de 175 metros de longitud, que se hizo con el propósito de extraer material rocoso para determinar su composición, pues era el lugar destinado que albergaría a la maquinaria.
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El Cerron Grande
Niveles de Operación (m.s.n.m.):
Máximo:243 Nominal:235 Mínimo:228 Aguas abajo:185
Caida
Máxima 57 m Mínima 42 m
Diseño 45 m
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Posterior mente se construyó el túnel de acceso donde entraban los camiones que transportaban el material, equipo y personal que laboró en la edificación de la central. La planta es única en su tipo por estar ubicados 50 metros bajo tierra, en donde se encuentra la principal maquinaria que hace posible la generación de energía. Su construcción duró tres años y contó con la participación de la compañía Jones, que estuvo a cargo de la
estructura civil. En cuanto a la parte eléctrica y mecánica, asesoró personal técnico de Fabrel, Alemania, y delegados de Suiza.
El programa nacional de electrificación inició con la construcción de esta central, en el sitio denominado "La Chorrera del Guayabo", a 88 kilómetros al noreste de San Salvador. Sobre el río Lempa, cantón San Nicolás, de Sensuntepeque, departamento de Cabañas y cantón Potrerillos, de Nombre de Jesús, en Chalatenango
Esta central está conformada por una presa de gravedad de concreto, de 65 metros de altura, un vertedero de 7 compuertas y una casa de máquinas subterránea, fue inaugurada el 21 de junio de 1954, con una capacidad inicial de 30 MW (dos unidades generadoras de 15MW c/u). La tercera unidad de 15 MW entró en operación en marzo de 1957; la cuarta, de la misma capacidad, en septiembre de 1961; y la quinta de 21.4 MW, en julio de 1966, aumentándose la capacidad instalada de la planta a 81.4 MW
Características principales de la presa 5 de noviembre
Turbinas: Unidades 1, 2,3 y 5 son tipo Francis de eje horizontal fabricadas por Bell, S.A., Crines, Suiza La unidad No. 4 es de tipo Francis de eje horizontal, fabricada por Hitachi Ltd., Tokio, Japón
Generadores: Unidades 1,2 y 3 Brown Boveri and Co., Suiza. Unidad No. 4 Hitachi Ltd., Japón. Unidad No. 5 ASEA, Suiza
Capacidad nominal: 81.4 MWNúmero de Unidades: 5 (4 unidades de 15 MW y 1 unidad de 21.4 MW)Área del embalse: 16km2
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Volumen de AguaEmbalsado: 320 millones de m3Útil: 87 millones de m3
Caudal medio anual: 197m3/seg.
Caudal máximo turbinable (a 180 m.s.n.m.)Unidades 1, 2 y 3 de 15 MW: 36.4 m3/segUnidad No. 4 de 15 MW: 34.8 m3/segUnidad No. 5 de 21.4 MW49.9 m3/segGeneración media anual: 457.4 GWh.Tipo de funcionamiento del embalse: hilo de agua.Operaciones de la central: base.
Repotenciación: En 2001 se rehabilitó y repotención la central. Actualmente tiene una capacidad instalada de 99.4 MW. (La nueva capacidad de las unidades 1, 2 y 3 es de 19.9 MW, de la unidad No. 4, 18.3 MW y de la unidad No. 5, 21.4 MW).
3.1.4 Central Hidroeléctrica 15 De Septiembre.
Dicha central está ubicada a 90 kilómetros al oriente de San
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Presa 5 de noviembre
Nivel de operacion
Máximo: 180
Nominal: 180
Mínimo:
172
Aguas abajo: 125.5
Caida
Máxima: 56 m
Mínima:
41 m
Diseño: 50 m
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Salvador, sobre el río Lempa, en el cantón San Lorenzo, de San Ildefonso, departamento de San Vicente; y cantón Condadillo (Puente Cuscatlán), Estanzuelas, en Usulután.Es la central de mayor capacidad de CEL y cuenta con dos unidades de 78.3 MW cada una; la primera entró en operación en septiembre de 1983 y la segunda en marzo de 1984. Consiste en una presa de relleno de roca de 57.2 metros de altura, un vertedero de concreto de 8 compuertas, una bocatoma integral y una casa de máquinas superficial.
Las principales características de la central son las siguientes:
Turbinas: Voith tipo Kaplan de eje vertical.Generadores: Hitachi Ltd., Japón.Capacidad: Nominal 156.60 MW
Máxima 180.18 MW (Por 2 horas de operación)Número de Unidades: 2 unidades de 78.3 MWÁrea del Embalse: 35.5 km2
Volumen de agua Embalsado: 380 millones de m3
Útil: 37 millones de m3
Caudal medio anual: 366 m3/seg
3.2 Plantas GeotérmicasLas plantas productoras de energía geotérmica en El Salvador están en su mayoría bajo el dominio estatal de LaGeo.
La energía geotérmica se define como que puede obtenerse mediante el aprovechamiento del calor del interior de la Tierra. El calor del interior de la Tierra se debe a varios factores, entre los que caben destacar el gradiente geotérmico, el calor radio génico, etc.
En la actualidad hay dos instalaciones geotérmicas en funcionamiento en El Salvador, la planta de Ahuachapán, de 95 MW, y la de Berlín, de 66 MW. La compañía eléctrica con mayoría de capital estatal LaGeo, antiguamente denominada Gesal, opera las dos plantas. LaGeo está ampliando actualmente las dos plantas geotérmicas existentes y llevando a cabo un estudio de factibilidad para una tercera planta, Cuyanausul. Se espera que los tres proyectos agreguen 64 MW de capacidad de generación eléctrica instalada para 2007.
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3.2.1 Planta Geotérmica De Ahuachapán []
La Central Geotérmica se encuentra ubicada a 103 km. al Oeste (occidente) de la ciudad capital, en el sector norte de la cordillera de Apaneca, en el lugar conocido como Cantón Santa Rosa Acacalco del Municipio y Departamento de Ahuachapán, e incluye la zona que actualmente está en explotación, la zona de Chipilapa en donde se reinyecta el agua residual y la zona de Cuyanausul, un área actualmente en exploración. Las elevaciones promedio del campo geotérmico oscilan entre los 700 a 950 msnm.
La energía producida de esta planta es producto de la operación de dos unidades a condensación de una entrada de presión (single flash) de 30 MW cada una, ambas de la marca Mitsubishi. Estas turbinas son de cinco etapas de tipo impulso que operan a una velocidad de 3,600 RPM. Para una carga completa requieren de 520 t/h (144 kg/s) de vapor saturado a una presión de entrada de 4.6 bar-g que proviene de dos tanques a presión que son los colectores del vapor producido por una serie de pozos productores.
A la salida de turbina se localiza un condensador del tipo barométrico de contacto directo en donde se rocía agua líquida proveniente de una torre de enfriamiento de cinco celdas del tipo flujo cruzado tiro forzado. El flujo total de agua de enfriamiento es aproximadamente 8,650 m3/h a una temperatura ambiente de 27 ºC, la presión promedio del condensador es de 0.085 bar-a. En el condensador se encuentra un sistema de extracción de gases del tipo “eyector” que posee un sistema de enfriamiento que enfría 0.2% en peso de los gases no condensables que entran junto con el vapor geotérmico.
El sistema de extracción de gases es de dos etapas con Inter condenser y after condenser, estos eyectores requieren para operar un flujo de vapor de 4,100 kg/h de vapor para comprimir el gas desde las condiciones de vacío en el condensador a las condiciones atmosféricas externas en la zona de descarga.
3.2.2 Planta Geotérmica de Usulután.
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La Central Berlín se encuentra ubicada a 120 km. al Este (oriente) de la ciudad capital, en el flanco norte del complejo volcánico Berlín-Tecapa, en el lugar conocido como Cantón Montañita del Municipio de Alegría y Departamento de Usulután. Las elevaciones promedio del campo geotérmico oscilan entre los 650 a 950 msnm.
Las dos unidades a condensación instaladas en la planta son marca Fuji de 28.1 MW cada una, ambas de una sola entrada de presión (10 bar-a) que proviene de dos colectores de vapor. El vapor a la salida entra a un condensador de contacto directo de bajo nivel y la presión de operación del condensador es de aproximadamente 0.01 bar-a, ambas unidades disponen de eyectores de doble etapa para la extracción de gases no condensables.
El flujo de agua en el condensador es de 6,480 m3/h a una temperatura de 29 ºC. La mezcla de agua y condensado en el condensador alcanza una temperatura de alrededor de 42.4 ºC a una presión de operación del condensador de 0.098 bar-a
El agua de enfriamiento se recircula por medio de dos bombas hacia sendas torres de enfriamiento del tipo tiro forzado flujo cruzado.
Cada una de las unidades generadoras requiere para plena carga un flujo de vapor de 186.2 t/h (51.72 kg/s) que incluye el vapor para los eyectores. El vapor geotérmico contiene 0.4% en peso de gases no condensables.
Ambos generadores son del tipo síncrono y operan a 3,600 RPM, la capacidad nominal es de 34,000 kVA a un factor de potencia de 0.85. El voltaje de salida del generador es de 13.8 kV el cual se conecta la red nacional de 115 kV por medio de una sub estación.
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4. PROYECTOS FUTUROS
4.1 INSTALACIÓN DE CABLE EN POTONICO
El municipio de Potonico se ve periódicamente afectado por la proliferación de Jacinto acuático y grandes cantidades de basura flotante, que dificultan las labores de pesca y navegación para las comunidades de dicho municipio. Para contribuir a mejorar esa situación, CEL colaboró recientemente, entregando cable y colaborando en su colocación mediante boyas elaboradas con desechos plásticos.
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El cable colocado a cierta altura sobre la superficie del agua, contribuye a detener el movimiento del lirio acuático, que el viento traslada constantemente en el embalse de Cerrón Grande.
En la colocación del cable participó activamente la población beneficiada, constituida por pescadores artesanales de la zona. Mantener el libre acceso a través del lago es el objetivo de la actividad.
De acuerdo con CEL el jacinto acuático es una planta que presenta ciertas ventajas como contribuir al mejoramiento de la calidad del agua y proporciona además refugio para diversas especies de aves y peces, sin embargo cuando se reproduce en grandes cantidades ocasiona obstáculos entre ellos impedir la navegaciónSegún la unidad Ambiental de la autónoma es importante regular el ingreso contaminantes químicos al embalse, que llegan a través de ríos como el Acelhuate y mediante las lluvias que arrastran pesticidas y fertilizantes químicos.
4.2 FONDOS DE ENERGIAS RENOVABLES DE EL SALVADOR (FERSAL)
La Comisión Ejecutiva Hidroeléctrica del Río Lempa (CEL) proyecta titularizar un 35% de la generación futura de energía de la autónoma para poder captar fondos que le permitan cubrir los costos del subsidio eléctrico y financiar proyectos futuros.
La CEL realizará una emisión de títulos respaldados por los flujos de efectivo que generará hasta un 35% de la producción de energía de las centrales hidroeléctricas que posee el país. Sería una buena forma para obtener fondos para la central, porque la demanda de energía crece cada año entre un 4% y 5%. El único inconveniente sería que el país tenga un mal invierno, pues no podría aportar mucha producción energética al sistema.
Los fondos de FERSAL servirían también para proyectos como la ampliación de la presa 5 de Noviembre: “La primera etapa son 60 megavatios y la segunda son otros 60, completaríamos 120”.
4.3 PROYECTO HIDROELÉCTRICO DE PRESA “EL CHAPARRAL”
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Los representantes de la Comisión Ejecutiva del Río Lempa (CEL), presentaron el proyecto hidroeléctrico El Chaparral, el cual se localiza en el norte del departamento de San Miguel.
Dicho proyecto, según la CEL, contempla abastecer de luz eléctrica a más de 200 mil familias, en todo el territorio nacional, y su importancia consiste en incrementar las posibilidades de realizar nuevas actividades productivas y de servicio (pesca, agricultura y turismo).
Para los titulares de esta autónoma, el proyecto contribuirá a mejorar la calidad de vida de la población en el área, habrá mejoras en los sistemas de comunicación vial, estimulará la ejecución de proyectos de protección de los recursos naturales en la cuenca, se dispondrá de agua durante la época seca y se incrementará la generación de energía eléctrica.
El proyecto se lleva a cabo de acuerdo a la consulta pública realizada en los trece municipios, en septiembre de 2006, los resultados fueron favorables y en octubre de 2006 se obtuvo la aprobación del estudio del impacto ambiental, con este requisito la SIGET otorgó en diciembre de 2006, la concesión para la explotación del recurso hidráulico del río Torola en el lugar conocido como el Chaparral.
El 76% de las tierras ya han sido adquiridas por la CEL y que la parte de reasentamiento es una medida de compensación para las familias que residen en la influencia directa del embalse y cuando se hizo el estudio del impacto ambiental se estableció que a las personas se les ofrecería un lugar a donde ir a vivir.
El proyecto chaparral está enmarcado en uno de los tres mecanismos propuestos por el protocolo de Kioto, con la cual se busca minimizar el calentamiento a nivel mundial.
4.4 PRESA EL CIMARRON
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Inversión 404 millones de dólares serían invertidos en la construcción de la nueva presa hidroeléctrica.
El acuerdo entre CEL y Coyne & Bellier, ha sido denominado “Llave en mano”, ya que la firma francesa será la encargada de realizar el diseño y construcción del proyecto.
El estudio de prefactibilidad, que deberá estar listo en un año, tendrá un costo de $1 millón, que ha sido donado por el gobierno francés. La Asociación Nacional de la Empresa Privada (ANEP) ha dado su total respaldo al plan.El presidente de CEL aseguró que la nueva presa generará 243 megavatios e implicará una inversión de $404.8 millones.
Asimismo dijo que ya han iniciado los preparativos para hacer el estudio de impacto ambiental. Consideró que el proyecto El Cimarrón generará unos 4,000 empleos. La presa tendrá un potencial para generar energía eléctrica con un promedio de 863 gigavatios al año, lo cual “la convertiría en la central más eficiente del sistema hidroeléctrico del país”.
El presidente de CEL consideró necesaria la construcción de la nueva presa ya que el consumo anual de energía eléctrica crece 3.77%, lo que implica tener 25 megavatios nuevos cada doce meses.
La demanda del servicio podría aumentar con el impacto que en la economía tengan el Tratado de Libre Comercio con Estados Unidos y el resultado de los pasados comicios. Se consideró que el país cuenta con recursos naturales que deben ser mejor explotados para lograr cubrir esa demanda de energía eléctrica. La nueva infraestructura estará ubicada en las cercanías del cantón Santa Rita El
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Cimarrón, a 20 kilómetros del municipio de Citala, en Chalatenango. Tendrá un embalse de 15.3 kilómetros cuadrados.
El proyecto es considerado como una obra de ingeniería colosal, ya que parte del agua del río Lempa será desviada hacia el río Metayate, mediante un túnel de 10.8 kilómetros de largo y 5.8 metros de diámetro. La idea es conducir el agua hasta el embalse del Cerrón Grande.
Los estudios de prefactibilidad indican que la nueva presa permitiría una caída neta del agua de 354 metros, lo cual permitiría generar hasta el 59% de la capacidad hidroeléctrica instalada a nivel nacional.
El nuevo proyecto permitirá que las presas ubicadas a lo largo del río Lempa, generen más energía tanto en invierno como en verano, ya que el caudal del río será fortalecido. Según CEL, en invierno el río Lempa alcanza los 40 metros cúbicos, pero en verano baja hasta uno. A su vez, el fortalecimiento del embalse del Cerrón Grande facilitará el desarrollo de distritos de riego en Chalatenango y Nueva Concepción. Otro de los beneficios del proyecto es que garantizará en el verano un caudal de tres metros cúbicos por segundo, entre la presa y el río Guayojo. En la época seca este tramo del río no alcanza ni el metro cúbico. Su cauce es fortalecido por el lago de Güija.
5. SISTEMA DE TRANSMISIÓN (NIVELES DE VOLTAJE)
ETESAL es la empresa de transmisión en El Salvador. Es responsable del mantenimiento y expansión planificada de la red de transmisión del sistema de potencia del país. Esto incluye la red de transmisión de 230 kV y 115 kV, todas las subestaciones de potencia asociadas y todos los transformadores de potencia en niveles de voltaje 115/46 kV, 115/34.5 kV, y 115/23 kV.
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EL DIAGRAMA UNIFILAR DEL SISTEMA DE TRANSMISIÓN NACIONAL
Como empresa de transmisión, ETESAL entrega energía a 5 diferentes compañías de distribución y a grandes usuarios en todo el país, transmitiéndola desde las estaciones de generación. ETESAL es responsable y propietaria de los equipos en las subestaciones hasta los interruptores de los circuitos alimentadores de distribución. Las compañías de distribución y grandes usuarios son responsables por el mantenimiento y propietarios de dichos alimentadores. Sin embargo, ETESAL es responsable de la primera etapa de protección de los alimentadores en tanto los interruptores de las subestaciones en el punto de interconexión con éstos son propiedad de ETESAL. La red no aterrizada de Distribución de 46 kV en El Salvador es abastecida desde 16 subestaciones de ETESAL y consta actualmente de 44 circuitos alimentadores.
Debido a que ETESAL inició operaciones a partir de 1999, heredó la responsabilidad de la protección de los circuitos alimentadores de la red no aterrizada de 46 kV, por lo que se desconoce la razón exacta de la selección, diseño y construcción de este tipo de red. Sin embargo, esta red no aterrizada fue presumiblemente escogida debido a que se tendría una red de distribución que permite operación continua aún ante fallas a tierra. Típicamente el 90 por ciento de las fallas en la red de 46 kV son
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de fase a tierra; de éstas, el 80 por ciento son transitorias. Por lo anterior, la selección de un sistema no aterrizado para la red de 46 kV parecería apropiada para las características supuestas. Un 80 por ciento de fallas transitorias significa que no hay necesidad de disparar circuitos y desconectar cargas. En El Salvador, una falla de fase a tierra de duración de 1 segundo en la red de 46 kV, es el umbral del tiempo de discriminación entre una falla transitoria y una permanente. Si la duración de la falla excede a 1 segundo, la falla a tierra es considerada permanente y debe ser liberada.
La configuración típica de un alimentador está compuesta de postes autosoportados con una altura promedio de 12 metros. Los conductores están colocados en configuración horizontal plana. La distancia de conductor a conductor es de 1.5 metros aproximadamente. Los conductores son calibre 4/0, cuya capacidad es de 350 amperios continuos. Los 44 alimentadores que protege ETESAL varían desde 5 hasta 60 kms en longitud.
Actualmente, el Sistema de Transmisión cuenta con 25 subestaciones, algunas de las cuales cuentan con más de dos áreas operando a distintos voltajes (230 kV, 115 kV y niveles de voltaje de subtransmisión o distribución).
La cantidad total de líneas de 115 kV son 38, incluyendo la última línea construida San Miguel – La Unión.
Subestaciones de Interruptor y Medio 230 kV: Ahuachapán, Nejapa y 15 de Septiembre115 kV: Ahuachapán, Nejapa, 15 de Septiembre, Cerrón Grande, Santo Tomás,
Talnique, Ozatlán, Tecoluca, San Martín, San Bartolo, Nuevo Cuzcatlán, El Pedregal, Acajutla, Ateos, Sonsonate y La Unión
Subestación en Anillo:115 kV: San Antonio Abad
Subestación de barra sencilla y barra de transferencia115 kV: Berlín, Acajutla
Subestación de barra sencilla (con cuchillas de by-pass)115 kV: Soyapango, Santa Ana, San Miguel, San Rafael Cedros, 5 de Noviembre,
Guajoyo
Red No Aterrizada de 46 kV de El Salvador: Consideraciones de Fallas a Tierra.
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Históricamente, ETESAL ha provisto de protección contra fallas SLG a los alimentadores del sistema de 46 kV usando el esquema con relé de sobrevoltaje residual (59N) con disparo secuencial automatizado con retardo de tiempo. Esta secuencia desconecta el primer alimentador “sospechoso” 5 segundos después de la activación del relé 59N. Si la falla a tierra persiste, un segundo alimentador es desconectado 5 segundos más tarde. Si la falla aún persiste, el tercer alimentador es desconectado 5 segundos después y así sucesivamente, hasta que eventualmente, el alimentador fallado es identificado cuando el relé 59N se desactiva. La secuencia de desconexión es evaluada anualmente y ajustada de manera que el alimentador con mayor número de fallas es el primero en desconectarse y en ese orden le siguen los demás.
A pesar de los ajustes anuales en la secuencia de disparo del esquema 59N, los alimentadores sanos se seguían desconectando frecuentemente, lo que producía desconexiones inaceptables de carga. La restauración en servicio de los alimentadores sanos que se desconectan, tarda aproximadamente de 5 a 10 minutos generalmente, mientras el operador del SCADA (quien no es de ETESAL sino de otra entidad llamada Unidad de Transacciones –UT-) interpreta la secuencia de eventos y envía los comandos de cierre de los interruptores de los alimentadores sanos. En años recientes, la nueva regulación del sector eléctrico ha impuesto drásticas penalizaciones a las desconexiones erróneas de carga; de hecho, las penalizaciones son el principal incentivo para mejorar y modernizar los esquemas de protección. A esto se suma otro factor muy importante para ETESAL, y es que durante las fallas SLG, los equipos de las subestaciones de ETESAL están sometidos a sobrevoltaje en las fases sanas produciendo degradación paulatina y acumulativa de los aislamientos, resultando en daños irreversibles en Transformadores de Potencia, de Medición (TP’s) y en dispositivos disipadores de energía (Pararrayos, etc.).
Consideraciones del esquema de Protección
El tradicional esquema de protección 59N no proporciona un proceso de identificación del alimentador fallado, lo cual no es aceptable en los sistemas de potencia modernos. Cuando ETESAL investigó los esquemas de protección disponibles, decidió que proteger los alimentadores de la red no aterrizada de 46 kV requería de un elemento direccional de tierra sensitivo. ETESAL contactó al fabricante de relés con el objetivo de iniciar un período de monitoreo durante el cual el dispositivo estaría conectado al alimentador y así evaluar su comportamiento y respuesta. Después del período de evaluación y obteniendo una operación exitosa del nuevo esquema de detección de fallas a tierra, tanto hacia adelante como en reversa, ETESAL concluyó que los resultados fueron satisfactorios. Se observó la
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correcta selectividad del esquema de protección, el cual disparaba satisfactoriamente el alimentador cuando la falla estaba localizada en su interior, y se restringía adecuadamente para fallas externas al alimentador, logrando una apropiada sensitividad.
Como “proyecto piloto”, dos subestaciones fueron equipadas con relés numéricos a finales del año 2003. Debido a que los relés operaron exitosamente, actualmente todas las 16 subestaciones de ETESAL de 46 kV y sus 44 alimentadores poseen instalados y en operación estos relés de protección. Los dispositivos numéricos han mejorado dramáticamente el servicio brindado por ETESAL a sus usuarios y ha disminuido drásticamente la frecuencia de daño en los aislamientos de los equipos de las subestaciones.
6. SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN (NIVELES DE VOLTAJE)
Los sistemas de distribución de energía eléctrica comprenden niveles de alta, baja y media tensión.
6.1 Sistema De Distribución.
Un sistema de distribución de energía eléctrica es un conjunto de equipos que permiten energizar en forma segura y confiable un número determinado de cargas, en distintos niveles de tensión, ubicados generalmente en diferentes lugares.
6.2 Clasificación de los Sistemas de Distribución.
Dependiendo de las características de las cargas, los volúmenes de energía involucrados, y las condiciones de confiabilidad y seguridad con que deban operar, los sistemas de distribución se clasifican en:
Industriales. Comerciales. Urbana. Rural.
6.3 Sistemas De Distribución Industrial.
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Comprende a los grandes consumidores de energía eléctrica, tales como las industrias del acero, químicas, petróleo, papel, etc.; que generalmente reciben el suministro eléctrico en alta tensión.
6.4 Sistemas De Distribución Comerciales.
Es un término colectivo para sistemas de energía existentes dentro de grandes complejos comerciales y municipales, tales como edificios de gran altura, bancos, supermercados, escuelas, aeropuertos, hospitales, puertos, etc. Este tipo de sistemas tiene sus propias características, como consecuencia de las exigencias especiales en cuanto a seguridad de las personas y de los bienes, por lo que generalmente requieren de importantes fuentes de respaldo en casos de emergencia.
6.5 Sistemas De Distribución Urbana.
Alimenta la distribución de energía eléctrica a poblaciones y centros urbanos de gran consumo, pero con una densidad de cargas pequeña. Son sistemas en los cuales es muy importante la adecuada selección en los equipos y el dimensionamiento.
6.6 Sistemas De Distribución Rural.
Estos sistemas de distribución se encargan del suministro eléctrico a zonas de menor densidad de cargas, por lo cual requiere de soluciones especiales en cuanto a equipos y a tipos de red. Debido a las distancias largas y las cargas pequeñas, es elevado el costo del kWh consumido.
AES ha indicado la intención de desarrollar un proyecto de generación a base de carbón de 250 MW. Dado el tamaño de mercado de AES El Salvador, es de esperar
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que las distribuidoras aseguren una porción de la capacidad que ofrezca este proyecto.
AES El Salvador adquirió el 39% de sus requerimientos de energía en el mercado de contratos y el resto en el mercado spot. Los contratos de energía en El Salvador son en promedio a corto plazo y no están aislados de los riesgos de volatilidad de precios, dado que los precios de energía de los contratos generalmente están basados en los precios spot menos un descuento. Los precios del mercado spot salvadoreño son fijados con base en precios ofertados por los generadores, que incorporan cargos de energía y potencia y se basan en los costos de producción individual y las expectativas de precios.
Las compañías de distribución de electricidad salvadoreñas son, para efectos prácticos, operadas como monopolios naturales y son negocios estables y con relativamente bajos riesgos operativos. Sin embargo, los territorios de distribución servidos no son exclusivos, y los distribuidores tienen la libertad de competir por los consumidores bajos las reglas establecidas en la Ley General de Electricidad.
El mercado está compuesto principalmente por dos operadores que a través de cinco compañías distribuyen la electricidad; Grupo AES El Salvador (CAESS, DEUSEM, EEO y CLESA) y AEI (DELSUR). En el mercado existen registrados 20 comercializadores de los cuales 8 realizan los principales retiros de energías, donde
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2 corresponden a las generadoras de CEL y LaGeo. Entre los comercializadores y grandes usuarios directamente conectados a la red, se dio un retiro de energía de 504.7GWh en el año 2008 desde 1.081GWh un año atrás, equivalentes al 10% y 21% de la energía transada en el Mercado Mayorista, respectivamente.
El segmento de generación participan 14 agentesmayoristas con una capacidad instalada a diciembre 2008 de 1.371.4 MW y una generación 5,475GW/h (5,261GW/h a diciembre 2007). Además del mercado mayorista, concurre un mercado minorista integrado por seis participantes: tres pequeñas centrales de generación hidroeléctrica y tres auto-productores térmicos que venden excedentes y están conectados directamente al sistema de distribución, con una capacidad instalada agregada aproximada de 69 MW a diciembre 2008. Los generadores minoristas produjeron 241GWh y 63.05 GWh durante los años 2008 y 2007, respectivamente.
Otra fuerza en el mercado mayorista que cobra importancia son las importaciones de energía las cuales se realizan principalmente desde Guatemala y Honduras. Las importaciones de energía desde países vecinos fueron 484 GWh en 2003 y 83 GWh en 2008, equivalente al 9% y 1% del total de energía inyectada al sistema en esosaños. El intercambio regional de energía ha decrecido en los últimos años como consecuencia de recursos limitados de generación y demandas cada vez mayores en cada país de la región. Aún con la entrada en vigencia del Sistema de Interconexión Eléctrica de los Países de América Central (SIEPAC) se estima que los intercambios
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serán leves ya que ningún país de la región es superavitario en la generación de energía.
Actualmente El Salvador tiene una capacidad de generación eléctrica que cubre levemente la demanda de electricidad del país y las nuevas plantas de generación eléctrica no son suficientes para cubrir el crecimiento de la demanda a diciembre 2008. El Salvador mantiene una capacidad máxima y mínima instalada de generación de 1.371 y 962 megawatts (MW), versus una demanda máxima registrada en el mes de diciembre de 916 MW. La demanda eléctrica ha crecido tradicionalmente un 5% por año.
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7. TARIFAS ELÉCTRICAS VIGENTES
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8. INTERCONEXIÓN CON OTROS PAISES
Las interconexiones de electricidad en Centroamérica comenzaron desde 1976 cuando se unieron Honduras y Nicaragua. En 1982 se interconectaron Costa Rica con Nicaragua y en 1986 con Panamá. En ese mismo año se interconectaron Salvador y Guatemala y esta por lograrse la interconexión entre Salvador y Honduras. Falta ahora México y Guatemala cuyo proyecto ha dado inicio. Para el año 2005 se espera que este lista toda la interconexión desde Guatemala a Panamá, año en que se
pretende dar inicio formal al ALCA, cuando las empresas, maquiladoras, fabricas, sistemas de trenes eléctricos y sistemas de riego para la agro exportación, los centros turísticos; los puertos, aeropuertos, carreteras, etc., estén demandando energía eléctrica. Las características del sistema eléctrico les ahorraría a las empresas que ofrecerán el servicio hasta 28 millones de dólares al año, lo que los gobiernos no hicieron en su momento; y a los consumidores mas de 513 millones de dólares, tomando en cuenta que el principal consumidor es el sector industrial y comercial. Por otro lado facilitaría unir los intereses transnacionales de explotación del gas con la industria eléctrica, ya que se espera que esta sea la principal consumidora de gas natural en la región.
El Sistema de interconexión eléctrica para Centroamérica (Siepac) consistirá en unir a todos los países de la región y crear una línea de transmisión eléctrica de 1,802 Km. de extensión desde Panamá a Guatemala, con una capacidad de 230 kilovoltios, con conexiones a subestaciones transformadoras y a las redes nacionales de los países participantes. Así, Guatemala pondrá 242 Km. de línea eléctrica, El Salvador 260 , Honduras 366 , Nicaragua 284 , Costa Rica 515 Km. y Panamá 135 Km. Esta nueva línea suplirá las interconexiones bilaterales existentes que son de baja capacidad y poco confiables. También se pretende crear un mercado regional "con reglas claras y uniformes que brindara incentivos para la instalación de plantas generadoras más grandes y más eficientes, inversiones que ayudaran a reducir los costos de la electricidad en la región y reforzaran la confiabilidad de sus sistemas de suministro de energía eléctrica". Sin embargo, hasta ahora esto no ha sucedido en ningún país.
El Siepac tendrá tres proyectos de interconexión:
1) Guatemala, Honduras, El Salvador, Costa Rica, Nicaragua y Panamá.
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2) Interconectar Belice con Guatemala a partir del 2003 y terminar el proyecto en el 2004, llevando una línea desde la hidroeléctrica del Chixoy hasta Santa Elena, en el Peten, y luego a la subestación de la Ciudad de Belice. Esta interconexión tendrá un costo de 23.8 mdd y una longitud de 195 Km.: 80 Km. en territorio guatemalteco y 115 en Belice.
3) Conectar a México con Guatemala a través de la construcción de una línea de transmisión de 400 kilovoltios (kv) de 88 Km. entre las subestaciones de Tapachula, Chiapas, hasta Los Brillantes en Guatemala (Primera Fase).
El Sistema de Interconexión Eléctrica para América Central (Siepac), que permitirá el intercambio de energía a nivel regional, tiene un avance de 85% y comenzará a operar en junio de 2011.
En el proyecto, que significa una inversión de 500 millones de dólares, participan Panamá, Costa Rica, Nicaragua, El Salvador, Honduras y Guatemala, además de México, Colombia y España, como socios.
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La obra de Siepac consiste en una línea de transmisión de mil 800 kilómetros de extensión con capacidad para transportar 300 megavatios de energía, tres veces más que la línea existente.
Cuando entre en operación, las empresas de distribución eléctrica podrán comprar energía a nivel regional y las empresas generadoras podrán ofertar a cualquier país de Centroamérica que lo requiera, informó la Autoridad Nacional de los Servicios Públicos (Asep).
Esto será positivo para el mercado porque al haber una mayor oferta de energía en la región también existirá una tendencia a disminuir los precios, con lo cual se beneficiará a los consumidores finales.
Antes de que culmine el proyecto, en algunas partes se podrá utilizar la línea por tramos, por ejemplo entre Panamá y Costa Rica, donde los trabajos están casi terminados.
Siepac debió entrar en operación en 2007, pero se atrasó varios años debido a que algunos países de la región no despejaron la servidumbre ocupada por viviendas para construir las torres y colocar la línea.
Desde 2002 se lleva a cabo intercambio de energía entre países de la región, pero la línea solo tiene capacidad para 100 megavatios.
Aunque ya está listo el tramo entre Panamá y Costa Rica del Sistema de Interconexión Eléctrica para América Central (Siepac), habrá que esperar hasta finales de 2011 o principios de 2012, fecha en que la línea entrará en operación hasta Guatemala.
La construcción de la línea se atrasó porque en algunos tramos de varios países vecinos, principalmente en Costa Rica, no se ha despejado la servidumbre para colocar las torres por donde pasa la interconexión. Esto significa que la línea se utilizará por tramos hasta que quede interconectada hasta Guatemala.
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9. CONCLUSIONES
En base a la investigación realizada se concluye lo siguiente:
Conociendo la ubicación geográfica de las diferentes centrales eléctricas se pudo observar como se reparte la distribución así como los diferentes niveles a los que operan, también se hizo referencia a los principales tipos de generadoras de energía que son la hidroeléctrica la geotérmica y la térmica, que esta ultima comprende las de vapor gas y motores.
Debido a los obstáculos que se están presentando en la generación de energía algunas empresas optan como nuevos recursos las pantallas solares que bien no generan mucha energía pero son de gran ayuda para el autoabastecimiento para algunas plantas, también se toma en cuenta que la generación de energía por medio de motores no le es muy favorable al medio ambiente por lo cual se están buscando nuevas rutas que sean más amigables al ambiente.
En nuestro país ya se terminó el trabajo en las subestaciones de 230 kV en Ahuachapán, Nejapa y 15 de Septiembre. Se ha hecho la obra civil y el montaje de las torres. A la llegada de la subestación Nejapa se utilizarán torres de cuatro circuitos (únicas en el área de Centro América. Actualmente, México ya esta interconectado a la red de Guatemala a nivel de una línea de 400 kV. Esto es un gran avance para nuestro país ya que al estar interconectados con los países vecinos se tiene la gran ventaja de lograr disminuir los precios mediante la organización en la distribución también se cuenta con un fuerte respaldo, que solventaría la escasez debido a problemas particulares.
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10. BIBLIOGRAFIA
1. www.delsur.com.sv/
2. www.lageo.com.sv/
3. www.siget.gob.sv/
4. www.cel.gob.sv/
http://es.wikipedia.org/wiki/Sector_el%C3%A9ctrico_en_El_Salvador
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11. GLOSARIO
Central hidroeléctrica: Una central hidroeléctrica es aquella que utiliza energía hidráulica para la generación de energía eléctrica. Son el resultado actual de la evolución de los antiguos molinos que aprovechaban la corriente de los ríos para mover una rueda.
Electricidad (del griego elektron, cuyo significado es ámbar) es un fenómeno físico cuyo origen son las cargas eléctricas y cuya energía se manifiesta en fenómenos mecánicos, térmicos, luminosos y químicos, entre otros], en otras palabras es el flujo de electrones.
Corriente alterna: Se denomina corriente alterna (simbolizada CA en español y AC en inglés, de Alternating Current) a la corriente eléctrica en la que la magnitud y dirección varían cíclicamente. La forma de onda de la corriente alterna más comúnmente utilizada es la de una onda sinoidal.
Watt: (Símbolo W), es la unidad de potencia del Sistema Internacional de Unidades. Es el equivalente a 1 julio sobre segundo (1 J/s) y es una de las unidades derivadas. Expresado en unidades utilizadas en electricidad, el vatio es la potencia eléctrica producida por una diferencia de potencial de 1 voltio y una corriente eléctrica de 1 amperio (1 VA).
El kilovatio hora: Abreviado kWh es una unidad de energía. Equivale a la energía desarrollada por una potencia de un kilovatio (kW) durante una hora, equivalente a 3,6 millones de joules. Utilizado para la facturación de energía eléctrica.
Presa: En ingeniería se denomina presa o represa a una barrera fabricada con piedra, hormigón o materiales sueltos, que se construye habitualmente en una cerrada o desfiladero sobre un río o arroyo[1] con la finalidad de embalsar el agua en el cauce fluvial para su posterior aprovechamiento en abastecimiento para la producción de energía mecánica. La energía mecánica puede aprovecharse directamente, como en los antiguos molinos, o de forma indirecta para producir energía eléctrica, como se hace en las centrales hidroeléctricas.
Sistemas de transmisión: Es responsable del mantenimiento y expansión planificada de la red de transmisión del sistema de potencia del país.
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Sistemas de distribución: Un sistema de distribución de energía eléctrica es un conjunto de equipos que permiten energizar en forma segura y confiable un número determinado de cargas, en distintos niveles de tensión, ubicados generalmente en diferentes lugares.
Tarifa eléctrica: Es una tarifa del suministro eléctrico fijada por el Gobierno sobre el precio de la electricidad.
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