La investigación tuvo como objetivo general: determinar en qué nivel el análisis de flujo de potencia por incremento de carga influye en la prospectiva energética del transformador T4 de 20 MVA en la planta cementera Unacem, Condorcocha, provincia de Tarma – Junín, y los objetivos específicos: identificar el nivel de la distorsión armónica en relación al análisis del flujo de potencia en el transformador T4 de 20 MVA, determinar y analizar el nivel de eficiencia del cos ø (Coseno de phi) en relación al análisis del flujo de potencia en el transformador T4 de 20 MVA y estimar el nivel del resultado esperado por el análisis del flujo de potencia por incremento de carga en el transformador T4 de 20 MVA en la planta cementera Unacem, Condorcocha, provincia de Tarma – Junín.

La creciente preocupación por la calidad de producto (tensión) en los sistemas eléctricos industriales (minería) provoca que los responsables de su operación consideren la opción de instalación de equipos que inyecten energía reactiva al sistema. La presente tesis ha sido realizada con el objetivo de demostrar la influencia de la ampliación de demanda en la calidad del suministro del sistema eléctrico Quebrada Honda, Southern en los años 2017-2019. Bajo un método de investigación básico explicativo, debido a que el proceso del estudio consiste en examinar todos los componentes del sistema eléctrico, así establecer pautas y consideraciones de análisis relacionada con el tema en diferentes centros de producciones mineras donde las condiciones y experiencias sean similares en el tema que se desarrolla.

Debido a la escasez de recursos energéticos cercanos a los centros de consumo y los avances tecnológicos de la electrónica de potencia es que la transmisión en corriente continua a altas tensiones (HVDC) ha ganado terreno en las últimas décadas. El objetivo general de esta memoria consiste en estudiar la operación de un sistema de generación AC -llamado sistema colector a lo largo del trabajo- que alimenta una estación rectificadora HVDC como única carga. La investigación realizada permite establecer que la naturaleza de una carga de este tipo, insensible a la frecuencia, obliga a realizar estudios estáticos y dinámicos para demostrar que los parámetros del sistema colector y que las medidas de control que pueden adoptarse ante contingencias permiten la operación del sistema AC bajo norma. El proyecto Energía Austral, que se encuentra aún en etapa de desarrollo, se usa como inspiración para crear un modelo sobre el cual se realizan estudios estáticos y dinámicos para observar su comportamiento ante los fenómenos que la literatura describe como relevantes. Los estudios estáticos se dividen en: flujos de potencia, que permite establecer un adecuado intercambio de reactivos entre los que aportan los filtros y los que provee el sistema colector para satisfacer los requerimientos de la estación rectificadora, además de verificar que los límites térmicos no son sobrepasados; autoexcitación, mediante el cual se determinan las reactancias de las unidades de generación con el fin de evitar este fenómeno; cortocircuitos, con los que se determina si el sistema es robusto ante interacciones AC/DC. Los estudios dinámicos permiten, mediante contingencias en el enlace, determinar rangos de parámetros para las inercias y reactancias subtransitorias con el fin de limitar las sobrefrecuencias y sobretensiones temporales respectivamente. Adicionalmente, mediante el control del enlace, es posible mitigar las caídas de frecuencia ante salidas intempestivas de generadores, dada la naturaleza aislada del sistema en que no existe reserva en giro y que la carga resulta insensible a la frecuencia. Finalmente, se propone una guía que permite establecer los estudios que demuestran la operación segura del sistema colector.

Ingeniero Civil Eléctrico / El constante aumento de la demanda de energía eléctrica ha supuesto un gran desafío para los operadores de sistemas eléctricos, puesto que deben proveer energía a través del sistema de forma económica y confiable. Por suministro confiable se entenderá que éste sea continuo, independiente de si el sistema se encuentra en su estado intacto (planificado) o con fallas. Actualmente existen dos grandes criterios de seguridad para operar sistemas eléctricos, el criterio probabilístico y el determinístico. El criterio probabilístico minimiza costos de operación, de acciones de control y de demanda no suministrada en base a todos los estados posibles del sistema. El criterio determinístico por otro lado, define un conjunto de fallas creíbles que no afectan al sistema (no generan demanda no suministrada) para luego operar bajo este paradigma. Ninguno de estos modelos incorpora una medida de riesgo para la operación, existiendo por ende una incertidumbre respecto a la vulnerabilidad que presentaría el sistema frente a posibles fallas, razón por la cual se propone abordar esta deficiencia. Una métrica comúnmente usada como medida de riesgo es el Valor en Riesgo Condicional. Esta medida considera eventos en la cola de la curva de probabilidad, es decir, aquellos eventos que tienen una muy baja probabilidad de ocurrencia pero alto impacto. Esta memoria examina los modelos determinísticos y probabilísticos clásicos, para luego proponer un modelo que considera la energía no suministrada como índice de riesgo mediante un Valor en Riesgo Condicional. El Valor en Riesgo Condicional considera eventos en la cola de la curva de probabilidad, que si bien tienen una baja probabilidad de ocurrencia, pueden tener un alto impacto en la operación del sistema. Con esto se le exige un mínimo de confiabilidad a la operación, limitando el riesgo asociado a los eventos catastróficos (i.e. de baja probabilidad y alto impacto). Se evaluará la confiabilidad que aportan las restricciones de límites de riesgo a nivel sistémico (disminuir el riesgo de demanda no suministrada del sistema como conjunto) y límite de riesgo a nivel nodal (disminuir el riesgo de demanda no suministrada por nodo). Los resultados confirman que la integración de estas restricciones permite operar el sistema de una manera más segura y confiable. El modelo propuesto disminuye sustancialmente el efecto de los eventos catastróficos. La versión de limitaciones de riesgo nodal, muestra que el corte de demanda equitativo (corte que se realiza nodo a nodo en proporción a la demanda conectada) se puede lograr en base a una correcta administración post-falla. Asimismo, los tiempos de cómputo son extremadamente bajos por lo que el modelo puede ser aplicado en sistemas complejos.

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La presente tesis analiza los flujos de potencia y corrientes de corto circuito, con la finalidad de demostrar que el incremento de carga, debido a la ampliación del Horno IV, no afecta a las instalaciones de la Planta de UNACEM S.A.A garantizando la operación del Sistema Eléctrico Interconectado Nacional – SEIN. Para realizar el estudio de investigación se desarrolló un diagnóstico del equipamiento ubicado en la Planta Condorcocha realizando análisis de flujo de potencia, análisis de corrientes de cortocircuito, determinando los posibles inconvenientes debido al incremento de carga y definiendo las soluciones de implementación en cada situación. Para las respectivas simulaciones se ha tomado en consideración la configuración del Sistema Eléctrico de la Planta Condorcocha (Horno IV) para determinar la situación actual y para la situación proyectada en máximas, media y mínimas demandas, utilizando la base de datos proporcionada por el COES para condiciones de máxima, media y mínima demanda como información de referencia. / Tesis