COLEGIO OFICIAL DE INGNIEROS INDUSTRIALES DE LA COMUNIDAD VALENCIANA Infraestructura eléctrica Generación y acceso a la red Año de realización: 2020 Salvador Cucó Pardillos Presentación del profesor Infraestructura eléctrica. Acceso a red Formación académica: 1. Ingeniero Industrial por la ETSII de Valencia, 1987 2. Técnico Superior de la Edificación por la Fundación Escuela de la Edificación, adscrita a la UNED, 2000 Experiencia profesional: 1. Elecnor. Departamento de gas y agua 2. Impiva. Departamento de construcción institutos tecnológicos 3. Aven-IVACE. Plan Eólico de la Comunidad Valenciana 4. Profesor asociado UPV. Departamento ingeniería eléctrica Experiencia docente: 1. Formación en cursos profesionales de energías renovables, eficiencia energética, infraestrutura eléctrica, generación eléctrica desde al año 2004. 2. Autor de dos libros sobre energía eólica y sobre generación y acceso a la red eléctrica. Autor de apuntes sobre instalaciones eléctricas en edificios de viviendas y locales comerciales. Salvador Cucó Pardillos Infraestructura eléctrica. Acceso a red Índice 1. Estructura y funcionamiento del sistema eléctrico 2. Conceptos básicos 3. Normativa de aplicación 4. Acceso a la red eléctrica 5. Subestaciones 6. Transformadores 7. Procedimiento administrativo 8. Aspectos económicos 9. Ejemplo conexión parque eólico 10.Pequeña potencia. Autoconsumo Salvador Cucó Pardillos Capítulo 1 Estructura y funcionamiento del sistema eléctrico Salvador Cucó Pardillos Infraestructura eléctrica. Acceso a red Estructura de funcionamiento del sistema eléctrico El sistema eléctrico se puede dividir en términos generales en tres partes, generación, transporte y consumo. 400 V 400 kV 132 KV 690 V 20 KV Generación Transporte Distribución Reparto Consumo Salvador Cucó Pardillos Infraestructura eléctrica. Acceso a red Estructura de funcionamiento del sistema eléctrico Salvador Cucó Pardillos Infraestructura eléctrica. Acceso a red Estructura de funcionamiento del sistema eléctrico Salvador Cucó Pardillos Infraestructura eléctrica. Acceso a red Estructura de funcionamiento del sistema eléctrico Transporte primario V ≥ 380 kV Transporte Transporte secundario 220 kV ≤ V< 380 kV Distribución V < 220 kV Generación Líneas directas Salvador Cucó Pardillos Infraestructura eléctrica. Acceso a red Estructura de funcionamiento del sistema eléctrico G Generación132 kV Línea directa CONSUMO ST Línea generación132 kV Línea transporte secundario 220 kV SE Red eléctrica SE SE Línea transporte primario 400 kV Línea distribución 132 kV Salvador Cucó Pardillos Infraestructura eléctrica. Acceso a red Estructura de funcionamiento del sistema eléctrico Generación G (kW) G=P+D Pérdidas P (kW) Demanda D (kW) Salvador Cucó Pardillos Infraestructura eléctrica. Acceso a red Estructura de funcionamiento del sistema eléctrico. Competencias administrativas. De acuerdo con lo establecido en el artículo 3 de la Ley 24/2013 del , las competencias sobre las instalaciones son: INSTALACION COMPETENCIA Transporte primario ( V ≥ 380 kV) Adminsitración General del Estado Transporte secundario (220 kV ≤ V< 380 kV) afecta a varias CCAA Adminsitración General del Estado Transporte secundario (220 kV ≤ V < 380 kV) afecta a una CCAA Distribución (V < 220 kV) afecta a varias CCAA Distribución (V < 220 kV) afecta a una CCAA Administración de la Comunidad Autónoma Adminsitración General del Estado Administración de la Comunidad Autónoma Instalación de generación y conexión de más de 50 MW Adminsitración General del Estado Instalación de generación y conexión de igual o menos de 50 MW, afecta a varias CCAA Adminsitración General del Estado Instalación de generación y conexión de igual o menos de 50 MW, afecta a una CCAA Administración de la Comunidad Autónoma Salvador Cucó Pardillos Capítulo 2 Conceptos básicos Salvador Cucó Pardillos Conceptos básicos de electrotecnia. Generación El generador síncrono o de excitación R nsin cronismo f red 60 p S + T 13 Salvador Cucó Pardillos Conceptos básicos de electrotecnia. Generación El generador síncrono de imanes permanentes R nsin cronismo f red 60 p N S S T 14 Salvador Cucó Pardillos Conceptos básicos de electrotecnia. Generación El generador asíncrono o de inducción nsin cronismo f red 60 p R S T 15 Salvador Cucó Pardillos Infraestructura eléctrica. Acceso a red Conceptos básicos de electrotecnia. Corriente alterna u(t ) U 0 sen(t ) i(t ) I0 sen(t ) v(t) Vo I0 i(t) t φ T=1s/50 Salvador Cucó Pardillos Infraestructura eléctrica. Acceso a red Conceptos básicos de electrotecnia. Corriente alterna v(t) w φ i(t) Salvador Cucó Pardillos Infraestructura eléctrica. Acceso a red Conceptos básicos. Unidades eléctricas Tensión. Se mide en voltios y se emplean valores eficaces en corriente alterna. Intensidad. Se mide en amperios y se emplean valores eficaces en corriente alterna. Energía. La unidad en el sistema internacional son los julios, pero en electrotecnia se emplea el kWh o sus múltiplos o divisores. Potencia. se mide en W ( o sus múltiplos kW, MW) y representa el caudal energético por unidad de tiempo P energía kWh kW tiempo h Salvador Cucó Pardillos Infraestructura eléctrica. Acceso a red Conceptos básicos de electrotecnia. Unidades eléctricas Tensión de fase. Conexión estrella. Sólo tiene sentido en corriente alterna trifásica y representa la tensión entre una fase y el neutro. Es la tensión de las conexiones en estrella. Si conectamos las cargas a los tres cables de la red eléctrica, denominados fases R, S y T, de la forma indicada en la siguiente figura, aparece un cuarto polo, denominado neutro. R VR VS VT Z S Z T Z N Salvador Cucó Pardillos Infraestructura eléctrica. Acceso a red Conceptos básicos de electrotecnia. Unidades eléctricas Tensión nominal. Conexión triángulo. Sólo tiene sentido en corriente alterna trifásica y representa la tensión entre dos fases. Es la tensión de las conexiones en triángulo. R VRS VTS S T VST Z Z Z Salvador Cucó Pardillos Infraestructura eléctrica. Acceso a red Conceptos básicos de electrotecnia. Unidades eléctricas UL UF 3 U F VRN VSN VTN R VTR U L 3 U L VRS VST VTR 3 U F VRS VR N VT T VS VST S Salvador Cucó Pardillos Infraestructura eléctrica. Acceso a red Conceptos básicos de electrotecnia. Unidades eléctricas Valores eficaces de tensión e intensidad. Son los valores máximos de la onda senoidal divididos por potencia que una corriente continua de ese mismo valor. 2 . Generan la misma Alta tensión, baja tensión La normativa española considera baja tensión a cualquier valor de la misma inferior o igual a 1.000 voltios y alta tensión a valores superiores a 1.000 voltios. En algunas comunidades autónomas se ha definido la media tensión (generalmente entre 1.000 y 66.000 V). Salvador Cucó Pardillos Infraestructura eléctrica. Acceso a red Conceptos básicos de electrotecnia. Conexión de una resistencia v(t) w V(t) i(t) t I V R I(t) T=1s/50 Salvador Cucó Pardillos Infraestructura eléctrica. Acceso a red Conceptos básicos de electrotecnia. Conexión de una inductancia V0 v(t) w v(t) V X LI v(t) I0 i(t) i(t) wtt φ π/2 X L L π/2 i(t) T=1s/50 Salvador Cucó Pardillos Infraestructura eléctrica. Acceso a red Conceptos básicos de electrotecnia. Conexión de una capacitancia v(t) V XC I v(t) V0 v(t) I0 i(t) i(t) wtt π/2 φ T=1s/50 XC 1 C w i(t) π/2 T=1s/50 Salvador Cucó Pardillos Infraestructura eléctrica. Acceso a red Conceptos básicos de electrotecnia. Conexión de una impedancia u(t ) U 0 sen(t ) i(t ) I0 sen(t ) v(t) w i(t) φ Z X φ R Salvador Cucó Pardillos Infraestructura eléctrica. Acceso a red Conceptos básicos de electrotecnia. Valores eficaces El uso de los valores eficaces permite emplear la expresión de la potencia eléctrica en corriente alterna (monofásica) como: ; P UI cos u(t ) U 0 sen(t ) U Uo i(t ) I0 sen(t ) I Io 2 2 Salvador Cucó Pardillos Infraestructura eléctrica. Acceso a red Conceptos básicos de electrotecnia. Potencia En corriente alterna se emplean tres expresiones para la potencia, la potencia activa P, la potencia reactiva Q y la potencia aparente S. La potencia que se desarrolla al conectar una carga Z a un circuito de corriente alterna con una tensión U que provoca la circulación de una corriente I, varía en función de si se trata de alterna monofásica o alterna trifásica. Es la potencia efectiva o real, es decir la que se convierte en trabajo. Monofásica P UI cos Trifásica P 3UI cos Salvador Cucó Pardillos Infraestructura eléctrica. Acceso a red Conceptos básicos. Factor de potencia Z S X Q φ φ R P fdp P cos S Salvador Cucó Pardillos Infraestructura eléctrica. Acceso a red Conceptos básicos. Pérdida de energía La pérdida de potencia que se produce al conectar una carga Z tiene la siguiente expresión, para monofásica y para trifásica: Monofásica Perd RI 2 Trifásica Perd 3RI 2 Son las pérdidas por efecto joule que tienen lugar en los conductores y que provoca su calentamiento. Salvador Cucó Pardillos Infraestructura eléctrica. Acceso a red Conceptos básicos. Pérdida de energía De la expresión anterior de la potencia se deduce, que en una línea eléctrica, la pérdida de energía es menor cuanto mayor es la tensión, puesto que la intensidad disminuye con la tensión I P 3 U cos Asimismo, de la expresión anterior se deduce que la intensidad I aumenta a separarse el cosφ de la unidad, lo cual explica la importancia del factor de dimensionado de las líneas eléctricas. p o t e n c i a e n e l Salvador Cucó Pardillos Infraestructura eléctrica. Acceso a red Conceptos básicos. Potencia de cortocircuito La potencia de cortocircuito es un término muy usado en tecnología eléctrica, tanto en líneas como en transformadores. En el caso de líneas eléctricas, la potencia de cortocircuito hace referencia a un punto concreto de la línea y describe la fortaleza de la red en ese punto. Por tanto no se puede hablar de potencia de cortocircuito de la línea sino de potencia de cortocircuito en un punto de la línea. Si en un punto de la red eléctrica se produce un cortocircuito, la corriente que se alcanza se denomina corriente de cortocircuito Icc. La potencia de cortocircuito se define como la potencia que se transmite por la línea cuando la corriente es la de cortocircuito. Scc UI cc para monofásica S cc 3UI cc para trifásica Salvador Cucó Pardillos Infraestructura eléctrica. Acceso a red Conceptos básicos. Potencia de cortocircuito La potencia de cortocircuito Scc, es un concepto utilizado para limitar la conexión de centrales de generación, de forma que en el anexo XV del Real Decreto 413/2014, por el que se regula la actividad de producción de energía eléctrica a partir de fuentes de energía renovables, cogeneración y residuos, se establece, entre otras limitaciones, que la potencia de la central de generación no puede superar el 5% de la potencia de cortocircuito en el punto de conexión, en el caso de centrales de generación no gestionables (eólica, termoeléctrica, fotovoltaica, geotérmica, …). Es importante destacar, en este punto, que la potencia de cortocircuito disminuye a medida que el punto de conexión se aleja de las centrales de generación, es decir, que la red es menos fuerte a medida que nos alejamos de los centros de producción eléctrica. Salvador Cucó Pardillos Infraestructura eléctrica. Acceso a red Conceptos básicos. Potencia de cortocircuito Al producirse el cortocircuito la corriente alcanza el valor Icc, que se puede obtener de la siguiente expresión: I cc U 132 4.234 A 3R 3 0,12 150 RL V XL L = 150 km P Icc L R = 0,12 Ω/km Zφ Salvador Cucó Pardillos Infraestructura eléctrica. Acceso a red Conceptos básicos. Potencia de cortocircuito RL XL V P Icc L Zφ Salvador Cucó Pardillos Infraestructura eléctrica. Acceso a red Conceptos básicos. Potencia nominal La potencia nominal de una línea es la potencia máxima que se puede transportar por la misma sin superar los límites térmicos del cable, las caídas de tensión en carga y las elevaciones de tensión en caso de ausencia de carga. También es un valor que depende del punto considerado. Salvador Cucó Pardillos Infraestructura eléctrica. Acceso a red Conceptos básicos. Potencia nominal Ejemplo: Calcular la potencia nominal o máxima de una línea eléctrica aérea de 20 kV, construida con un simple circuito con cable LA 56, atendiendo al criterio del límite térmico. En las normas particulares de la compañía Iberdrola, concretamente en el documento “MT 2.21.60, proyecto tipo, línea aérea de media tensión, simple circuito con conductor de aluminio-acero 47 AL1/8ST1A (LA 56)”, se establece que este conductor presenta una intensidad máxima por límite térmico de: I adm 199,35 A Salvador Cucó Pardillos Infraestructura eléctrica. Acceso a red Conceptos básicos. Cables desnudos UNE21018 Diámetro Número Diámetro 6 6 6 6 30 30 30 30 26 54 54 54 54 1,80 2,24 2,80 3,15 1,60 2,00 2,24 2,50 3,44 2,82 3,08 3,376 3,647 1 1 1 1 7 7 7 7 7 7 7 7 19 1,80 2,24 2,80 3,15 1,60 2,00 2,24 2,50 2,68 2,82 3,08 3,376 2,19 591 906 1.400 1.666 2.839 4.398 5.468 6.633 8.817 11.135 12.950 15.536 18.234 Total Aluminio Acero 1,880 1,214 0,777 0,614 0,479 0,307 0,244 0,196 0,1195 0,0857 0,0718 0,0598 0,0513 61,8 95,6 149,4 189,1 277,0 433,0 543,0 676,0 974,9 1.276,0 1.522,0 1.826,0 2.120,0 42,1 64,7 101,4 128,4 168,0 261,3 328,0 408,0 667,4 935,0 1.115,0 1.338,0 1.581,0 19,7 30,9 48,0 60,7 109,0 171,7 215,0 268,0 307,5 341,0 407,0 488,0 560,0 8,1 8,1 8,1 8,1 8,2 8,2 8,2 8,2 7,0 7,0 7,0 7,0 6,8 Coeficiente de dilatación teórico ºC -6 x 10 Número 10 16 25 30 40 60 75 90 152 212 253 304 355 3 15,30 23,60 36,90 46,70 60,30 94,20 118,00 147,00 241,68 337,74 402,84 483,42 563,93 Acero 10 Alumnio 2,54 3,94 6,15 7,79 14,11 22,00 27,60 34,30 39,42 43,81 52,26 62,64 71,52 Aluminio Peso kg/km Módulo elástico 2 teórico kgf/mm x Acero 1,80 2,24 2,80 3,15 4,80 6,00 6,75 7,50 8,04 8,47 9,25 10,13 10,95 Cableado, número y diámetro de los alambres mm Resistencia eléctrica a 20 ºC Ω/km Alma 5,40 6,72 8,40 9,45 11,20 14,00 15,70 17,50 21,80 25,38 27,76 30,38 32,84 Sección mm2 Carga de rotura kg Total 17,8 27,6 43,1 54,6 74,4 116,2 146,0 181,6 281,1 281,5 455,1 546,1 635,5 Diámetro mm Equivalente en cobre LA20 LA28 LA40 LA56 LA80 LA110 LA145 LA180 Hawk Gull Condor Cardinal Finch Sección total mm Denominación 2 Conductores de aluminio-acero seleccionados. Relación total 19,1 19,1 19,1 19,1 17,8 17,8 17,8 17,8 18,9 19,3 19,3 19,3 19,4 Salvador Cucó Pardillos Infraestructura eléctrica. Acceso a red Conceptos básicos. Cables desnudos TRIANGULO CONDUCTORES EN TRIANGULO PLANO CONDUCTORES EN PLANO Salvador Cucó Pardillos Infraestructura eléctrica. Acceso a red Conceptos básicos. Cables desnudos La ITC-LAT 07 en su apartado 4 indica las densidades máximas de los cables aéreos desnudos: Salvador Cucó Pardillos Infraestructura eléctrica. Acceso a red Conceptos básicos. Cables aislados Los cables aislados se utilizan principalmente en líneas enterradas y para conexión de equipos, transformadores, etc. Se emplean cables de aluminio-acero (Al-LC) y de cobre (Cu), con diferentes tipos de aislamiento: Cables con aislamiento termoplástico PVC: policloruro de vinilo PE: polietileno PCP: policloropreno Cables con aislamiento termoestable XLPE: polietileno reticulado EPR: etileno propileno HEPR: propileno de alto módulo MICC: mineral aislado Salvador Cucó Pardillos Infraestructura eléctrica. Acceso a red Conceptos básicos. Cables aislados DHZ1 12/20 kV Sección 630 Cu 630 AL 400 AL 240 AL 95 AL 1 circuito 2 circuitos 3circuitos R(Ω/km) X(Ω/km) Iadm Iadm Iadm 0,039 0,062 0,102 0,161 0,403 0,092 0,092 0,098 0,105 0,12 850 660 530 415 250 723 561 451 353 213 638 495 398 311 188 Salvador Cucó Pardillos Infraestructura eléctrica. Acceso a red Conceptos básicos. Cables aislados 60 cm 90 cm Relleno arcilla apisonada Cinta señalización Asiento arena 10 cm Conductor 20 cm 40 cm Ladrillo protección Salvador Cucó Pardillos Infraestructura eléctrica. Acceso a red Conceptos básicos. Cables aislados Para cables aislados la ITC-LAT 06, indica en su apartado 6, los siguientes valores de intensidades máximas admisibles: Salvador Cucó Pardillos Infraestructura eléctrica. Acceso a red Conceptos básicos. Hueco de tensión Toda la red eléctrica está sectorizada a través de las subestaciones, de forma que cuando se produce una falta o cortocircuito en un punto de la red, se desconecta exclusivamente la parte defectuosa, permitiendo su reparación y manteniendo en servicio el resto de la red. Esta falta es despejada (desconexión de la línea defectuosa) mediante el conjunto de interruptores automáticos que la gobierna, pero si es de cierta importancia produce una bajada brusca de la tensión de la red que se recupera en muy poco tiempo (1 segundo) hasta que se produce el aislamiento de la línea defectuosa. Esta bajada de tensión es el hueco de tensión, que puede apreciarse a grandes distancias del punto donde se produce la falta. En el caso concreto de las instalaciones eólicas las máquinas asíncronas, ante una bajada de tensión en la red, se desconectan por seguridad (para evitar el embalamiento) quedando la central eólica desacoplada de la red. Al cabo de un instante (1 segundo) la falta ha sido despejada pero el parque no se rearma, por lo que la potencia que entrega el parque (con viento) debe entregarla otra central eléctrica que se mantiene de reserva, pues la generación trabaja en tiempo real para satisfacer el consumo. Salvador Cucó Pardillos Infraestructura eléctrica. Acceso a red Conceptos básicos. Hueco de tensión El procedimiento de operación PO 12.3 establece que las turbinas eólicas deberán disponer de los equipos necesarios para evitar su desconexión ante la aparición en la red eléctrica de un hueco de tensión definido mediante la siguiente curva: Salvador Cucó Pardillos Infraestructura eléctrica. Acceso a red Conceptos básicos. Tipos de líneas y circuitos SC SIMPLEX SIMPLE CIRCUITO SIMPLEX SC DUPLEX SIMPLE CIRCUITO DUPLEX Salvador Cucó Pardillos Infraestructura eléctrica. Acceso a red Conceptos básicos. Tipos de líneas y circuitos DC SIMPLEX DOBLE CIRCUITO SIMPLEX DC DUPLEX DOBLE CIRCUITO DUPLEX Salvador Cucó Pardillos Infraestructura eléctrica. Acceso a red Conceptos básicos. Tipos de líneas y circuitos 60 cm 90 cm Relleno arcilla apisonada Cinta señalización Asiento arena 10 cm Conductor 20 cm 40 cm Ladrillo protección Salvador Cucó Pardillos Conceptos básicos. Armónicos Al sistema eléctrico se conectan muchos equipos electrónicos que son son lineales, lo que provoca que la onda de intensidad no sea senoidal pura. v(t) Vo I0 i(t) t φ T=1s/5 0 Esta situación también altera la onda de tensión en el punto de conexión de la carga, produciéndose una onda de tensión deformada. Salvador Cucó Pardillos Infraestructura eléctrica. Acceso a red Conceptos básicos. Armónicos Salvador Cucó Pardillos Conceptos básicos. Armónicos Toda onda se puede descomponer en la suma de ondas senoidales, una fundamental de frecuencia f(50 HZ) más otras de frecuencias, doble, triple, cuádruple, quíntuple, etc. A estas ondas adicionales se les denomina armónicos y son prejudiciales para el sistema, porque provocan pérdidas, sobrecalentamiento y disparos no programados. Forman el conocido como ruido eléctrico. Salvador Cucó Pardillos Infraestructura eléctrica. Acceso a red Conceptos básicos. Armónicos Los armónicos se miden mediante la distorsión armónica respecto al valor fundamental V1 o I1 de cada armónico o del total, tanto para intensidades como para tensiones: IHDVn I Vn 100 IHD In n 100 I1 V1 n THDVn V i 2 V1 n 2 i 100 THD In I i 2 I1 2 i 100 Salvador Cucó Pardillos Conceptos básicos. Armónicos Salvador Cucó Pardillos Conceptos básicos. Armónicos Ejemplo: I1=60A; I3=2A; I5=3A; I7=4A; I9=2A Valor eficaz de la intensidad: IRMS 602 22 32 42 22 60,27 A Distorsión armónica individual: I 3 (%) 2 100 3,33% 60 I 5 (%) 3 100 5,00% 60 4 100 6,67% 60 2 I 9 (%) 100 3,33% 60 I 7 (%) Distorsión armónica individual: 2 2 32 42 22 5,74 THDIn 100 100 9,57 60 60 Salvador Cucó Pardillos Capítulo 3 Normativa de aplicación Salvador Cucó Pardillos Infraestructura eléctrica. Acceso a red Normativa de aplicación Ley 24/2013, de 26 de diciembre, del Sector Eléctrico. Real Decreto 1955/2000, por el que se regulan las actividades de transporte, distribución, comercialización, suministro y procedimientos de autorización de instalaciones de energía eléctrica. Real Decreto 222/2008, por el que se establece el régimen retributivo de la actividad de distribución de energía eléctrica, que modifica determinados artículos del Real Decreto 1955/2000. Real Decreto 223/2008, por el que se aprueban el Reglamento sobre condiciones técnicas y garantías de seguridad en líneas eléctricas de alta tensión y sus instrucciones técnicas complementarias ITC-LAT 01 a 09. Real Decreto 337/2014, de 9 de mayo, por el que se aprueban el Reglamento sobre condiciones técnicas y garantías de seguridad en instalaciones eléctricas de alta tensión y sus instrucciones técnicas complementarias. Salvador Cucó Pardillos Infraestructura eléctrica. Acceso a red Normativa de aplicación Real Decreto 413/2014, de 6 de junio, por el que se regula la actividad de producción de energía eléctrica a partir de fuentes de energía renovables, cogeneración y residuos. Real Decreto 1699/2011, de 18 de noviembre, por el que se regula la conexión a red de instalaciones de producción de energía eléctrica de pequeña potencia. Real Decreto 1110/2007, por el que se aprueba el Reglamento unificado de puntos de medida del sistema eléctrico. Real Decreto 900/2015, de 9 de octubre, por el que se regulan las condiciones administrativas, técnicas y económicas de las modalidades de suministro de energía eléctrica con autoconsumo y de producción con autoconsumo. Procedimientos de Operación de Red Eléctrica de España Salvador Cucó Pardillos Capítulo 4 Acceso a la red eléctrica Salvador Cucó Pardillos Infraestructura eléctrica. Acceso a red Acceso a la red eléctrica El acceso y conexión a la red de las centrales de generación viene regulado por el Real Decreto 1955/2000, por el que se regulan las actividades de transporte, distribución, comercialización, suministro y procedimientos de autorización de instalaciones de energía eléctrica. Para las instalaciones de pequeña potencia, hasta 100 kW, se estará a lo dispuesto en el Real Decreto 1699/2011, de 18 de noviembre, por el que se regula la conexión a red de instalaciones de producción de energía eléctrica de pequeña potencia. Además el anexo XV del Real Decreto 413/2014, por el que se regula la actividad de producción de energía eléctrica a partir de fuentes de energía renovables, cogeneración y residuos, establece unas condiciones particulares para el acceso y conexión a la red. Salvador Cucó Pardillos Acceso a la red eléctrica Infraestructura eléctrica. Acceso a red Dicho anexo XV establece que deberán observarse los criterios siguientes: a) Los titulares que no tengan interconectados en paralelo sus grupos con la red de transporte o las redes de distribución tendrán todas sus instalaciones receptoras o sólo parte de ellas conectables por un sistema de conmutación, bien a la red general bien a sus propios generadores, que asegurará que en ningún caso puedan quedar sus grupos generadores conectados a dicha red. b) Los titulares que tengan interconectados en paralelo sus grupos con la red de transporte o las redes de distribución, lo estarán en un solo punto, salvo circunstancias especiales debidamente justificadas y autorizadas por la Administración competente, y podrá emplear generadores síncronos o asíncronos. Estos titulares deberán cortar la conexión a la red de transporte o distribución si, por causas de fuerza mayor u otras debidamente justificadas, la empresa distribuidora o transportista o el operador del sistema (REE) lo solicita. c) En relación con la potencia máxima admisible en la interconexión de una instalación de producción en régimen especial o conjunto de instalaciones que compartan punto de conexión a la red, se tendrán en cuenta los siguientes criterios: Salvador Cucó Pardillos Infraestructura eléctrica. Acceso a red Acceso a la red eléctrica 1º Líneas: la potencia total de la instalación, o conjunto de instalaciones, conectadas a la línea no superará el 50 % de la capacidad de la línea en dicho punto de conexión, definida como la capacidad térmica de diseño de la línea en dicho punto. 2º Subestaciones y centros de transformación (AT/BT): la potencia total de la instalación, o conjunto de instalaciones, conectadas a una subestación o centro de transformación no superará el 50 % de la capacidad de transformación instalada para ese nivel de tensión. Salvador Cucó Pardillos Infraestructura eléctrica. Acceso a red Acceso a la red eléctrica Continúa el citado anexo XV indicando que, siempre que sea posible se procurará que varias instalaciones productoras utilicen las mismas instalaciones de evacuación de la energía eléctrica, aun cuando se trate de titulares distintos. Cuando varios generadores compartan punto de conexión a la red de transporte, la tramitación de los procedimientos de acceso y conexión, ante el operador del sistema y transportista titular del parque correspondiente, así como la coordinación con éste último tras la puesta en servicio de la generación, deberá realizarse de forma conjunta y coordinada por un Interlocutor Único de Nudo que actuará en representación de los generadores. Para instalaciones o agrupaciones de las mismas de más de 10 MW a conectar a la red de distribución, y tras la conclusión de su aceptabilidad por el gestor de distribución, éste solicitará al operador del sistema su aceptabilidad desde la perspectiva de la red de transporte en los procedimientos de acceso y conexión. Salvador Cucó Pardillos Infraestructura eléctrica. Acceso a red Acceso a la red eléctrica Los gastos de las instalaciones necesarios para la conexión serán, con carácter general, a cargo del titular de la central de producción. Para la generación no gestionable (eólica, termoeléctrica, fotovoltaica, geotérmica, …), la capacidad de generación de una instalación o conjunto de instalaciones que compartan punto de conexión a la red no excederá de 1/20 de la potencia de cortocircuito de la red en dicho punto. En caso de apertura del interruptor automático de la empresa titular de la red en el punto de conexión, así como en cualquier situación en la que la generación pueda quedar funcionando en isla, se instalará por parte del generador un sistema de teledisparo automático u otro medio que desconecta la central o centrales generadoras con objeto de evitar posibles daños personales o sobre las cargas. Salvador Cucó Pardillos Infraestructura eléctrica. Acceso a red Acceso a la red eléctrica 1 2 3 4 5 6 7 8 9 ST 10 11 12 13 14 15 Línea generación SE 16 17 18 19 20 21 22 SE 23 24 25 SE Red eléctrica Salvador Cucó Pardillos Infraestructura eléctrica. Acceso a red Acceso a la red eléctrica. Regla del trapecio generación no eólica - generación eólica 120,00 A 80,00 60,00 40,00 125 100 C 75 0,00 50 B 25 20,00 0 MW no eólicos 100,00 MW eólicos Salvador Cucó Pardillos Infraestructura eléctrica. Acceso a red Acceso a la red eléctrica. Regla del trapecio Ejemplo: En un informe técnico de la compañía eléctrica se indica que la máxima potencia eólica a conectar en un punto de la red eléctrica es de 125 MW, calcular la máxima potencia no eólica que se puede instalar. Salvador Cucó Pardillos Acceso a la red eléctrica. Límites. Infraestructura eléctrica. Acceso a red El procedimiento de operación PO 13.1, aprobado mediante resolución de 22 de marzo de 2005, de la Secretaría General de Energía, establece en el apartado 3.3 unos valores mínimos de potencia para justificar la autorización para abrir (colocar subestación de entrada y salida) una línea eléctrica para generación y para demanda. Así para abrir una línea de 220 kV se exige un valor mínimo de potencia de generación de 100 MW y para abrir una línea de 400 kV se exige un valor mínimo de potencia de 250 MW en generación. Para demanda estos los valores son 50 MW para abrir una línea de 220 kV y 125 W para abrir una línea de 400 kV. Además, de acuerdo con lo establecido en el anexo XV del Real Decreto 413/2014, por el que se regula la actividad de producción de energía eléctrica a partir de fuentes de energía renovables, cogeneración y residuos, la potencia máxima que se puede evacuar en un punto de la red, para generación no gestionable, viene determinado por el mínimo entre los siguientes valores: el 5% de la potencia de cortocircuito en el punto de conexión y el 50% de la capacidad de la línea en el punto de conexión (definida como la capacidad térmica de diseño de la línea en dicho punto de conexión) o del 50 % de la capacidad transformadora del la subestación o centro de transformación. Salvador Cucó Pardillos Infraestructura eléctrica. Acceso a red Acceso a la red eléctrica. Ejercicios El informe de acceso para la evacuación de la energía de una central eólica, emitido por Red Eléctrica de España, informa que es viable la evacuación de 300 MW eólicos y 250 no eólicos. Determinar el trapecio mínimo envolvente, potencia eólica-no eólica. generación no eólica - generación eólica 120,00 A 80,00 250 MW 60,00 40,00 20,00 B C 125 100 50 25 75 300 MW 0,00 0 MW no eólicos 100,00 MW eólicos Salvador Cucó Pardillos Infraestructura eléctrica. Acceso a red Acceso a la red eléctrica. Ejercicios Un conjunto de parques eólicos, de un titular o compartido entre varios, con una potencia total a evacuar de 250 MW, necesita la construcción de una línea eléctrica de 132 kV con 80 km de longitud para conectarse a la red de la compañía distribuidora más próxima. La línea se proyecta con cable desnudo LA380, doble circuito, con una Iadm= 720,14 A, una resistencia de 0,087 Ω/km y un coste de 100.000 €/km. Considerando un precio medio de la energía eólica de 75 €/MWh, calcular la potencia máxima que puede transportar la línea atendiendo al criterio del límite térmico, las pérdidas de energía que se producen y la conveniencia de ceder de forma gratuita (con cargas) la línea a la compañía distribuidora. Considerar factor de potencia la unidad y 2.200 horas equivalentes para los parques eólicos. Salvador Cucó Pardillos Acceso a la red eléctrica. Calidad de la onda Límites del factor de potencia De acuerdo con lo establecido en el artículo 7 del RD413/2014, los titulares de las instalaciones de generación a partir de fuentes renovables, cogeneración y residuos, tendrán deberán mantener el factor de potencia de sus instalaciones de generación en el punto de conexión a la red, de forma horaria, dentro del rango de factor de potencia entre 0,98 inductivo y 0,98 capacitivo. La penalización por incumplimiento de estos límites se establece en 0,261 €/MWh. Salvador Cucó Pardillos Acceso a la red eléctrica. Calidad de la onda Límites de armónicos. Instalaciones conectadas a la red de transporte peninsular: requisitos mínimos de diseño y equipamiento, apartado 5,1,1. Propuesta nuevo PO 12,2 Salvador Cucó Pardillos Acceso a la red eléctrica. Calidad de la onda Límites de armónicos (SENP) En artículo 3 el PO 12.2 (resolución de 16.02.2018) se establecen los siguientes límites en las tensiones armónicas de cada nudo de la red de transporte, tanto para generación como para consumo: Salvador Cucó Pardillos Acceso a la red eléctrica. Calidad de la onda Límites de desequilibrios de tensión Instalaciones conectadas a la red de transporte peninsular: requisitos mínimos de diseño y equipamiento, apartado 5,1,1. Propuesta nuevo PO 12,2 Salvador Cucó Pardillos Capítulo 5 Subestaciones Salvador Cucó Pardillos Definición El RD 337/2014, define la subestación como un conjunto situado en un mismo lugar, de la aparamenta eléctrica y de los edificios necesarios para realizar alguna de las funciones siguientes: transformación de la tensión, de la frecuencia, del número de fases, rectificación, compensador del factor de potencia y conexión de dos o más circuitos. Salvador Cucó Pardillos Tipos de subestaciones Intemperie Blindadas SF6 Salvador Cucó Pardillos Subestaciones. Principio Línea de generación G1 Seccionador Interruptor Línea de entrada L1 Línea de salida L2 Salvador Cucó Pardillos Subestaciones. Principio G1 G2 G3 Interruptor Seccionador Línea de conexión de genración Salvador Cucó Pardillos Subestaciones. Terminología En el procedimiento de operación PO 13.3, “Instalaciones de la Red de Transporte: Criterios de diseño, requisitos mínimos y comprobación del equipamiento y puesta en servicio”, aprobado mediante Resolución de la Secretaría General de Energía de 11 de febrero de 2005, aparecen las siguientes definiciones: Posición: conjunto formado por el interruptor de alta tensión y su equipamiento asociado Calle: entrada o salida de línea, transformador, reactancia, etc, junto con los elementos de maniobra asociados Diámetro: conjunto de dos calles enfrentadas Salvador Cucó Pardillos Subestaciones. Subestación de central Salvador Cucó Pardillos Subestaciones. Transformador de potencia Salvador Cucó Pardillos Subestaciones. Reactancia de neutro o tierra Objeto: generar un neutro artificial que se conecta a tierra en el lado de menos tensión para sensibilidad de los equipos de medida y protección. Salvador Cucó Pardillos Subestaciones. Pararayos. Descargador o autovalvular. Salvador Cucó Pardillos Subestaciones. Interruptor automático Salvador Cucó Pardillos Subestaciones. Interruptor automático Salvador Cucó Pardillos Subestaciones. Seccionador Salvador Cucó Pardillos Subestaciones. Equipos de medida Salvador Cucó Pardillos Subestaciones. Equipos de medida Salvador Cucó Pardillos Subestaciones. Transformador de intensidad Salvador Cucó Pardillos Subestaciones. Transformador de intensidad Salvador Cucó Pardillos Subestaciones. Transformador de intensidad Salvador Cucó Pardillos Subestaciones. Transformador de tensión Salvador Cucó Pardillos Subestaciones. Transformador de tensión Salvador Cucó Pardillos Subestaciones. Subestación de central aislador transformador de potencia interruptor seccionador descargador transformador de intensidad transformador de tensión reactancia de neutro Salvador Cucó Pardillos Subestaciones. Subestación de central kW kW kW zona cubierta media tensión zona intemperie alta tensión kW kW kW kW a RED Salvador Cucó Pardillos Subestaciones. Subestación de central Salvador Cucó Pardillos Subestaciones. Simbología eléctrica. Código ASA 52 Interruptor automático 89 Seccionador 57 Seccionador puesta a tierra Salvador Cucó Pardillos Subestaciones. Simbología eléctrica. Salvador Cucó Pardillos Subestaciones. Simbología eléctrica media tensión alta tensión 52T 52T 52T 89T 89T 89T 89B 52L 89L a RED Salvador Cucó Pardillos Subestaciones. Subestación de central Salvador Cucó Pardillos Subestaciones. Tipos de configuración La subestación se proyecta atendiendo a la configuración de las instalaciones y a las condiciones de explotación. Las configuraciones más frecuentes son: Barra simple Barra simple con seccionador de by-pass Barra partida (con seccionador de acoplamiento) Barra partida (con interruptor de acoplamiento) Juego de barras con transferencia Doble juego de barras (tres seccionadores) Doble juego de barras (cinco seccionadores) Doble juego de barras más barra de transferencia Barras dúplex Anillo Interruptor y medio Salvador Cucó Pardillos Subestaciones. Simple barra G1 G2 G3 Interruptor Seccionador Línea de conexión de genración Salvador Cucó Pardillos Subestaciones. Simple barra Todos los circuitos están directamente conectado a una sola barra. Ventajas: Sencillez de explotación Claridad en la instalación Coste reducido Inconvenientes: Poca flexibilidad de operación. Para cualquier revisión en los aparatos conectados a las barras, debe ponerse fuera de servicio toda la instalación. Si la revisión se realiza en el interruptor de línea o en el conjunto interruptor-transformador, sólo debe ponerse fuera de servicio el aparto afectado, sin embargo quedaría sin servicio la instalación alimentada mediante dicho aparato. Salvador Cucó Pardillos Subestaciones. Simple barra con by-pass Todos los circuitos están directamente conectado a una sola barra. Ventajas: Sencillez de explotación Claridad en la instalación Coste reducido Posición afectada en servicio Inconvenientes: Mientras el servicio está por by-pass, la instalación queda sin protecciones Salvador Cucó Pardillos Subestaciones. Barra partida Línea de salida Línea de entrada Seccionador Interruptor Línea de conexión de generación Salvador Cucó Pardillos Subestaciones. Simple barra partida con seccionador Esta configuración permite separar las posiciones. Una revisión de un elemento conectado a barras deja sin servicio el 50% de la instalación. Se pueden alimentar las posiciones conectadas a la semibarra afectada por la revisión actuando sobre el seccionador de acoplamiento. Salvador Cucó Pardillos Subestaciones. Simple barra partida con interruptor Esta configuración permite separar las posiciones. Una revisión de un elemento conectado a barras deja sin servicio el 50% de la instalación. Se pueden alimentar las posiciones conectadas a la semibarra afectada por la revisión actuando sobre el interruptor de acoplamiento. Salvador Cucó Pardillos Subestaciones. Juego de barras con transferencia Esta configuración es una evolución de la barra simple con by-pass. Las posiciones se conectan a una barra llamada principal, mientras que el seccionador de bypass se conecta a otra llamada de transferencia. Ambas barras se unen mediante un interruptor de acoplamiento. Con esta disposición cuando una posición se dirige al bypass, la protección del circuito queda Salvador Cucó Pardillos transferida al interruptor de acoplamiento. Subestaciones. Doble juego de barras con by-pass Esta configuración dispone de dos barras y las posiciones disponen de by-pass que puede conectarse a cualquiera de la dos. Presenta las ventajas de las configuraciones anteriores pero el montaje es más costoso y las Salvador Cucó Pardillos maniobras quedan menos claras. Subestaciones. Doble barra con acoplamiento Esta configuración dispone de dos barras y las posiciones pueden conectarse a cualquiera de la dos. En caso de fallo de un interruptor de una posición, pueda realizar su función el de acoplamiento. Para ello se pasa todo el servicio a una barra y la posición afectada se conecta a la otra barra, a Salvador Cucó Pardillos través del interruptor de acoplamiento. Subestaciones. Doble barra con acoplamiento Línea de generación Barra 1 Interruptor de acoplamiento Barra 2 Línea de entrada Línea de salida Salvador Cucó Pardillos Línea de generación G1 Interruptor de acoplamiento Seccionador BARRA 1 ACTIVA Barra 1 Barra 2 BARRA 2 ACTIVA Seccionador TALLER Línea de entrada L1 Línea de salida L2 Salvador Cucó Pardillos Subestaciones. Doble barra con acoplamiento Salvador Cucó Pardillos Subestaciones. Barra partida evolucionable a doble barra con acoplamiento Línea de generación Barra 1 Interruptor de acoplamiento Barra 2 Línea de entrada Línea de salida Salvador Cucó Pardillos Subestaciones. Configuración en H Interruptor Salvador Cucó Pardillos Subestaciones. Doble juego de barras más barra de transferencia Esta configuración dispone de doble juego de barras donde se conectan los circuitos a través de seccionadores, disponiéndose de una posición de by-pass conectada a otra barra llamada de transferencia. La posición de acoplamiento sirve para unir la barra de transferencia con cualquiera de las otras dos. Esta configuración tiene las ventajas de las configuraciones anteriores, pero presenta el inconveniente de que las maniobras son más complicadas y la instalación más Salvador costosa.Cucó Pardillos Subestaciones. Barras duplex Esta configuración se usa generalmente en media tensión. Permite alimentar un circuito desde cualquiera de las dos barras, mediante un interruptor y no a través de seccionadores. Se utilizan interruptores tipo carro desenchufables, de los cuales se disponen algunos en reserva para reparación y revisiones. Salvador Cucó Pardillos Subestaciones. Configuración en anillo Esta configuración se usa generalmente en alta tensión (220-400 kV) y permite la continuidad del servicio en las revisiones periódicas de los interruptores por mantenimiento o avería. Salvador Cucó Pardillos Subestaciones. Interruptor y medio Línea de entrada L1 Línea de generación G1 Barra 1 Seccionador Interruptor de acoplamiento Barra 2 Seccionador Línea de salida L2 Línea de generación G2 Esta configuración se usa generalmente en alta tesnión (220-400 kV). Permite una gran flexibilidad en la explotación y garantiza la continuidad del servicio. Se denomina de interruptor y medio porque se dispone de tres interruptores para el gobierno de dos posiciones. Salvador Cucó Pardillos Línea de entrada L1 Línea de generación G1 Barra 1 Seccionador Interruptor de acoplamiento TALLER Barra 2 Seccionador Línea de salida L2 Línea de generación G2 Salvador Cucó Pardillos Subestaciones. Interruptor y medio Salvador Cucó Pardillos Subestaciones. Conexión en T Línea de generación G Línea de conexión Como regla general las compañías eléctricas no permiten la conexión en T salvo soluciones de carácter provisional. El reglamento no las prohibe. Salvador Cucó Pardillos Subestaciones. Identificación de la aparamenta Para la identificación de los elementos de la subestación se dispone de un sistema de nomenclatura que no permita errores y tenga suficiente precisión. La denominación de un aparato de corte debe incluir lo siguiente: Nombre, que define el aparato, seccionador, interruptor. Primer apellido, que indica la función del aparato, de barras, de línea, de trafo, de bypass, de tierra, etc Segundo apellido, que indica la posición a la que pertenece, línea de entrada, trafo 1, reactancia, etc Salvador Cucó Pardillos Subestaciones. Identificación de la aparamenta G2 G1 G3 1 2 3 4 5 6 7 8 Aparato 1 2 3 4 5 6 7 8 Nombre-aparato 1º Apellido-función 2º Apellido-posición Salvador Cucó Pardillos Subestaciones. Celdas Una celda es un conjunto de aparatos, tanto de maniobra como de medida, ubicados en un espacio cerrado. En función de la función de la celda se puedan clasificar en: Celda de salida de línea Celda de acople de barras Celda del transformador de potencia Celda de servicios auxiliares Celda de batería de condensadores Celda de equipos de medida Salvador Cucó Pardillos Subestaciones. Celda de salida de línea 1.- Disyuntor o interruptor automático 2.- Seccionador de barra 3.- Seccionador de línea 4.- Seccionador de puesta a tierra 5.- Transformador de intensidad Salvador Cucó Pardillos Subestaciones. Puesta a tierra Las subestaciones disponen de una puesta a tierra formada por una malla, constituida por una red de cobre enterrada, a base de cables entrecruzados soldados unos con otros, y soldada a su vez, a varias picas calvadas en diferentes puntos del terreno ocupado por la subestación. Su correcta instalación y mantenimiento son obligatorios y fundamentales para la seguridad de las personas y de la instalación y así el RD 337/2014, en la ITC-RAT 22, exige la formalización de un contrato de mantenimiento de las instalaciones si estas no pertenecen a compañías eléctricas. Salvador Cucó Pardillos Subestaciones. Puesta a tierra Salvador Cucó Pardillos Subestaciones. Puesta a tierra Salvador Cucó Pardillos Subestaciones. Puesta a tierra La malla tiene la siguientes funciones: 1.- Proteger a las personas de tensiones peligrosas de paso y contacto, al mantener el suelo, herrajes, estructura y partes metálicas al mismo potencial. 2.- Proporcionar un camino a tierra para las intensidades originadas por defectos eléctricos, descargas atmsféricas o acumulación de carga estática. 3.- Facilitar a los elementos de protección la detección de los fallos a tierra. Salvador Cucó Pardillos Subestaciones. Medidas de seguridad. Las cinco reglas de oro PRIMERA REGLA DE ORO. Abrir con corte visto todas las fuentes de tensión, mediante interruptores y seccionadores que aseguren la imposibilidad de su cierre intempestivo. Salvador Cucó Pardillos Subestaciones. Medidas de seguridad. Las cinco reglas de oro SEGUNDA REGLA DE ORO Enclavamiento o bloqueo, si es posible, de los aparatos de corte en la posición de apertura y señalización en el mando de éstos. Salvador Cucó Pardillos Subestaciones. Medidas de seguridad. Las cinco reglas de oro TERCERA REGLA DE ORO Detectar y verificar la ausencia de tensión, manteniendo las distancias de seguridad en función de la tensión. Salvador Cucó Pardillos Subestaciones. Medidas de seguridad. Las cinco reglas de oro. Distancias de seguridad en función de la tensión. Límite de tensiones (kV) 10 15 20 25 30 45 66 110 132 220 380 Distancia (m) 0,80 0,90 0,95 1,00 1,10 1,20 1,40 1,80 2,00 3,00 4,00 Salvador Cucó Pardillos Subestaciones. Medidas de seguridad. Las cinco reglas de oro. CUARTA REGLA DE ORO Puesta a tierra y en cortocircuito de todas las posibles fuentes de tensión. Salvador Cucó Pardillos Subestaciones. Medidas de seguridad. Las cinco reglas de oro. QUINTA REGLA DE ORO Colocar señales de seguridad adecuadas, delimitando la zona de trabajo Salvador Cucó Pardillos Capítulo 6 Transformadores Salvador Cucó Pardillos Tipos de transformadores A Monofásico V1 B I1 E1 ɸ I2 E2 a V2 Z b Trifásico Salvador Cucó Pardillos El transformador ideal A V1 I1 ɸ E1 B I2 E2 a V2 Z b E1 V1 N1 I 2 m E2 V2 N 2 I1 S V1 I1 V2 I 2 Salvador Cucó Pardillos El transformador real A V1 B I1 E1 ɸ I2 E2 a V2 Z b Salvador Cucó Pardillos El transformador real. Circuito equivalente Salvador Cucó Pardillos El transformador real. Circuito equivalente Reducción del secundario al primario V ´2 V2 m R´2 R2 m2 I2 I ´2 m X ´2 X 2 m2 Z´ Z m2 Salvador Cucó Pardillos El transformador real. Circuito equivalente Reducción del primario al secundario V1 V ´1 m R1 R´1 2 m I ´1 I1 m X1 X ´1 2 m R´ fe R fe m2 Xm X ´m 2 m Salvador Cucó Pardillos El transformador real. Ensayo en vacío A V1 I1 ɸ E1 I2=0 E2 B a V2 b Se obtienen los siguientes parámetros: 1. 2. 3. 4. Corriente de vacio I1=I0 La relación de transformación m=V1n/V20 Las pérdidas en el hierro Pfe Rfe y Xfe Salvador Cucó Pardillos El transformador real. Ensayo en cortocircuito I ɸ A V1cc E B I 2= I 2n a E b Se obtienen los siguientes parámetros: 1. Pérdidas en el cobre Pcc, Rcc 2. Impedancia de cortocircuito Zcc U 1cc Z cc I 1n Salvador Cucó Pardillos El transformador real. Tensión de cortocircuito ucc (%) Potencia del transformador MT/BT (en KVA) Tensión de cortocircuito ucc (%) p(%) U1cc 100 U1n ≤630 0 1.000 1.250 1.600 2.000 4 5 5 6 6 7 Per 100 P Salvador Cucó Pardillos El transformador real. Cortocircuito accidental I1cc ɸ I2= I2cc A V1n E1 E2 B U1cc U1n Z cc I1n I1cc cc U12N Z cc 100 S N a b I 2cc U1N I1cc U 2N Muy útil para el estudio del cortocircuito, válida tanto para monofásica como para trifásica Salvador Cucó Pardillos El transformador real. Placa de características Según la Norma UNE EN60076-1:1997, cada transformador llevará una placa de características de material aislante a la intemperie, fijad en un lugar visible y que recoja las indicaciones enumeradas a continuación. Las inscripciones sobre la placa estarán marcadas de forma indeleble. a)Tipo de transformador (transformador, autotransformador, etc) b) Número de esta norma c)Nombre del fabricante d)Número de serie del fabricante e)Año de fabricación f) Número de fases g)Potencia asignada en KVA o MVA h)Frecuencia asignada en Hz i) Tensiones asignadas en V o KV j) Corrientes asignadas en A o KA k)Símbolo de acoplamiento l) Impedancia de cortocircuito en % m)Tipo de refrigeración n)Masa total Salvador Cucó Pardillos o)Masa del aceite aislante El transformador real. Placa de características Salvador Cucó Pardillos El transformador real. Placa de características Salvador Cucó Pardillos El transformador real. Acoplamiento en paralelo Para el correcto funcionamiento de dos transformadores conectados en paralelo, se ha de cumplir las siguientes condiciones: 1.- Igualdad de relación de transformación, para evitar corrientes de circulación entre ellos 2.- Terminales homólogos conectados al mismo embarrado. Para evitar el cortocircuito. 3.- Igualdad de tensión de cortocircuito ucc, para que la carga se reparta de acuerdo a las potencias nominales de los transformadores 4.- Igualdad de potencias, o relación de potencias nominales no superior a la relación 2 a 1. Salvador Cucó Pardillos El transformador real. Autotransformador Salvador Cucó Pardillos El transformador trifásico Un sistema trifásico se puede transformar empleando 3 transformadores monofásicos. Los circuitos magnéticos son completamente independientes, sin que se produzca reacción o interferencia alguna entre los flujos respectivos. Salvador Cucó Pardillos El transformador trifásico Salvador Cucó Pardillos El transformador trifásico Salvador Cucó Pardillos El transformador trifásico. Conexiones Salvador Cucó Pardillos El transformador trifásico. Formas de conexión Conexiones en Estrella (Y) Conexiones en estrella invertida (Y) Salvador Cucó Pardillos El transformador trifásico. Formas de conexión Conexiones en Triangulo (D o Δ) Conexiones en Triangulo normal Z Conexiones en Triangulo invertida Z Salvador Cucó Pardillos El transformador trifásico. Formas de conexión Conexiones en Triangulo (D o Δ) Conexiones en Triangulo normal N Conexiones en Triangulo invertida N Salvador Cucó Pardillos El transformador trifásico. Formas de conexión Conexiones en ZIG-ZAG (Z) para baja tensión Conexiones en zig-zag Z normal Conexiones en zig zag N normal Salvador Cucó Pardillos El transformador trifásico. Formas de conexión Conexiones en ZIG-ZAG (Z) para baja tensión Conexiones en zig-zag N invertida Conexiones en zig zag Z invertida Salvador Cucó Pardillos El transformador trifásico. Formas de conexión Conexiones en zig zag N normal Salvador Cucó Pardillos El transformador trifásico. Grupos de conexión e indice horario Yy0 Salvador Cucó Pardillos El transformador trifásico. Indice horario Yy6 Salvador Cucó Pardillos El transformador trifásico. Indice horario Dd0 Salvador Cucó Pardillos El transformador trifásico. Indice horario Yd11 Salvador Cucó Pardillos El transformador trifásico. Indice horario Dy11 Salvador Cucó Pardillos El transformador trifásico. Indice horario Yz11 Salvador Cucó Pardillos El transformador trifásico. Indice horario Salvador Cucó Pardillos El transformador trifásico. Datos transformadores Salvador Cucó Pardillos El transformador trifásico. Acoplamiento en paralelo Para el correcto funcionamiento de dos transformadores conectados en paralelo, se ha de cumplir las siguientes condiciones: 1.- Igualdad de relación de transformación, para evitar corrientes de circulación entre ellos 2.- Terminales homólogos conectados al mismo embarrado. Para evitar el cortocircuito. 3.- Igualdad de tensión de cortocircuito ucc, para que la carga se reparta de acuerdo a las potencias nominales de los transformadores 4.- Igualdad de potencias, o relación de potencias nominales no superior a la relación 2 a 1. Salvador Cucó Pardillos El transformador trifásico. Autotransformador Salvador Cucó Pardillos Capítulo 7 Procedimiento administrativo Salvador Cucó Pardillos Infraestructura eléctrica. Acceso a red Procedimiento administrativo. Autorizaciones El artículo 21 de la Ley 24/2013, establece que la puesta en funcionamiento, modificación, cierre temporal, transmisión y cierre definitivo de cada instalación de producción de energía eléctrica estará sometida, con carácter previo, al régimen de autorizaciones establecido en el artículo 53 de la misma ley. En este mismo artículo, se indica que formarán parte de las instalaciones de producción sus infraestructuras de evacuación, que incluyen la conexión con la red de transporte o distribución, y en su caso, la transformación de energía eléctrica. Salvador Cucó Pardillos Infraestructura eléctrica. Acceso a red Procedimiento administrativo. Autorizaciones En dicho artículo 53, se indica que para la puesta en funcionamiento de nuevas instalaciones de transporte, distribución, producción y líneas directas contempladas en la citada ley o modificación de las existentes se requerirá de las siguientes autorizaciones administrativas: 1.- Autorización administrativa previa, que se tramitará con el anteproyecto de la instalación como documento técnico y, en su caso, conjuntamente con la evaluación de impacto ambiental. Esta autorización administrativa otorgará el derecho a realizar una instalación concreta en determinadas condiciones. 2.- Autorización administrativa de construcción, que permite al titular realizar la construcción de la instalación cumpliendo los requisitos técnicos exigibles. Esta autorización sustituye a la aprobación de proyecto según la normativa anterior. 3.- Autorización de explotación, que permite, una vez ejecutado el proyecto, poner en tensión las instalaciones y proceder a su explotación. Salvador Cucó Pardillos Infraestructura eléctrica. Acceso a red Procedimiento administrativo. Autorizaciones Ese nuevo texto, si bien no coincide exactamente, no contradice lo establecido en el Real Decreto 1955/2000, que establece en el artículo 111, capítulo VII, el procedimiento para otorgar las autorizaciones administrativas para la construcción, modificación, explotación, transmisión y cierre de las instalaciones de producción, transporte y distribución de energía eléctrica. Este procedimiento general indicado en la Ley 24/2013 y en el Real Decreto 1955/2000 citado no tiene carácter básico, por lo que las comunidades autónomas pueden desarrollar sus propios procedimientos para la autorización de las distintas actuaciones. Por ello, es necesario conocer la legislación autonómica al respecto para los casos en que se hayan redactado y aprobado procedimientos autonómicos. En los casos de comunidades autónomas en las que no se haya desarrollado un procedimiento específico se emplea el general. No suele haber grandes diferencias entre el procedimiento general definido en la normativa nacional y los procedimientos específicos autonómicos, siendo destacable que estos últimos suelen simplificar la tramitación. El Real Decreto 1955/2000 establece en su artículo 111 que quedan excluidas del régimen de autorización las instalaciones de tensión inferior a 1 kV, lo que significa que para instalaciones eléctricas con puntos de las mismas con tensiones iguales o superiores a 1000 V es necesario disponer de autorización administrativa. Salvador Cucó Pardillos Infraestructura eléctrica. Acceso a red Procedimiento administrativo. Autorizaciones PROCEDIMIENTO ADMINISTRATIVO AUTORIZACION INSTALACIONES DE GENERACION Y CONEXION Autorizaciones, Ley 24/2013 y RD 1955/2000 Solicitud de AAP (anteproyecto + separatas org.) Información pública ( 20 días) AAP Solicitud de AAC (proyecto+declaración responsable) AAC OBRA Solicitud de APMpp (cert. f. obra) Puesta en marcha pruebas (APMpp) Solicitud de APM Puesta en marcha (APM) AAP = Autorización Administrativa Previa AAC = Atorización Adminsitrativa de Construcción APM = Acta de Puesta en Marcha APMpp = Acta de Puesta en Marcha para pruebas Salvador Cucó Pardillos Infraestructura eléctrica. Acceso a red Procedimiento administrativo. Acceso red transporte De acuerdo con lo establecido en el artículo 26 de la Ley 24/2013 del Sector Eléctrico y en el artículo 52 del Real Decreto 1955/2000, los productores de energía eléctrica tienen derecho al acceso a la red de transporte. En el artículo 33 de la citada ley se indica que este derecho sólo podrá ser restringido por la falta de capacidad necesaria, cuya justificación se deberá exclusivamente a criterios de seguridad, regularidad o calidad de suministro. Las limitaciones de acceso para los productores se resolverán sobre la base de la inexistencia en el sistema eléctrico español de reserva de capacidad de red. Esto significa que disponer del informe de acceso a la red no supone que se tenga reservado el mismo. Salvador Cucó Pardillos Infraestructura eléctrica. Acceso a red Procedimiento administrativo. Acceso red transporte El procedimiento de operación PO 13.1, aprobado mediante resolución de 22 de marzo de 2005, de la Secretaría General de Energía, establece en el apartado 3.3 unos valores mínimos de potencia para justificar la autorización para abrir (colocar subestación de entrada y salida) una línea eléctrica para generación y para demanda. Así para abrir una línea de 220 kV se exige un valor mínimo de potencia de generación de 100 MW y para abrir una línea de 400 kV se exige un valor mínimo de potencia de 250 MW en generación. Para demanda estos los valores son 50 MW para abrir una línea de 220 kV y 125 W para abrir una línea de 400 kV. Además, de acuerdo con lo establecido en el anexo XV del Real Decreto 413/2014, por el que se regula la actividad de producción de energía eléctrica a partir de fuentes de energía renovables, cogeneración y residuos, la potencia máxima que se puede evacuar en un punto de la red, para generación no gestionable, viene determinado por el mínimo entre los siguientes valores: el 5% de la potencia de cortocircuito en el punto de conexión y el 50% de la capacidad de la línea en el punto de conexión (definida como la capacidad térmica de diseño de la línea en dicho punto de conexión) o del 50 % de la capacidad transformadora del la subestación o centro de transformación. Salvador Cucó Pardillos PROCEDIMIENTO ADMINISTRATIVO ACCESO Y CONEXIÓN RED DE TRANSPORTE RD 1955/2000 Infraestructura eléctrica. Acceso a red rama conexión red rama acceso red Fianza (40 €/kW) Procedimiento administrativo. Acceso red transporte Solicitud de Acceso (SA) (Memoria Técnica parques + líneas) Informe Técnico de Acceso (IVA) (2 meses) Solicitud Conexión (SC) (Proyecto Básico + Programa Ejecución) Informe REE (1 mes) ICCTC IVCTC Contrato de Construcción (CC) Autorización administrativa (AA) Contrato Técnico de Acceso (CTA) PESp IVCTCFinal SA = Solicitud de Acceso IVA =Informe Viabilidad de Acceso CC = Contrato de Construcción CTA = Contrato Técnico de Acceso PES= Puesta en marcha PA = Procedimientos de Actuación SC = Solicitud de Conexión ICCTC = Informe Cumplimiento Condiciones Técnicas de Conexión IVCTC = Informe Verificación Condiciones Técnicas de Conexión PESp= Puesta en marcha para pruebas Salvador Cucó Pardillos Infraestructura eléctrica. Acceso a red Procedimiento administrativo. Acceso red distribución De acuerdo con lo establecido en el artículo 26 de la Ley 24/2013 del Sector Eléctrico y en el artículo 60 del Real Decreto 1955/2000, los productores de energía eléctrica tienen derecho al acceso a la red de distribución. En el artículo 33 de la citada ley se indica que este derecho sólo podrá ser restringido por la falta de capacidad necesaria, cuya justificación se deberá exclusivamente a criterios de seguridad, regularidad o calidad de suministro. Las limitaciones de acceso para los productores se resolverán sobre la base de la inexistencia en el sistema eléctrico español de reserva de capacidad de red. Esto significa que disponer del informe de acceso a la red no supone que se tenga reservado el mismo. Salvador Cucó Pardillos PROCEDIMIENTO ADMINISTRATIVO ACCESO Y CONEXIÓN RED DE DISTRIBUCIÓN RD 1955/2000 Infraestructura eléctrica. Acceso a red rama conexión red rama acceso red Procedimiento administrativo. Acceso red distribución Fianza (40 €/kW) Solicitud Solicitud de de Acceso Acceso (SA) (SA) (Memoria Técnica parques + + líneas) líneas) (Memoria Técnica parques Solicitud Conexión (SC) (Proyecto Básico + Programa Ejecución) Informe Técnico de de Acceso Acceso (ITA) (ITA) Informe Técnico (2 meses) (15 días) Informe Compañía Distribuidora Contrato de Construcción (CC) CONEXION SA = Solicitud de Acceso ITA =Informe Técnico de Acceso CC = Contrato de Construcción SC = Solicitud de Conexión Salvador Cucó Pardillos Capítulo 8 Aspectos económicos Salvador Cucó Pardillos Infraestructura eléctrica. Acceso a red Aspectos económicos Líneas: Línea aérea de 132 kV simple circuito: 60.000-90.000 €/km Línea aérea de 220 kV simple circuito: 90.000-120000 €/km Línea aérea de 400 kV simple circuito: 300.000 €/km En el caso de tratarse de líneas enterradas el coste aumenta considerablemente, siendo de forma aproximada el siguiente: Línea de 132 kV simple circuito: 240.000-360.000 €/km Línea de 220 kV simple circuito: 360.000-480.000 €/km Línea de 400 kV simple circuito: 1.200.000 €/km Salvador Cucó Pardillos Infraestructura eléctrica. Acceso a red Aspectos económicos Subestaciones: Los precios de las posiciones en las subestaciones eléctricas presentan los siguientes órdenes de magnitud, según datos facilitados por REE para el año 2.010. Tensión 400 kV Posición convencional (al aire) Posición blindada (SF6) 2.100.000 € 2.650.000 € Tensión 220 kV Posición convencional (al aire) Posición blindada (SF6) 1.050.000 € 1.800.000 € Salvador Cucó Pardillos Capítulo 9 Ejemplo conexión parque eólico Salvador Cucó Pardillos Ejemplo acceso red de distribución ST Línea de generación 132 kV SE 132 kV Parque eólico 50 MW ? SE SE SE 400 kV Salvador Cucó Pardillos Ejemplo acceso red de distribución El procedimiento de operación PO 13.1, aprobado mediante resolución de 22 de marzo de 2005, de la Secretaría General de Energía, establece unos valores mínimos de potencia para justificar la autorización para abrir (colocar subestación de entrada y salida) una línea eléctrica. Así para abrir una línea de de 220 kV se exige un valor mínimo de potencia de 100 MW y para abrir una línea transporte 400 kV se exige un valor mínimo de potencia de 250 MW. Para el acceso a las líneas de distribución no existen límites. Conclusión: tenemos que dirigirnos a la compañía distribuidora, para solicitar el informe de acceso. Salvador Cucó Pardillos Ejemplo acceso red de distribución Compañía distribuidora: Eléctricas de Madrid SAU Informe de acceso: parque eólico MADRID Potencia de la instalación: 50 MW Municipio: Madrid Promotor: Madrid Wind SL Salvador Cucó Pardillos Ejemplo acceso red de distribución Punto y tensión de conexión: La conexión de la instalación se realizará, con disposición de entrada y salida en la línea EOI-UNED 132 kV en el apoyo a determinar posteriormente por la compañía distribuidora, para mantener la fiabilidad de la red con los nuevos desarrollos que se produzcan Salvador Cucó Pardillos Ejemplo acceso red de distribución EOI Parque eólico 50 MW ST Salida 132 kV Entrada Línea de generación 132 kV Doble circuito UNED Salvador Cucó Pardillos Ejemplo acceso red de distribución Potencia de cortocircuito en el punto de conexión: 2.190 MVA trifasica Salvador Cucó Pardillos Ejemplo acceso red de distribución De acuerdo con lo establecido en el anexo XV del Real Decreto 413/2014, por el que se regula la actividad de producción de energía eléctrica a partir de fuentes de energía renovables, cogeneración y residuos, la potencia máxima que se puede evacuar en un punto de la red viene determinado por el mínimo entre los siguientes valores: el 5% de la potencia de cortocircuito y el 50% de la capacidad de la línea en el punto de conexión, ambos valores referidos al punto de conexión. El informe de acceso es favorable, lo que significa que la potencia del parque eólico no supera el 50% de la potencia nominal de la línea. La máxima potencia por límite de Scc es por tanto: Pmax 0,05 Scc 0,05 2.190 109,5MW Salvador Cucó Pardillos Ejemplo acceso red de distribución Modificaciones: La conexión se realizará mediante disposición de entrada y salida. Para ello son necesarias las siguientes actuaciones: Actuaciones a realizar por Eléctricas de Madrid SAU por cuenta del promotor: .- Modificación del apoyo donde se realice el entronque en la línea EOI-UNED 132 kV, para permitir la derivación en entrada-salida. Salvador Cucó Pardillos Ejemplo acceso red de distribución Modificaciones: Actuaciones a realizar por el promotor: .- La línea de 132 kV de aproximadamente 11 km, entre la subestación del parque eólico y el entronque en entrada-salida en la línea de la compañía distribuidora, deberá estar construida con apoyos de doble circuito y conductor HAWK (mismas características estándar de la línea a la que se conecta). .- La subestación del parque eólico deberá ser de tipo entrada y salida. Para ello deberá construirse una barra de 132 kV con los seccionadores de barra instalados y espacio para tres posiciones, entrada, salida y generador. .- Tanto la línea de entronque (doble circuito de entrada y salida) como la subestación deberán tener características de Eléctricas de Madrid SAU (según los puntos anteriores) y deberán ser cedidos en propiedad a Eléctricas de Madrid SAU ( doble circuito entrada y salida de 132 kV y embarrado). El límite de propiedad será el seccionador de barras de la posición de transformación del parque eólico que quedará en propiedad de Eléctricas de Madrid SAU. Salvador Cucó Pardillos Ejemplo acceso red de distribución EOI Seccionador de barras Parque eólico 50 MW Línea de generación 132 kV MADRID WIND SL MADRID COMPAÑÍA DISTRIBUIDORA Linea 132 kV ST UNED Salvador Cucó Pardillos Ejemplo acceso red de distribución Coeficiente de pérdidas: En función de la definitiva ubicación de la medida se calculará el correspondiente coeficiente de pérdidas que quedará registrado en el contrato de compra-venta de la energía. El autoproductor deberá proporcionar, para su cálculo, las características de la línea particular, transformador si procede, así como al producción neta anual y las horas de utilización. Salvador Cucó Pardillos Ejemplo acceso red de distribución EOI Seccionador de central Parque eólico 50 MW Medida Línea de generación 132 kV MADRID WIND SL MADRID COMPAÑÍA DISTRIBUIDORA Linea 132 kV ST UNED Salvador Cucó Pardillos Ejemplo acceso red de distribución EOI Seccionador de central Parque eólico 50 MW Medida ? ST Linea 132 kV MADRID L Pérdidas = 3RI2 Línea de generación132 kV MADRID WIND SL COMPAÑÍA DISTRIBUIDORA UNED Salvador Cucó Pardillos Infraestructura eléctrica. Acceso a red Ejemplo acceso red de distribución Para un cable HAWK, como el de la línea EOI-UNED, los valores de R y de la intensidad admisible por calentamiento son: R= 0,1195 Ω/km Iadm= 581,22 A La potencia máxima por límite térmico del cable HAWK es: Pmax 3 132 581,22 103 132,8MW Salvador Cucó Pardillos Ejemplo acceso red de distribución Para una potencia de 50 MW, la intensidad a 132 kV de tensión para este valor de potencia es: P 50.000 I 218,69 A 3 U cos 3 132 1 Para una longitud L entre el punto de entrega de la energía y el punto de medida de 11 km, las pérdidas serían de: Pérdidas 3 R I 2 3 0,119511 218,692 103 188,5kW Pérdidas 188,55 100 0,38% 50000 Salvador Cucó Pardillos Ejemplo acceso red de distribución Teledisparo: Se enviará teledisparo al interruptor de conexión del parque eólico en las situaciones de red excepcionales donde no se garantice la seguridad y calidad de servicio de la red de distribución de Eléctricas de Madrid SAU, evitando en particular el funcionamiento de la planta en isla sobre la red de distribución aplicándose la legislación vigente. Salvador Cucó Pardillos Ejemplo acceso red de distribución Observaciones: La topología final de la red es la siguiente: Línea EOI-MADRID 132 kV Línea MADRID- UNED 132 kV EOI Parque eólico 50 MW Control compañía 132 kV Linea 132 kV Línea de generación132 kV MADRID WIND SL MADRID Linea 132 kV ST COMPAÑÍA DISTRIBUIDORA UNED Cucó Pardillos Salvador Infraestructura eléctrica. Acceso a red Ejemplo acceso red de distribución Refuerzos de red de distribución: El acceso está condicionado a la puesta en servicio de las siguientes modificaciones de la red de distribución: .- Modificación de las protecciones en los extremos de la línea EOI-UNED 132 kV. Salvador Cucó Pardillos Infraestructura eléctrica. Acceso a red Ejemplo acceso red de distribución Continuación del proceso de acceso y conexión: Para proseguir con el proceso de acceso y conexión deberá contestar con la aceptación de las condiciones del punto de conexión y presentar el proyecto básico de la instalación y el programa de ejecución. Se señala que el acceso establecido queda supeditado al cumplimiento de los plazos administrativos establecidos por la Dirección General de Industria para proceder a la autorización de la instalación de acuerdo con la legislación vigente. El establecimiento de la capacidad de evacuación se ha realizado según lo establecido en el RD 1955/2000 de 1 de diciembre, sin que ello implique reserva de capacidad conforme a lo expuesto en el punto 3 del artículo 60 de dicho RD. Las condiciones de acceso en el punto de conexión indicado tienen una validez de 6 meses que podrá ampliarse previa solicitud por su parte, si el progreso de los trabajos y presentación de documentos acreditativos se realiza de forma que permita la viabilidad en plazo razonable de la conexión solicitada. Salvador Cucó Pardillos Infraestructura eléctrica. Acceso a red Ejemplo acceso red de distribución Limitaciones a la producción: Eléctricas de Madrid SAU, considera viable el acceso aquí establecido, todo ello condicionado a las limitaciones para la generación no gestionable, establecidas en la normativa aplicable, tanto a nivel regional como nacional. Salvador Cucó Pardillos Capítulo 10 Pequeña potencia. Autoconsumo Salvador Cucó Pardillos Infraestructura eléctrica. Acceso a red Pequeña potencia. Autoconsumo La mayor parte de las instalaciones de generación de pequeña potencia están asociadas el sector doméstico o terciario pequeño. Se trata de un tipo de instalaciones muy adecuado para el aprovechamiento de las energías renovables, fotovoltaica y eólica principalmente. Salvo el caso de las instalaciones fotovoltaicas, que ha disfrutado de un largo periodo de tiempo por un precio del kWh incentivado por las primas a la utilización de esta fuente de energía primaria, no resulta habitual encontrar instalaciones conectadas a la red eléctrica. Así y con la excepción indicada para las instalaciones fotovoltaicas, por razones económicas es difícil encontrar instalaciones conectadas a la red eléctrica. Las instalaciones domésticas que se han instalado están destinadas al autoconsumo y requieren la colocación de acumuladores o baterías. Salvador Cucó Pardillos Infraestructura eléctrica. Acceso a red Pequeña potencia. Autoconsumo El creciente precio del kWh conduce a la conocida como paridad de red, que consiste en que el coste del kWh que se paga a la compañía eléctrica es igual al coste de producción mediante una instalación propia. Esta situación ya se ha alcanzado en el mercado español de la electricidad, sin embargo las diferencias entre el perfil horario de generación y el perfil de consumo, provocan que no se pueda aprovechar toda la energía generada por la instalación propia, por lo que se genera un vertido indeseado por no poder consumirlo. Hasta ahora la única forma de conseguir evitar el vertido ha sido mediante el empleo de acumuladores, que incrementan considerablemente la inversión de la instalación. Un banco de baterías puede llegar a representar hasta el 40% de la inversión total de una instalación. Salvador Cucó Pardillos Infraestructura eléctrica. Acceso a red Pequeña potencia. Autoconsumo La conexión a la red eléctrica de este tipo de instalaciones se realiza en la mayor parte de los casos en baja tensión hasta 400 V, o en las redes de media tensión hasta 36 kV. La citada viabilidad económica de las instalaciones fotovoltaicas, gracias a su ventajosa retribución, motivó la redacción del Real Decreto 1663/2000, sobre conexión de instalaciones fotovoltaicas a la red de baja tensión. Esta normativa ha sido sustituida por el Real Decreto 1699/2011, por el que se regula la conexión a red de instalaciones de producción de energía eléctrica de pequeña potencia, ampliando el ámbito de aplicación y manteniendo su estructura básica. Es decir, hasta la aprobación de este Real Decreto sólo estaba regulada la conexión a red de instalaciones fotovoltaicas, existiendo un vacío legal para el resto de tecnologías. Salvador Cucó Pardillos Infraestructura eléctrica. Acceso a red Pequeña potencia. Autoconsumo El Real Decreto 1699/2011, es de aplicación a las instalaciones de régimen ordinario y régimen especial de potencia no superior a 100 kW de las tecnologías contempladas en las categorías b) (energías renovables) y c) (residuos) del artículo 2 del Real Decreto 661/2007 de Régimen Especial, en cualquiera de los siguientes casos: a. Cuando se conecten a las líneas de tensión no superior a 1kV de la empresa distribuidora, bien directamente o través de una red interior de un consumidor, b. Cuando se conecten al lado de baja de un transformador de una red interior, a una tensión inferior a 1 kV, de un consumidor conectado a la red de distribución También es de aplicación a las instalaciones de régimen ordinario y régimen especial de potencia no superior a 1.000 kW de las tecnologías contempladas en la categoría a) (cogeneración) y en los subgrupos b.6, b.7 y b.8 (biomasa) del artículo 2 del Real Decreto 661/2007, que se conecten a las líneas de tensión no superior a 36 kV de la empresa distribuidora, bien directamente o a través de una red interior de un consumidor. Salvador Cucó Pardillos Infraestructura eléctrica. Acceso a red Pequeña potencia. Autoconsumo Esta normativa, además de indicar las condiciones administrativas, técnicas y contractuales para la conexión de instalaciones a la red eléctrica, en la disposición adicional segunda, emplaza al Ministerio de Industria, Turismo y Comercio a elevar una propuesta de real decreto cuyo objeto sea la regulación de las condiciones administrativas, técnicas y económicas del consumo de la energía eléctrica producida en el interior de la red de un consumidor para su propio consumo, en la modalidad de suministro de energía con balance neto. Se define la modalidad de suministro de balance neto como aquel sistema de compensación de saldos de energía de manera instantánea o diferida, que permite a los productores la producción individual de energía para su propio consumo para compatibilizar su curva de producción con su curva de demanda. Este sistema es especialmente interesante para las instalaciones de generación de energía eléctrica con fuentes renovables no gestionables, como eólica o solar, ya que les permite adecuar su producción al consumo sin necesidad de acumulación. Salvador Cucó Pardillos Infraestructura eléctrica. Acceso a red Pequeña potencia. Autoconsumo Con este sistema, si la demanda es superior a la producción, se importa energía de la red, y cuando la demanda sea inferior a la producción , se exporta energía a la red. Así, se contabilizan los intercambios de energía con la red de manera que, si ha habido más demanda, se paga al suministrador, y si ha habido más exportación se genera un crédito de energía que se compensa en posteriores facturas teniendo en cuenta un horizonte temporal (un año). En este periodo máximo deben utilizarse los derechos generados, teniendo en cuenta que en ningún momento puede existir un saldo excedentario de energía eléctrica. Salvador Cucó Pardillos Infraestructura eléctrica. Acceso a red Pequeña potencia. Autoconsumo GENERACION kWh BATERIA CONSUMO Salvador Cucó Pardillos Infraestructura eléctrica. Acceso a red Pequeña potencia. Balance neto GENERACION kWh RED CONSUMO Salvador Cucó Pardillos Infraestructura eléctrica. Acceso a red Autoconsumo. Ley 24/2014 sector eléctrico, RD 244/2019 autoconsumo Por último, es necesario indicar que la nueva Ley 24/2013 del Sector Eléctrico, modificada mediante el Real Decreto–ley 15/2018, indica en el artículo 9 que se entenderá por autoconsumo el consumo por parte de uno o varios consumidores de energía eléctrica proveniente de instalaciones de producción próximas a las de consumo y asociados a los mismos. Se añade que, reglamentariamente se desarrollará el concepto de instalaciones próximas a efectos de autoconsumo, pero que, en todo caso, se entenderán como tales las que estén conectadas en la red interior de los consumidores asociados, estén unidas a estos a través de líneas directas o estén conectadas a la red de baja tensión derivada del mismo centro de transformación. Salvador Cucó Pardillos Infraestructura eléctrica. Acceso a red Autoconsumo. Ley 24/2014 sector eléctrico Las modalidades de autoconsumo según la definición última establecida en el Real Decreto 244/2019, son las siguientes: a) Modalidad de suministro con autoconsumo sin excedentes. Cuando los dispositivos físicos instalados impidan la inyección alguna de energía excedentaria a la red de transporte o distribución. En esta modalidad se deberá instalar un mecanismo anti-vertido que impida la inyección de energía excedentaria a la red. En este caso existirá un único tipo de sujeto de los previstos en el artículo 6 de la citada ley, que será el sujeto consumidor. b) Modalidad de suministro con autoconsumo con excedentes. Cuando las instalaciones de producción, próximas y asociadas a las de consumo, puedan, además de suministrar energía para autoconsumo puedan, además de suministrar energía para autoconsumo, inyectar energía excedentaria en las redes de transporte y distribución. En estos casos existirán dos tipos de sujetos de los previstos en el artículo 6 de la citada ley, el sujeto consumidor y el sujeto productor. Salvador Cucó Pardillos Infraestructura eléctrica. Acceso a red Autoconsumo. Ley 24/2014 sector eléctrico, RD 244/2019 autoconsumo La modalidad de autoconsumo con excedentes, se divide en: a) Modalidad con excedentes acogida a compensación: Pertenecerán a esta modalidad, aquellos casos de suministro con autoconsumo con excedentes en los que voluntariamente el consumidor y el productor opten por acogerse a un mecanismo de compensación de excedentes. Esta opción solo será posible en aquellos caos en los que se cumpla con todas la condiciones exigidas entre las cuales se destacan las siguientes: La fuente de energía sea de origen renovable. La potencia total de las instalaciones de producción asociadas no sea superior a 100 kW. b) Modalidad de excedentes no acogida a compensación: Pertenecerán a esta modalidad, todos aquellos casos de autoconsumo con excedentes que no cumplan alguno de los requisitos para pertenecer a la modalidad con excedentes acogida a compensación o que voluntariamente opten por no acogerse a dicha modalidad Salvador Cucó Pardillos Infraestructura eléctrica. Acceso a red Inscripción en el Registro de Autoconsumo El artículo 20 del Real Decreto 244/2019, indica que para aquellos sujetos consumidores que realicen autoconsumo, conectados a baja tensión, en los que la instalación de generación será de baja tensión y la potencia instalada de generación sea menor de 100 kW, la inscripción en el registro de autoconsumo se llevará a cabo de oficio por las comunidades autónomas y ciudades de Ceuta y Melilla en sus respectivos registros a partir de la información remitida a las mismas en virtud del Reglemento Electrotécnico de Baja Tensión. Si bien no se indica en el Real Decreto, se entiende que para el resto de instalaciones se deberá realizar la solicitud de inscripción en el citado registro. Salvador Cucó Pardillos Infraestructura eléctrica. Acceso a red Acceso y conexión De acuerdo con lo indicado en la disposición adicional segunda del Real Decreto-ley 15/2018, están exentas de obtener permisos de acceso y conexión para generación las instalaciones de autoconsumo siguientes: a) Las acogidas a la modalidad sin excedentes b) Aquellas con potencia de producción igual o inferior a 15 kW que se ubiquen en suelo urbanizado que cuente con las dotaciones y servicios requeridos por la legislación urbanística. Para el resto de instalaciones se seguirá los procedimientos establecidos en la normativa de acceso y conexión, Real Decreto 1699/2011 (hasta 100 kW y otras) y Real Decreto 1955/2000 para el resto. Salvador Cucó Pardillos Infraestructura eléctrica. Acceso a red Régimen económico El artículo 9 de la Ley 24/2013, del Sector Eléctrico, indica que la energía auto-consumida de origen renovable, cogeneración o residuos estará exenta de todo tipo de cargos y peajes. En el caso en que se produzca transferencia de energía a través de la red de distribución en instalaciones próximas a efectos de autoconsumo se podrán establecer las cantidades que resulten de aplicación por el uso de dicha red de distribución. Los excedentes de las instalaciones de generación asociadas al autoconsumo estarán sometidos al mismo tratamiento que la energía producida por el resto de las instalaciones de producción, al igual que los déficits de energía que los auto-consumidores adquieran a través d la red de transporte o distribución estarán sometidos al mismo tratamiento que los del resto de consumidores. Salvador Cucó Pardillos Infraestructura eléctrica. Acceso a red Clasificación instalaciones generadoras baja tensión Dado que las instalaciones de pequeña potencia suelen trabajar en baja tensión, es importante indicar la clasificación de las instalaciones de generación que hace la ITC-BT-40 del REBT (RD 842/2002, de 2 de agosto), que establece las siguientes: a) Instalaciones generadoras aisladas: aquellas en las que no puede existir conexión eléctrica alguna con la Red de Distribución Pública b) Instalaciones generadoras asistidas: aquellas en las que existe una conexión con la Red de Distribución Pública, pero sin que los generadores puedan estar trabajando en paralelo con ella. La fuente preferente de suministro podrá ser tanto los grupos generadores como la Red de Distribución Pública, quedando la otra fuente como socorro o apoyo. Para impedir la conexión simultánea de ambas, se deben instalar los correspondientes sistemas de conmutación. Será posible no obstante, la realización de maniobras de transferencia de carga sin corte, siempre que se cumplan los requisitos técnicos descritos en el apartado 4.2 de la citada ITC. c) Instalaciones generadoras interconectadas: aquellas que están, normalmente, trabajando en paralelo con la Red de Distribución Pública. Salvador Cucó Pardillos Infraestructura eléctrica. Acceso a red Pequeña potencia. Autoconsumo El citado Real Decreto 1699/2011, cita claramente que la instalación puede conectarse directamente a la red o la red interior del consumidor. A continuación aparecen distintas configuraciones de conexión a la red eléctrica de baja tensión: Salvador Cucó Pardillos Infraestructura eléctrica. Acceso a red CGPM CGPM CGPM CGPM kWh kWh kWh kWh Pequeña potencia. Autoconsumo CGP Usuario Compañía Salvador Cucó Pardillos Infraestructura eléctrica. Acceso a red CGPM CGPM CGPM kWh kWh kWh Pequeña potencia. Autoconsumo CGPM Contador bidireccional CGP Usuario Compañía Salvador Cucó Pardillos Infraestructura eléctrica. Acceso a red Pequeña potencia. Autoconsumo CGPM CGPM CGPM CGPM kWh kWh kWh kWh Usuario CGP CGP Compañía Salvador Cucó Pardillos Infraestructura eléctrica. Acceso a red CGPM CGPM Pequeña potencia. Autoconsumo kWh Contador bidireccional CGP Usuario Compañía Salvador Cucó Pardillos Infraestructura eléctrica. Acceso a red CGPM CGPM Pequeña potencia. Autoconsumo kWh Contador bidireccional CGP Usuario Compañía Salvador Cucó Pardillos Infraestructura eléctrica. Acceso a red Condiciones de conexión Las condiciones técnicas de carácter general que debe cumplir la instalación de generación, extraídas del Real Decreto 1699/2011, artículos 11 y 12 y de la ITC-BT-40 del Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión, son las siguientes: • En el caso de que la línea de distribución se quede desconectada de la red, bien sea por trabajos de mantenimiento requeridos por la empresa distribuidora o por haberse actuado alguna protección de la línea, las instalaciones no deberán mantener tensión en la línea de distribución. • En el circuito de generación hasta el equipo de medida no podrá intercalarse ningún elemento de generación distinto del de la instalación autorizada, ni de acumulación. • Los esquemas de conexión deben posibilitar el trabajo de la instalación en modo isla, alimentando sus propios consumos, nunca alimentando a otros usuarios de la red. Salvador Cucó Pardillos Infraestructura eléctrica. Acceso a red Condiciones de conexión • Si la potencia nominal de la instalación de generación a conectar a la red de distribución es superior a 15 kW, la conexión será trifásica con un desequilibrio entre fases inferior a 5kW. Asimismo, en aquellos casos de autoconsumo en el que las instalaciones de generación próximas y asociadas, lo sean a través de red interior, si el consumo es trifásico la conexión de la instalación de generación también deberá serlo. • La contribución de los generadores al incremento o la caída de tensión en la línea de distribución de baja o media tensión, entre el centro de transformación y la subestación de origen donde se efectúe la regulación de la tensión y el punto de conexión, en el escenario más desfavorable para la red, no debe ser superior al 2,5 % de la tensión nominal de la red de baja o media tensión, según corresponda. • El factor de potencia de la energía suministrada a la red de la empresa distribuidora debe ser lo más próximo posible a la unidad y, en todo caso, superior a 0,98 cuando al instalación trabaje a potencias superiores al 25 % de su potencia nominal. Salvador Cucó Pardillos Infraestructura eléctrica. Acceso a red Condiciones de conexión • La conexión se realizará en el punto de la red del titular más próximo al origen de su instalación que permita aislar la instalación generadora del sistema eléctrico, cuando así sea requerido. La conexión de la generación que se realice en baja tensión se ajustará a los esquemas y modos de conexión permitidos en el Real Decreto 842/2002, de 2 de agosto, por el que se aprueba el Reglamento electrotécnico para baja tensión, según sea la tipología de la instalación y su potencia. La generación que se conecte en alta tensión se ajustará a los esquemas y modos de conexión del Real Decreto 337/2014, de 9 de mayo por el que se aprueba el Reglamento de instalaciones de alta tensión. • El titular de la red interior habrá de ser el mismo para todos los equipos de consumo e instalaciones de generación que tuviera conectados en su red. • Las instalaciones de producción conectadas a una red interior no podrán ser de potencia superior a 100 kW y, en todo caso, no podrán superar la capacidad disponible en el punto de conexión a la red de distribución ni la potencia adscrita al suministro. Salvador Cucó Pardillos Infraestructura eléctrica. Acceso a red Protecciones En cuanto a las protecciones, estas serán las establecidas en la normativa vigente, RD 614/2001, RD 842/2002, RD 3275/1982 y RD 223/2008. Deberán incluirse las siguientes: 1. Un interruptor de corte general 2. Un interruptor automático diferencial 3. Un interruptor automático de conexión de la instalación 4. Protecciones de máxima y mínima frecuencia (50,5 Hz y 48 Hz) 5. Protecciones de máxima y mínima tensión entre fases (1,15 Un y 0,85 Un) Salvador Cucó Pardillos Infraestructura eléctrica. Acceso a red Pequeña potencia. Autoconsumo CGPM G CGPM kWh Contador bidireccional Salvador Cucó Pardillos Infraestructura eléctrica. Acceso a red PROCEDIMIENTO ADMINISTRATIVO GENERAL ACCESO Y CONEXIÓN INSTALACIONES PEQUEÑA POTENCIA RD 1699/2011 Fianza (40 €/kW) Pequeña potencia. Autoconsumo Solicitud de acceso y conexión (SAC) (proyecto o MTD) Propuesta compañía distribuidora (1 mes) Aceptación propuesta (AP) Inscripción Previa Registro Certificado Pruebas (CP) Contrato Técnico Acceso (CTA) Solicitud de Conexión (SC) Conexión Inscripción Definitiva Registro SAC = Solicitud de Acceso y Conexión CTA = Contrato Técnico de Acceso SC = Solicitud de Conexión Salvador Cucó Pardillos Infraestructura eléctrica. Acceso a red Pequeña potencia. Autoconsumo PROCEDIMIENTO ADMINISTRATIVO ABREVIADO ACCESO Y CONEXIÓN INSTALACIONES PEQUEÑA POTENCIA RD 1699/2011 Solicitud de acceso y conexión (SAC) Propuesta compañía distribuidora (10 días) Certificado Pruebas (CP) Contrato Técnico de Acceso (CTA) Conexión Inscripción Definitiva RAIPRE SAC = Solicitud de Acceso y Conexión CTA = Contrato Técnico de Acceso SC = Solicitud de Conexión RAIPRE= Registro Adminstrativo Régimen Especial Salvador Cucó Pardillos Infraestructura eléctrica. Acceso a red Pequeña potencia. Autoconsumo Para la determinación de la potencia nominal máxima disponible de conexión, que informa la empresa distribuidora al solicitante, se antenderá a los siguientes criterios, establecidos en el anexo I del RD 1699/2011. Para las instalaciones que pretendan conectarse en un punto de la red de tensión igual o inferior a 1 kV, bien directamente o a través de la instalación de una red interior, los criterios son: Salvador Cucó Pardillos Infraestructura eléctrica. Acceso a red Pequeña potencia. Autoconsumo 1. La potencia nominal máxima disponible en el punto de conexión de una línea se calculará como la mitad de la capacidad de transporte de la línea en dicho punto, definida como capacidad térmica de diseño de la línea en el punto, menos la suma de las potencias de las instalaciones de producción conectadas o con punto de conexión vigente en dicha línea. 1. En el caso de que el punto de conexión sea en un centro de transformación, la potencia nominal máxima disponible en dicho punto se calculará como la mitad de la capacidad de transformación instalada para ese nivel de tensión menos la suma de las potencias de las instalaciones de producción conectadas o con punto de conexión vigente a ese centro. Salvador Cucó Pardillos Infraestructura eléctrica. Acceso a red Gracias scucop@telefonica.net Salvador Cucó Pardillos
