Fault and load flows analysis of electricity transmission and distribution system in Casanare (Colombia)

Análisis de fallas y flujos de carga en el sistema de transmisión y distribución de electricidad en Casanare (Colombia)

Presenta  la  simulación  del  sistema  eléctrico  de  distribución  local  y  transmisión  regional  de  Enerca  S.A.  E.S.P.  en  los  niveles  de  34.5  kV y 115 kV,  encontrando  las  subestaciones  y  circuitos  más  críticos.  La  empresa  está  ubicada en una de las zonas de mayor producción de petróleo en Colombia y, debido al enorme crecimiento de la explotación del crudo, amplió sus redes de forma radial, imprevista y no planeada, dada la acelerada necesidad de atender la nueva demanda, trayendo como consecuencia problemas de estabilidad, de desbalance, de regulación de tensión y de confiabilidad del sistema.

Se realizaron flujos de carga y análisis de fallas con la mayor carga que actualmente atiende la empresa y con base en la proyección de la demanda a corto y mediano plazo, planteando doce propuestas para la modernización de sus redes y subestaciones que, una vez sean implementadas, mejorarán considerablemente la confiabilidad.

I. INTRODUCCIÓN

En el departamento de Casanare, Colombia, se ha presentado una gran expansión de la industria petrolera, particularmente en el campo de la exploración y extracción de crudo, lo que ha generado un aumento considerable de la demanda eléctrica por encima de lo proyectado para la población actual. Este crecimiento involucra a los sectores residencial, industrial y comercial que sobrecarga el sistema eléctrico al intentar satisfacer la nueva demanda, lo que resulta en sistemas sobrecargados y poco confiables.

La Empresa de Energía Enerca S.A. E.S.P Casanare es el operador del Sistema de Transmisión Regional (STR) y del Sistema de Distribución Local (SDL), y comercializa la energía eléctrica en el departamento. La empresa ofrece servicios eléctricos a 98.973 usuarios regulados y no regulados [1], lo que genera una gran responsabilidad de mejora y actualización constante de los sistemas eléctricos. Esto se debe a que la Ley 143 de 1994 establece que "Las actividades relacionadas con el servicio de energía eléctrica se regirán por los principios de eficiencia, calidad, continuidad, adaptabilidad, neutralidad, solidaridad y equidad" [2].

Debido al crecimiento inesperado de la demanda, las redes eléctricas se han expandido de forma no planificada. En la actualidad, tiene problemas de protección de la coordinación, mantenimiento, regulación y desequilibrio de la tensión, lo que hace que el sistema sea poco fiable y propenso a los fallos. Para reducir estos problemas de forma ordenada y planificada, decidimos modelar el sistema eléctrico utilizando algunas herramientas computacionales comerciales utilizadas en todo el mundo [3,4] para elaborar proyectos que mejoren la disponibilidad del servicio.