Diseño eléctrico y mecánico de un sistema de medida concentrada para una infraestructura avanzada de medición en el marco del proyecto VRI 4249

Abstract

En el proceso de suministro de energía eléctrica existen pérdidas que se dividen en pérdidas técnicas y no técnicas, las pérdidas no técnicas están asociadas a energía que se deja de facturar debido a que es tomada del sistema de forma ilegal, ya que esta no se registra en el proceso de facturación a usuarios finales genera pérdidas financieras para los operadores de red y las pérdidas técnicas se presentan principalmente en el transporte de la energía. Estas pérdidas pueden determinarse mediante balances de energía en todos los niveles de un sistema de distribución y comercialización de energía, a nivel de los transformadores de distribución la principal dificultad para desarrollo de estos balances de energía proviene de las asociaciones incorrectas entre transformadores y usuarios. En los operadores de red del país en general presentan un problema de asociación usuario-transformador, es decir no se conoce cual transformador es el que suministra energía a determinado usuario, lo que impide un adecuado desarrollo de los balances de energía. Conscientes del problema y del vacío tecnológico el Grupo de Automática Industrial de la Universidad del Cauca y la Compañía Energética de Occidente realizaron en 2013-2014 un proyecto conjunto de I+D denominado Sistema de Amarre Automático el cual desarrollo tecnología que garantiza una constante actualización de las asociaciones entre usuarios y transformadores, lo que potencia una correcta realización de balances de energía en transformadores de distribución. El proyecto VRI 4249 busca complementar el sistema de asociación usuario-transformador descrito anteriormente con miras a lograr un prototipo de infraestructura de medición capaz de efectuar, además de la asociación usuario-transformador, balances de energía de manera automática en un nuevo sistema que se denomina AMI-SAA. El diagrama de bloques del sistema AMI-SAA propuesto para un único transformador especifica la concentración de medidores de usuarios mediante una unidad nodo cliente de medida concentrada. El proyecto VRI 4249 requiere de una unidad de medida concentrada componente propio de un sistema de media centralizada el cual aloje los medidores de consumo de energía eléctrica asociados al transformador de distribución, por lo que resulta necesario diseñar un armario de medida concentrada el cual cumpla con los requisitos eléctricos y mecánicos de acuerdo a la normatividad vigente en Colombia. En el presente trabajo se plantean los diseños eléctricos y mecánicos de un sistema de medida concentrada para una Infraestructura Avanzada de Medición (AMI), en el marco del proyecto financiado por Colciencias “Diseño e Implementación de un Sistema de Infraestructura Avanzada de Medición Soportado en Tecnología de Identificación de Balances Energéticos en Transformadores de Distribución”, con código VRI 4249, de tal manera que el sistema AMI este acorde con la tecnología de balances energéticos que requiere el desarrollo de este proyecto; Cumpliendo la norma NTC 2050, el reglamento técnico de instalaciones eléctricas RETIE y la norma NTC 6079, proponiendo la realización de una representación 3D del sistema de medida concentrada de una estructura AMI en una topología de una red de distribución residencial en la ciudad de Popayán. Para el desarrollo del proyecto se hará énfasis en los requisitos técnicos, eléctricos y mecánicos del concentrador de medidores o armario de medida concentrada que pertenece a un sistema de medida centralizada, bajo la normatividad vigente en Colombia (normas NTC 6079, NTC 2050, NTC 3444 y RETIE). Si bien uno de los objetivos del presente trabajo es establecer las especificaciones eléctricas y mecánicas para armarios de medida concentrada y con ello dar a entender los procedimientos, normas y exigencias a ser aplicadas en la implementación de armarios de medida concentrada, la literatura y normatividad abordada en el desarrollo del trabajo de investigación establece que estos se reflejan en forma de requisitos y especificaciones técnicas generales, eléctricas y mecánicas que se deben cumplir. La norma NTC 6079 establece en Colombia los requisitos mínimos para sistemas de infraestructura de medición avanzada en redes de distribución, si bien es una norma que incorpora aspectos acordes al avance tecnológico en términos del software, de la protección de la información, de los sistemas de comunicación, presenta falencias en cuanto a los componentes físicos, como un caso particular no se tiene en cuenta los requisitos y especificaciones para el montaje de armarios de medidores en postes de distribución. Como resultado del desarrollo del trabajo de investigación se obtuvo la propuesta de diseño eléctrico y mecánico para una unidad de medida concentrada en el marco del proyecto 4249 de acuerdo a la normatividad vigente en Colombia, debido a que la normatividad actual presenta vacíos en cuanto al montaje de estos armarios en postes de distribución, se proponen requisitos en cuanto a las dimensiones del armario de medida concentrada de acuerdo al tipo de montaje. Finalmente mediante una lista de chequeo se evalúa el grado de cumplimiento de los requisitos del sistema de medida concentrada propuesto.