autoría - Repositorio UTC - Universidad Técnica de Cotopaxi

UNIVERSIDAD TÉCNICA DE COTOPAXI
UNIDAD ACADÉMICA DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA Y
APLICADAS
CARRERA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA EN SISTEMAS DE
POTENCIA.
TESIS DE GRADO
TEMA:
“ESTUDIO DE LA PROYECCIÓN Y DETERMINACIÓN DEL
CRECIMIENTO DE LA DEMANDA POR TIPO DE USUARIO, CON
LA INCLUSIÓN DE LA COCINA DE INDUCCIÓN, EN EL
ALIMENTADOR PICAIHUA A 13,8 KV DE LA SUBESTACIÓN
ORIENTE, PERTENECIENTE A LA EMPRESA ELÉCTRICA
AMBATO REGIONAL CENTRO NORTE S.A.”
Tesis de grado previo a la obtención del título de
Ingeniero Eléctrico en Sistemas Eléctricos de Potencia
Autores:
Tapia Arias Andrés Eduardo
Vilcacundo Banda Marco Vinicio
Director de Tesis:
Ing. Msc. Marcelo Barrera
Asesor Metodológico:
Ing. Idalia Pacheco
LATACUNGA-ECUADOR
JULIO 2014
AUTORÍA
Tapia Arias Andrés Eduardo y Vilcacundo Banda Marco Vinicio, declaramos que
el presente trabajo de investigación es original, de nuestra autoría, que se han
citado las fuentes correspondientes y que en su ejecución se respetaron las
disposiciones legales que protegen los derechos de autor vigentes.
……………………………………
Tapia Arias Andrés Eduardo
C.I. 050323613-5
……………………………………..
Vilcacundo Banda Marco Vinicio
C.I. 050335099-3
i
CERTIFICACIÓN DIRECTOR DE TESIS
HONORABLE CONSEJO ACADÉMICO DE LA UNIVERSIDAD
TÉCNICA DE COTOPAXI.
De mi consideración:
Cumpliendo con lo estipulado en el Reglamento del Curso Profesional de la
Universidad Técnica de Cotopaxi, Capítulo V, (Art. 9 literal f), me permito
informar que los postulantes Tapia Arias Andrés Eduardo; Vilcacundo Banda
Marco Vinicio han desarrollado su Tesis de Grado de acuerdo al planteamiento
formulado en el Anteproyecto de Tesis con el tema: “ESTUDIO DE LA
PROYECCIÓN Y DETERMINACIÓN DEL CRECIMIENTO DE LA
DEMANDA POR TIPO DE USUARIO, CON LA INCLUSIÓN DE LA
COCINA DE INDUCCIÓN, EN EL ALIMENTADOR PICAIHUA A 13,8KV
DE LA SUBESTACIÓN ORIENTE, PERTENECIENTE A LA EMPRESA
ELÉCTRICA AMBATO REGIONAL CENTRO NORTE S.A.”, cumpliendo
sus objetivos respectivos.
En virtud de lo antes expuesto, considero que la presente Tesis de Grado se
encuentra habilitada para presentarse al acto de defensa.
Latacunga, 29 Mayo 2014
EL DIRECTOR
……………………………………………………..
Ing. BARRERA FLORES JAIME MARCELO
C.C. # 1801848779
DIRECTOR DE TESIS
ii
CERTIFICACIÓN ASESOR METODOLÓGICO
HONORABLE CONSEJO ACADÉMICO DE LA UNIVERSIDAD
TÉCNICA DE COTOPAXI.
De mi consideración:
Cumpliendo con lo estipulado en el Reglamento del Curso Profesional de la
Universidad Técnica de Cotopaxi, Capítulo V, (Art. 9 literal f), me permito
informar que los postulantes Tapia Arias Andrés Eduardo, y Vilcacundo Banda
Marco Vinicio, han desarrollado su Tesis de Grado de acuerdo al planteamiento
formulado en el Anteproyecto de Tesis con el tema: “ESTUDIO DE LA
PROYECCIÓN Y DETERMINACIÓN DEL CRECIMIENTO DE LA
DEMANDA POR TIPO DE USUARIO, CON LA INCLUSIÓN DE LA
COCINA DE INDUCCIÓN, EN EL ALIMENTADOR PICAIHUA A 13,8KV
DE LA SUBESTACIÓN ORIENTE, PERTENECIENTE A LA EMPRESA
ELÉCTRICA AMBATO REGIONAL CENTRO NORTE S.A.”, cumpliendo
sus objetivos respectivos.
En virtud de lo antes expuesto, considero que la presente Tesis de Grado se
encuentra habilitada para presentarse al acto de defensa.
Latacunga, 29 de Mayo del 2014
……………………………………………………..
Ing. MBA IDALIA ELEONORA PACHECO TIGSELEMA
C.C. # 0502391519
ASESOR METODOLÓGICO DE LA TESIS
iii
CERTIFICACIÓN DE LA EMPRESA
CERTIFICACIÓN.
En calidad de Jefe del área de distribución del departamento de diseño y
construcción perteneciente a la Empresa Eléctrica Ambato Regional Centro Norte
S. A., a petición verbal de los interesados certifico que:
Los señores Tapia Arias Andrés Eduardo, portador de la cédula de ciudadanía
N°050323613-5 y Vilcacundo Banda Marco Vinicio, portador de la cédula de
ciudadanía N°050335099-3, realizaron la Tesis de Grado con el tema:
“Estudio de la proyección y determinación del crecimiento de la demanda
por tipo de usuario, con la inclusión de la cocina de inducción, en el
alimentador Picaihua a 13,8 KV de la subestación Oriente, perteneciente a la
Empresa Eléctrica Ambato Regional Centro Norte S.A.”, bajo la supervisión
de esta área, siguiendo todos los lineamientos y requerimientos establecidos por la
E.E.A.S.A.
Es todo cuanto puedo certificar en honor a le verdad, facultando a los interesados,
hacer uso de este documento en forma de que estimen conveniente.
Latacunga, 26 Mayo 2014
Atentamente,
…………………………….
C.I.: 1803449964
ING. PAUL MUYULEMA
JEFE ÁREA DE DISTRIBUCIÓN
iv
AVAL DE TRADUCCIÓN
En calidad de Docente del Centro Cultural de Idiomas de la Universidad Técnica
De Cotopaxi, yo Lic. Marco Paul Beltrán Semblantes con la C.C.0502666514
CERTIFICO que he realizado la respectiva revisión de la Traducción del
Abstract;
con
el
tema:
“ESTUDIO
DE
LA
PROYECCIÓN
Y
DETERMINACIÓN DEL CRECIMIENTO DE LA DEMANDA POR TIPO
DE USUARIO, CON LA INCLUSIÓN DE LA COCINA DE INDUCCIÓN,
EN EL ALIMENTADOR PICAIHUA A 13,8KV DE LA SUBESTACIÓN
ORIENTE, PERTENECIENTE A LA EMPRESA ELÉCTRICA AMBATO
REGIONAL CENTRO NORTE S.A.” cuya autores son: Tapia Arias Andrés
Eduardo, Vilcacundo Banda Marco Vinicio y director de tesis Ing. Barrera Flores
Jaime Marcelo
Latacunga, 15 de Mayo del 2014
Docente:
----------------------------------------------------Lic. Marco Paul Beltrán Semblantes
C.I. 0502666514
v
AGRADECIMIENTO
Ante todo agradecemos a Dios por habernos dado la oportunidad de poder seguir
siempre hacia adelante y conseguir llegar a estas instancias.
A nuestros padres, y hermanos por darnos siempre ese apoyo incondicional para
continuar y culminar nuestras metas propuestas.
A nuestro director de tesis, Ing. Márcelo Barrera, quien nos guio y siempre supo
estar ahí para brindarnos de sus conocimientos para la realización de este proyecto
y de esta manera alcanzar nuestro objetivo.
Al ingeniero Danilo Martínez, quien nos facilitó con la información y supo
explicar el funcionamiento del analizador de red.
Al Ingeniero Paul Muyulema, quien nos guio con sus conocimientos y nos supo
supervisar con las guías de la Empresa Eléctrica Ambato S.A. y el Conelec para
poder sacar de manera correcta los resultados.
A la “UNIVERSIDAD TÉCNICA DE COTOPAXI” y a mis profesores en
cuyas aulas nos supieron acoger y cultivar con todos los conocimientos adquiridos
para que podamos desenvolvernos en la vida profesional.
vi
DEDICATORIA
El presente proyecto de investigación lo dedico a
mis seres queridos Familia y amigos, quienes
siempre me han estado apoyando y guiando para ser
una persona de bien, y a Dios quien me ha dado
salud y vida para poder seguir adelante todos estos
años y poder llegar a cumplir todas mis metas y
anhelos propuestos.
Andrés Eduardo Tapia Arias
vii
DEDICATORIA
El presente trabajo de investigación lo dedico a las
personas que más quiero en el mundo:
A mi mami Angelita, por sembrar en mí la semilla
de la sensibilidad y la comprensión, por su cariño,
amor y por su fortaleza incondicional. A mi papi
Amado por enseñarme a que debemos tener la
fortaleza de continuar hacia adelante no importa las
circunstancias que la vida nos presenta. A mis
hermanos por siempre darme su apoyo y cariño.
Marco Vinicio Vilcacundo Banda
viii
INDICE GENERAL
CONTENIDO
PÁGINA
Autoría .................................................................................................... I
Certificación director de tesis ............................................................... II
Certificación asesor metodológico ...................................................... III
Certificación de la empresa ................................................................. IV
Aval de traducción ................................................................................. V
Agradecimiento .................................................................................... VI
Dedicatoria .......................................................................................... VII
Dedicatoria ........................................................................................ VIII
Resumen ..........................................................................................XVIII
Abstract .............................................................................................. XIX
Introducción........................................................................................ XX
CAPITULO I...........................................................................................1
Fundamentación teórica. .......................................................................1
1.1.
Sistemas eléctricos...................................................................................1
1.1.1
Introducción a sistemas eléctricos ..........................................................1
1.1.2
Subestación eléctrica de distribución. ....................................................2
1.1.3
Descripción de la subestación Oriente. ..................................................2
1.1.4
Alimentador eléctrico. .............................................................................5
1.1.4.1
Alimentador primario..............................................................................5
1.1.4.2
Alimentadores secundarios. ....................................................................6
1.1.5
Calidad de energía eléctrica....................................................................6
1.1.5.1
Tres perspectivas de calidad de la energía eléctrica ..............................6
1.1.6
Pérdidas eléctricas...................................................................................7
1.1.6.1
Clasificación de las pérdidas eléctricas. .................................................7
1.1.7
Armónicos en sistemas eléctricos. ..........................................................8
1.1.7.1
Definición de los armónicos. ..................................................................8
1.1.7.2
Orígenes de los armónicos. .....................................................................9
1.1.7.3
Contenido normal de armónicos. ...........................................................9
1.1.7.4
Armónicos de corriente. ........................................................................10
1.1.7.5
Efecto en el conductor neutro...............................................................10
1.1.7.6
Efectos en conductores. ........................................................................11
ix
1.1.7.7
Los armónicos en la calidad del suministro de energía eléctrica. ......11
1.1.8.
Filtro capacitivo de entrada ..................................................................13
1.1.8.1
Filtros LC. .............................................................................................13
1.1.9
Demanda................................................................................................13
1.1.9.1
Demanda de diseño. ..............................................................................13
1.1.10
Tipos de usuario de energía eléctrica ...................................................14
1.1.11
Curva de carga ......................................................................................15
1.1.12
Carga instalada .....................................................................................15
1.2
Cocinas de inducción ............................................................................15
1.2.1
Introducción a sistemas de calentamiento inductivo ...........................15
1.2.1.1
Principio de calentamiento por inducción. ..........................................17
1.2.1.2
Propiedades del calentamiento por inducción. ....................................18
1.2.2
Eficiencia eléctrica .................................................................................18
1.2.2.1
Eficiencia de las cocinas de inducción y del glp. ..................................19
1.2.2.2
Consumo de energía de los sistemas de calentamiento inductivo. .......19
1.2.2.3
Calidad de calentamiento. ......................................................................19
1.2.2.4
Limitaciones del calentamiento inductivo. ............................................20
1.2.3
Eficiencia del sistema eléctrico para cocinas de inducción .................20
1.2.4
Circuito de potencia de una cocina de inducción .................................20
1.2.5
Profundidad de penetración en los materiales ......................................21
1.2.6
Características y parámetros del calentamiento por inducción ............22
1.2.7
Aplicaciones del calentamiento por inducción ......................................23
1.2.7.1 Tratamiento térmico. ...............................................................................23
1.2.7.2 Cocinas de inducción. .............................................................................23
1.2.8
Estudio de la cocina a gas licuado de petróleo (glp)..............................24
1.2.9
Cocina comercial de inducción ..............................................................25
1.2.9.1 Partes de la cocina de inducción. ...........................................................26
1.2.10
Fenómeno de la inducción para producir calor ....................................26
1.2.10.1 Diferencia entre vitrocerámicas convencionales y de inducción. .........26
1.2.10.2 Materiales que sirven para la cocina de inducción. ..............................27
1.2.11
Tecnología de inducción. ........................................................................27
1.2.11.1 Ventajas de las cocinas de inducción. ....................................................28
1.2.11.2 Desventajas de las cocinas de inducción. ...............................................29
1.3
Equipos y software utilizados..................................................................30
x
1.3.1
Software de simulación ...........................................................................30
1.3.1.1 Descripción del software cymdist............................................................30
1.3.2
Equipo de medición .................................................................................32
1.3.2.1 Analizador de calidad de energía trifásico. ............................................32
CAPITULO II..........................................................................................33
Presentación, interpretación y análisis de resultados ............................33
2.1
Aspectos generales de la empresa eléctrica ambato s.a. ........................33
2.1.1
Antecedentes históricos. ..........................................................................33
2.1.2
Dedicación. ..............................................................................................33
2.1.3
Ubicación geográfica, jurisdicción. ........................................................33
2.1.4
Objetivos de la empresa. ..........................................................................34
2.1.5
Función. ..................................................................................................34
2.1.6
Infraestructura y servicios ......................................................................35
2.2
Diseño metodológico ...............................................................................36
2.2.1
Métodos de investigación. .......................................................................36
2.2.1.1 Método inductivo. ....................................................................................36
2.2.1.2 Método experimental...............................................................................36
2.2.2
Tipos de investigación. ............................................................................37
2.2.2.1 Aplicada. ..................................................................................................37
2.2.2.2 Descriptiva. ..............................................................................................37
2.2.2.3 De campo. ................................................................................................38
2.2.3
Técnicas de investigación. ......................................................................38
2.2.3.1 La encuesta. .............................................................................................38
2.3
Cálculo de población y muestra ..............................................................39
2.3.1
Encuesta realizada a la muestra en el alimentador picaihua. ..............40
2.3.1.1 Población. ................................................................................................40
2.4
Análisis de los resultados de la encuesta ................................................40
2.5
Datos actuales del alimentador Picaihua ...............................................48
2.5.1
Datos actuales de la corrida de flujos en cymdist. .................................48
2.6
Calibres de conductores ..........................................................................51
2.7
Estimación de la demanda en el alimentador picaihua. ........................52
2.7.1.1 Resultados del consumo de energía mensual residencial. .....................54
2.7.1.2 Análisis del consumo de energía diario de usuarios residenciales. .....54
2.8
Inclusión de la cocina de inducción en la EEASA ................................55
xi
2.8.1
Datos de diferentes cocinas de inducción. .............................................55
2.8.1.1 Cocina de inducción kalley. ....................................................................56
2.8.1.2 Cocina de inducción duxtop. ..................................................................56
2.8.2
Eficiencia de las cocinas de inducción. ..................................................61
2.9
Tiempo de cocción con la cocina de inducción......................................62
2.10
Incremento de potencia en el alimentador . ...........................................63
2.10.1
Capacidad de transformadores del alimentador Picaihua. ...................65
2.10.2
Estudio de la demanda máxima de las cocinas de inducción................66
2.11
Verificación de la hipótesis. ....................................................................68
2.11.1
Modelo lógico ..........................................................................................68
2.11.2
Modelo matemático .................................................................................68
2.11.3.1 Grados de libertad ...................................................................................70
2.11.3.2 Regla de decisión .....................................................................................70
2.12.
Conclusión de la investigación. ..............................................................72
CAPITULO III ........................................................................................73
Propuesta .................................................................................................73
3.1
Presentación ............................................................................................73
3.2
Justificación. ...........................................................................................74
3.3
Objetivos de la propuesta. .......................................................................75
3.3.1
Objetivo general. .....................................................................................75
3.3.2
Objetivos específicos................................................................................76
3.4
Propuesta .................................................................................................76
3.4.1
Subsidio de la tarifa para las cocinas de inducción...............................76
3.5
Recursos necesarios para atender la cobertura de energía ...................78
3.5.1
Sin cocinas de inducción. .......................................................................78
3.5.2
Con cocinas de inducción. ......................................................................78
3.5.3
Cálculos de tipo de usuario con la cocina de inducción........................79
3.5.4
Calculo de consumo de energía para un usuario promedio..................80
3.6
Estudio precio del gas sin subsidio. ........................................................81
3.7
Factibilidad técnica. ................................................................................83
3.7.1
Factibilidad técnica en el alimentador Picaihua. ..................................83
3.7.2
Factibilidad técnica de las cocinas de inducción. ..................................83
3.8
Factibilidad económica. ..........................................................................84
3.8.1
Factibilidad económica en la Empresa Eléctrica Ambato S.A. ............84
xii
3.8.2
Factibilidad económica en residencias. .................................................87
3.9
Factibilidad operacional. ........................................................................88
3.9.1
Para los usuarios. ....................................................................................88
3.10
Desarrollo de la propuesta. .....................................................................89
3.11
Proyecciones de la demanda de la cocina de inducción. .......................93
3.11.1
Carga diaria de la cocina de inducción. .................................................94
3.12
Alternativa de solución .........................................................................104
3.12.1
Rediseño de demanda para los tipos de usuarios. ................................104
3.12.2
Aumento de potencia en transformadores ...........................................104
3.12.3
Conductor a utilizarse para redes en el alimentador Picaihua. ..........105
3.12.4
Transformadores a utilizarse……………………………………… .. 107
Conclusiones .........................................................................................110
Recomendaciones ..................................................................................111
Glosario de términos básicos ................................................................112
Siglas ......................................................................................................113
Anexos ...................................................................................................117
INDICE DE GRÁFICOS
CONTENIDO
PÁGINA
Gráfico 1;
Componentes de un sistema eléctrico ............................................... 2
Gráfico 2;
Diagrama unifilar de la subestación oriente .................................... 4
Gráfico 3;
Representación de un alimentador primario.................................... 6
Gráfico 4;
Calidad de servicio ............................................................................ 7
Gráfico 5;
Clasificación de las perdidas de energía .......................................... 8
Gráfico 6;
Onda sin contenido armónico ........................................................... 9
Gráfico 7;
Componentes armónicos ................................................................. 11
Gráfico 8;
Corrientes del tercer armónico en el neutro .................................. 12
Gráfico 9;
Calentamiento por inducción.......................................................... 16
Gráfico 10; Principio de calentamiento por inducción ..................................... 17
Gráfico 11; Eficiencia de consumo real de cocinas de inducción .................... 19
Gráfico 12; Eficiencia del sistema eléctrico ....................................................... 20
Gráfico 13; Circuito de potencia ........................................................................ 21
Gráfico 14; Profundidad de penetración de radiación electromagnética ......... 21
xiii
Gráfico 15; Rapidez del calentamiento por inducción ...................................... 23
Gráfico 16; Componentes de un sistema de calentamiento por inducción ....... 24
Gráfico 17; Equivalente de energía del glp ........................................................ 24
Gráfico 18; Cocina comercial de inducción....................................................... 25
Grafico 19; Partes de la cocina de inducción .................................................... 26
Gráfico 20; Diferencia entre vitrocerámicas convencionales y de inducción .. 27
Gráfico 21; Ventajas de la cocina de inducción ................................................ 28
Gráfico 22; Software Cymdist ............................................................................. 31
Gráfico 23; Interfaz de Cymdist.......................................................................... 31
Gráfico 24; Analizador de calidad de energía trifásico powerpad 3945-b........ 32
Grafico 25; Sistema organizacional de la Empresa Eléctrica Ambato S.A. ..... 35
Gráfico 26; Opciones en porcentaje, pregunta #1 ............................................. 41
Grafico 27; Opciones en porcentaje, pregunta #2 ............................................. 42
Gráfico 28; Opciones en porcentaje, pregunta #3 ............................................. 43
Gráfico 29; Opciones en porcentaje, pregunta #4 ............................................. 44
Gráfico 30; Opciones en porcentaje, pregunta #5 ............................................. 45
Gráfico 31; Opciones en porcentaje, pregunta #6 ............................................. 46
Gráfico 32; Opciones en porcentaje, pregunta #7. ............................................ 47
Gráfico 33; Perfiles de carga en kva .................................................................. 50
Gráfico 34; Perfiles de potencia reactiva ........................................................... 50
Gráfico 35; Voltajes iniciales.............................................................................. 51
Gráfico 36; Curva de demanda diaria, alimentador .......................................... 53
Gráfico 37; Curva de potencia de las cocinas de inducción .............................. 58
Gráfico 38; Curva de corriente rms de las cocinas de inducción...................... 59
Gráfico 39; Curvas de armónicos ....................................................................... 61
Gráfico 40; Curvas de armónicos ....................................................................... 61
Gráfico 41; Curva característica de cargas ........................................................ 66
Gráfico 42; Curva característica de carga de cocinas ....................................... 66
Gráfico 43; Uso del glp ....................................................................................... 82
Gráfico 44; Proyección de entrega anual de cocinas de inducción ................. 94
Gráfico 45; Demanda diaria de la cocina de induccion .................................... 96
Gráfico 46; Curva de demanda año 2014 .......................................................... 96
xiv
Gráfico 47; Proyección de demanda año 2015 .................................................. 98
Gráfico 48; Proyección de demanda año 2016 .................................................. 99
Gráfico 49; Proyección de demanda año 2017 ................................................ 100
Gráfico 50; Proyección de demanda año 2018 ................................................ 100
Gráfico 51; Proyección de demanda año 2019 ................................................ 101
Gráfico 52; Proyección de demanda año 2020 ................................................ 101
Gráfico 53; Proyección de demanda año 2021 ................................................ 103
Gráfico 54; Proyección de demanda año 2022 ................................................ 103
Gráfico 55; Redes de distribución .................................................................... 108
Gráfico 56; Transformador monofásico a 3 hilos ........................................... 108
Gráfico 57; Medidor monofásico 3 hilos.......................................................... 109
Gráfico 58; Sistema monofásico a tres hilos .................................................... 109
INDICE DE TABLAS
CONTENIDO
PÁGINA
Tabla 1; Alimentadores subestación Oriente ...................................................... 4
Tabla 2; Niveles de referencia para las armónicas ........................................... 12
Tabla 3; Demanda de diseño proyectada .......................................................... 13
Tabla 4; Tipos de usuarios según el área de construcción............................... 14
Tabla 5; Tipos de usuarios según el lugar de ubicación. ................................. 14
Tabla 6; Pregunta #1, valoración de opciones .................................................. 41
Tabla 7; Pregunta #2, valoración de opciones .................................................. 42
Tabla 8; Pregunta #3, valoración de opciones .................................................. 43
Tabla 9; Pregunta #4, valoración de opciones .................................................. 44
Tabla 10; Pregunta #5, valoración de opciones .................................................. 45
Tabla 11; Pregunta #6, valoración de opciones .................................................. 46
Tabla 12; Pregunta #7, valoración de opciones .................................................. 47
Tabla 13; Resumen total de datos ........................................................................ 48
Tabla 14; Condiciones de líneas actuales en el alimentador ............................. 49
Tabla 15 Costo anual de las pérdidas del sistema del alimentador ................... 49
Tabla 16; Datos del alimentador Picaihua.......................................................... 51
Tabla 17; Longitud y calibres de conductores .................................................... 52
Tabla 18; Características del alimentador Picaihua .......................................... 52
xv
Tabla 19; Tipos de usuarios, alimentador Picaihua. .......................................... 53
Tabla 20; Energía mensual por tipo de usuario ................................................. 54
Tabla 21; Consumo diario promedio de los usuarios ......................................... 54
Tabla 22; Consumo de energía de un usuario residencial de la EEASA .......... 55
Tabla 23; Número de cocinas de inducción a entregarse en la EEASA............ 55
Tabla 24; Cocina de inducción Kalley ................................................................ 56
Tabla 25; Cocina de inducción Duxtop............................................................... 57
Tabla 26; Valores obtenidos con el analizador de red en las cocinas ................ 58
Tabla 27; Armónicos promedio de la cocina de inducción Kalley ..................... 60
Tabla 28; Armónicos promedio de la cocina de inducción Duxtop ................... 60
Tabla 29; Eficiencia de las cocinas de inducción ............................................... 62
Tabla 30; Pruebas de ebullición .......................................................................... 62
Tabla 31; Cocción de legumbres y cereales ........................................................ 63
Tabla 32; Inclusión de la cocina de inducción en los usuarios ......................... 65
Tabla 33; Capacidad incrementada de transformadores.................................... 65
Tabla 34; Frecuencia observada ......................................................................... 69
Tabla 35; Frecuencia esperada ........................................................................... 69
Tabla 36; Resolución de chi cuadrado ................................................................ 70
Tabla 37; Distribución chi cuadrado................................................................... 71
Tabla 38; Tarifa con subsidio para cocinas de inducción .................................. 76
Tabla 39; Estudio detallado de las cocinas de inducción ................................... 78
Tabla 40; Presupuesto para 100% de cobertura sin cocinas de inducción ....... 78
Tabla 41; Presupuesto para 100% de cobertura con cocinas de inducción ...... 79
Tabla 42; Consumo de energía de la cocina de inducción sin subsidio ............ 79
Tabla 43; Consumo de energía de la cocina de inducción con subsidio ......... 80
Tabla 44; Costo planilla mensual sumando la cocina de inducción.................. 81
Tabla 45; Precios sin subsidio ............................................................................. 82
Tabla 46; Costos de material eléctrico (Kiwi) ..................................................... 87
Tabla 47; Costos de material eléctrico (El Mercurio) ........................................ 88
Tabla 48; Condiciones de las redes ..................................................................... 90
Tabla 49; Pérdidas del sistema ............................................................................ 90
Tabla 50; Resumen total de datos ........................................................................ 91
xvi
Tabla 51; Resumen total de datos año 2022........................................................ 92
Tabla 52; Potencia requerida para la cocina de inducción ................................ 92
Tabla 53; Proyección anual de usuarios y cocinas de inducción a distribuirse 94
Tabla 54; Uso de la cocina de inducción ............................................................ 95
Tabla 55; Proyecciones de potencia con cocinas de inducción.......................... 96
Tabla 56; Proyecciones de potencia con cocinas de inducción.......................... 99
Tabla 57; Proyecciones de potencia con cocinas de inducción........................ 102
Tabla 58; Potencia aumentada por transformador .......................................... 104
Tabla 59; Nuevo tipo de usuario........................................................................ 105
Tabla 60; Calibres de conductor........................................................................ 105
Tabla 61; Especificaciones de los conductores ................................................. 106
Tabla 62; Tramos sobrecargados ...................................................................... 106
Tabla 63; Características conductor a aplicar .................................................. 107
xvii
RESUMEN
Hoy en día en el Ecuador la principal fuente de energía utilizada para la cocción
de alimentos es el gas licuado de petróleo, lo cual constituye un gasto económico
importante en la sociedad ecuatoriana y para el estado ecuatoriano debido al alto
costo en la importación del mismo, en tal virtud se deben buscar formas de
eficiencia energética para sustituir la utilización de GLP subsidiado
El presente estudio hace un análisis de los efectos que se producen al introducir
las cocinas eléctricas de inducción en cada uno de los hogares ecuatorianos,
respecto a una política gubernamental de sustituir cocinas que funcionen con gas
licuado de petróleo, debido al incremento del costo del cilindro de gas por la
eliminación del subsidio del mismo, a cocinas eléctricas de inducción con nuevas
tarifas de costo para los que ocupan esta cocina.
Con este estudio se proyecta un crecimiento de la demanda al año 2022 sumando
la potencia de las cocinas eléctricas de inducción en el alimentador eléctrico
primario Picaihua de la subestación Oriente perteneciente a la Empresa Eléctrica
Ambato Regional Centro Norte S.A., por otra parte, se hace referencia de cómo
afecta a las Redes de Distribución, Transformadores trifásicos y monofásicos,
Acometidas, equipos de Medición (medidores) e Instalaciones Eléctricas
Interiores de los hogares y su respectiva repercusión económica.
En este estudio se realiza un diagnóstico actual del precio y funcionamiento de las
cocinas eléctricas de inducción, el número de usuarios residenciales, tipo de redes
y transformadores existentes en el alimentador eléctrico Picaihua y equipos de
medición. Para el análisis pertinente de este proyecto de investigación, se utiliza
herramientas computacionales, software de simulación, bases de datos, analizador
de red conectadas con dos tipos diferentes de cocinas de inducción presentes en el
mercado, para poder obtener datos reales y para realizar una corrida de flujo en el
respectivo software de simulación Cymdist.
xviii
ABSTRACT
Nowadays in Ecuador, the main energy source used when you want to cook food
is liquefied petroleum gas LPG. This is an important economic spend in the
Ecuadorian Society and Ecuador state as well due to the high cost of its
importation, for that reason we must find another ways to replace the use of LPG.
This study makes an analysis about the products and effects that produce by
introducing the induction electrical cooker in the Ecuadorian households, with a
government rule of replacing stoves powered by liquefied petroleum gas. The
increased cost of gas by removing the subsidy with induction electrical stoves
with new costs for those who use this one. Whit this study, a demand will growth
is estimated in 2022 adding the power of electric induction cooker in the primary
electrical feeder Picaihua of the Oriente substation belong to the Empresa
Eléctrica Ambato Regional Centro Norte SA. Moreover it refers that how affects
to the grids Distribution transformers three phases and single phase, service head,
measure equipment and electrical installations of households and their respective
economic impact. In this study a carry out diagnosis of price and function and
operation of electric induction cooker, the houses number users residential, types
of grids and transformers in the electrical feeder Picaihua and measurement
equipment. In order to do the analys in this research project we use computational
tools, simulation software, databases, grid analyzer connected with two different
types of electric induction cooker in order to obtain real data and to make
respective load flow in the simulation software Cymdist.
xix
INTRODUCCIÓN
Mediante Oficio Nro. MEER-DM-2012-0447-OF, de 04 de julio de 2012 [1], el
Ministerio de Electricidad y Energía Renovable, MEER, señala los lineamientos,
objetivos y políticas sectoriales e intersectoriales relacionados con el sistema
eléctrico ecuatoriano, que deberán ser considerados en el Plan Maestro de
Electrificación, PME 2013-2022. Respecto a la demanda eléctrica se indica:
“Dado que la migración del consumo de Gas Licuado de Petróleo, GLP, a
electricidad, como fuente energética principal para la cocción de alimentos,
constituirá uno de los cambios relevantes en la Matriz Energética del país, es
fundamental analizar y establecer, desde distintos ámbitos (oferta futura de
generación, adaptación de las redes de transmisión y distribución, tecnologías de
cocinas eléctricas, capacidad de producción y/o transporte masivo de cocinas,
etc.), los mecanismos para una adecuada implementación de este proyecto de gran
escala”.
Uno de los elementos que servirá de insumo para dichos análisis es la
caracterización y modelación de la demanda de potencia y energía eléctrica. Bajo
esta nueva perspectiva, la gestión integral de la proyección de demanda eléctrica
nacional, sobre la base de las políticas y lineamientos establecidos por los
Ministerios. Por lo expuesto, realizar la prospectiva de la demanda nacional de
potencia y energía eléctrica es una tarea crucial, ya que, a partir de esta variable,
será posible establecer los planes de equipamiento y, consecuentemente, las
inversiones a realizarse en los distintos segmentos de la cadena de suministro.
Cabe señalar que la migración hacia la cocción con energía eléctrica y en general
el cambio de la matriz energética del país, se sustentan en un abastecimiento
basado principalmente en fuentes renovables de generación. De ahí que,
actualmente se encuentren en ejecución proyectos con aproximadamente 2.900
MW de oferta hidroeléctrica, entre los principales: Paute Sopladora, Toachi-
xx
Pilaton, Manduriacu, Delsitanisagua, Quijos, Minas San Francisco y Coca Codo
Sinclair; cerca de 367 MW. En proyectos fotovoltaicos, de biomasa, de biogás y
eólicos, con títulos habilitantes otorgados por el CONELEC.
El proyecto de investigación realizado se encuentra estructurado por tres
capítulos:
El Primer Capítulo propone la FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA; describe de
manera muy general todos los argumentos y postura teórica adoptada durante el
desarrollo del presente trabajo de investigación, enunciando las definiciones
básicas y conceptos que están relacionadas con los circuitos eléctricos, para
centrarnos en conceptos de alimentador con sus tipos de usuarios y proyecciones.
El Segundo Capítulo es la PRESENTACIÓN, INTERPRETACIÓN Y
ANÁLISIS DE RESULTADOS para el desarrollo del proyecto de investigación,
considerado como aplicado, descriptivo y de campo, ya que se ayuda de la
encuesta como una técnica para recaudar datos e información necesaria para poder
analizar y evaluar la posibilidad del proyecto de investigación.
En el Tercer Capítulo se realiza la PROPUESTA, una vez que se establecen los
parámetros eléctricos necesarios para proyectar la demanda de energía y potencia
de acuerdo a los datos recopilado de la cocina de inducción; y, simular en el
software CIMDYST una proyección de demanda en el Alimentador Picaihua de la
Subestación Oriente de la empresa eléctrica Ambato. S.A.
Finalmente se elaborarán las conclusiones y recomendaciones surgidas en el
desarrollo del proyecto de investigación.
xxi
CAPITULO I
FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA.
1.1. Sistemas Eléctricos
1.1.1 Introducción a sistemas eléctricos
La distribución de energía eléctrica debe realizarse de tal manera que el cliente
reciba un servicio continuo, con un valor de voltaje adecuado que le permitan
operar sus electrodomésticos eficientemente y que la forma de onda senoidal sea
íntegra, es decir que está libre de armónicos.
Según Juan Antonio Yebra Morón (2009) dice que: “Un sistema de distribución
de energía eléctrica es el conjunto de elementos encargados de conducir la energía
desde una subestación de potencia hasta el usuario.” Pág. 2.
En sí un sistema de distribución de energía eléctrica es un conjunto de equipos y
dispositivos que permiten energizar en forma segura y confiable un número
determinado de cargas, en distintos niveles de voltajes, ubicados en diferentes
lugares. Consta de varias etapas empezando desde la generación, transmisión,
subtransmisión, distribución, para
llegar al usuario y brindar un servicio de
calidad de energía eléctrica, esquematizado en el gráfico 1.
1
GRÁFICO 1; COMPONENTES DE UN SISTEMA ELÉCTRICO
FUENTE: http://alejalove6415.blogspot.com/2010_10_01_archive.html.
1.1.2 Subestación eléctrica de distribución.
La subestación eléctrica es un conjunto de máquinas, aparatos y circuitos que
tienen la función de modificar los parámetros de la potencia, voltaje, corriente con
los que permitirá el suministro al sistema y líneas de transmisión existentes.
Se distinguen dos tipos de subestaciones:

Las de transformación.

De maniobra.
Las subestaciones de transformación son destinadas a convertir la energía
eléctrica mediante uno o más transformadores de potencia, mientras que las de
maniobra están destinadas a la conexión de dos o más circuitos y sus maniobras.
Los elementos más importantes que se diferencian en una subestación de
distribución son los siguientes:

Una o varias líneas de entrada de alto voltaje.

Uno o varios transformadores.

Un cuadro para la distribución de energía a las distintas salida de medio
voltaje.

Una batería de condensadores.
2

Uno o varios transformadores para la alimentación de servicios auxiliares.

Los circuitos de mandos y control.

Reactancias limitadoras.
En los centros de transformación de las subestaciones se identifican elementos
como: las líneas de llegada de medio voltaje, transformadores de potencia y
corriente, equipos de medición entre otros.
1.1.3 Descripción de la subestación Oriente.
El desarrollo del proyecto se realizará en el alimentador Picaihua de la
Subestación Oriente que pertenece a la Empresa Eléctrica Ambato S.A. (EEASA),
ubicado en la ciudad de Ambato, avenida Bolivariana frente al colegio Guayaquil.
Esta tiene seis alimentadores primarios a nivel de 13,8 kV, que brindan servicio a
sectores residenciales, comerciales e industriales.
El gráfico 2 muestra el diagrama unifilar de la Subestación Oriente con un nivel
de voltaje de 13,8 kV, con las salidas de los alimentadores:

Universidad

Totoras

Picaihua

Lligua

Olímpica

Loreto
3
GRÁFICO 2; DIAGRAMA UNIFILAR DE LA SUBESTACIÓN ORIENTE
FUENTE: Diagrama Unifilar Subestación Oriente Empresa Eléctrica Ambato S.A.
Los alimentadores son considerados como urbanos puesto que prestan servicio a
la ciudad de Ambato. Esta subestación posee en su interior equipos digitales y
electrónicos para el registro de las variables, además un banco de capacitores que
permiten mejorar el factor de potencia de la subestación.
La tabla 1 indica las diferentes características de los alimentadores pertenecientes
a la subestación Oriente.
SUBESTACIÓN
ORIENTE
TABLA 1; ALIMENTADORES SUBESTACIÓN ORIENTE
Id Alimentador
Alimentador Primario
Voltaje (kV)
Longitud Ramal 1Ø(km)
Longitud Ramal 2Ø(km)
Longitud Ramal 3Ø (km)
# Transformadores 1Ø
# Transformadores 3Ø
4690
4687
4688
4689
Universidad Totoras Picaihua Olímpica
13,8
13,8
13,8
13,8
8,7
40,82
53,48
3,22
0
1,65
2,085
0,04
20,03
27,63
21,33
7,75
81
208
259
35
85
75
53
43
FUENTE: CONELEC.
4
1.1.4 Alimentador eléctrico.
Un alimentador eléctrico es un conductor encargado de suministrar toda la
corriente que un grupo de sectores de consumo necesita. En sí es el conductor
principal que viene del transformador, para alimentar un edificio y llega hasta el
interruptor general en el centro de carga.
El alimentador eléctrico consta de una troncal y varios ramales, se encarga de
suministrar la energía eléctrica en cualquier sector dispuesto por la empresa
distribuidora hasta llegar a los usuarios.
1.1.4.1 Alimentador Primario.
Es el conductor encargado de llevar la energía eléctrica desde la subestación hasta
los transformadores de distribución. Van suspendidos en los postes con sus
respectivas estructuras cuando se trata de instalaciones aéreas y en ductos o
directamente enterrados cuando se trata de instalaciones subterráneas.
Los componentes de un alimentador primario son: Troncal y Ramal:
Troncal.- es el tramo de mayor capacidad del alimentador que comunica la
energía eléctrica desde la subestación de distribución a los ramales.
Ramal.- es la parte del alimentador primario energizado a traves de la troncal, en
el cual van vinculados los transformadores de distribución de medio voltaje.
El transformador de distribución es la unión entre los alimentadores primarios y
los alimentadores secundarios.
El gráfico 3 representa la conexión de la subestación eléctrica con el alimentador
primario y los respectivos transformadores.
5
GRÁFICO 3; REPRESENTACIÓN DE UN ALIMENTADOR PRIMARIO
FUENTE: http://www.slideshare.net/albertama/alimentador.
1.1.4.2 Alimentadores secundarios.
Los alimentadores secundarios son conductores que distribuyen la energía desde
los transformadores de distribución hasta las acometidas de los usuarios.
1.1.5 Calidad de energía eléctrica.
La calidad de energía eléctrica es la ausencia de interrupciones, sobrevoltajes,
deformaciones producidas por armónicos en la red y variaciones de voltaje
dirigidas al usuario. Tanto como estabilidad de voltaje, frecuencia y confiabilidad
del servicio eléctrico ininterrumpido.
Los disturbios en los elementos indicados no sólo afectan a los aparatos eléctricos
de los consumidores, sino que también dañan la correcta operación de la red de
suministro eléctrico. Estos disturbios producen inconvenientes como:
a) Operación errónea de controles remotos.
b) Sobrecalentamiento de cables.
c) Incremento de las pérdidas reactivas de los transformadores y motores.
d) Errores en medición.
e) Operación errónea de sistemas de protección.
1.1.5.1 Tres Perspectivas de calidad de la energía eléctrica
El problema de la calidad de energía tiene tres perspectivas diferentes:
6

Primera, es la que corresponde a lado de los usuarios después del medidor,
y es el impacto de los disturbios en los equipos.

Segunda, también del lado de los usuarios, es que los fabricantes de
equipos deben conocer los niveles de éstos disturbios y la frecuencia con
que ocurren, para así determinar una tolerancia razonable para sus equipos.

Tercera que concierne a ambos lados del medidor, es cómo los disturbios
causados por un usuario afecta a otros usuarios que están conectados a la
misma red eléctrica de suministro.
El gráfico 4 presenta los tres aspectos de la calidad de servicio.
GRÁFICO 4; CALIDAD DE SERVICIO
CONFIABILIDAD
CALIDAD
DE
SERVICIO
CALIDAD
COMERCIAL
CALIDAD DE
ENERGIA
FUENTE: http://www.slideshare.net/fnuno/calidad-de-la-energa-elctrica-en-la-industria-y-sussoluciones.
ELABORADO POR: Investigadores
1.1.6 Pérdidas eléctricas.
Pérdidas eléctricas son aquellas energías que se desperdician en cada una de las
etapas del sistema de distribución, más las pérdidas no técnicas o comerciales
producidas por la falta de medición y facturación a usuarios que se abastecen de
energía en forma ilegal o cuyos sistemas de medición sufren algún daño.
Las pérdidas que más afectan al sistema son las no técnicas, mejor conocidas
como perdidas negras, las cuales se llevan mediante el hurto directo de la red
eléctrica hacia puntos de conexión sin pagar ningún rubro a la debida empresa de
distribución eléctrica.
7
1.1.6.1 Clasificación de las pérdidas eléctricas.
Una de las principales preocupaciones de una empresa eléctrica debe ser la
evaluación del nivel de pérdidas en su área de concesión, en todos los subsistemas
y componentes: subtransmisión, redes de distribución primaria, transformadores,
redes de distribución secundaria, alumbrado público y sistema de medición, de
forma que se puedan definir y establecer los mecanismos necesarios para su
reducción.
El gráfico 5 identifica los tipos de pérdidas técnicas y no técnicas con los lugares
donde se producen.
GRÁFICO 5; CLASIFICACIÓN DE LAS PERDIDAS DE ENERGÍA
PÉRDIDAS
TÉCNICAS
PÉRDIDAS
NO TÉCNICAS
•TRANSFORMADOR
•RED SECUNDARIA
•ALUMBRADO PÚBLICO
•ACOMETIDAS
•MEDIDORES
•PÉRDIDAS ADMINISTRATIVAS
•PÉRDIDAS ACCIDENTALES
•PÉRDIDAS NO IDENTIFICADAS
ELABORADO POR: Investigadores.
1.1.7 Armónicos en sistemas eléctricos.
Los sistemas eléctricos cuentan actualmente con una gran cantidad de elementos
no lineales los cuales generan, a partir de formas de onda sinusoidales y con la
frecuencia de la red forman, otras ondas de diferentes frecuencias ocasionando el
fenómeno conocido como armónicos. Los armónicos son fenómenos que generan
problemas tanto para los usuarios como para la entidad encargada de la prestación
del servicio de energía eléctrica, ocasionando diversos efectos nocivos en los
equipos de la red por las distorsiones como los daños que causan.
8
1.1.7.1 Definición de los armónicos.
Según Merlín Gerin (2004) dice que: “Los armónicos proceden principalmente de
cargas no lineales cuya característica es absorber una corriente que no tiene la
misma forma que la tensión que los alimenta, al circular a través de las
impedancias de la red, estas corrientes armónicas crean los voltajes que pueden
perturbar el funcionamiento de otros usuarios conectados a la misma”. Pág. 10.
La aparición de corrientes y/o voltajes armónicos en el sistema eléctrico crea
problemas tales como, el aumento de pérdidas de potencia activa, sobrevoltajes en
los condensadores, mal funcionamiento de protecciones, daño en los aislamientos,
disminución de la vida útil de los equipos, entre otros.
El gráfico 6 presenta la forma de onda fundamental, libre de armónicos.
GRÁFICO 6; ONDA SIN CONTENIDO ARMÓNICO
FUENTE:http://www.ingeborda.com/biblioteca/Biblioteca%20Internet/Articulos%20Tecnicos%2
0de%20Consulta/Calidad%20de%20Energia%20y%20Armonicos/Armonicas/Armonicos%20en%
20sistemas%20electricos.pdf.
1.1.7.2 Orígenes de los armónicos.
Generalmente todos los armónicos son provocados por cargas no lineales, lo cual
significa que su impedancia no es constante. Estas cargas no son lineales a pesar
de ser alimentadas con un voltaje sinusoidal, adsorben una intensidad no
sinusoidal, pudiendo estar la corriente desfasada un ángulo  respecto al voltaje.
Las principales causantes de las distorsiones armónicas son:

Las reacciones electromagnéticas y electrónicas de alumbrado.

Equipos de soldadura eléctrica.
9

Equipos electrónicos conectados a la red eléctrica monofásica.

Arrancadores electrónicos.

Variadores de velocidad.
1.1.7.3 Contenido normal de armónicos.
Los armónicos crean problemas sólo cuando interfieren con la operación propia
del equipo, incrementando los niveles de corriente a un valor de saturación o
sobrecalentamiento del equipo o cuando causan otros problemas similares. Los
armónicos generalmente originan daños al dispositivo por sobrecalentamiento de
devanados y en los circuitos eléctricos, esta es una acción que destruye los
dispositivos por una pérdida de vida acelerada.
1.1.7.4 Armónicos de corriente.
La onda no sinusoidal pura está formada por una onda fundamental a la que
superponen ondas de frecuencia múltiplos de la frecuencia fundamental. Estas
ondas superpuestas reciben el nombre de armónicos de orden superior. Las
distorsiones armónicas de corriente distorsionan la onda de tensión al interactuar
con la impedancia del sistema originando la reducción de la vida útil y causando
una maniobra errática de equipos electrónicos.
1.1.7.5 Efecto en el conductor neutro.
Un conductor neutro común es adecuado para las cargas y económicamente
eficiente bajo condiciones balanceadas de operación en cargas monofásicas no
lineales. El neutro común de tres circuitos monofásicos es portador de armónicos
triples de secuencia cero, los cuales son aditivos en el conductor neutro. Bajo
condiciones de desbalance, el neutro común lleva corrientes comprendidas por las
corrientes de secuencia positiva procedentes del desbalance del sistema, las
corrientes de secuencia negativa procedentes del desbalance del sistema, y las
corrientes aditivas de secuencia cero procedentes de los armónicos triples.
10
1.1.7.6 Efectos en conductores.
Los conductores experimentan un calentamiento superior al habitual por el efecto
Joule, I²R, donde R es la resistencia a corriente directa del cable y la corriente está
dada por el producto de la densidad de corriente por el área transversal del
conductor. A medida que aumenta la frecuencia de la corriente que transporta el
cable (manteniendo su valor rms igual al valor de corriente directa) disminuye el
área efectiva por donde ésta circula puesto que la densidad de corriente crece en la
periferia exterior, lo cual se refleja como un aumento en la resistencia efectiva del
conductor y pérdida adicional. Las causas de las pérdidas adicionales incluyen:

Un incremento en la resistencia aparente del conductor con la frecuencia,
debido al efecto pelicular.

Un aumento del valor eficaz de la corriente para una misma potencia
activa consumida.

Un incremento de las pérdidas dieléctricas en el aislamiento con la
frecuencia, si el cable es sometido a distorsiones de voltaje no
despreciables.
1.1.7.7 Los armónicos en la calidad del suministro de energía eléctrica.
En las cargas no lineales no se ajustan a la marcha de las corrientes senoidales de
las fuentes de suministro de corriente alterna. Por el contrario, recorren estas
cargas escarpados pulsos de corriente, típicos de los rectificadores de corriente
alterna /corriente continua. El gráfico 7 presenta la onda fundamental y las ondas
de distorsión del tercer, quinto, séptimo y noveno armónico en la corriente.
GRÁFICO 7; COMPONENTES ARMÓNICOS
FUENTE: www.aesearmonicos.com.pdf.
11
Las corrientes armónicas se clasifican en una de estas tres categorías: corrientes
de secuencia positiva, negativa o cero. Estas última es la que se conoce con el
nombre de armónicos triplens, cuyo orden es múltiplo de tres.
La tabla 2 presenta los niveles de referencia de los armónicos establecidos por el
CONELEC con la regulación 004/01, sobre la calidad de servicio eléctrico.
TABLA 2; NIVELES DE REFERENCIA PARA LAS ARMÓNICAS
Impares no múltiplos de 3 Impares múltiplos de 3
Pares
Nivel de
Nivel de
Nivel de
Orden de Referencia de Orden de Referencia de Orden de Referencia de
la
la armónica
la
la armónica
la
la armónica
armónica
en % con
armónica
en % con
armónica
en % con
(n)
respecto a la
(n)
respecto a la
(n)
respecto a la
fundamental
fundamental
fundamental
5
6
3
5
2
2
7
5
9
1,5
4
1
11
3,5
15
0,3
6
0,5
13
3
21
0,2
8
0,5
17
2
>21
0,2
10
0,5
19
1,5
12
0,2
23
1,5
>12
0,2
25
1,5
>25
0,2+0,5x25/n
Tasa de Distorsión Total: TDT 8%
FUENTE: Regulación No. CONELEC 004/01 Normas de Calidad del Servicio Eléctrico –
Distribución.
El gráfico 8 se presenta las corrientes del tercer armónico en un sistema trifásico y
los problemas típicos ocasionados, donde la corriente de cada fase se acumula en
el neutro y produce un sobrecalentamiento de los conductores.
GRÁFICO 8; CORRIENTES DEL TERCER ARMÓNICO EN EL
NEUTRO
FUENTE: www.aeselsalvador.com.
12
1.1.8. Filtro capacitivo de entrada
Este filtro se ubica en la entrada de la línea de corriente alterna AC del circuito de
potencia, sirve para bajar las interferencias electromagnéticas que pueden afectar
tanto al sistema de la cocina de inducción como al sistema eléctrico.
1.1.8.1 Filtros LC.
El filtro Inductivo Capacitivo LC se ubica en la entrada del inversor y su
propósito es absorber las corrientes armónicas que se generan por las
conmutaciones del inversor dentro de la bobina de la cocina de inducción. Ayuda
a mejorar el factor de potencia en el sistema debido a que sirve para prevenir que
circulen corrientes de altas frecuencias del inversor hacia la red eléctrica.
1.1.9 Demanda.
Es la potencia requerida por un sistema o parte de él, promediada en un intervalo
previamente establecido. Los intervalos de demanda normalmente empleados son
15, 30 y 60 minutos. De ellos el más usual es de 15 minutos.
1.1.9.1 Demanda de diseño.
Una vez que se ha definido la categoría a la cual pertenece cada usuario, se
establece su demanda máxima unitaria para condiciones actuales y con proyección
a 10 años.
La tabla 3 presenta el tipo de usuario que se tiene en las guías de diseño de la
Empresa Eléctrica Ambato S.A. (EEASA) con sus demandas máximas unitarias y
la demanda máxima unitaria proyecta para diez años.
TABLA 3; DEMANDA DE DISEÑO PROYECTADA
Tipos DMU (kVA) DMUP (kVA)
3.6
3.9
A
2.4
2.7
B
1.5
1.7
C
0.8
0.9
D
FUENTE: Guías de Diseño EEASA.
13
Los valores de DMU actuales se utilizan en cálculos de demanda para operación y
mantenimiento, y los DMUp proyectados en diseños de redes.
DMU = Demanda máxima unitaria.
DMUp= Demanda máxima unitaria proyectada.
1.1.10 Tipos de usuario de energía eléctrica
La tabla 4 presenta como se categoriza el tipo de usuario según el área de
construcción que tiene.
TABLA 4; TIPOS DE USUARIOS SEGÚN EL ÁREA DE
CONSTRUCCIÓN
Tipo
A
B
C
D
Descripción
Área de construcción superior a 251 m²
Área de construcción de 151 a 250 m²
Área de construcción de 61 a 150 m²
Área de construcción menor a 60 m²
FUENTE: Guías de Diseño EEASA.
La tabla 5 presentan los lugares de ubicación a la que por lo general pertenecen
los tipos de usuarios de acuerdo a la zona urbana o rural.
TABLA 5; TIPOS DE USUARIOS SEGÚN EL LUGAR DE UBICACIÓN.
Tipo
A
B
C
D
Sitio
Urbana
Urbana
Rural
Rural
FUENTE: Guías de Diseño EEASA.
En la zona rural se puede categorizar los tipos de usuarios según la planilla
mensual de consumo tomando el siguiente procedimiento:
 Grupos pequeños de usuarios que tengan un consumo superior 251 kWh,
se sitúan en el tipo A.
 Zonas de grupos compactos de usuarios que posean un consumo de 151 a
250 kWh, se coloca en el tipo B.
14
 Urbanizaciones o grupos compactos de habitantes, o que posean un
consumo de 61 a 150 kWh, se ubican en el tipo C.
 Lugares de cargas dispersas o que a su vez tengan un consumo específico
menor a los 60 kWh se sitúan a la categoría D.
1.1.11 Curva de carga
Es la representación gráfica de la variación de las demandas de un periodo de
tiempo determinado (día, mes, año).
La demanda por uso final de la potencia eléctrica varía en función del tiempo, del
día, de la semana, del mes, etc. La curva que relaciona las variaciones de la
demanda hora a hora durante las 24 horas del día se denomina curva de carga
diaria. Se forma por las demandas máximas que se presentan durante cada hora
del día.
1.1.12 Carga instalada
Es la suma de la potencia de todos los dispositivos que se tienen conectados en la
instalación sean fijos o móviles (luces, computadores, motores, radiograbadores,
estufas eléctricas, aire acondicionado, etc.).
1.2 Cocina de inducción
Una cocina de inducción calienta directamente el recipiente mediante un campo
electromagnético, en vez de calentar mediante calor radiante por el uso de
resistencias, estas cocinas utilizan un campo magnético alternante que magnetiza
el material ferromagnético del recipiente en un sentido y en otro. Este proceso
tiene menos pérdidas de energía, el material se agita magnéticamente, la energía
absorbida se desprende en forma de calor, calentando el recipiente.
1.2.1 Introducción a sistemas de calentamiento inductivo
Todos los sistemas de calentamiento inductivo son desarrollados usando el
principio de inducción electromagnética, el cual fue descubierto por Michael
15
Faraday y Joseph Henry en 1831. La inducción electromagnética es el fenómeno
por el cual la corriente eléctrica es generada en un circuito cerrado por la
fluctuación de corriente en otro circuito cerrado.
El calor es transmitido al elemento a calentar mediante vía de ondas
electromagnéticas, sin que este entre en contacto directo con ninguna flama, la
bobina misma no se calienta, y no hay una producción de contaminación.
Los primeros conceptos de la cocina de inducción se remontan a principios del
siglo veinte. En los años cincuenta la división de frigoríficos de General Motors
hizo una demostración con cocinas de inducción en una gira por los Estados
Unidos. La inducción se mostraba calentando un recipiente y situando al mismo
tiempo un trozo de papel de periódico entre la placa de inducción y la olla pero
nunca se llegó a la fase de producción.
Donde sí entró al mercado, la cocina de inducción, fue en Europa gracias a las
colaboraciones que se realizaron entre el departamento de Balay S.A. y la Cátedra
de Electrónica de la Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales de
Zaragoza con proyectos dirigidos por Armando Roy.
El gráfico 9 representa el fenómeno del calentamiento por inducción, en donde la
mayor intensidad del campo se da en el núcleo de la bobina, y depende de la
fuerza de corriente de excitación y el número de espiras.
GRÁFICO 9; CALENTAMIENTO POR INDUCCIÓN
FUENTE: http://bibdigital.epn.edu.ec/bitstream/15000/2165/1/CD-2931.pdf.
16
1.2.1.1 Principio de calentamiento por inducción.
Sergio G. Laufgang (2010) dice que: “Consiste en aplicar una corriente alternada
(AC) a las espiras de un cable enrollado en la parte a ser calentada, debido a que
toda corriente eléctrica tiene asociado a ella un campo magnético, que penetra en
el metal cercano a las espiras. Este campo alterno produce corrientes inducidas en
el material, también llamadas corrientes “eddy” que por resistencia eléctrica del
mismo se calienta”. Pág. 18.
El espesor de la zona calentada depende de la frecuencia de la corriente de las
espiras. Cuanto mayor sea la frecuencia más fina será la capa calentada
El calentamiento de inducción se aplica como un fenómeno físico para obtener
calor a todas las aplicaciones que requieran su beneficio.
Los elementos básicos para un sistema de calentamiento por inducción son una
fuente de alimentación de corriente alterna (CA), una bobina de inducción y la
pieza que se va a calentar. La fuente de alimentación transfiere corriente alterna
por la bobina, con lo que se genera un campo magnético.
El gráfico 10 presenta el principio de calentamiento por inducción, es muy
equivalente al principio de funcionamiento del transformador, donde el bobinado
de la inducción corresponde al primario del transformador y la pieza a ser
calentada corresponde al bobinado secundario.
GRÁFICO 10; PRINCIPIO DE CALENTAMIENTO POR INDUCCIÓN
FUENTE:www.garay-group.com/eshtmles_servicios_eliminación-revestimientos.php.
17
1.2.1.2 Propiedades del calentamiento por inducción.
El calentamiento es controlado por un generador electrónico de corrientes alternas
con lo que es fácil conseguir un óptimo control de la cantidad de calor que se
entrega a la pieza y por lo tanto se puede fijar con precisión la temperatura final o
incluso la curva de evolución de la temperatura del material a calentar en función
del tiempo. En el caso del calentamiento por inducción el recipiente a calentar se
puede llevar a una temperatura mucho más elevada que el de la fuente cosa que no
se puede conseguir por métodos de calentamiento clásicos.
El efecto piel permite utilizar la energía transmitida en calentar sólo la superficie
del material, lo que supone, frente a otros procesos de calentamiento, un gran
ahorro de energía.
1.2.2 Eficiencia Eléctrica
La eficiencia energética está definido por:
(Ecuación 1)
Donde:
P= Potencia inducida en la carga.
Pi=Potencia disipada en el inductor.
La eficiencia también es afectada por la relación diámetro/efecto penetración.
Finalmente, el diseño del inductor también es importante. Aquí los siguientes tres
puntos son de importancia:

Para el inductor se usa materiales con pequeñas resistencias, usualmente el
cobre.

Usar un inductor con pequeñas separaciones entre bobinados.

Proporcionar una buena conexión ente el inductor y la carga.
18
El gráfico 11 indica la eficiencia del consumo real de la cocina de inducción
frente al consumo de otro tipo de cocinas al calentar los alimentos.
GRÁFICO 11; EFICIENCIA DE CONSUMO REAL DE COCINAS DE
INDUCCIÓN
FUENTE: http://www.aragoninvestiga.org/Tecnologias-electronicas-aplicadas-a-coccion-porinduccion/.
1.2.2.1 Eficiencia de cocinas de inducción y a gas licuado de petróleo GLP.
La cocina de inducción tiene una eficiencia del 75% (incertidumbre del ± 1.93%)
en tanto que la cocina de GLP del 51.26% (incertidumbre del ± 3.36%)
1.2.2.2 Consumo de energía de los sistemas de calentamiento inductivo.
Para un consumo de energía se tiene que:

Los sistemas de calentamiento inductivo tiene una buena eficiencia.

La eficiencia energética también depende de las características del material
a calentar.

No hay cantidad importante de pérdidas de calor.
1.2.2.3 Calidad de calentamiento.
Según la calidad de calentamiento en la zona que se trabaja son:

La pureza extrema es posible trabajando en vacío o en atmosferas inertes.

El lugar a calentar se determina con precisión.

El calentamiento se puede controlar con precisión.
19
1.2.2.4 Limitaciones del calentamiento inductivo.
Existen varios tipos de limitaciones en un calentamiento inductivo que son:

Una instalación de calentamiento inductivo normalmente implica una
inversión grande que debe ser considerada y debe compararse a las
técnicas de calefacción alternativas.

El calentamiento inductivo se usa para calentar formas relativamente
simples.
1.2.3 Eficiencia del sistema eléctrico para cocinas de inducción
El gráfico 12 muestra la eficiencia del sistema eléctrico en cada una de sus etapas,
donde se indica la eficiencia que cada una de ellas tiene hasta llegar a nuestro
hogar, está constituido por generación con una eficiencia de 78%, transmisión y
distribución 90 %, y para las residencias tiene una eficiencia de 80%.
GRÁFICO 12; EFICIENCIA DEL SISTEMA ELÉCTRICO
FUENTE: http://www.monografias.com/trabajos96/analisis-incidencia-del-uso-cocinas-electricasinduccion/analisis-incidencia-del-uso-cocinas-electricas-induccion.shtml#ixzz2nrQVPTed.
1.2.4 Circuito de potencia de una cocina de inducción
Las cocinas inducción requieren la utilización de circuitos electrónicos de
potencia de altas prestaciones que funcionan a frecuencias dentro del rango de 20
a 100 kHz, suministrando potencias superiores a 3 kW con alto rendimiento. El
control de estas etapas de potencia y de los mandos del aparato se realiza
mediante sistemas electrónicos digitales que utilizan microprocesadores y
circuitos integrados.
20
El gráfico 13 indica el circuito electrónico de la cocina de inducción, la misma
que está compuesta con resistencias y dispositivos electrónicos, posee troceadores
o rectificadores que transforman la corriente alterna a corriente continua.
GRÁFICO 13; CIRCUITO DE POTENCIA
FUENTE: www.introduccion cocinas de inducción.com.
1.2.5 Profundidad de penetración de radiación electromagnética
Para materiales no magnéticos como el cobre o el grafito la permeabilidad
magnética relativa es aproximadamente a 1. Para los materiales ferromagnéticos
como el acero y varios tipos de metal tiene un valor de permeabilidad magnética
relativa más alto que el de los no magnéticos, por lo que tiene la profundidad de
penetración más pequeña.
El gráfico 14 muestra las curvas de evolución de la profundidad de penetración de
radiación electromagnética vs la frecuencia para algunos materiales, donde el
acero es el más eficiente para cerrar el campo electromagnético.
GRÁFICO 14; PROFUNDIDAD DE PENETRACIÓN DE RADIACIÓN
ELECTROMAGNÉTICA
FUENTE:www.gilba.com/nuevaweb/textos/calentamiento_por_inducción.doc.
21
Por lo tanto la elección de la frecuencia de funcionamiento es uno de los
parámetros más importantes que se han de tener en cuenta en una aplicación de
calentamiento por inducción.
El flujo de corriente inducida en la pieza es más intenso en la superficie, y decrece
rápidamente por debajo de esta. Así, la zona exterior se calentará más rápidamente
que la interior; el 80% del calor producido en la pieza se genera en la “piel”
externa. A esto se le denomina “profundidad de penetración” de la pieza. La
profundidad de penetración decrece cuando decrece la resistividad, aumenta la
permeabilidad o aumenta la frecuencia.
1.2.6 Características y parámetros del calentamiento por inducción
Para las aplicaciones del calentamiento por inducción, son tres las características
más importantes que definen la eficacia térmica y energética del proceso:

El efecto piel que caracteriza la distribución de las corrientes
inducidas en la pieza.

La potencia disipada en la pieza que caracteriza el rendimiento del
fenómeno eléctrico.

Ninguna producción de gases contaminantes.
Los parámetros más importantes que actúan en el proceso del calentamiento por
inducción son:

La frecuencia de la corriente.

La naturaleza del material a calentar y su estado.

La intensidad de campo magnético inductor.

El acoplamiento entre el inductor y la pieza a calentar.

El tipo de inductor y sus características geométricas.

La naturaleza del material conductor del inductor.
La distribución de la corriente y la energía disipada en la pieza pueden ser
determinadas rigurosamente utilizando las leyes de Maxwell que resumen las
leyes fundamentales del Electromagnetismo.
22
El gráfico 15 muestra las características de calentamiento por inducción en
función de la rapidez vs tiempo, frente a otros tipos de cocinas.
GRÁFICO 15; RAPIDEZ DEL CALENTAMIENTO POR INDUCCIÓN
FUENTE: http://www.aobras.com.ar/como-funciona-un-anafe-por-induccion/.
1.2.7 Aplicaciones del calentamiento por inducción
Las aplicaciones del calentamiento por inducción en la industria de las
trasformaciones metalúrgicas son las siguientes:
1.2.7.1 Tratamiento térmico.
Los más comunes temples, revenidos, y normalizados de piezas de acero. En el
temple la superficie de la pieza es sometida a un calentamiento rápido y a un
posterior enfriamiento, con lo que se consigue
una transformación de la
estructura y composición del material con objetivo de aumentar su dureza. En los
revenidos y normalizados un calentamiento controlado de la pieza reduce
tensiones mecánicas o defectos de estructura de acero.
1.2.7.2 Cocinas de inducción.
Aprovechando el fenómeno de la inducción es posible construir cocinas con las
que se consigue calentar ciertos utensilios metálicos de cocina con gran rapidez,
seguridad y rendimiento.
El gráfico 16 muestra los componentes de un sistema de calentamiento por
inducción, el cual tiene fuente de alimentación, rectificadores inversores, bobina
de trabajo en donde se produce el campo magnético para calentar la olla de acero.
23
GRÁFICO 16; COMPONENTES DE UN SISTEMA DE
CALENTAMIENTO POR INDUCCIÓN
FUENTE: www.vec.com.ar/vecdivisiones/...para.../calentamiento-por-induccion.html.
1.2.8 Estudio de la cocina a gas licuado de petróleo (GLP)
Las cocinas de gas, son las tradicionales, funcionan mediante quemadores en
donde el gas entra en contacto con la llama. Son cocinas rápidas, aunque también
son las más sucias, admiten todo tipo de menaje de cocina.
El gas licuado de petróleo es obtenido durante la refinación del petróleo crudo,
como uno de los tantos subproductos derivados. El GLP se evapora a
temperaturas y presión normales, es utilizado para la cocción de alimentos.
El gráfico 17 indica el equivalente calorífico energético de un cilindro de gas de
15 Kg, el cual mediante cálculos y conversión de unidades se tiene que es igual a
200,62 kWh.
GRÁFICO 17; EQUIVALENTE DE ENERGÍA DEL GLP
FUENTE: http://www.slideshare.net/albertama/cocina-de-induccin-versus-cocina-a-gas-glp.
24
1.2.9 Cocina comercial de inducción
Las cocinas de inducción electromagnéticas en la actualidad son muy utilizadas
cuando lo que se busca es que la mayor cantidad o toda la energía calorífica se
transfiera directamente al elemento a calentar, porque las cocinas convencionales
como las de gas y las de resistencia eléctrica permiten que una gran cantidad de la
energía en forma de calor se disperse en el ambiente, esta pérdida de energía
produce una eficiencia térmica pobre.
Las cocinas de inducción trabajan produciendo un campo electromagnético para
generar calor en un recipiente colocado en la placa de la cocina. Debido a que las
sartenes hechas de hierro no son buenas conductoras de electricidad, la mayor
parte de la energía que se genera se transfiere directamente a lo que contenga las
mismas en forma de calor. Esta es la razón por la que las cocinas de inducción
pueden cocinar la comida tan rápido. El calor en realidad proviene directo desde
los utensilios de cocina en vez de la placa. Además, las cocinas de inducción se
enfrían más rápidamente una vez que se retira la sartén ya que la placa de hecho
nunca se calienta.
El gráfico 18 muestra la cocina comercial de inducción marca Electrolux existente
en el mercado.
GRÁFICO 18; COCINA COMERCIAL DE INDUCCIÓN
FUENTE: http://www.la electrolux.com/product_detail.cfm?brand_id=1&cat_id=2&product
_id=175&breadcrumb_cat=376.
25
1.2.9.1 Partes de la cocina de inducción.
El gráfico 19 describe cada una de las partes de la cocina de inducción y son las
siguientes:

Circuito de Potencia.

Disipador de calor.

Circuito de control.

Ventilador.

Bobina.

Panel de control.

Placa vitrocerámica.

Bastidor inferior.
GRAFICO 19; PARTES DE LA COCINA DE INDUCCIÓN
FUENTE: http://bibdigital.epn.edu.ec/bitstream/15000/2165/1/CD-2931.pdf.
1.2.10 Fenómeno de la inducción para producir calor
En esencia, en la cocina hay una bobina, con forma de espiral plana de cobre, por
la que se hace pasar una corriente eléctrica de frecuencia variable. Esta corriente
genera por tanto un campo magnético que varía según lo hace la corriente en la
bobina, este campo no provoca ninguna actuación si no está presente ningún
conductor eléctrico.
Los recipientes (ollas, sartenes, etc.) que se utilizan en las cocinas de inducción
están hechos de metales conductores, y en especial de materiales ferromagnéticos.
1.2.10.1 Diferencia entre cocinas vitrocerámicas y de inducción.
Aunque exteriormente sean muy parecidas, las diferencias entre una placa
vitrocerámica convencional y una placa de inducción son muy importantes, en una
el calor es generado en un elemento resistivo del aparato y posteriormente es
26
transmitido al recipiente. Sin embargo, en una vitrocerámica de inducción lo que
se transmite es el campo magnético y el calor se genera internamente en el propio
recipiente.
El gráfico 20 muestra la diferencia en el funcionamiento que existe entre las
cocinas Vitrocerámicas convencionales y la cocina de inducción para calentar el
recipiente.
GRÁFICO 20; DIFERENCIA ENTRE VITROCERÁMICAS
CONVENCIONALES Y DE INDUCCIÓN
FUENTE: http://www.aragoninvestiga.org/Tecnologias-electronicas-aplicadas-a-coccion-porinduccion/.
1.2.10.2 Materiales que sirven para la cocina de inducción.
Para cocinar con las placas de inducción, sólo funcionan con ollas de acero
adecuadas. Si desea saber si sus ollas de cocina son adecuadas para las placas de
inducción, puede probar lo siguiente:

Ponga un imán en la superficie del fondo. Si éste queda claramente
pegado, el recipiente de la cocina es la adecuada. Si el imán sólo se pega
ligeramente o no se pega, el fondo del recipiente de cocina no es el
adecuado.

Coloque la sartén con poca agua sobre la cocina y encienda la placa a la
máxima potencia. Si el agua se calienta en pocos segundos, eso significa
que el recipiente es adecuado para cocinar por inducción.
1.2.11 Tecnología de inducción.
Una placa de inducción, cuya superficie es vitrocerámica, lleva instalada una
bobina por la que fluye corriente y que genera un campo magnético. La corriente
27
se transmite en forma de campo magnético a la base del recipiente (olla o sartén)
de cocina, donde se transforma en calor. Cuando la olla colocada sobre la placa no
es adecuada, casi todas las placas de inducción se desconectan automáticamente.
1.2.11.1 Ventajas de las cocinas de inducción.
El gráfico 21 detalla las fundamentales características que cumple la cocina de
inducción al tener una mayor eficiencia comparándola con la cocina a gas.
GRÁFICO 21; VENTAJAS DE LA COCINA DE INDUCCIÓN
Control
Menos
tiempo
Menos
energía
Menos
gasto
FUENTE: http://www.slideshare.net/albertama/cocina-de-induccin-versus-cocina-a-gas-glp.
- Las cocinas de inducción no sólo permiten regular muy bien calor y evitan
quemaduras, sino que también ahorran energía; no es necesario el
precalentamiento de la placa, como en las cocinas eléctricas convencionales,
sino que el calor se genera directamente en la base del recipiente.
- No se desperdicia energía, por ejemplo, al colocar recipientes pequeños sobre
una placa grande. La tecnología de inducción nunca calienta más que la base del
recipiente, y no la placa misma.
- En la placa por inducción se calienta el recipiente directamente mientras que la
superficie de vitrocerámica permanece fría. De hecho, la potencia de cocción
seleccionada se transforma directamente en calor dentro del recipiente. Cocinas
que no calientan, pero hierven.
- Además de la ventaja de seguridad que representa esta tecnología al no tener
superficies calientes constantemente, el sistema de inducción magnética evita
que cualquier sustancia liquida o sólida que se derrame de las ollas llegue a
quemarse.
- Menos tiempo = menos energía.- Una estufa de Inducción magnética es capaz
de poner a hervir un litro de agua en la tercera parte de tiempo que en una estufa
28
de gas o en una resistencia eléctrica. Esta eficiencia representa un menor
consumo de energía, mayor comodidad y un ahorro significativo de dinero en la
cuenta de gas o electricidad.
- Los sistemas tradicionales sólo aprovechan de un 40% a un 50% de la energía
utilizada. Las estufas de inducción sólo generan calor en el utensilio de cocina,
por lo que aprovechan más del 90% de la energía, permitiendo ahorrar tiempo y
energía.
- Menos energía = menos gasto.- En estos tiempos es vital el uso eficiente de la
energía, no sólo por el impacto ambiental que estamos obligados a evitar, sino,
por la importancia que hoy tiene el ahorro y poder disminuir costos dentro del
presupuesto familiar.
- Tecnología limpia y de bajo impacto ambiental, rapidez y precisión al cocinar,
ahorros importantes contra los altos gastos de energía tradicional.
- Ahorro de energía.- Una parte del ahorro energético está garantizado por la
capacidad de reconocer automáticamente el metal, de modo que la superficie de
inducción se activa solo en presencia del recipiente y se desactiva cuando este es
retirado. En términos de porcentaje, se puede estimar un ahorro del 20% con
respecto a las cocinas eléctricas y de un 30% con relación a las cocinas a gas.
1.2.11.2 Desventajas de las cocinas de inducción.
- Las cocinas de inducción funcionan solamente con un menaje de cocina especial,
a menudo cara. También pueden servir las ollas de acero esmaltadas y sartenes
de hierro, así como las ollas de acero inoxidable convencionales con base de
varias capas.
- Las cocinas de inducción suelen tener un mayor consumo eléctrico en el modo
de espera que las convencionales, porque se controlan casi exclusivamente
mediante mandos táctiles. Es decir, es como si la cocina de inducción estuviera
esperando el contacto con la olla para activarse.
29
1.3 Equipos y software utilizados
1.3.1 Software de simulación
El continuo avance tecnológico hace posible hoy en día contar con software o
programas computacionales que permiten realizar una infinidad de tareas en todos
los ámbitos laborales, es por eso, que el sector eléctrico cuenta con algunas
herramientas informáticas que permiten analizar y estudiar mediante la simulación
el comportamiento de las redes eléctricas, desde la generación hasta la entrega del
servicio de energía eléctrica a los consumidores.
Entre los software de simulación se encuentra el Cymdist, programa que se
utilizará para la elaboración el presente estudio, puesto que la Empresa Eléctrica
Ambato S.A., posee las licencias respectivas para realizar sus estudios técnicos.
1.3.1.1 Descripción del software Cymdist.
El programa Cymdist permite realizar varios tipos de estudios en sistemas
equilibrados o desequilibrados, monofásicos, bifásicos o trifásicos, con
configuración radial, en anillo o mallada. Cymdist incluye un editor completo de
redes y las funciones siguientes:

Análisis de flujo de carga y de caída de voltaje.

Balance, distribución y evaluación de cargas.

Flujo de potencia desbalanceado.

Análisis exhaustivo de fallas.

Distribución y evaluación de cargas.

Ubicación óptima de condensadores.
Gráfico 22 portada de inicio del software Cymdist versión 5.04 utilizado para la
simulación del alimentador Picaihua.
30
GRÁFICO 22; SOFTWARE CYMDIST
FUENTE: http://www.cyme.com/es/software/cymdist/.
El programa de análisis de redes de distribución Cymdist fue diseñado para
realizar estudios de planeamiento y simular el comportamiento de las redes de
distribución en distintas condiciones de funcionamiento y distintos escenarios.
Incluye varias funciones incorporadas necesarias para el planeamiento, la
explotación y el análisis de las redes de distribución.
El gráfico 23 muestra la interfaz de Cymdist la cual es bastante amigable con el
usuario y permite realizar varios estudios.
GRÁFICO 23; INTERFAZ DE CYMDIST
FUENTE: http://www.cyme.com/es/software/cymeeditor/.
31
El espacio de trabajo del programa es totalmente personalizable. La
representación gráfica de los componentes de la red, los resultados y los reportes
puede crearse y modificarse con el fin de satisfacer el nivel de detalle requerido.
Los algoritmos de Cymdist, su flexible interfaz de usuario y sus amplias
bibliotecas se basan en tecnologías innovadoras de ingeniería y en las prácticas y
normas de la industria.
Los módulos adicionales del programa Cymdist permiten realizar estudios más
especializados como el análisis de la confiabilidad, de contingencias, de
armónico, de configuración óptima, etc.
1.3.2 Equipo de medición
1.3.2.1 Analizador de calidad de energía trifásico.
El equipo que se utilizó para obtener datos referentes al consumo de las cocinas de
inducción, se indica en el gráfico 24. Es un analizador PowerPad® Modelo 3945B. que es un registrador de calidad de energía acorde a los estándares y normas
del Ecuador.
GRÁFICO 24; ANALIZADOR DE CALIDAD DE ENERGÍA TRIFÁSICO
POWERPAD 3945-B
ELABORADO POR: Investigadores.
La conexión se realizó en el laboratorio de transformadores y en la cocina del
auditorio de la asociación de empleados de la Empresa Eléctrica Ambato S.A.
para realizar la recolección de datos respectivamente.
32
CAPITULO II
PRESENTACIÓN, INTERPRETACIÓN Y ANÁLISIS
DE RESULTADOS
2.1 Aspectos generales de la Empresa Eléctrica Ambato S.A.
2.1.1 Antecedentes históricos.
La EEASA, fue fundada como compañía anónima en el año 1959. Comenzó sus
operaciones arrendando un local en el sector central de la ciudad de Ambato y con
la participación de ciento diez trabajadores que atendían a seis mil clientes, con
serias limitaciones en su infraestructura básica y muy escasos recursos, que fueron
superados exitosamente para llegar al nivel actual de desarrollo. Su única fuente
de generación fue la Central Hidroeléctrica Miraflores que producía 1450 kW.
2.1.2 Dedicación.
La EEASA se dedica a suministrar energía eléctrica, con las mejores condiciones
de calidad y continuidad, para satisfacer las necesidades de los clientes en su área
de concesión, a precios razonables y contribuir al desarrollo económico y social.
2.1.3 Ubicación geográfica, jurisdicción.
La EEASA se ubica en la provincia de Tungurahua ciudad de Ambato Av. 12 de
Noviembre y Espejo esquina, su jurisdicción son las provincias de Tungurahua,
Pastaza, Morona Santiago, siendo así la empresa de mayor cobertura del Ecuador.
33
2.1.4 Objetivos de la empresa.
Los objetivos principales son:

Disponer de recursos humanos capacitados, motivados y comprometidos
con los objetivos constitucionales.

Practicar una gestión gerencial moderna, dinámica, participativa,
comprometida en el mejoramiento continuo.

Disponer de un sistema eléctrico confiable, utilizando tecnología adecuada
para su dedicación.

Planificar, ejecutar y mantener el control absoluto de las obras de
expansión del sistema eléctrico, para garantizar el suministro de un
eficiente servicio eléctrico.

Lograr índices de calidad exigidos en las regulaciones de los organismos
de control relacionadas con el suministro de energía.

Cubrir en un 100% la demanda futura de energía.
2.1.5 Función.
Generar energía eléctrica en el Área de Concesión, procurando mantener la
continuidad, confiabilidad y eficiencia del servicio, así como la optimización de
los recursos disponibles.
Mejoramiento de su imagen empresarial, a través de la implementación de
sistemas eficaces, oportunos y óptimos ofrecidos a todos nuestros clientes.
Atender el desarrollo de los recursos humanos y su adecuada capacitación y su
optimización.
Mantener permanentemente informada a la ciudadanía sobre cualquier novedad
que se presente en la prestación del servicio; a través de los medios de
comunicación, especialmente, en lo referente a las suspensiones programadas y a
la emisión de planillas, con el fin de que en forma oportuna acudan a cancelarlas.
34
El gráfico 25 muestra el sistema organizacional de la Empresa Eléctrica Ambato
S.A. y su estructuración por departamentos.
GRAFICO 25; SISTEMA ORGANIZACIONAL DE LA EMPRESA
ELÉCTRICA AMBATO S.A.
FUENTE: EMPRESA ELÉCTRICA AMBATO S.A.
2.1.6 Infraestructura y servicios
Edificio principal ubicado en la Av. 12 de Noviembre y Espejo esquina, en la cual
se encuentran, los diferentes departamentos como son, Recaudación, Pérdidas,
Dirección Comercial, Dir. De Diseño y Construcción, Dir. Operación y
Mantenimiento, Dir. Financiera, Dir. Planificación y Presidencia ejecutiva.
35
2.2 Diseño metodológico
2.2.1 Método de investigación.
Es el procedimiento riguroso, formulado de una manera lógica, que el
investigador debe seguir en la adquisición del conocimiento. En este trabajo se
utilizarán los siguientes métodos
2.2.1.1 Método inductivo.
Bisquerra, R. (2007) dice: “Con este método se analizan casos particulares a partir
de los cuales se extraen conclusiones de carácter general. El objetivo es el
descubrimiento de generalizaciones y teorías a partir de observaciones
sistemáticas de la realidad”. Pág. 62.
Este método se utilizará para realizar un estudio para la cocina de inducción a
nivel domiciliario y así poder saber la carga que necesitará ser abastecida y con
ello proyectarlo para todos los usuarios y así saber el nivel de potencia que el
alimentador deberá suministrar a todo los usuarios residenciales.
2.2.1.2 Método experimental.
Según Mario Tamayo y Tamayo (2010) dice:
El método experimental se ha ideado con el propósito de determinar,
con la mayor confiabilidad posible, relaciones de causa-efecto, para lo
cual uno o más grupos, llamados experimentales, se exponen a los
estímulos experimentales y los comportamientos resultantes se
comparan con los comportamientos de ese u otros grupos, llamados de
control, que no reciben el tratamiento experimental. Pág. 45
Se aplicará este método de investigación por que se experimentará en este
proyecto con la cocina de inducción, condiciones y fenómenos de calentamiento
que tiene, es decir controlaremos los niveles de potencia, temperatura y corriente
que posee está, la misma que nos servirá determinar la energía que consume y en
cuanto se necesitara incrementar la potencia a nivel domiciliario desde el
alimentador de Picaihua.
36
2.2.2 Tipos de investigación.
Para la elaboración del proyecto de investigación se utilizará los siguientes tipos
de investigación:
2.2.2.1 Aplicada.
Zoila Rosa Vargas Cordero (2009) dice:
Se caracteriza porque busca la aplicación o utilización de
los conocimientos adquiridos, a la vez que se adquieren
otros, después de implementar y sistematizar la práctica
basada en investigación, el uso del conocimiento y
resultados de investigación que da como resultado una
forma rigurosa, organizada y sistemática de conocer la
realidad. Pág. 159.
Este tipo de investigación, se utilizará porque nos ayudará a dar una solución
inmediata al problema planteado con la inclusión de la cocina de inducción en el
alimentador Picaihua.
2.2.2.2 Descriptiva.
Melvin Campos Ocampo (2009) dice:
Su objetivo es especificar las propiedades del objeto o
fenómeno que se va a estudiar y dar un panorama lo más
exacto posible de éste. Es necesario, por lo tanto, seleccionar
los rasgos o conceptos del fenómeno y determinarlos cada
uno de forma independiente, con gran precisión. Pág. 18.
Este tipo de investigación nos permite determinar los costos que utilizan algunos
instrumentos necesarios para resolver el problema planteado, es decir se comprará
y se manipulará la cocina de inducción para ver la energía consumida en distintos
periodos de tiempo, para lo cual se aplicará como técnica a la observación y la
lectura científica para poder utilizar la cocina de inducción en su máximas
ventajas.
37
2.2.2.3 De campo.
Melvin Campos Ocampo (2009) dice: “Exige salir a recabar los datos. Sus fuentes
pueden ser la naturaleza o la sociedad pero, en ambos casos, es necesario que el
investigador vaya en busca de su objeto para poder obtener la información”. Pág.
17.
Se usará esta investigación porque se pretende ejecutar los respectivos cálculos en
el lugar donde se utilizará las cocinas de inducción y saber cuánto incrementa en
la planilla, para lo cual se calculará los datos para obtener los costos aproximados.
2.2.3 Técnicas de investigación.
En esta investigación se ocupó la siguiente técnica de investigación:
2.2.3.1 La encuesta.
Según Andrés Hueso Gonzáles y Ma Josep Cascant i Sempere (2012):
Esta técnica, mediante la utilización de un cuestionario
estructurado o conjunto de preguntas, permite obtener
información sobre una población a partir de una muestra,
las preguntas del cuestionario suelen ser cerradas en su
mayoría, esto es, no se da opción a que quién responde se
exprese con sus propias palabras sino que se marcan unas
opciones de respuesta limitadas entre las que elegir. Pág. 21
Esta técnica de investigación se utilizará para obtener datos como las horas que
usan para cocinar, el consumo mensual de energía, etc. y obtener una base de
datos estadísticos para resolver el problema planteado.
38
2.3 Cálculo de población y muestra
En el desarrollo de la presente investigación se efectuará una metodología
fundamentada en una investigación de campo, exploratoria, descriptiva y serán
empleados
métodos
como: científico,
inductivo-deductivo,
experimental,
descriptivo, junto con las técnicas que sirven para la recolección de información
tales como: encuesta y la percepción a un universo específico.
Para obtener resultados se tomará una muestra de 266 usuarios de un universo de
6008 clientes pertenecientes al alimentador Picaihua de la subestación Oriente de
la Empresa Eléctrica Ambato S.A., correspondiente al área urbana-rural de la
ciudad de Ambato, que está totalmente abastecida con el servicio público de
energía eléctrica, cuyo valor se logró mediante el cálculo de la ecuación 2, con un
porcentaje de falla no mayor al 6%.
La muestra se calcula con la siguiente ecuación:
(Ecuación 2)
(
)
Dónde:
Tamaño de la muestra……………………………………….….n = usuarios
Coeficiente de muestreo (0,25)………………………………...PQ = 0,25
Población……………………………………..…………………N = 6008
Error que se admite al calcular (1% a 10%)…………………....E = 0,06
Constante de corrección paramétrica (2)……………..………...K = 2
(
)
39
Cabe mencionar que se aplicará la encuesta a los usuarios residenciales de dicho
alimentador para poder averiguar datos de relevante información para el
desarrollo de este proyecto.
2.3.1 Encuesta realizada a los usuarios del alimentador Picaihua.
Mediante esta técnica de recolección de datos, se formularon preguntas que
permitirán obtener con más certeza información en favor de la elaboración de este
proyecto, para ello se planteó la encuesta que está dirigida a los usuario del
alimentador Picaihua de subestación Oriente perteneciente a la Empresa Eléctrica
Ambato S.A, la cual consta de siete preguntas estrechamente ligadas al proyecto
de investigación. El cuestionario de la encuesta se encuentra en el anexo 1.
2.3.1.1 Población.
Se aplicará, a la muestra de 266 usuarios del alimentador Picaihua los cuales son
dueños de locales, negocios, residencias y se obtendrán resultados necesarios.
2.4 Análisis de los resultados de la encuesta
Los resultados y análisis de la encuesta realizada a los usuarios del alimentador
Picaihua por pregunta son los siguientes:
40
1.- ¿Qué tipo de cocina utiliza para la cocción de alimentos?
TABLA 6; PREGUNTA #1, VALORACIÓN DE OPCIONES
PREGUNTA 1
Opción
Frecuencia
260
Cocina a gas
3
Cocina eléctrica
3
Cocina a leña (fogón)
266
Total
%
97,74
1,13
1,13
100
FUENTE: Usuarios alimentador Picaihua.
ELABORADO POR: Investigadores.
GRÁFICO 26; OPCIONES EN PORCENTAJE, PREGUNTA #1
PREGUNTA 1
1% 1%
Cocina a
gas
Cocina
eléctrica
98%
Cocina a
leña
(fogón)
FUENTE: Usuarios alimentador Picaihua.
ELABORADO POR: Investigadores.
Interpretación y análisis:
La pregunta aplicada trata acerca del tipo de cocina que utilizan para la cocción de
alimentos, un 97,74% utilizan la cocina a gas como principal fuente para la
cocción de alimentos, mientras que solo el 1.13% de usuarios ocupan la cocina
eléctrica y la cocina a leña (fogón) respectivamente con lo cual se puede decir que
al momento de quitar el subsidio al cilindro de gas todos tendrán que adquirir la
cocina de inducción.
41
2.- ¿Usted cuantas horas diarias utiliza la cocina a gas para la cocción de
alimentos?
TABLA 7; PREGUNTA #2, VALORACIÓN DE OPCIONES
PREGUNTA 2
Opción (horas)
Frecuencia
54
2
106
4
80
6
26
8
266
Total
%
20,30
39,85
30,08
9,77
100
FUENTE: Usuarios alimentador Picaihua.
ELABORADO POR: Investigadores.
GRAFICO 27; OPCIONES EN PORCENTAJE, PREGUNTA #2
PREGUNTA 2
10%
20%
2
4
30%
6
40%
8
FUENTE: Usuarios alimentador Picaihua.
ELABORADO POR: Investigadores.
Interpretación y análisis:
Esta pregunta hace referencia a las horas diarias que se utiliza la cocina a gas para
la cocción de alimentos, se determina el uso promedio diario que los usuarios
utilizan esta cocina es el siguiente: un 39,85% utiliza 4 horas, el 30,08% utilizan 6
horas, el 20,30% utilizan 2 horas y el 9,77% utilizan 8 horas. En general la
mayoría de usuarios utiliza alrededor de 4 horas diarias la cocina a gas.
42
3.- ¿Cuánto conoce acerca de las cocina de inducción?
TABLA 8; PREGUNTA #3, VALORACIÓN DE OPCIONES
Opción
Mucho
Poco
Nada
Total
PREGUNTA 3
Frecuencia
27
186
53
266
%
10,15
69,92
19,92
100
FUENTE: Usuarios alimentador Picaihua.
ELABORADO POR: Investigadores.
GRÁFICO 28; OPCIONES EN PORCENTAJE, PREGUNTA #3
PREGUNTA 3
20%
10%
Mucho
Poco
Nada
70%
FUENTE: Usuarios alimentador Picaihua.
ELABORADO POR: Investigadores.
Interpretación y análisis:
Esta pregunta se aplicó para determinar si los usuarios conocen acerca de las
cocinas de inducción, el 69,92% manifestó que su conocimiento es bajo, apenas
un 10,15% tienen suficiente conocimiento de este tipo de tecnología.
43
4.- ¿Cuánto cree usted, que con la inclusión de la cocina de inducción,
aumentará el costo de la planilla mensual eléctrica?
TABLA 9; PREGUNTA #4, VALORACIÓN DE OPCIONES
PREGUNTA 4
Opción
Frecuencia
158
Mucho
55
Poco
53
Desconozco
266
Total
%
59,40
20,68
19,92
100
FUENTE: Usuarios alimentador Picaihua.
ELABORADO POR: Investigadores.
GRÁFICO 29; OPCIONES EN PORCENTAJE, PREGUNTA #4
PREGUNTA 4
20%
Mucho
21%
Poco
59%
Desconozco
FUENTE: Usuarios alimentador Picaihua.
ELABORADO POR: Investigadores.
Interpretación y análisis:
Esta pregunta se aplicó para determinar el impacto económico que tendrá la
inclusión de las cocinas de inducción al costo de las planillas eléctricas, con lo
cual un 59,40% manifestaron que si existirá mucho aumento y el 20,68% creen
que subirá poco la planilla eléctrica.
44
5.- ¿Usted, qué tipo de cocina de inducción, estará en capacidad de adquirir?
TABLA 10; PREGUNTA #5, VALORACIÓN DE OPCIONES
PREGUNTA 5
Opción
2 hornillas ($150)
3 hornillas ($570)
4 hornillas ($745)
4 hornillas y horno($1600)
Total
Frecuencia
186
31
29
20
266
%
69,92
11,65
10,90
7,52
100
FUENTE: Usuarios alimentador Picaihua.
ELABORADO POR: Investigadores.
GRÁFICO 30; OPCIONES EN PORCENTAJE, PREGUNTA #5
PREGUNTA 5
11%
2 hornillas
($150)
3 hornillas
($570)
7%
4 hornillas
($745)
12%
70%
4 hornillas y
horno($1600)
FUENTE: Usuarios alimentador Picaihua.
ELABORADO POR: Investigadores.
Interpretación y análisis:
Con esta pregunta se desea obtener datos acerca de la capacidad de adquisición de
la cocina de inducción. El 69,92% manifiesta que está en capacidad de adquirir la
cocina de 2 hornillas por el costo de $150, el 11,65% adquirirán la cocina de 3
hornillas, el 10,90% manifestaron que adquirirán la cocina de 4 hornillas, y el
7,53% adquirirán la cocina de 4 hornillas y horno que cuestan $1600. La
diferencia de opiniones acerca de la adquisición de la cocina de inducción se debe
a los diferentes usos que darán a las mismas y las diferentes clases sociales que
reciben energía eléctrica de este alimentador.
45
6.- ¿Qué tipos de alimentación prepara diariamente?
TABLA 11; PREGUNTA #6, VALORACIÓN DE OPCIONES
PREGUNTA 6
Opción
Frecuencia
266
Desayuno
220
Almuerzo
213
Merienda
26
Otros
%
100
82,71
80,08
9,77
FUENTE: Usuarios alimentador Picaihua.
ELABORADO POR: Investigadores.
GRÁFICO 31; OPCIONES EN PORCENTAJE, PREGUNTA #6
PREGUNTA 6
300
250
200
150
100
50
0
Desayuno
Almuerzo
Frecuencia
Merienda
Otros
%
FUENTE: Usuarios alimentador Picaihua.
ELABORADO POR: Investigadores.
Interpretación y análisis:
Esta pregunta se aplicó para determinar si los usuarios preparan los diferentes
tipos de alimentación diaria: el 100% preparan el desayuno, un 82,71% preparan
el almuerzo, y la merienda solo preparan el 80,08%; además el 9,77%. Prepara
otros tipos de alimentos. El desayuno se preparar diariamente en casi todos los
hogares mientras que el almuerzo y la merienda tiende a disminuir por motivos de
trabajo o estudio.
46
7.- ¿Señale el período de tiempo que usted utiliza la cocina a gas para
preparar los alimentos?
TABLA 12; PREGUNTA #7, VALORACIÓN DE OPCIONES
PREGUNTA 7
Opción
Frecuencia %
266
100
Desayuno (5:30 a 8:30)
220
82,71
Almuerzo (11:00 a 13:30)
213
80,08
Merienda (18:00 a 21:00)
FUENTE: Usuarios alimentador Picaihua.
ELABORADO POR: Investigadores.
GRÁFICO 32; OPCIONES EN PORCENTAJE, PREGUNTA #7.
PREGUNTAS 7
300
250
200
150
100
50
0
Desayuno (5:30 a
8:30)
Almuerzo (11:00 a
13:30)
Frecuencia
Merienda (18:00 a
21:00)
%
FUENTE: Usuarios alimentador Picaihua.
ELABORADO POR: Investigadores.
Interpretación y análisis:
Esta pregunta hace referencia acerca del periodo de tiempo en el que se usa las
cocinas a gas, el 100% preparan el desayuno, el 82,71% preparan el almuerzo, y la
merienda solo preparan el 80,08%, Con esto se determina que la mayoría de
usuarios preparan los tres tipos de alimentación diaria, con lo que se tiene los
periodos de tiempo, Desayuno (5:30 a 8:30), Almuerzo (11:00 a 13:30), Merienda
(18:00 a 21:00).
47
2.5 Datos actuales del alimentador Picaihua
Los datos iniciales se obtuvieron mediante una corrida de flujo en Cymdist, donde
se determina parámetros eléctricos de cómo se encuentra actualmente el
alimentador.
2.5.1 Datos actuales de la corrida de flujos en Cymdist.
Con la corrida de flujo se logró obtener las condiciones actuales en las que se
encuentra el alimentador antes de la inclusión de las cargas de las cocinas de
inducción.
Al realizar esta simulación en Cymdist del alimentador Picaihua se consiguieron
datos del estado actual de las redes eléctricas de medio y bajo voltaje, como
calibres, longitud, sobre voltaje, perdidas en los conductores tanto de la troncal
como los ramales, potencia y cantidad de transformadores monofásicos, trifásicos,
además de saber otros parámetros eléctricos.
La tabla 13 muestra los datos iniciales actuales del alimentador primario sin la
incorporación de la cocina de inducción. La “producción total” es la sumatoria
de la potencia instalada recolectada de cada transformador. “Cargas totales” es la
carga utilizada, “pérdidas en las líneas” es la diferencia entre la producción total
y las cargas totales.
TABLA 13; RESUMEN TOTAL DE DATOS
Resumen total
Fuentes (Potencia de equilibrio)
Generadores
Producción total
Carga leída (no regulada)
Carga utilizada (regulada)
Condensadores shunt (regulados)
Cargas totales
Capacitancia de la línea
Capacitancia shunt total
Pérdidas en las líneas
Pérdidas en los cables
Pérdidas totales
kW
7736,46
0
7736,46
7536,6
7536,6
0
7536,6
0
0
199,86
0
199,86
kVAr
2189,73
0
2189,73
2000,93
2000,93
0
2000,93
23,29
23,29
212,1
0
212,1
kVA
8040,38
0
8040,38
7797,7
7797,7
0
7797,7
23,29
23,29
291,42
0
291,42
fp(%)
96,22
0
96,22
96,65
96,65
0
96,65
0
0
68,58
0
68,58
FUENTE: CYMDIST.
ELABORADO POR: Investigadores.
48
La tabla 14 presenta las condiciones anormales de sobrecarga, bajo voltaje y alto
voltaje. En la columna “peor caso” se indica el nombre del tramo del alimentador
primario donde se presenta la contingencia, en la columna “valor” indica el
porcentaje actual de las condiciones que presenta el tramo, si el valor es mayor o
menor de 100% indica que existe una sobrecarga o un nivel menor del nominal.
TABLA 14; CONDICIONES DE LÍNEAS ACTUALES EN EL
ALIMENTADOR
Condiciones anormales Fase
A
B
C
A
B
C
A
B
C
Sobrecarga
Bajo voltaje
Alto voltaje
Tramos
Valor
PICA34
PICA34
PICA34
PICA722
PICA1231
PICA592
PICA0
PICA0
PICA0
253.25 %
331.11 %
344.51 %
96.69 %
93.28 %
92.14 %
100.00 %
100.00 %
100.00 %
FUENTE: CYMDIST.
ELABORADO POR: Investigadores.
La tabla 15 muestra el costo anual de las pérdidas eléctricas en las líneas, el costo
de las pérdidas del sistema resulta multiplicando los MWh/año por $ 0,03.
TABLA 15 COSTO ANUAL DE LAS PÉRDIDAS DEL SISTEMA DEL
ALIMENTADOR
Costo anual de las pérdidas del
sistema
Pérdidas en las líneas
Pérdidas en los cables
Pérdidas en los transformadores
Pérdidas totales
kW
MWh/año
$/año
199,86
0
0
199,86
1750,75
0
0
1750,75
52,52
0.00
0.00
52,52
FUENTE: CYMDIST.
ELABORADO POR: Investigadores.
49
El gráfico 33 presenta los perfiles de carga iniciales en kVA, observando que al
alejarse de la subestación en la red primaria del alimentador Picaihua, existe
menor potencia.
GRÁFICO 33; PERFILES DE CARGA EN kVA
FUENTE: CYMDIST.
ELABORADO POR: Investigadores.
El gráfico 34 presenta perfiles de potencia reactiva en kVAr, actuales del
alimentador. Mientras la longitud sea mayor existe menor potencia kVAr.
GRÁFICO 34; PERFILES DE POTENCIA REACTIVA
FUENTE: CYMDIST.
ELABORADO POR: Investigadores.
50
El gráfico 35 presenta los voltajes iniciales por fases en voltios tomados desde la
salida de la subestación hasta el final de cada uno de los ramales por fase,
mientras mayor sea la longitud recorrida el voltaje tendrá mayor caída de voltaje.
GRÁFICO 35; VOLTAJES INICIALES
FUENTE: CYMDIST.
ELABORADO POR: Investigadores.
La tabla 16 presenta los datos actuales del alimentador Picaihua, de cómo está
formado el sistema eléctrico, en donde se especifica el voltaje, longitud de los
ramales y el número de transformadores monofásicos y trifásicos actualmente
instalados en el alimentador.
Alimentador
Primario
Voltaje (kV)
Longitud Ramal
1Ø(km)
Longitud Ramal
2Ø(km)
Longitud Ramal
3Ø (km)
Transformadores
Monofásicos
Transformadores
Trifásicos
TABLA 16; DATOS DEL ALIMENTADOR PICAIHUA
Picaihua
13,8
53,48
2,09
21,33
259
53
FUENTE: Empresa Eléctrica Ambato S.A.
2.6 Calibres de conductores
Actualmente el alimentador Picaihua consta de las siguientes redes aéreas:
monofásicas 53484.3 m, bifásicas 2085,7 m, trifásicas 21327,7 m y obteniendo un
total de 76897,7 m distribuidos en diferentes sectores.
51
La tabla 17 muestra la longitud y calibres de los conductores, de cómo se
encuentra distribuido las redes en el alimentador actualmente.
TABLA 17; LONGITUD Y CALIBRES DE CONDUCTORES
Calibre de conductor del alimentador Picaihua
Calibre de conductor
Longitud(m)
4699,2
266ACSR
29782,6
1/0ACSR
9105,9
2/0ACSR
65664
2ACSR
12157,2
4ACSR
149,8
8ACSR
ELABORADO POR: Investigadores.
La tabla 18 muestra las características, especificaciones del alimentador Picaihua,
la cantidad de clientes residenciales y el calibre de conductor de la red eléctrica
principal (troncal).
TABLA 18; CARACTERÍSTICAS DEL ALIMENTADOR PICAIHUA
Nombre
Picaihua
Clientes
Calibre Corriente
residenciales conductor limite (A)
5767
266
457
Zona
Rural
Tipo de
Alimentador
Residencial
Inc
FUENTE: EMPRESA ELÉCTRICA AMBATO S.A.
ELABORADO POR: Investigadores.
2.7 Estimación de la demanda en el alimentador Picaihua.
Los datos de potencia y corriente son monitoreados, registrados por cada
subestación, para este alimentador perteneciente a la subestación Oriente, el
registro se realiza cada 15 minutos por el Centro de Control de Carga CECON.
El gráfico 36 muestra la curva de demanda diaria del alimentador Picaihua,
considerando la demanda de los usuarios tipo residencial, industrial y comercial
produciendo un pico mayor de 2600 kW a las 19:45.
Las curvas de demanda diaria proyectada con la carga de la cocina de inducción
se encuentran detalladas en el capítulo 3.12 página 98.
52
GRÁFICO 36; CURVA DE DEMANDA DIARIA, ALIMENTADOR
FUENTE: CECON EMPRESA ELÉCTRICA AMBATO S.A.
ELABORADO POR: Investigadores.
2.7.1. Registro de datos por tipo de usuarios en el alimentador Picaihua.
Estos datos fueron recolectados de la muestra de la población perteneciente al
alimentador Picaihua usando las planillas de consumo y comparando con los datos
de energía tomados del CECON.
La tabla 19 muestra los tipos de usuarios residenciales del alimentador, existiendo
un mayor número de usuarios tipo B y tipo C, debido a que el alimentador se
encuentra en una zona rural.
TABLA 19; TIPOS DE USUARIOS, ALIMENTADOR PICAIHUA.
Tipo
A
B
C
D
Total
Usuarios muestra
4
24
155
83
266
Usuarios reales
87
520
3360
1800
5767
ELABORADO POR: Investigadores.
53
2.7.1.1 Resultados del consumo de energía mensual residencial.
La tabla 20 indica el consumo de energía por tipo de usuario residencial del
alimentador Picaihua. Los datos se obtuvieron mediante las planillas eléctricas del
muestreo perteneciente a diferentes usuarios del alimentador antes mencionado.
TABLA 20; ENERGÍA MENSUAL POR TIPO DE USUARIO
Tipo
Cantidad
usuarios
residenciales
Energía residencial
suministrada
(kWh/mes)
A
B
C
D
4
24
155
83
366,75
212,8
114,5
30,16
Energía
residencial
(kWh/mes)
promedio
315,825
181,1
97,4
23,22
FUENTE: Planillas mensuales de energía, usuarios alimentador Picaihua.
ELABORADO POR: Investigadores.
2.7.1.2 Consumo de energía diario y mensual de usuarios residenciales.
La tabla 21 muestra los consumos promedio de energía eléctrica (diario, mensual)
recopilados según el tipo de usuario del alimentador Picaihua.
TABLA 21; CONSUMO DIARIO PROMEDIO DE LOS USUARIOS
Consumo diario promedio de los usuarios en el alimentador Picaihua
Tipo A kWh
Tipo B kWh Tipo C kWh
Tipo D kWh
12
7,66
4
2
Consumo mensual promedio de los usuarios en el alimentador Picaihua
Tipo A kWh
Tipo B kWh Tipo C kWh
Tipo D kWh
360
229,8
120
60
ELABORADO POR: Investigadores.
La tabla 22 muestra el consumo promedio de energía y potencia de un usuario
residencial (diario, mensual) de la Empresa Eléctrica Ambato S.A.
54
TABLA 22; CONSUMO DE ENERGÍA DE UN USUARIO RESIDENCIAL
DE LA EMPRESA ELÉCTRICA AMBATO S.A
Consumo de energía en la concesión de la EEASA
kVA-día
kWh-día
6,1
5,91
kVA-mes
kWh-mes
183
177,51
ELABORADO POR: Investigadores.
2.8 Inclusión de la cocina de inducción en la EEASA.
Según el Ministerio de Electricidad y Energía Renovable (MEER) prevé que en la
Empresa Eléctrica Ambato S.A. La distribución e implementación de las cocinas
de inducción comenzara a partir del año 2015 hasta el año 2022.
La tabla 23 muestra el costo por acometida para las cocinas de inducción que la
Empresa Eléctrica Ambato S.A. instalará hasta el año 2022.
TABLA 23; NÚMERO DE COCINAS DE INDUCCIÓN A ENTREGARSE
EN LA EEASA
Potencia Potencia
Total
Número
Acometida
Cocina
Inversión
instalada Máxima
Acometidas
cocinas
($)
acumulado
Total
(MW)
(MW)
Monofásicas
2015
41900
168
126
3943209
2016
86100
344
258
8102871
128000
75910
2017
47600
190
143
4479636
175600
28310
2018
4700
19
14
442317
180300
23610
2019
16400
66
49
1543404
196700
7210
2020
33500
134
678533
230200
2021
5600
22
235800
2022
5500
22
224900
241300
19189970
965
225490
19189970
1387900
135040
Total 241300
Año
FUENTE: MEER.
2.8.1 Datos de las cocinas de inducción con las que se realizaron las pruebas.
Para el desarrollo de este proyecto se realizaron el análisis de datos de dos marcas
de cocinas de inducción:
55

Cocina de inducción KALLEY (Colombiana).

Cocina de inducción DUXTOP (EEUU).
2.8.1.1 Cocina de inducción Kalley.
La tabla 24 muestra los datos de la cocina Kalley. Es una cocina de una sola
hornilla que tiene una potencia nominal máxima de 1300 y mínima de 100 watts
(W) con un incremento de 200 W. Es de procedencia Colombiana, ensamblada
con tecnología de inducción china.
TABLA 24; COCINA DE INDUCCIÓN KALLEY
Marca
Tipo de alimentación
Puestos
Encendido de quemadores
Dimensiones
Características
KALLEY
Eléctrico 110V
1 Eléctrico
Eléctrico
29 x 7 x 37 cm (Ancho /
Alto / Fondo)
Sensor de control táctil
Placa de Vitrocerámica
con novedoso diseño
Auto-detección de
problemas de
funcionamiento
Temporizador de 3 horas
Fácil de limpiar e
Higiénica
Gran ahorro de energía
Voltaje: 110V/60Hz
Potencia: 1300W
Peso: 2.4 kg
Dimensiones en cm: 35.2
x 28 x 6.4
FUENTE: http://theinductionsite.com/buy-induction/for-sale-here.shtml.
2.8.1.2 Cocina de Inducción Duxtop.
La tabla 25 muestra los datos de la cocina Duxtop, tiene una sola hornilla y una
potencia nominal máxima de 1700 y mínima de 100 watts (W) con incrementos
de 200 W. Esta cocina proviene de Estados Unidos, ensamblada con tecnología de
inducción china.
56
TABLA 25; COCINA DE INDUCCIÓN DUXTOP
Marca
DUXTOP
Tipo de alimentación
Eléctrico 110V
Puestos
Encendido de
quemadores
1 Eléctrico
Dimensiones
Características
Eléctrico
29 x 7 x 37 cm (Ancho / Alto /
Fondo)
Sensor de control táctil
10 ajustes de temperatura(140°460°)
Reconocimiento olla
Fácil de limpiar e Higiénica
Gran ahorro de energía
Voltaje: 110V/60Hz
Potencia: 1800W
Peso: 2.4 kg
FUENTE: http://theinductionsite.com/buy-induction/for-sale-here.shtml.
Estas cocinas a las que se realizaron pruebas, en su interior tienen un sistema de
inducción que genera armónicos, tiene un filtro LC que sirve para eliminarlos y
mejor el factor de potencia.
El filtro LC se encuentra a la entrada de la alimentación eléctrica, este debe
cumplir la norma NTE INEN 2567 (2010) para la introducción de las cocinas de
inducción al mercado, con lo que se entiende que deben tener un factor de
potencia alto y controlar los armónicos generados por la cocina.
La tabla 26 indica los valores de frecuencia (Hz), voltaje (V), corriente (I) y factor
de potencia obtenidos con el analizador de red, de las cocinas de inducción Kalley
y Duxtop.
57
TABLA 26; VALORES OBTENIDOS CON EL ANALIZADOR DE RED
EN LAS COCINAS
Datos
recolectados en
las 3 horas de
pruebas
Máxima
Mínima
Promedio
Cocina de inducción Kalley
Frecuencia
Hz
V rms
V
I rms
A
P
W
fp
cos ɸ
60,09
59,91
59,9
118,9
109,2
114,63
10,818
0,9185
6,0532
1285
100
692,5
0,999
0,997
0,998
Cocina de inducción Duxtop
Máxima
Mínima
Promedio
60,07
59,9
59,99
122,5
113,9
117,77
13,666
0,881
7,541
1672,4
100
886,2
0,999
0,997
0,998
ELABORADO POR: Investigadores.
Los valores se recolectaron con el analizador de red conectado a las cocinas con
un registro de datos cada 5 segundos. Por un período de 3 horas, según lo
estimado para el tiempo de cocción diaria de alimentos basándonos en la encuesta
realizada.
El gráfico 37 muestra las curvas de potencia vs tiempo, de las cocinas de
inducción Kalley y Duxtop, donde se registró las potencias máximas de 1285 W y
1672.4 W respectivamente. La curva de potencia de la cocina Kalley esta
graficada de color azul y la curva de potencia de la cocina Duxtop está graficada
de color rojo.
GRÁFICO 37; CURVA DE POTENCIA DE LAS COCINAS DE
INDUCCIÓN
P
KALLEY
P
DUXTOP
9:20:00
9:29:25
9:38:50
9:48:15
9:57:40
10:07:05
10:16:30
10:25:55
10:35:20
10:44:45
10:54:10
11:03:35
11:13:00
11:22:25
11:31:50
11:41:15
11:50:40
12:00:05
12:09:30
12:18:55
12:28:20
12:37:45
12:47:10
WATT
POTENCIA
1800
1600
1400
1200
1000
800
600
400
200
0
ELABORADO POR: Investigadores.
58
El gráfico 38 muestra la curva de corriente vs tiempo de las cocinas de inducción.
La cocina Kalley tiene una corriente máxima de 10,83 A y la cocina de inducción
Duxtop tiene una corriente máxima de 13.66 A.
GRÁFICO 38; CURVA DE CORRIENTE RMS DE LAS COCINAS DE
INDUCCIÓN
CORRIENTE RMS
16
CORRIENTE
14
I
KALLEY
12
10
8
6
I
DUXTOP
4
2
9:20:00
9:28:20
9:36:40
9:45:00
9:53:20
10:01:40
10:10:00
10:18:20
10:26:40
10:35:00
10:43:20
10:51:40
11:00:00
11:08:20
11:16:40
11:25:00
11:33:20
11:41:40
11:50:00
11:58:20
12:06:40
12:15:00
12:23:20
12:31:40
12:40:00
12:48:20
0
ELABORADO POR: Investigadores.
Con las pruebas realizadas a la cocina de inducción Kalley y Duxtop conectados
al analizador de red se obtuvo los diferentes tipos de armónicos que se producen
al variar la potencia de cada cocina.
El armónico más crítico de las cocinas de inducción Kalley y Duxtop es el tercero
que afecta principalmente al neutro debido al aumento de la corriente que estos
producen.
Las tablas 27 y 28
indican el nivel de armónicos promedio registrados. Al
momento de encender las cocinas de inducción y colocar la olla de acero existe un
pico máximo de 16.5 % en el amónico 3 en la cocina Kalley, mientras que en la
cocina Duxtop es de 18.5%, para el armónico 5 existe 10.4%, 11.4%. En el
armónico 7 4.9% y 5.2% respectivamente. La cocina Kalley tiene un máximo
promedio de 3.48% en la corriente del armónico 3. Mientras que de la cocina de
inducción Duxtop tiene un máximo promedio de 5,26% en el armónico 3 de la
corriente, debido a su influencia en neutro ya que este produce una circulación de
corriente por el mismo que genera un aumento de temperatura que afecta al
sistema de distribución de la red.
59
Estas cocinas de inducción cumplen con el rango aceptable de armónicos, tanto de
corriente como de voltaje. Las corrientes armónicas deben ser inferiores al 10%,
mientras que los voltajes armónicos admisibles deben ser menores al 3% según lo
establecido por la regulación del Conelec 004/01 y norma NTE INEN 2567:2010.
TABLA 27; ARMÓNICOS PROMEDIO DE LA COCINA DE INDUCCIÓN
KALLEY
Potencia [w]
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
1300
A1h3
0,37
0,73
1,10
1,47
1,83
2,20
2,56
2,24
2,52
2,80
3,08
3,69
3,48
A1h5
0,41
0,82
1,23
1,64
2,05
1,04
1,09
1,25
1,40
1,56
1,43
1,56
1,69
A1h7
0,11
0,22
0,34
0,45
0,56
0,46
0,53
0,61
0,49
0,54
0,45
0,49
0,53
A1h9 A1h11 A1h13
0,16 0,20 0,09
0,32 0,39 0,18
0,16 0,59 0,26
0,16 0,79 0,35
0,80 0,98 0,44
0,34 0,44 0,14
0,39 0,51 0,16
0,45 0,58 0,18
0,50 0,66 0,21
0,63 0,73 0,23
0,47 0,64 0,17
0,52 0,70 0,18
0,56 0,75 0,18
A1h15
0,08
0,17
0,25
0,34
0,42
0,15
0,18
0,20
0,23
0,24
0,23
0,24
0,24
A1h17
0,04
0,09
0,13
0,18
0,22
0,03
0,04
0,04
0,02
0,00
0,00
0,00
0,00
A1h19
0,08
0,15
0,23
0,30
0,38
0,10
0,11
0,13
0,15
0,16
0,18
0,19
0,20
A1h21
0,04
0,07
0,11
0,14
0,18
0,03
0,02
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
A1h23
0,04
0,08
0,12
0,16
0,20
0,00
0,01
0,01
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
A1h25
0,05
0,10
0,15
0,20
0,25
0,00
0,00
0,01
0,00
0,00
0,00
0,00
0,01
A1h27
0,04
0,08
0,12
0,16
0,20
0,00
0,00
0,01
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
A1h29
0,04
0,09
0,13
0,18
0,22
0,00
0,00
0,01
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
A1h31
0,05
0,11
0,16
0,22
0,27
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
A1h33
0,06
0,11
0,17
0,22
0,28
0,00
0,00
0,01
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
A1h35
0,05
0,09
0,14
0,18
0,23
0,00
0,00
0,01
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
ELABORADO POR: Investigadores.
TABLA 28; ARMÓNICOS PROMEDIO DE LA COCINA DE INDUCCIÓN
DUXTOP
Potencia [w] A1h3 A1h5 A1h7 A1h9 A1h11 A1h13 A1h15 A1h17 A1h19 A1h21 A1h23 A1h25 A1h27 A1h29 A1h31 A1h33 A1h35 A
100
0,41
0,09
0,13
0,26
0,08
0,02
0,18
0,06
0,07
0,04
0,04
0,06
0,01
0,10
0,07
0,08
0,03
200
0,81
0,18
0,26
0,53
0,16
0,04
0,36
0,12
0,15
0,09
0,08
0,12
0,02
0,20
0,13
0,12
0,06
300
1,22
0,28
0,39
0,79
0,25
0,07
0,54
0,18
0,22
0,13
0,12
0,19
0,03
0,29
0,20
0,16
0,08
400
1,62
0,37
0,52
1,06
0,33
0,09
0,72
0,24
0,30
0,18
0,16
0,25
0,04
0,39
0,26
0,20
0,11
500
2,03
0,46
0,65
1,32
0,41
0,11
0,90
0,30
0,37
0,22
0,20
0,31
0,05
0,49
0,33
0,20
0,14
600
2,44
0,55
0,22
0,68
0,31
0,06
0,44
0,22
0,52
0,08
0,07
0,37
0,06
0,12
0,00
0,07
0,17
700
2,84
0,64
0,25
0,79
0,36
0,07
0,51
0,26
0,59
0,10
0,08
0,43
0,07
0,14
0,00
0,08
0,20
800
3,25
0,74
0,29
0,90
0,41
0,08
0,58
0,30
0,67
0,11
0,09
0,50
0,08
0,17
0,00
0,10
0,22
900
2,86
0,59
0,32
1,02
0,46
0,09
0,66
0,33
0,00
0,13
0,09
0,00
0,09
0,19
0,00
0,11
0,00
1000
2,90
0,37
0,38
1,09
0,49
0,21
0,64
0,34
0,02
0,14
0,02
0,00
0,18
0,26
0,00
0,00
0,00
1100
3,19
0,45
0,42
1,20
0,54
0,23
0,71
0,37
0,02
0,16
0,02
0,00
0,20
0,29
0,00
0,00
0,00
1200
3,48
0,48
0,46
1,31
0,59
0,25
0,77
0,41
0,02
0,17
0,02
0,00
0,21
0,31
0,00
0,00
0,00
1300
4,02
0,30
0,51
1,12
0,50
0,20
0,58
0,29
0,03
0,01
0,13
0,00
0,09
0,21
0,00
0,13
0,00
1400
4,33
0,32
0,55
1,21
0,54
0,21
0,63
0,31
0,04
0,01
0,14
0,00
0,10
0,22
0,00
0,14
0,01
1500
4,64
0,35
0,59
1,29
0,58
0,23
0,67
0,33
0,04
0,02
0,15
0,00
0,11
0,24
0,00
0,15
0,01
1600
4,95
0,37
0,63
1,38
0,62
0,24
0,72
0,35
0,04
0,02
0,16
0,00
0,11
0,25
0,00
0,16
0,01
1700
5,26
0,39
0,67
1,47
0,66
0,26
0,76
0,38
0,00
0,02
0,17
0,00
0,12
0,27
0,00
0,17
0,01
ELABORADO POR: Investigadores.
El gráfico 39 muestra las curvas de armónicos de la cocina Kalley. Son obtenidos
mediante la tabla 27 donde los armónicos 3 y 5 son lo más significativos.
60
GRÁFICO 39; CURVAS DE ARMÓNICOS
ELABORADO POR: Investigadores.
El gráfico 40 muestra las curvas de armónicos de la cocina Duxtop, obtenidos de
la tabla 28; el armónico 3 es el que más afecta con un máximo de 5,26%.
GRÁFICO 40; CURVAS DE ARMÓNICOS
ELABORADO POR: Investigadores.
2.8.2 Eficiencia de las cocinas de inducción.
Las cocinas de inducción descritas en las que se realizó las pruebas tienen
diferentes potencias nominales, con lo que se calculó su eficiencia con la siguiente
ecuación:
61
(
(Ecuación 3)
)
(
)
La tabla 29 muestra la eficiencia de las cocinas Kalley y Duxtop, aplicando la
ecuación 3.
TABLA 29; EFICIENCIA DE LAS COCINAS DE INDUCCIÓN
Potencia máxima
registrada
(Watts)
1285
1672,4
Cocina Kalley
Cocina Duxtop
Potencia
máxima
nominal
(Watts)
1300
1800
Eficiencia
(%)
Total
eficiencia
0,98846
0,92911
98,85
92,91
ELABORADO POR: Investigadores
2.9 Tiempo de cocción con la cocina de inducción.
Mediante las pruebas que se realizó con las cocinas de inducción antes
mencionadas, se obtuvo el tiempo de ebullición de diferentes cantidades de agua a
diferentes potencias. Los resultados se observan en la tabla 31.
TABLA 30; PRUEBAS DE EBULLICIÓN
Litros Tiempo (min)
1
2
3
4
1
2
3
4
1
2
3
4
6
8
13
14
4
6
8
11,2
3
5
8
9,3
Potencia por hornilla
(W)
1200
1200
1200
1200
1340
1340
1340
1340
1700
1700
1700
1700
ELABORADO POR: Investigadores.
La tabla 30 muestra el tiempo de cocción en las cocinas a gas e inducción de
varios alimentos.
62
TABLA 31; COCCIÓN DE VARIOS ALIMENTOS
Alimentos
Temperatura
Brócolis
Zanahorias
Coliflor
Alcachofas
Habas
Tomates
Cebolla
Papas
Pimiento
Ajo
Pepino
Rábanos
Espinacas
Acelga
Maíz
Lenteja
Arroz
85 grados
95 grados
80 grados
95 grados
75 grados
75 grados
90 grados
95 grados
90 grados
80 grados
90 grados
90 grados
75 grados
80 grados
90 grados
90 grados
80 grados
Pechuga de
pollo
Cerdo
Conejo
Trucha
Filetes
Pescado
85 grados
Tiempo cocina a
gas (min)
11
7
14
13
5
5
9
15
17
7
11
7
3
6
20
60
15
Cocción de carnes
25
85 grados
90 grados
20
60
Cocción de mariscos
75 grados
25
75 grados
3
75 grados
9
Tiempo cocina de
inducción 30 %
menos (min)
7,7
4,9
9,8
9,1
3,5
3,5
6,3
10,5
11,9
4,9
7,7
4,9
2,1
4,2
14
42
10,5
17,5
14
42
17,5
2,1
6,3
FUENTE: http://www.hogarutil.com/cocina/escuela-cocina/tiempos-coccion/tiempos-coccion695.html
ELABORADO POR: Investigadores.
2.10 Incremento de potencia por incidencia de las cocinas de
inducción en el alimentador Picaihua.
Para los cálculos se tomó en cuenta la cantidad promedio de hornillas que se
utilizan para la preparación de alimentos. Por tal razón se proyectó que para la
cocina de inducción de cuatro hornillas 4000 W se utilizarán solo de dos a tres
63
hornillas, por usuario para preparar el almuerzo o merienda. En el desayuno se
contempló el uso de dos hornillas.
Para tener la potencia real de la cocina de inducción, se tiene que aplicar la
potencia promedio a utilizar por usuario y multiplicarlo por un factor de
coincidencia.
Potencia de la cocina de inducción
(
(Ecuación 4)
)
DD
=
Demanda de diseño.
Ce
=
Cargas especiales (cocina de inducción 4 hornillas).
Fc
=
Factor de coincidencia (45%).
(
)
Para determinar la cantidad de kVA que demandará cada usuario con el uso de la
cocina de inducción se utilizó la ecuación 4, dividida para el factor de potencia y
multiplicada por el factor de utilización en demanda pico estimada por usuario.
(Ecuación 5)
(
)
(
)
Pc
=
Potencia de la cocina de inducción.
fp
=
Factor de potencia.
Fpico =
Factor de utilización en demanda pico (0,9)
La tabla 32 muestra la potencia en kVA promedio necesaria para la inclusión de la
cocina de inducción en el alimentador Picaihua.
64
TABLA 32; INCLUSIÓN DE LA COCINA DE INDUCCIÓN EN LOS
USUARIOS
Inclusión de la cocina de inducción en los usuarios
1,623
kVA de la cocina estimados por usuario.
6008
Usuarios del alimentador.
5767
Usuarios residenciales en el alimentador Picaihua.
9359,84 Total kVA requeridos para las cocinas en el alimentador.
FUENTE: EMPRESA ELÉCTRICA AMBATO. S.A.
2.10.1 Capacidad de los transformadores del alimentador Picaihua.
El aumento de la potencia de las cocinas de inducción requiere mayor consumo
eléctrico y por tanto un cambio de los transformadores actuales a otros de mayor
potencia; o aumentar el número trasformadores en el sector.
La tabla 33 indica el número y capacidad de los transformadores (trafos) que se
encuentran instalados en el sistema eléctrico del alimentador. Para la nueva
potencia requerida por transformador se multiplico el número de usuarios por
transformador, por los kVA promedio requeridos por cocina de inducción.
TABLA 33; CAPACIDAD INCREMENTADA DE TRANSFORMADORES
Número kVA
de
por
trafos trafo
19
87
51
69
6
38
9
12
10
4
4
3
312
kVA total
por número
de trafo
5
95
10
870
15
765
25
1725
30
180
37,5
1425
45
405
50
600
75
750
100
400
112,5
450
125
375
8040
Usuarios Usuarios
kVA
kVA
por
totales por Cocina de requeridos
trafo
trafo
inducción por trafo
3
5
16
22
26
34
39
47
58
57
435
816
1518
156
1292
351
564
580
1,623
1,623
1,623
1,623
1,623
1,623
1,623
1,623
1,623
4,869
8,115
25,968
35,706
42,198
55,182
63,297
76,281
93,134
5769
ELABORADO POR: Investigadores.
65
2.10.2 Estudio de la demanda máxima de las cocinas de inducción.
Para la elaboración de los factores aplicados en la siguiente ecuación se tomó
como referencia el análisis de la metodología del MEER de 4000 clientes
tomando un nuevo factor de coincidencia para los 5767 usuarios residenciales
existentes en el alimentador:
El gráfico 41 presenta las curvas de las demandas diversificadas que se tienen con
varios artefactos eléctricos.
GRÁFICO 41; CURVA CARACTERÍSTICA DE CARGAS
FUENTE: Demanda diversificada de algunos equipamientos.
El gráfico 42 muestra la curva de demanda diversificada de las cocinas de
inducción realizada por la empresa Westinghouse.
GRÁFICO 42; CURVA CARACTERÍSTICA DE CARGA DE COCINAS
FUENTE: Distribution, Coincidence Westinghouse, Fig. 8.- Maximum Diversified 30-Minute
Demand Characteristics of Various Modern Residential Loads, Pág. 36
66
Tomando en cuenta el gráfico 42 se realizó los cálculos siguientes para la cocina
de inducción, aplicando nuevos factores para determinar la potencia con los 5767
usuarios residenciales del alimentador.
(Ecuación 6)
Dmax(pico)= Potcocina x Fcoincidencia x Fpico
Dónde:
Potcocina:
Potencia efectiva de una cocina de inducción
Fcoincidencia: Factor de coincidencia de clientes con cocinas de inducción (17%)
Fpico:
Factor de utilización en demanda pico (0,6)
Cálculo por cocina de inducción Duxtop:
Dmáx(pico)
1800 W x 0,170 x 0,6
Dmáx(pico)
183,6 W
Cálculo por cocina de inducción Kalley:
Dmáx(pico)
1300 W x 0,170 x 0,6
Dmáx(pico)
132,6 W
Cálculo por cocina de inducción 2 hornillas que el Gobierno incorporara:
Dmáx(pico)
2500 W x 0,170 x 0,6
Dmáx(pico)
255 W
Cálculo por cocina de inducción 4 hornillas que el Gobierno incorporara:
Dmáx(pico)
4000 W x 0,170 x 0,6
Dmáx(pico)
408 W
Para 100 usuarios de acuerdo al MEER el factor de demanda diversificada es de
470 w, por lo tanto para obtener el valor de los 5767 usuarios residenciales se ha
multiplicado la potencia de la cocina de inducción por el factor de coincidencia
(17%) que se aplicó al ser una cantidad mayor a los 4000 usuarios y el factor pico
que es la simultaneidad con la que se utiliza las cocinas de inducción.
67
2.11 Verificación de la hipótesis.
2.11.1 Modelo lógico
Partiendo de los datos obtenidos en la encuesta realizada a los usuarios del
alimentador Picaihua, Se han logrado obtener respuestas necesarias para la
presente verificación de hipótesis. Una vez analizado e interpretado los resultados
obtenidos a través de la técnica de la encuesta aplicada, haciendo referencia a los
datos de las preguntas más relevantes para la verificación de hipótesis:
El estudio de la proyección de la demanda eléctrica con la inclusión de la cocina
de inducción permitirá determinar los nuevos parámetros eléctricos a implementar
para satisfacer la nueva capacidad de potencia en el alimentador Picaihua.
ho= El estudio de la proyección de la demanda eléctrica con la inclusión de la
cocina de inducción NO permitirá determinar los nuevos parámetros eléctricos a
implementar para satisfacer la nueva capacidad de potencia en el alimentador
Picaihua.
ha= El estudio de la proyección de la demanda eléctrica con la inclusión de la
cocina de inducción SI permitirá determinar los nuevos parámetros eléctricos a
implementar para satisfacer la nueva capacidad de potencia en el alimentador
Picaihua.
2.11.2 Modelo matemático
Hipótesis nula ho= Respuestas observadas = Respuestas Esperadas
Hipótesis alternativa ha= Respuestas observadas  Respuestas Esperadas.
La probabilidad de rechazar la hipótesis nula cuando es falsa es de 5%, es decir, el
nivel de confianza es del 95%.
2.11.3 Estadística de prueba
Para la verificación de la hipótesis se toma la fórmula del Chi-cuadrado. Se utilizó
la encuesta como técnica para la investigación del proyecto, escogiendo 2
preguntas más relevantes para la comprobación como se muestra en la tabla 34.
68
TABLA 34; FRECUENCIA OBSERVADA
Ítems Pregunta
Opción
SI(fo) NO(fo)
Cocina a gas
1
1
260
6
Cocina eléctrica
2
1
3
263
Cocina a leña (fogón)
3
1
3
263
Desayuno
(5:30
a
8:30)
1
7
266
0
Almuerzo (11:00 a 13:30) 220
2
7
46
Merienda (18:00 a 21:00) 213
3
7
53
965
631
TOTAL
Total
266
266
266
266
266
266
1596
ELABORADO POR: Investigadores.
Frecuencia esperada
(Ecuación 7)
Dónde:
fe=
frecuencia esperada
tf=
total filas
tc=
total columnas
Para la elaboración de la tabla 35 se aplicó la ecuación 7 con los valores de la
frecuencia observada (fo) de la tabla 34.
TABLA 35; FRECUENCIA ESPERADA
Ítems Pregunta
1
2
3
1
2
3
1
1
1
7
7
7
Opción
Cocina a gas
Cocina eléctrica
Cocina a leña (fogón)
Desayuno (5:30 a 8:30)
Almuerzo (11:00 a 13:30)
Merienda (18:00 a 21:00)
SI(fe)
NO(fe)
Total
160,83
160,83
160,83
160,83
160,83
160,83
105,17
105,17
105,17
105,17
105,17
105,17
266,00
266,00
266,00
266,00
266,00
266,00
ELABORADO POR: Investigadores.
Chi cuadrado
(Ecuación 8)
Xc= Valor a calcularse de Chicuadrado
(
)
fo=
frecuencia observada
fe=
frecuencia esperada
69
Una vez aplicada la ecuación 7 de frecuencia esperada se calcula el Chi cuadrado
como se indica en la tabla 36.
TABLA 36; RESOLUCIÓN DE CHI CUADRADO
o
Pregunta
Cocina a
gas
Cocina
eléctrica
Cocina a
leña (fogón)
Desayuno
Almuerzo
Merienda
SI
NO
SI
NO
SI
NO
SI
NO
SI
NO
SI
NO
e
( o- e)
260 160,83 99,17
6 105,17 -99,17
3 160,83 -157,83
263 105,17 157,83
3 160,83 -157,83
263 105,17 157,83
266 160,83 105,17
0 105,17 -105,17
220 160,83 59,17
46 105,17 -59,17
213 160,83 52,17
53 105,17 -52,17
TOTAL
( o- e)2
9834,028
9834,028
24911,361
24911,361
24911,361
24911,361
11060,028
11060,028
3500,694
3500,694
2721,361
2721,361
(
)
61,144
93,509
154,889
236,875
154,889
236,875
68,767
105,166
21,766
33,287
16,920
25,8767
1209,966
ELABORADO POR: Investigadores.
2.11.3.1 Grados de libertad
Aplicamos la fórmula para el cálculo del grado de Libertad:
(Ecuación 9)
gl = (nr – 1) * (nc – 1)
Dónde:
gl = Grado de Libertad
nc = Número de columnas
nr = Número de filas
gl = (6 – 1) * (2 – 1)
gl = 5
2.11.3.2 Regla de decisión
Si X2c  X2t rechazo H0 y acepto H1
Con un nivel de significación de 5% y 5 grado de libertad X2p = 11,070. Dada
por la tabla 37 se indica si la hipótesis H0 o H1 se acepta.
70
TABLA 37; DISTRIBUCIÓN CHI CUADRADO
FUENTE: Catherine M. Thompson, Table of Porcentage points of the x2 distribution, vol.32
El valor de X2c = 1209,966 X2p = 11,070 y de conformidad a lo establecido en
la regla de decisión, se rechaza la hipótesis nula y se acepta la hipótesis alternativa
debido a que el valor de X2c es mayor al de la tabla. X2p.
Según los datos obtenidos, podemos afirmar que los usuarios del alimentador
Picaihua utilizan como principal fuente para la cocción de los alimentos el gas. Un
aspecto importante que hay que tener en cuenta son las 4 horas de utilización de
las cocinas a gas para la alimentación diaria, y que están en posibilidad de adquirir
las cocinas de inducción de 2 hornillas por su costo de $150.
Con esto se demuestra el interés de un mayor porcentaje de los usuarios por la
adquisición de las cocinas de inducción debido a la eliminación al subsidio del
cilindro de gas.
Resulta destacable las horas de uso de las cocinas a gas con tal razón tenemos las
horas pico en donde comienzan a utilizar las cocinas para la preparación de
alimentos, estas horas picos nos servirá para saber cuándo se utilizarán las cocinas
de inducción al día. Además mediante la experimentación con la cocina de
inducción se obtuvo que esta es más eficiente que la cocina a gas, por tal razón
71
logramos saber los nuevos parámetros eléctricos que utilizan estas cocinas. Por lo
demostrado, se concluye que el estudio es viable debido a que la mayoría de
usuarios tendrá que cambiar su cocina a gas por la cocina de inducción lo que
aumentará la demanda eléctrica, por tal motivo se deberá realizar una adecuación
del alimentador con nuevos parámetros eléctricos en redes de medio y bajo voltaje
para poder satisfacer la nueva capacidad de potencia.
2.12. Conclusión de la investigación.
Como conclusión de la investigación referente a los dos primeros capítulos de este
proyecto se obtuvo que:

Las cocinas de inducción son más eficientes que las cocinas a gas y al
eliminarse el subsidio del cilindro de gas, los usuarios tendrán que
cambiarse al nuevo sistema de cocción con la cocina de inducción.

El alimentador Picaihua no está en condiciones de soportar la nueva
demanda de energía que generaría el uso de las cocinas de inducción a
nivel residencial. El alimentador debe ser
reconfigurado para poder
abastecer a los usuarios.

Al realizar las pruebas con las cocinas de inducción se obtuvo que la
distorsión de armónicos está dentro del rango permitido, de acuerdo a las
normas del CONELEC 004/01.

Con la encuesta que se realizó se pudo saber que la mayoría de usuarios
están en condiciones de adquirir la cocina de inducción y también se logró
determinar las horas en las que regularmente se preparan los tres tipos de
alimentación básica diaria.
72
CAPITULO III
PROPUESTA
“Estudio de la proyección y determinación del crecimiento de la
demanda por tipo de usuario, con la inclusión de la cocina de
inducción, en el alimentador Picaihua a 13,8KV de la Subestación
Oriente, perteneciente a la Empresa Eléctrica Ambato Regional
Centro Norte S.A.”
3.1 Presentación
El alimentador Picaihua perteneciente a la subestación Oriente de la Empresa
Eléctrica Ambato S.A., está situado en la parroquia rural de Picaihua y cubre un
área de servicio de 76,897 km de redes distribuidas entre monofásicas, bifásicas y
trifásicas.
Este alimentador tiene 6008 usuarios, de los cuales 5767 son residenciales con
diferentes demandas eléctricas mensuales por lo cual se clasifican en diferentes
tipos de usuarios A, B, C y D, siendo los de tipo A los de mayor consumo y tipo
D los de menor consumo.
Las cocinas de inducción se incorporarán a los diferentes hogares con lo cual se
elevara el costo mensual de la planilla y, esto afectará principalmente a los
usuarios tipo C y D ya que con esto perderán el subsidio de energía impuesto por
gobierno. Para llevar a cabo el presente trabajo de investigación, se realizó lo
siguiente:
73

Toma de datos de los consumos mensuales de energía eléctrica de los
usuarios pertenecientes a este alimentador, de los meses de Enero a
Diciembre año 2013.

Topología de la red de medio y bajo voltaje en el software Cymdist.

Análisis de la información, simulación en el software Cymdist.

Obtención de reportes de perfiles de voltaje, capacidad nominal de
conductores, caídas de voltaje, corrientes y potencias de los centros de
transformación.

Obtención de proyecciones estimadas con los datos de potencia, voltaje,
corriente, factor de potencia y contenido de armónicos, resultante de las
pruebas hechas con las cocinas de inducción que existen en el mercado
nacional.
Para llevar a cabo este proceso, se tomarán en cuenta los aspectos legales de la
parte III referente a redes aéreas de las Guías de Diseño de la Empresa Eléctrica
Ambato y las leyes, normas, reglamentos y estatutos vigentes para sector eléctrico
ecuatoriano.
3.2 Justificación.
La Secretaria Nacional de Planificación y Desarrollo – SENPLADES - en
coordinación con diferentes instancias gubernamentales elaboró el Plan Nacional
del Buen Vivir (PNBV) 2009 - 2013 al que deben sujetarse en forma obligatoria
las instituciones y organismos del Gobierno. En lo referente al Cambio de la
Matriz Energética, indica que la sustitución de cocinas a gas (GLP) por cocinas de
inducción deberá ejecutarse tan pronto como exista la factibilidad de la generación
eléctrica.
Con miras a preparar el programa de implementación de sustitución de cocinas a
gas licuado de petróleo (GLP) por cocinas eléctricas de inducción, el Ministerio
de Electricidad y Energía Renovable (MEER) hizo conocer que se encuentra
desarrollando el Plan Nacional de Cocción Eficiente, razón por la cual se
mantienen reuniones entre representantes del sector energético, eléctrico y
74
productivo del país, con el objeto de establecer los requerimientos técnicos del
proyecto.
Por lo expuesto se tomará como referencia el estudio del alimentador primario
Picaihua de la subestación Oriente, para analizar cómo afectará y crecerá la
demanda de energía, el consumo eléctrico por tipo de usuario, los cambios que se
deberán hacer a las redes, acometidas e instalaciones domiciliarias, introducción
de armónicos al sistema y como se podrá satisfacer la demanda en horas pico en el
período 2013-2014. Para ello se deberá realizar un análisis de flujos de carga
asemejando el consumo mediante una proyección de demandas.
De esta manera el presente trabajo es de suma importancia para poder tener en
cuenta la cantidad de potencia necesaria para poder utilizar este tipo de cocinas y
poder saber si el alimentador podrá abarcar la demanda de energía eléctrica que
ello provocará. Indicándose además que existe la facilidad del manejo de los
equipos necesarios para poder llevar a cabo este análisis. Los usuarios del
alimentador podrán saber cuánto aumentará el consumo mensual de sus planillas y
la empresa eléctrica podrá tener una estimación de los cambios necesarios para
aplicar el plan de cambio de matriz energética a desarrollarse por el Gobierno.
Es necesario destacar que en Ecuador se están realizando 8 grandes proyectos
hidroeléctricos que podrán satisfacer la demanda de energía que generaría el uso
de este tipo de cocinas.
3.3 Objetivos de la propuesta.
3.3.1 Objetivo general.

Realizar el estudio de la proyección del aumento de la demanda con la
inclusión de la cocina de inducción, mediante el uso del software de
simulación Cymdist, para obtener parámetros del incremento de
demanda de energía eléctrica en el alimentador Picaihua de la
subestación Oriente perteneciente a la Empresa Eléctrica Ambato S.A.
75
3.3.2 Objetivos específicos.

Efectuar las proyecciones aplicando todos los factores y tasas de
crecimiento según las normas de la EEASA y el MEER para
determinar la potencia y energía que se tendrá en el alimentador
Picaihua.

Analizar el aumento de energía eléctrica a nivel residencial en los
diferentes tipos de usuario con la inclusión de la cocina de inducción
en el alimentador Picaihua, para poder tener un estimado de aumento
económico con lo cual se afectara al consumidor.

Elaborar un presupuesto referencial para los cambios que requerirán
las redes de distribución con la inclusión de las cocinas de inducción
en alimentador Picaihua.

Proponer una nueva demanda eléctrica de diseño por tipo de usuario
calculando el incremento mensual de energía con la cocina de
inducción, para su correcto funcionamiento.
3.4 Propuesta
3.4.1 Subsidio de la tarifa para las cocinas de inducción.
Según el CONELEC para las personas de Tulcán que aceptaron el proyecto piloto
de utilizar las cocinas de inducción existe una tarifa eléctrica especial de 2,8
centavos de dólar por kilovatio hora. La tarifa con subsidio para las cocinas de
inducción será de 4 centavos por kilovatio a los usuarios que incorporen la cocina
de inducción a sus hogares Para darles incentivos para que cocinen con
electricidad y no con gas, cuando normalmente es de 8 centavos por kilovatio.
La tabla 38 muestra los costos promedios de energía y el costo de la tarifa con el
subsidio para las cocinas de inducción.
76
TABLA 38; TARIFA CON SUBSIDIO PARA COCINAS DE INDUCCIÓN
Detalles
Costo medio de Energía
Tarifa Dignidad
Subsidio para cocinas
% subsidiado
ctvs/kWh
8,534
4
4,534
53,13%
FUENTE: CONELEC.
ELABORADO POR: Investigadores.
Considerando que el subsidio actual cubre el 53,13% de la tarifa se ha sumado el
consumo de la cocina más este porcentaje del consumo promedio que es lo que
asumiría el gobierno.
Según el CONELEC el estado deberá subsidiar en promedio 155 kWh por cliente
al mes para que el ingreso de las cocinas de inducción no afecte el bolsillo de los
abonados pero en la realidad el estado subsidiará 100 kWh distribuido en 80 kWh
para la cocina de inducción y 20 kWh para uso de calentadores de agua.
3.5 Estudio de cocinas de inducción.
El Gobierno Nacional del Ecuador atreves del CONELEC realizo varias pruebas y
estudios de la cocina de inducción que se quiere incorporar en el país, estas tienen
una potencia nominal de 4000w con 4 hornillas y de 2500w con 2 hornillas, a este
estudio se añadió los datos relacionados con las cocinas de inducción Kalley y
Duxtop, las cuales ya están incorporadas en el país, con las que realizamos las
pruebas en un lapso de 3 a 4 horas diarias.
En la tabla 39 se detalla la potencia esperada a utilizarse con sus respectivos
costos mensuales aplicando un factor de carga de acuerdo a cada cocina.
Para el consumo mensual se multiplica la demanda promedio por el factor de
carga. Para el costo sin subsidio se utilizó el valor promedio de 0,08534 dólares
por kWh y para el subsidio se restó los 80 kWh del consumo de energía mensual.
(Ecuación 10) Factor de carga
(Ecuación 11) Energía mes kWh-mes
Fc
.
77
Costo sin
subsidio
0,45
0,72
0,88
0,72
Costo
subsidio
3000
1800
1200
1650
Energía
4000
2500
1300
1800
Horas
mes
W
Fc
W
D prom.
Ecuador 4Hornillas
Ecuador 2Hornillas
Kalley 1Hornilla
Duxtop 1Hornilla
Dmax
cocina
Marca Cocina de
inducción
Potencia
TABLA 39; ESTUDIO DETALLADO DE LAS COCINAS DE INDUCCIÓN
W
h
kWh-mes
USD
USD
1350
1296
1056
1188
90
90
90
90
121,5
116,64
95,04
106,92
3,54
3,13
1,28
2,30
10,37
9,95
8,11
9,12
ELABORADO POR: Investigadores.
3.5 Recursos para atender la cobertura de energía a nivel nacional
En los sectores que no tienen servicio de energía eléctrica el CONELEC los
atenderá con nuevas redes de servicio para que puedan utilizar las cocinas de
inducción que el gobierno proporcionará; para ello se incrementará la cobertura
con lo cual se abastecerá la demanda.
3.5.1 Sin cocinas de inducción.
La tabla 40 muestra los costos para atender a las viviendas sin servicio eléctrico a
nivel nacional, en el sector rural como en el urbano.
TABLA 40; PRESUPUESTO PARA EL 100% DE COBERTURA A NIVEL
NACIONAL SIN COCINAS DE INDUCCIÓN
Sector
Rural
Urbano
Total
Viviendas Sin
Servicio
Eléctrico
162.227
93.143
Costo por
electrificación
vivienda (USD)
2.400
800
Costo sin
cocinas de
inducción (USD)
389.344.800
74.514.400
255.370
3200
463.859.200
FUENTE: CONELEC.
ELABORADO POR: Investigadores.
Nota: El costo por electrificación de vivienda consta de redes, estructuras, postes, acometidas y
medidores monofásicos.
78
3.5.2 Con cocinas de inducción.
La tabla 41 muestra el presupuesto necesario para atender la cobertura eléctrica a
nivel nacional con las cocinas de inducción. Asciende a USD 574.235.420, es
decir USD 110.376.220 (23.8%) adicional.
TABLA 41; PRESUPUESTO PARA EL 100% DE COBERTURA A NIVEL
NACIONAL CON COCINAS DE INDUCCIÓN
Sector
Rural
Urbano
Total
Viviendas Sin
Servicio
Eléctrico
162.227
93.143
255.370
Costo por
electrificación
vivienda (USD)
3.000
940
3940
Costo con cocinas
de inducción
(USD)
486.681.000
87.554.420
574.235.420
FUENTE: CONELEC.
ELABORADO POR: Investigadores
Nota: El costo por electrificación de vivienda consta de redes, estructuras, postes, acometidas y
medidores bifásicos con cocinas de inducción.
3.5.3 Consumo de energía por tipo de usuario con la cocina de inducción.
De acuerdo a los diferentes tipos de usuarios del alimentador Picaihua se realizó
el cálculo de energía y costo mensual con la inclusión de la cocina de inducción,
detallado en la tabla 42.
TABLA 42; CONSUMO DE ENERGÍA DE LA COCINA DE INDUCCIÓN
SIN SUBSIDIO
kWh/día
4,06
kWh/día
12
kWh/día
7,66
kWh/día
4
kW/día
2
Consumo de la Cocina de inducción sin subsidio
kWh/mes kWh/año
Costo mes Costo año Costo mes Total
121,8
1461,6
$ 10,39
$ 124,73
$ 10,39
Consumo usuario tipo A
kWh/mes kWh/año Costo mes Costo año Costo mes Total
360
4320
$ 30,72
$ 368,67
$ 41,11
Consumo usuario tipo B
kWh/mes kWh/año Costo mes Costo año Costo mes Total
229,8
2757,6
$ 19,61
$ 235,33
$ 30
Consumo usuario tipo C
kWh/mes kWh/año Costo mes Costo año Costo mes Total
120
1440
$ 10,24
$ 122,89
$ 20,63
Consumo usuario tipo D
kW/mes
kW/año
Costo mes Costo año Costo mes Total
60
720
$ 5,12
$ 61,44
$ 15,51
ELABORADO POR: Investigadores.
79
Nota: El costo kWh utilizado para los cálculos es de 0,08534 centavos de dólar.
La tabla 43 indica los costos mensuales proyectados de los consumos de energía
por tipos de usuarios, con el subsidio de 80 kWh mensual para la cocina de
inducción.
TABLA 43; CONSUMO DE ENERGÍA DE LA COCINA DE INDUCCIÓN
CON SUBSIDIO
Consumo de la Cocina de inducción con subsidio
kWh/día kWh/mes kWh/año Costo mes Costo año Costo mes Total
4,06
121,8
1461,6
$ 3,57
$ 42,84
$ 3,57
Consumo usuario tipo A
kWh/día kWh/mes kWh/año Costo mes Costo año Costo mes Total
12
360
4320
$ 30,72
$ 286,74
$ 34,29
Consumo usuario tipo B
kWh/día kWh/mes kWh/año Costo mes Costo año Costo mes Total
7,66
229,8
2757,6
$ 19,61
$ 235,33
$ 23,18
Consumo usuario tipo C
kWh/día kWh/mes kWh/año Costo mes Costo año Costo mes Total
4
120
kW/día
kW/mes
2
60
1440
$ 10,24
$ 122,89
$ 13,81
Consumo usuario tipo D
kW/año Costo mes Costo año Costo mes Total
720
$ 5,12
$ 61,44
$ 8,69
ELABORADO POR: Investigadores.
Nota: El costo kWh utilizado para los calculos fue 0,08534 centavos de dólar.
3.5.4 Calculo de consumo de energía para un usuario residencial tipo B.
Con los consumos de energía eléctrica de los diferentes artefactos eléctricos que
un usuario residencial promedio tipo B posee, se sabe cuánto se paga en las
planillas mensuales de electricidad, a esto se ha sumado el consumo de la cocina
de inducción, con lo que tenemos el nuevo costo por energía mensual como se
indica en la tabla 44.
Cantidad de semanas al mes
(Ecuación 12)
80
TABLA 44; COSTO PLANILLA MENSUAL CON LA COCINA DE
INDUCCIÓN SIN SUBSIDIO
CARGA
Nº de
cargas
Alumbrado
Foco incand 100w
1
Fluorescente 20w
14
Aparatos eléctricos
Plancha
1
Lavadora
1
Frigorífico
1
Licuadora
1
Batidora
1
Horno microondas
1
Aparatos electrónicos
Computador PC
1
Radio (estéreo)
2
Televisión
4
Computador portátil
2
Equipo de sonido
1
Reproductor de CD
1
TOTAL wh x semana:
kWh x Mes (wh/1000 *4,3)
Costo energía promedio
0,08534 $/kWh
Cocina inducción
1
Potencia
(W)
Fd
Horas
funcionales
semana
Wh por
semana
100
20
1
0,07
0
63
0
1260
2000
2000
250
300
200
1200
1
1
1
1
1
1
0,3
7
168
0,4
0
0,7
600
14000
42000
105
0
840
250
150
120
50
300
30
1
0,5
0,25
0,5
1
1
0
1
28
28
0
2
0
105
3360
1400
0
63
63722
274,00
Costo total del consumo eléctrico ($)
23,38
28800
1800
1
16
TOTAL wh x semana:
kWh x Mes (wh/1000*4,3)
Costo energía promedio
0,08534 $/kWh
92522
397,84
Costo total del consumo eléctrico ($)
33,95
ELABORADO POR: Investigadores.
El Gobierno subsidiará los primeros 100 kWh al mes distribuido 20 kWh para
calentadores de agua y 80 kWh para consumo de la cocina de inducción. La
diferencia de kWh mes por consumo de la cocina de inducción es de 123,84 a esto
se debe subsidiar 80 kWh mensuales (6,827 dólares), por lo que se proyecta un
pago total mensual de 27,12 dólares. Siendo una diferencia de 3,74 dólares
mensuales promedio más que se debe cancelar por la inclusión de la cocina.
Esto conlleva a que se pierda el subsidio que el gobierno brinda a las personas que
adquieren la tarifa dignidad, ellos serán las personas más afectadas debido al
81
cambio de la cocina a gas por la cocina de inducción además de otros rubros a
pagar por cambios domiciliarios.
3.6 Estudio precio del gas sin subsidio.
En el Ecuador se proyecta pagar el gas a precio internacional de este combustible
a partir del 2016, cuando comiencen a operar las ocho nuevas centrales
hidroeléctricas. Entre ellas, la Coca-Codo Sinclair (Napo), Sopladora Azuay,
Toachi-Pilatón (Santo Domingo), Delsintanisagua (Morona Santiago), entre otras
centrales. Con ello se piensa ahorrar del subsidio $700 millones por año.
La tabla 45 muestra el costo del cilindro de gas a nivel internacional y el costo en
Ecuador cuando se elimine el subsidio.
TABLA 45; PRECIOS SIN SUBSIDIO
Países
Ecuador Precio con subsidio
Ecuador Precios sin subsidio
Colombia
Perú
Tanque de 15 Kg (USD)
1,6
20
25,87
19,68
FUENTE: DIARIO EL HOY.
ELABORADO POR: Investigadores.
El gráfico 43 identifica los tres picos en la curva diaria de utilización del gas
licuado de petróleo (GLP), siendo este el más utilizado para la cocción de
alimentos a nivel nacional.
GRÁFICO 43; USO DEL GLP
FUENTE: CONELEC.
82
3.7 Factibilidad técnica.
3.7.1 Factibilidad técnica en el alimentador Picaihua.
El alimentador Picaihua se encuentra con un sistema relativamente nuevo sin
mayores inconvenientes en repartir energía eléctrica a los usuarios, tanto en redes
como en equipos y transformadores.
3.7.2 Factibilidad técnica de las cocinas de inducción.
Las cocinas de inducción van a ser incorporadas al mercado ecuatoriano a gran
escala a partir del año 2015 debido al incremento del precio del gas licuado de
petróleo por la eliminación el subsidio que el estado brindaba a estos insumos.
Para esto se tiene previsto el incremento del uso de cocinas de inducción en los
hogares para lo cual el estado brindará facilidades para su adquisición mediante
bonos. También para este año se prevé incorporar al sistema eléctrico ecuatoriano
el funcionamiento de nuevas centrales hidroeléctricas que podrán abastecer toda la
demanda producida por la inclusión de las cocinas de inducción en los hogares.
El programa por el cual se va a efectuar la simulación para el desarrollo de
proyección de la demanda es el software de simulación Cymdist con el cual
trabaja la Empresa eléctrica Ambato y existe apertura para su uso a nivel de los
estudiantes.
Las cocinas de inducción pueden ser de 1 a 4 hornillas con una potencia nominal
promedio 1500 W por quemador con lo cual exigen más energía y por eso
requieren de un voltaje de 220 V. Como en la mayoría de hogares y domicilios el
voltaje es de 110 V, el usuario deberá realizar una instalación eléctrica adicional
para conectar la nueva cocina. Para esto, el usuario debe determinar, en primer
lugar, si su medidor es de 220 V o 110 V. Si en el hogar se tiene un medido de
110 V se deberá instalar uno que soporte 220 V solicitando el pertinente cambio
de medidor a la Empresa Eléctrica Ambato. Luego de esto el usuario deberá hacer
una nueva instalación para 220 V desde su medidor o de la caja de breakers hacia
un tomacorriente especial donde se conectará la cocina de inducción. Por esto se
83
estima que, el usuario deberá cancelar un costo adicional según la instalación y
distancia a la cual este la cocina.
Además, este tipo de cocinas requieren un tipo de ollas especiales que deben ser
de acero para que puedan aprovechar el campo electromagnético y puedan
funcionar. Actualmente, en el mercado un juego de cinco ollas de acero
inoxidable marca Tramontina se vende en USD 287. De forma individual, las
ollas y sartenes de acero varían entre USD 36 y USD 87. Los utensilios de
aluminio no sirven para estas cocinas. En el mercado, usted también puede
encontrar recipientes de bajo costo que sirven para las cocinas de inducción como
las ollas de hierro enlosado. Un juego de cuatro ollas de estos materiales se oferta
entre USD 14 y USD 36.
Al subir el precio del cilindro de gas licuado de petróleo (GLP), sin el subsidio
otorgado por el estado y el aumento previsto en las planillas eléctricas se tiene una
tendencia promedio de un costo mensual semejante, por eso el gobierno tiene
planeado brindar bonos para la adquisición de las nuevas cocinas de inducción
hechas en Ecuador, además el funcionamiento de las nuevas centrales
hidroeléctricas permitirá bajar el precio del kWh con lo cual se puede decir que
resultaría mejor el uso de las nuevas cocinas por estos beneficios.
3.8Factibilidad económica.
3.8.1 Factibilidad económica en la Empresa Eléctrica Ambato S.A.
Resumen de obra para un tramo del alimentador Picaihua incluido iva:
• Construcción redes MT
en una longitud de:
450
metros
• Construcción redes BT
en una longitud de:
450
metros
• Instalación de:
PH, 12m 500kg
3
unid
PRESUPUESTO ESTIMATIVO POR SECTOR RESIDENCIAL
El presupuesto por sector para ejecutar esta obra, se desglosa de la siguiente
manera:
84
Descripción
Materiales
Mano de Obra
Diseño, Administración y D Técnica
TOTAL
USD
5.522,85
1.552,21
683,66
9.758,11
ELABORADO POR: Investigadores.
PRESUPUESTO
COSTOS DIRECTOS:
Descripción
Materiales
Mano/obra - construc.
Mano/obra - desmantelam.
SUBTOTAL 1
Costos (USD)
Valor total (USD)
7.522,25
1.494,28
57,93
9.074,46
7.522,25
1.494,28
57,93
9.074,46
ELABORADO POR: Investigadores.
TOTAL COSTOS DIRECTOS:
9.074,46 USD
COSTOS INDIRECTOS:
Descripción
Diseño
Administración
Dirección técnica
SUBTOTAL 2
Costos (USD)
Valor total (USD)
453,72
74,71
155,22
683,66
453,72
74,714
155,221
683,655
ELABORADO POR: Investigadores.
TOTAL COSTOS INDIRECTOS:
683,66
USD
PRESUPUESTO TOTAL
9.758,11 USD
PRESUPUESTO ESTIMATIVO TOTAL DE REDES Y
TRANSFORMADORES
Descripción
Materiales:
Mano de Obra:
Diseño, Administración y
Dirección Técnica:
TOTAL
Costos para sector
con 1 transformador
(USD)
Costos por varios
sectores 260
transformadores (USD)
$ 7.522,25
$ 1.552,21
$ 1’955.784,05
$ 403.574,75
$ 683,66
$ 177.750,32
$ 9.758,11
$ 2.537.108,60
ELABORADO POR: Investigadores.
85
PRESUPUESTO TOTAL
COSTOS DIRECTOS:
9.074,46
Total costos directos (USD
COSTOS INDIRECTOS:
683,66
Total costos indirectos (USD)
9.758,11
Presupuesto total (USD)
2’359.358,81
177.750,32
2’537.109,13
ELABORADO POR: Investigadores.
Estos gastos son referenciales de acuerdo al número de transformadores
monofásicos existentes en el alimentador que constan con redes monofásicas, este
presupuesto se realizó de acuerdo a una hoja elaborada en excel por la EEASA
para el cálculo económico de presupuestos referenciales. Para estos valores no se
tomó en cuenta los costos de instalación de alumbrado público e instalación de
postes debido a que las redes son relativamente nuevas y ya constan con postes
aptos para poder soportar las nuevas redes.
Materiales necesarios para el remplazo de medidores monofásicos a bifásicos
Cond ais de cu, t. tw, 7 H, # 8 AWG
C2 - Caja met seguridad, Bif
Interruptor Bipolar 2X30, Riel Qou
Interruptor Bipolar 2X50, Riel Qou
Interruptor Bipolar 2X70, Riel Qou
Grapa Plástica, 17-21 MM. Con clavo de acero de 38 MM.
Tacos fisher, F-10
Tornillo de hierro 2" * 14
Rodela Plana ½
Cable (cond) antih, trip, fase al #4 AWG. PAN. Cu#6 AWG
Conector para conductor antihurto, para fase
Pinza de acometida
Tornillo 5/32 * 2⁡1/2 con tuerca y rodela
Medidor eléctrico bifásico, 9kW - 10/100 A
Amarra plásticas de 15cm
Tubo Fe Galv. 2x6mt.
Abrazadera doble 2"
FUENTE: EMPRESA ELÉCTRICA AMBATO S.A.
Estos valores están estimados de acuerdo a los 4613 usuarios residenciales que
requieren un cambio de medidor monofásico a un medidor bifásico siendo el
costo por usuario de USD 156.
86
Total de gastos en redes y Total de gastos acometidas
transformadores (USD)
y medidores (USD)
$ 2’537.109,13
$ 719.628
Valor Total (USD)
$ 3’256.737,13
ELABORADO POR: Investigadores.
3.8.2 Factibilidad económica en residencias.
Para realizar la instalación eléctrica domestica a 220 V, a fin de que pueda
funcionar la cocina de inducción se realizó el presupuesto comparando los precios
de los materiales en dos centros ferreteros importantes de la ciudad de Latacunga
que venden implementos eléctricos.
La tabla 47 presenta los costos de los materiales eléctricos necesarios para la
instalación a 220 V para el funcionamiento de la cocina de inducción. Los costos
se los averiguo en la ferretería KIWI,
TABLA 46; COSTOS DE MATERIAL ELÉCTRICO (KIWI)
Material
Precio unitario
(USD)
2,93
Tomacorriente
0,8
Conductor cu #10 c/m
2,07
Canaleta 2m
10,56
Breaker
8,89
Caja
0,85
Cajetin
23,81
Olla de acero
Precio Total (USD)
C/U
Total (USD)
1
36
6
1
1
1
4
2,93
28,8
12,42
10,56
8,89
0,85
95,24
159,69
ELABORADO POR: Investigadores.
La tabla 47 presenta los costos de los materiales eléctricos necesarios para la
instalación a 220 V para el funcionamiento de la cocina de inducción. Los costos
se los averiguo en la ferretería El Mercurio.
87
TABLA 47; COSTOS DE MATERIAL ELÉCTRICO (EL MERCURIO)
Material
Precio unitario
(USD)
C/U
Total (USD)
1
36
6
1
1
1
4
2,90
27,72
15,12
6,5
11,11
0,5
92
155,85
2,90
Tomacorriente
0,77
Conductor cu #10c/m
2,52
Canaleta 2m
6,5
Breaker
11,11
Caja
0,5
Cajetin
23
Olla de acero
Precio Total (USD)
ELABORADO POR: Investigadores.
3.9 Factibilidad operacional
3.9.1 Para el alimentador Picaihua.
Este proyecto de cambios de cocina a gas por la cocina de inducción se efectuará
en el país y por ende tendrá efectos en el alimentador Picaihua, para lo cual se
necesitara realizar cambios en las instalaciones eléctricas domiciliarias de 110 V a
220 V. Se debe realizar un cambio de transformadores monofásicos a trifásicos,
redes y cambios a nivel de alimentador en general. El calibre de conductor
utilizado deberá ser de preferencia mayor a 1/0 para que pueda soportar la
corriente, debido a que las redes eléctricas aéreas se proyectan para 15 años de
utilidad. También es necesario hacer un cambio de medidores monofásicos dos
hilos a medidores monofásicos a tres hilos o bifásicos.
3.9.2 Para los usuarios.
Para los usuarios es factible técnicamente lo operacional de este proyecto de
cambios de cocina a gas por la cocina de inducción que se efectuara en el país ya
que todas las cocinas traen consigo un manual de usuario y además tendrán la
explicación técnica del personal de ventas de los diferentes almacenes en los
cuales se adquirirá la cocina de inducción.
88
3.10 Desarrollo de la propuesta.
Una vez determinada la información referente a la inclusión de cocina de
inducción en el alimentador Picaihua perteneciente Subestación Oriente de la
Empresa Eléctrica de Ambato S.A., a continuación, se detalla la elaboración del
presente trabajo de investigación, partiendo de la obtención de los datos y
registros necesarios para luego, mediante el paquete computacional Cymdist
simular las redes de distribución y analizar los resultados obtenidos, finalmente,
proponer las medidas de solución factibles para los próximos años.
3.10.4 Flujos de carga para verificar la cargabilidad de redes.
Al disponer de la base de datos de la red medio voltaje en el programa Cymdist,
del alimentador Picaihua en la Empresa Eléctrica Ambato Regional Centro Norte
S. A., se realizó una simulación para verificar cambios en dicha red, culminado
con la información y datos obtenidos por el departamento de diseño y
construcción. Una vez ingresada los datos de la red medio voltaje en el lenguaje
del programa Cymdist se ejecuta la simulación para verificar valores de
cargabilidad y flujos de carga, de cada uno de los tramos del alimentador.
3.10.5 Recopilación de información.
En primer lugar antes del análisis en Cymdist, se procede a identificar las
longitudes de las redes que dan servicio al número de usuarios que se tiene en el
transformador, potencia instalada y real, características de conductores para medio
voltaje y cantidad de tramos.
3.10.6 Corrida de flujo en el alimentador Picaihua con la cocina de inclusión.
Para realizar la corrida de flujo con la incorporación de las cocinas de inducción a
nivel de usuario en el alimentador Picaihua. Se incluyó al sistema los datos de
potencia en kVA de la cocina a cada usuario, Luego de esto se lo multiplica por el
número de usuarios de cada transformador de distribución.
Para la corrida de flujo primero se debe crear un usuario residencial y otro con
cocina de inducción como se detalla en el anexo 8.
89
La tabla 48 presenta la proyección en las líneas de distribución del alimentador
Picaihua, con la nueva carga debido a la incorporación de la cocina de inducción.
TABLA 48; CONDICIONES DE LAS REDES
Cocinas entregadas
al 53% de usuarios
año 2016
Condiciones
Valor
Fase Tramos
anormales
(%)
A PICA34
396.98
Sobrecarga
B PICA34
473.70
C PICA34
475.11
A PICA751
93.43
Bajo voltaje B PICA1231 92.40
C PICA592
85.06
A PICA0
100.00
Alto voltaje
B PICA0
100.00
C PICA0
100.00
Proyecciones
Cocinas entregadas
al 81% de usuarios
año 2019
Valor
Tramos
(%)
PICA34
451.90
PICA34
632.64
PICA34
550.98
PICA751
92.83
PICA1267
86.00
PICA592
85.19
PICA0
100.00
PICA0
100.00
PICA0
100.00
Cocinas entregadas
al 99% de usuarios
año 2022
Valor
Tramos
(%)
PICA34
572.45
PICA34
768.88
PICA34
786.51
PICA751
92.93
PICA1267
83.92
PICA592
83.07
PICA0
100.00
PICA0
100.00
PICA0
100.00
FUENTE: CYMDIST.
La tabla 49 indica las pérdidas en las líneas de distribución, proyectadas para los
años en los cuales se incorporará la cocina de inducción, el costo de las pérdidas
del sistema resulta de la multiplicación de los MWh-año por 3 centavos de dólar.
TABLA 49; PÉRDIDAS DEL SISTEMA
Proyección
Costo anual de
las pérdidas
del sistema
Pérdidas en las
líneas
Pérdidas en los
cables
Pérdidas totales
Cocinas entregadas Cocinas entregadas Cocinas entregadas
al 53% de usuarios al 81% de usuarios al 99% de usuarios
año 2016
año 2019
año 2022
kW
462,6
0,0
462,6
MWh USD
año
año
kW
MWh USD
año
año
kW
MWh
año
USD
año
4052,5 121.6 708,7 6208,5 186,3 1079 9451,8 283,6
0,0
0.00
0,0
0,0
0.00
0,0
0,0
0.00
4052,5 121.6 708,7 6208,5 186,3 1079 9451,8 283,6
FUENTE: CYMDIST.
La tabla 50 muestra los resultados de la corrida de flujo realizada para la
proyección de demanda de los años 2016 y 2019 cuando la cocina de inducción
esté incorporada en más del 53% de los usuarios residenciales del alimentador.
90
La “producción total” es la sumatoria de la potencia instalada recolectada de
cada transformador, “cargas totales” es la carga utilizada, “perdidas en las
líneas” es la diferencia entre la potencia generada “producción total” y la
potencia consumida “cargas totales”.
TABLA 50; RESUMEN TOTAL DE DATOS
Resumen total
Fuentes (Potencia de
equilibrio)
Generadores
Producción total
Carga leída(no
regulada)
Carga utilizada
(regulada)
Condensador shunt
Cargas totales
Capacitancia del
cable
Capacitancia de la
línea
Capacitancia shunt
total
Pérdidas en las líneas
Pérdidas en los cables
Pérdidas totales
Cocinas entregadas al 53% de
usuarios año 2016
kVAr
kVA
kW
fp%
Cocinas entregadas al 81% de
usuarios año 2019
kVAr
kVA
kW
fp%
11449,9 2730,4 11770,9 97,3 13629,4
3046,1
13965,6 97,6
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
11449,9 2730,4 11770,9 97,3 13629,4
0,0
3046,1
0,0
0,0
13965,6 97,6
10987,3 2259,2 11217,1 98,0 12920,7
2327,6
13128,6 98,4
10987,3 2259,2 11217,1 98,0 12920,7
2327,6
13128,6 98,4
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
10987,3 2259,2 11217,1 98,0 12920,7
0,0
2327,6
0,0
0,0
13128,6 98,4
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
22,5
22,5
0,0
0,0
22,0
22,0
0,0
0,0
22,5
22,5
0,0
0,0
22,0
22,0
0,0
462,6
0,0
462,6
493,6
0,0
493,6
676,5
0,0
676,5
68,4
0,0
68,4
708,7
0,0
708,7
740,5
0,0
740,5
1025,0
0,0
1025,0
69,1
0,0
69,1
FUENTE: CYMDIST.
ELABORADO POR: Investigadores.
La tabla 51 muestra los datos de la corrida de flujo para el año 2022, donde se
planea que las cocinas de inducción estén incorporadas en un 99% de los hogares
de los usuarios residenciales.
La “producción total” es la sumatoria de la potencia instalada recolectada de
cada transformador, “cargas totales” es la carga utilizada, “perdidas en las
líneas” es la diferencia entre la potencia generada (producción total) y la potencia
consumida “cargas totales”.
91
TABLA 51; RESUMEN TOTAL DE DATOS AÑO 2022
Cocinas entregadas al 99% de usuarios año 2022
kW
kVAr
kVA
fp(%)
Resumen total
Fuentes (Potencia de equilibrio)
Generadores
Producción total
Carga leída (no regulada)
Carga utilizada (regulada)
Condensador shunt
Reactancia shunt(regulada)
Cargas totales
Capacitancia del cable
Capacitancia de la línea
Capacitancia shunt total
Pérdidas en las líneas
Pérdidas en los cables
Pérdidas en los transformadores
Pérdidas totales
17285,1
0,0
17285,1
16206,1
16206,1
0,0
0,0
16206,1
0,0
0,0
0,0
1079,0
0,0
0,0
1079,0
3749,8
0,0
3749,8
2636,1
2636,1
0,0
0,0
2636,1
0,0
21,4
21,4
1135,1
0,0
0,0
1135,1
17687,1
0,0
17687,1
16419,1
16419,1
0,0
0,0
16419,1
0,0
21,4
21,4
1566,1
0,0
0,0
1566,1
97,7
0,0
97,7
98,7
98,7
0,0
0,0
98,7
0,0
0,0
0,0
68,9
0,0
0,0
68,9
FUENTE: CYMDIST.
ELABORADO POR: Investigadores.
Actualmente la potencia del alimentador es de 8040,3 kVA, se proyecta que al año
2022 cuando las cocinas de inducción estén incorporadas al 99% de usuarios
residenciales. Se proyecta una potencia de 17687,1 kVA por consiguiente el
aumento es de 9646,8 kVA como se muestra en la tabla 52.
TABLA 52; POTENCIA REQUERIDA DEL ALIMENTADOR PARA LA
INCLUSIÓN DE LA COCINA DE INDUCCIÓN
Años
Porcentaje
Potencias del
alimentador (kVA)
2014
2016
2019
2022
0%
53%
81%
99%
8040,3
11770,9
13965,6
17687,1
ELABORADO POR: Investigadores.
92
3.11 Proyección de demanda en el alimentador con la inclusión de
la cocina de inducción.
Para las proyecciones de demanda por usuario con las cocinas de inducción, se
consiguió datos históricos y actuales a través del Centro de Control de Carga
(CECON), con lo cual se obtuvo datos de potencia y la cantidad de usuarios que
se incrementara a nivel de alimentador, con un incremento del 5% en demanda
promedio y un 3% de número de usuarios anualmente a proyectarse, teniendo en
cuenta que a partir del año 2015 se incorporara las cocinas de inducción que se
prevé entregar hasta el año 2022 en un 99%.
Incremento de usuarios residenciales anual
(
(Ecuación 13)
)
(
Uf
=
Usuarios proyectados
U0
=
Usuarios iniciales
1
=
Constante
i
=
tasa de crecimiento
n
=
años de proyección
)
GWh cocinas año
(Ecuación 14)
GWh mes por cocina x meses del año
0,0001242GWh x 12= 0,00149 x Cocinas acumulado
Con la ecuación 13 se realizó la proyección anual de usuarios residenciales con
una tasa de crecimiento promedio de 3%, a esto se le sumó el porcentaje de
cocinas que anualmente se pretende distribuir a los usuarios residenciales del
alimentador, la ecuación 14 se utilizó para proyectar la energía en GWh anual a
consumirse por cocina de inducción.
93
La tabla 53 presenta los datos anuales de la proyección de usuarios residenciales,
cocinas de inducción a distribuirse y energía que estas consumirán.
TABLA 53; PROYECCIÓN ANUAL DE USUARIOS Y COCINAS DE
INDUCCIÓN A DISTRIBUIRSE
Años
Incremento
usuarios residen.
Usuarios
residenciales
Cocinas
distribuidas
Cocinas
acumulado
GWh cocinas año
2014 2015 2016
2017 2018 2019 2020 2021 2022
173
178
184
189
195
201
207
213
219
5940 6118
6302
6491
6686 6886
7093
7305
7525
0
1279
2709
1505
150
527
1053
150
150
-
1279
3988
5493
5643 6170
7224
7374
7525
-
1,91
5,94
8,19
8,41
10,77 10,99
11,2
9,20
ELABORADO POR: Investigadores.
El gráfico 44 se elaboró con los datos de la tabla 53, “cocinas distribuidas’,
donde muestra la proyección de cocinas a entregarse anualmente a los usuarios del
alimentador.
GRÁFICO 44; PROYECCIÓN DE ENTREGA ANUAL DE COCINAS DE
INDUCCIÓN
Proyección de Cocinas
Cantidad cocinas distribuidas
2709
1505
1279
1053
527
150 150
150
0
2014
2015
2016
2017
2018
2019
2020
2021
2022
ELABORADO POR: Investigadores.
3.11.1 Carga diaria de la cocina de inducción.
Para la elaboración de la carga diaria de la cocina de inducción se tomó en cuenta
la ecuación 6, donde se especifica la relación de potencia estimada a utilizarse
para los 5767 usuarios residenciales del alimentador.
94
Potencia en kW de las cocinas de inducción
(Ecuación 15)
4 hornillas 4 kW x 0,17
= 0,680 kW
2 hornillas 2,5 kW x 0,17 = 0,425 kW
Para hallar el factor pico se hizo referencia a la encuesta en donde se tabularon los
datos de la pregunta 6, se determinaron las horas a las cuales los usuarios
residenciales utilizan la cocina a gas, el factor hora pico es la simultaneidad con la
que se utilizan las cocinas.
Para calcular la potencia diaria proyectada del uso de las cocinas de inducción se
multiplicó el factor hora pico por la potencia de cada cocina (ecuación 15), los
resultados se observan en la tabla 54.
TABLA 54; USO DE LA COCINA DE INDUCCIÓN
Horas
Factor hora
pico
1:00
2:00
3:00
4:00
5:00
6:00
7:00
8:00
9:00
10:00
11:00
12:00
13:00
14:00
15:00
16:00
17:00
18:00
19:00
20:00
21:00
22:00
23:00
0,125
0,507
0,406
0,228
0,060
0,067
0,210
0,386
0,303
0,099
0,033
0,042
0,101
0,363
0,600
0,388
0,140
-
Cocina 4
Cocina 2
hornillas
hornillas
(0,680 kW) (0,425 kW)
0,085
0,053
0,345
0,215
0,276
0,173
0,155
0,097
0,040
0,025
0,046
0,029
0,143
0,089
0,263
0,164
0,206
0,129
0,067
0,042
0,022
0,014
0,029
0,018
0,069
0,043
0,247
0,154
0,408
0,255
0,264
0,165
0,095
0,059
-
ELABORADO POR: Investigadores.
95
El gráfico 45 indica la curva de demanda diaria de una cocina de inducción.
La demanda pico se muestra a las 6:00 ,12:00 y 19:00 horas debido a la
simultaneidad con la cual se preparan los alimentos (desayuno, almuerzo,
merienda).
GRÁFICO 45; DEMANDA DIARIA DE LA COCINA DE INDUCCION
0,450
0,408
0,400
Potencia kW
0,350
0,345
0,300
0,250
0,263
0,200
Cocina
4
hornillas
0,150
0,100
0,050
-
Horas
.ELABORADO POR: Investigadores.
El gráfico 46 muestra la curva de demanda diaria del alimentador Picaihua sin la
incorporación de las cocinas de inducción.
GRÁFICO 46; CURVA DE DEMANDA AÑO 2014
AÑO 2014
2.900
POTENCIA kW
2.600
2.300
2.000
1.700
1.400
1.100
Horas
ELABORADO POR: Investigadores.
La tabla 55 muestra la proyección anual de potencia en el alimentador Picaihua
con la carga de la cocina de inducción.
96
TABLA 55; PROYECCIÓN DE POTENCIA CON COCINAS DE
INDUCCIÓN
HORA
00:00-01:00
01:00-02:00
02:00-03:00
03:00-04:00
04:00-05:00
05:00-06:00
06:00-07:00
07:00-08:00
08:00-09:00
09:00-10:00
10:00-11:00
11:00-12:00
12:00-13:00
13:00-14:00
14:00-15:00
15:00-16:00
16:00-17:00
17:00-18:00
18:00-19:00
19:00-20:00
20:00-21:00
21:00-22:00
22:00-23:00
23:00-00:00
AÑO
2014
AÑO 2015
kW
kW
1506,8
1417,9
1378,4
1366,1
1402,1
1558,1
1588,3
1671,1
1848,4
1895,5
1897,7
1905,9
1801,2
1748,4
1823,2
1857,6
1830,8
1793,7
2241,0
2673,7
2628,2
2404,3
2011,6
1635,4
1582,1
1488,8
1447,4
1434,4
1472,2
1636,0
1667,7
1754,7
1940,9
1990,2
1992,6
2001,2
1891,3
1835,9
1914,4
1950,5
1922,3
1883,4
2353,0
2807,3
2759,6
2524,5
2112,2
1717,2
Cocina Inducción
2Horn 4Horn
1582,1
1582,1
1488,8
1488,8
1447,4
1447,4
1434,4
1434,4
1472,2
1472,2
1704,2
1745,1
1943,2
2108,5
1975,4
2107,8
2064,8
2139,1
2022,6
2042,0
2029,2
2051,2
2115,6
2184,2
2101,3
2227,3
200,5
2099,3
1968,0
2000,2
1968,5
1979,2
1945,2
1958,9
1938,5
1971,6
2550,5
2669,1
3133,5
3329,3
2970,4
3096,9
2600,6
2646,2
2112,2
2112,2
1717,2
1717,2
AÑO 2016
kW
1661,2
1563,3
1519,7
1506,1
1545,8
1717,8
1751,1
1842,4
2037,9
2089,7
2092,2
2101,3
1985,8
1927,6
2010,1
2048,0
2018,4
1977,5
2470,7
2947,7
2897,6
2650,7
2217,8
1803,0
Cocina Inducción
2Horn 4Horn
1661,2
1661,2
1563,3
1563,3
1519,7
1519,7
1506,1
1506,1
1545,8
1545,8
1930,4
2058,0
2609,9
3125,2
2530,5
2943,4
2424,2
2665,9
2190,7
2251,3
2206,4
2274,9
2457,9
2671,9
2640,7
3033,6
2440,9
2748,8
2177,3
2277,7
2104,0
2137,6
2089,8
2132,6
2149,5
2252,7
3086,5
3456,0
3964,7
4574,8
3554,8
3949,1
2887,9
3030,3
2217,8
2217,8
1803,0
1803,0
ELABORADO POR: Investigadores.
Los datos del alimentador Picaihua se recolectaron mediante el centro de control
de carga (CECON), a esto se adicionó el 5% de crecimiento de demanda y el 3%
de incremento anual de usuarios.
Para realizar los gráficos de la proyección de demanda para los años 2015 y 2016
se utilizó la tabla 55, donde se pueden observar tres curvas:
La curva de color azul “sin cocinas” representa la demanda de los usuarios en kW
sin el uso de las cocinas de inducción.
97
La curva de color verde “Con cocina 4 hornillas” representa la demanda de los
usuarios residenciales proyectada con la potencia de la cocina de inducción de 4
hornillas.
La curva de color rojo “Con cocina 2 hornillas” representa de demanda de los
usuarios residenciales proyectada con la potencia de la cocina de inducción de 2
hornillas.
El gráfico 47 presenta la proyección de demanda al año 2015, con la
incorporación de las cocinas de inducción en 1279 hogares de los usuarios
residenciales del alimentador. Existe un pico máximo de 3133 kW para la cocina
de inducción de 2 hornillas y 5329,3 kW para la cocina de 4 hornillas entre las
19:00 y 20:00 horas.
GRÁFICO 47; PROYECCIÓN DE DEMANDA AÑO 2015
3.500
AÑO 2015
sin
cocinas
POTENCIA kW
3.000
2.500
Con
cocina2
hornillas
2.000
Con
cocina4
hornillas
1.500
1.000
Horas
ELABORADO POR: Investigadores.
El gráfico 48 presenta la proyección de demanda al año 2016, con la
incorporación de las cocinas de inducción en un total de 3988 hogares. Esto
representa un total de 53% de usuarios del alimentador que ya la han adquirido.
98
GRÁFICO 48; PROYECCIÓN DE DEMANDA AÑO 2016
AÑO 2016
4.800
sin
cocinas
POTENCIA kW
4.300
3.800
Con
cocina2
hornillas
3.300
2.800
2.300
Con
cocina4
hornillas
1.800
1.300
ELABORADO POR: Investigadores.
La tabla 56 muestra la proyección anual calculada de potencia en el alimentador
Picaihua con la carga de la cocina de inducción para los años 2017, 2018 y 2019.
TABLA 56; PROYECCIÓN DE POTENCIA CON COCINAS DE
INDUCCIÓN
HORA
01:00-02:00
02:00-03:00
03:00-04:00
04:00-05:00
05:00-06:00
06:00-07:00
07:00-08:00
08:00-09:00
09:00-10:00
10:00-11:00
11:00-12:00
12:00-13:00
13:00-14:00
14:00-15:00
15:00-16:00
16:00-17:00
17:00-18:00
18:00-19:00
19:00-20:00
20:00-21:00
21:00-22:00
22:00-23:00
23:00-00:00
kW
1641,4
1595,7
1581,4
1623,1
1803,7
1838,6
1934,5
2139,8
2194,2
2196,8
2206,3
2085,1
2024,0
2110,6
2150,4
2119,4
2076,4
2594,2
3095,1
3042,5
2783,2
2328,7
1893,2
AÑO 2017
Cocina Inducc
2Hor
4Hor
1641,4 1641,4
1595,7 1595,7
1581,4 1581,4
1623,1 1623,1
2096,6 2272,3
3021,5 3731,3
2882,3 3451,0
2671,8 2991,1
2333,3 2416,7
2354,1 2448,5
2697,5 2992,2
2987,1 3528,2
2731,0 3155,1
2340,9 2479,2
2227,6 2273,9
2217,6 2276,6
2313,3 2455,4
3442,4 3951,3
4495,8 5336,2
3947,7 4490,8
3110,0 3306,0
2328,7 2328,7
1893,2 1893,2
kW
1723
1675
1660
1704
1893
1930
2031
2246
2303
2306
2316
2189
2125
2216
2257
2225
2180
2723
3249
3194
2922
2445
1987
AÑO 2018
Cocina Inducc
2Horn 4Horn
1723,5 1723,5
1675,5 1675,5
1660,4 1660,4
1704,3 1704,3
2194,8 2375,3
3145,9 3875,1
3005,0 3589,3
2793,4 3121,4
2446,8 2532,5
2468,3 2565,2
2821,3 3194,1
3116,0 3672,0
2851,5 3287,3
2452,8 2594,8
2337,2 2384,8
2326,3 2386,9
2423,6 2569,6
3595,3 4118,2
4688,9 5552,4
4124,6 4682,6
3558,1 3459,5
2445,2 2445,2
1987,8 1987,8
kW
1809
1759
1743
1789
1988
2027
2132
2359
2419
2422
2432
2298
2231
2326
2370
2336
2289
2860
3412
3354
3068
2567
2087
AÑO 2019
Cocina Inducc
2Horn 4Horn
1809,7 1809,7
1759,3 1759,3
1743,5 1743,5
1789,5 1789,5
2317,5 2514,9
3355,8 4153,1
3197,5 3836,3
2956,8 3315,3
2575,3 2669,0
2598,7 2704,7
2984,2 3315,3
3312,0 3919,9
3025,6 3502,0
2585,7 2740,9
2457,5 2509,5
2447,0 2513,2
2555,3 2715,0
3812,9 4384,5
4985,7 5929,8
4371,1 4981,2
3435,5 3655,7
2567,4 2567,4
2087,2 2087,2
ELABORADO POR: Investigadores.
99
Para el año 2017 se entregarán 1505 cocinas de inducción para los usuarios
residenciales del alimentador, con esto se llega a un año crítico debido a que se
tiene una carga de potencia por las cocinas con más del 50%. De esta manera se
observa que el pico máximo entre las 19:00 y 20:00 horas será de 4495,8 kW
y 5336,2 kW para la cocina de inducción de 2 y 4 hornillas respectivamente. El
grafico 49 se realizó con los datos calculados de la tabla 56.
GRÁFICO 49; PROYECCIÓN DE DEMANDA AÑO 2017
5.500
AÑO 2017
sin
cocinas
POTENCIA kW
5.000
4.500
4.000
Con
cocina2
hornillas
3.500
3.000
2.500
Con
cocina4
hornillas
2.000
1.500
Horas
ELABORADO POR: Investigadores.
El gráfico 50 presenta la proyección de demanda al año 2018, con la
incorporación de las cocinas de inducción en un total de 5643 hogares. Esto
representa un total de 74,7% de usuarios del alimentador que ya la han adquirido.
La potencia máxima proyectada será de 4688,9 kW para la cocina de 2 hornillas,
mientras que 5552,4 kW para la cocina de 4 hornillas en la hora pico de la noche.
POTENCIA kW
GRÁFICO 50; PROYECCIÓN DE DEMANDA AÑO 2018
6.000
5.500
5.000
4.500
4.000
3.500
3.000
2.500
2.000
1.500
AÑO 2018
sin
cocinas
Con
cocina2
hornillas
Con
cocina4
hornillas
Horas
ELABORADO POR: Investigadores.
100
El gráfico 51 presenta la proyección de demanda al año 2019, con la
incorporación de las cocinas de inducción en un total de 6170 hogares. Esto
representa un total de 81,7% de usuarios del alimentador que ya la han adquirido.
El pico máximo se produce de 19:00 a 20:00.
GRÁFICO 51; PROYECCIÓN DE DEMANDA AÑO 2019
6.000
AÑO 2019
sin
cocinas
5.500
POTENCIA kW
5.000
4.500
Con
cocina2
hornillas
4.000
3.500
3.000
Con
cocina4
hornillas
2.500
2.000
1.500
Horas
ELABORADO POR: Investigadores.
El gráfico 52 indica la proyección de demanda al año 2020, con la incorporación
de las cocinas de inducción en un total de 7224 hogares. Esto representa un total
de 95,7% de usuarios del alimentador que ya la han adquirido.
GRÁFICO 52; PROYECCIÓN DE DEMANDA AÑO 2020
AÑO 2020
6.600
sin
cocinas
6.100
POTENCIA kW
5.600
5.100
4.600
Con
cocina2
hornillas
4.100
3.600
3.100
Con
cocina4
hornillas
2.600
2.100
1.600
Horas
ELABORADO POR: Investigadores.
101
La tabla 57 muestra la proyección anual calculada de potencia en el alimentador
Picaihua con la carga de la cocina de inducción para los años 2020, 2021 y 2022.
TABLA 57; PROYECCIÓN DE POTENCIA CON COCINAS DE
INDUCCIÓN
HORA
01:00-02:00
02:00-03:00
03:00-04:00
04:00-05:00
05:00-06:00
06:00-07:00
07:00-08:00
08:00-09:00
09:00-10:00
10:00-11:00
11:00-12:00
12:00-13:00
13:00-14:00
14:00-15:00
15:00-16:00
16:00-17:00
17:00-18:00
18:00-19:00
19:00-20:00
20:00-21:00
21:00-22:00
22:00-23:00
23:00-00:00
kW
1900,2
1847,2
1830,6
1879,0
2088,0
2128,5
2239,4
2477,1
2540,1
2543,1
2554,1
2413,8
2343,1
2443,3
2489,4
2453,4
2403,7
3003,1
3583,0
3522,1
3222,0
2695,8
2191,6
AÑO 2020
Cocina Inducc
2Horn 4Horn
1900,2 1900,2
1847,2 1847,2
1830,6 1830,6
1879,0 1879,0
2473,1 2704,2
3684,1 4617,4
3485,9 4233,7
3176,7 3596,5
2722,9 2832,6
2750,0 2874,1
3200,1 3587,6
3599,9 4311,6
3272,7 3830,5
2746,2 2928,0
2590,8 2651,7
2582,7 2660,2
2715,2 2902,1
4118,5 4787,8
5425,0 6530,2
4712,4 5426,6
3651,6 3909,4
2695,8 2695,8
2191,6 2191,6
kW
1995
1939
1913
1972
2192
2234
2351
2600
2667
2657
2669
2522
2448
2553
2601
2563
2511
3138
3744
3680
3366
2817
2290
AÑO 2021
Cocina Inducc
2Horn 4Horn
1995,2 1995,2
1939,6 1939,6
1913,0 1913,0
1972,9 1972,9
2585,5 2821,4
3822,9 4775,7
3623,8 4387,3
3315,2 3743,7
2853,8 2965,7
2868,7 2995,4
3328,5 3724,1
3733,2 4459,7
3397,5 3967,0
2862,5 3048,0
2705,0 2767,1
2695,8 2774,9
2829,9 3020,7
4276,9 4960,1
5624,6 6752,8
4895,7 5624,8
3805,6 4068,7
2817,1 2817,1
2290,2 2290,2
kW
2094
2036
1999
2071
2302
2346
2469
2731
2800
2777
2789
2635
2558
2668
2718
2679
2624
3279
3912
3846
3518
2943
2393
AÑO 2022
Cocina Inducc
2Horn 4Horn
2094,9 2094,9
2036,6 2036,6
1999,1 1999,1
2071,5 2071,5
2703,2 2943,9
3967,0 4939,3
3767,3 4546,4
3459,8 3897,1
2990,9 3105,2
2992,6 3121,9
3462,0 3865,7
3871,4 4612,8
3527,1 4108,1
2983,7 3173,0
2824,2 2887,6
2813,8 2894,6
2949,4 3144,1
4441,4 5138,5
5831,5 6982,7
5086,1 5830,1
3966,0 4234,6
2943,9 2943,9
2393,3 2393,3
ELABORADO POR: Investigadores.
El gráfico 53 presenta la proyección de demanda al año 2021, con la
incorporación de las cocinas de inducción en un total de 7374 hogares. Esto
representa un total de 98% de usuarios del alimentador que ya la han adquirido.
A partir de este año 2021 se proyecta distribuir las cocinas a los usuarios
residenciales restantes, de los sectores más alejados del alimentador ya
mencionado. Se planea entregar 150 cocinas de inducción.
102
GRÁFICO 53; PROYECCIÓN DE DEMANDA AÑO 2021
POTENCIA kW
AÑO 2021
7.100
6.600
6.100
5.600
5.100
4.600
4.100
3.600
3.100
2.600
2.100
1.600
sin
cocinas
Con
cocina2
hornillas
Con
cocina4
hornillas
Horas
ELABORADO POR: Investigadores.
En el año 2022 se pretende llegar a un 99% de usuarios residenciales entregando
150 cocinas de inducción con un total acumulado de 7525 usuarios que ya
dispongan de dicha cocina, en donde se proyecta un pico máximo de 5831,5 kW y
6982,7 kW entre las 19:00 y 20:00 horas con las cocinas de 2 y 4 hornillas
respectivamente.
POTENCIA kW
GRÁFICO 54; PROYECCIÓN DE DEMANDA AÑO 2022
7.300
6.800
6.300
5.800
5.300
4.800
4.300
3.800
3.300
2.800
2.300
1.800
AÑO 2022
sin
cocinas
Con
cocina2
hornillas
Con
cocina4
hornillas
Horas
ELABORADO POR: Investigadores.
103
3.12 Alternativa de solución
3.12.1 Aumento de potencia en transformadores
Para que los usuarios puedan utilizar las cocinas de inducción se necesitará
cambiar la potencia de cada centro de transformación con otros que abastezcan la
nueva potencia que se demandará con las cocinas de inducción; para la cual se
verificó que la potencia a utilizarse por usuario sería en promedio de 1,623 kVA
detallada en la ecuación 5, utilizados por cocina de inducción con lo que se
elaboró la tabla 58 cambiando de esta manera la potencia establecida para cierto
número de usuarios residenciales dada por las guías de diseño de la EEASA. .
TABLA 58; POTENCIA A INCREMENTARSE POR TRANSFORMADOR
Selección
Potencia a incrementarse
Usuarios Transformador
Cocina inducción
Nº Capacidad Cocina Usuarios *
Tipo Nº
Fases
kVA)
kVA kVA Cocina
15
3
25
1,623
24,35
A
35
3
50
1,623
56,81
10
1
15
1,623
16,23
22
1
25
1,623
35,71
B
35
1
37,5
1,623
56,81
54
3
50
1,623
87,66
20
1
15
1,623
32,46
40
1
25
1,623
64,93
C
50
3
30
1,623
81,16
60
3
45
1,623
97,39
12
1
5
1,623
19,48
D 20
1
10
1,623
32,46
39
1
15
1,623
63,31
Transformador
Total
3ɸ
(kVA)
37,96
45
82,16
100
24,02
30
46,7
50
72,55
75
105,89 112,5
36,51
45
69,18
75
85,51
100
109,53 112,5
18,83
25
32,67
37,5
60,24
75
ELABORADO POR: Investigadores.
3.12.2 Rediseño de demanda para los tipos de usuarios.
En la tabla 59 se presenta el rediseño para el tipo de usuario en donde se considera
la nueva demanda de energía eléctrica de 100 kWh mensuales que se establece
según el MEER, con la inclusión de la cocina de inducción y calentadores de
agua, para lo cual se prevé una nueva tabla de tipo de usuario en donde se
incrementa los rangos de consumo mensual.
104
TABLA 59; NUEVO TIPO DE USUARIO SIN SUBSIDIO
Tipo
A
B
C
D
Descripción
Grupos compactos de habitantes, o que tengan un consumo
superior 351 kWh.
Grupos compactos de habitantes, o que tengan un consumo
especifico de 251 kWh a 351 kWh.
Zonas de grupos compactos de habitantes que tengan un consumo
especifico de 151 a 250 kWh.
Urbanizaciones o grupos compactos de habitantes, o que tengan un
consumo específico de 61 a 150 kWh.
ELABORADO POR: Investigadores.
3.12.3 Conductor a utilizarse para redes en el alimentador Picaihua.
Para la mejora de la calidad de energía en las redes de distribución con la
inclusión de las cocinas de inducción se debe aumentar el calibre de conductor en
las redes de medio y bajo voltaje para que puedan soportar la corriente que estas
producirán.
En las guía de diseño de la Empresa Eléctrica Ambato S.A. se tiene la tabla 60 en
el cual indica el tipo y calibre de conductor mínimo y máximo admisible para el
tendido de las redes eléctricas primarias y secundarias que se utilizan.
TABLA 60; CALIBRES DE CONDUCTOR
Redes
Primarias
Secundarias
Calibre
Tipo de conductor (AWG o MCM)
Min
Max
ACSR
1/0
266,8
ACSR
2
2/0
Preensamblado
3*2+1/0 3*2/0+1/0
2*2+1/0 2*2/0+1/0
FUENTE: Guía de diseño EEASA parte III.
Para realizar instalaciones y tendidos eléctricos de redes se tiene la tabla 61 en la
cual se especifica los parámetros de los conductores para medio y bajo voltaje.
105
TABLA 61; ESPECIFICACIONES DE LOS CONDUCTORES
Peso cu total
aprox
Kg/Km
304,13
485,31
610,72
769,95
Calibre Diámetro
AWG
2
1/0
2/0
3/0
Mm
7,41
9,45
10,65
11,95
# de
hilos
36
36
36
36
Peso total
aprox
Kg/Km
899,33
1202,82
1409,75
1664,08
Capacidad
conducción
Amp
195
260
300
345
FUENTE: Cablec Phelps Dodge del Ecuador.
ELABORADO POR: Investigadores.
Después de los estudios realizados con la cocina de inducción, y trasladando los
datos obtenidos a la simulación en el software Cymdist, luego de realizar una
corrida de flujo aumentando paulatinamente por centro de carga las nuevas
potencias incluyendo la carga de la cocina de inducción, nos dio como resultado
que se sobrecargaban las redes, como se muestra en la tabla 62.
TABLA 62; TRAMOS SOBRECARGADOS
Tramos sobrecargados
Nombre
Fase
PICA344
ABC
PICA751
A
PICA1267
B
PICA592
C
ELABORADO POR: Investigadores
Debido al aumento de cargas en el alimentador, se debe cambiar las redes que son
monofásicas a bifásicas o a su vez por trifásicas y así poder llegar a los medidores
bifásicos que se van a instalar. Para lo cual se debe aumentar el calibre de
conductor al inmediato superior, para que pueda tolerar la nueva corriente que
circulara por los mismos.
La tabla 63 presenta las longitudes, calibres y conductores a adecuarse para la
incorporación de la cocina de inducción en los hogares de los usuarios del
alimentador Picaihua.
106
TABLA 63; CARACTERÍSTICAS CONDUCTOR A APLICAR
Redes de distribución existente
Longitud en
Tipos de red
(m)
Conductor 2 ACSR
Trifásico
8767,7
Bifásico AB
1552,2
Bifásico AC
499,1
Monofásico A
7763,7
Monofásico B
13371,9
Monofásico C
14284,7
Conductor 2/0 ACSR
Trifásico
3035,3
Conductor 4 ACSR
Trifásico
162,4
Monofásico A
2791,4
Monofásico B
4805,3
Monofásico C
4073,3
Conductor 8 ACSR
Monofásico B
67,9
Conductor 1/0ACSR
Trifásico
7795,9
Bifásico AB
34,4
Monofásico A
184,6
Monofásico B
580,4
Monofásico C
5561,1
Conductor 266ACSR
Trifásico
1566,4
Red proyectada de distribución
Longitud en
Tipos de red
(m)
Conductor 1/0
Trifásico
8767,7
Bifásico AB
1552,2
Bifásico AC
499,1
Bifásico
7763,7
Bifásico
13371,9
Bifásico
14284,7
Conductor 2/0 ACSR
Trifásico
3035,3
Conductor 2 ACSR
Trifásico
162,4
Bifásico
2791,4
Bifásico
4805,3
Bifásico
4073,3
Conductor 6 ACSR
Bifásico
67,9
Conductor 2/0ACSR
Trifásico
7795,9
Bifásico AB
34,4
Bifásico
184,6
Bifásico
580,4
Bifásico
5561,1
Conductor 266ACSR
Trifásico
1566,4
ELABORADO POR: Investigadores.
Nota: Para las redes bifásicas se puede utilizar transformadores monofásicos a tres hilos de 240 V
o trifásicos a 220 V para el caso de este alimentador.
3.12.4 Transformadores a utilizarse.
Monofásicos trifilar a 120/240 voltios ± 5% o tomado de un sistema trifásico a
208/120 voltios ± 5%.
Trifásico a 127/220 voltios ± 5% mediante acometida de cuatro conductores
conectados a las tres fases y el neutro.
107
El gráfico 55 muestra la configuración de las redes para los diferentes voltajes de
suministro.
GRÁFICO 55; REDES DE DISTRIBUCIÓN
FUENTE: https://sites.google.com/site/labmediup/temas-de-la-unidad/pl-7-medicion-depotencia/7-4-teoria-y-tecnica.
El gráfico 56 muestra la configuración del transformador monofásico a 3 hilos,
este transformador tiene 2 fases y el neutro conectado a la tierra, además el
voltaje que obtiene a la salida del transformador es de 120 V, 240 V.
GRÁFICO 56; TRANSFORMADOR MONOFÁSICO A 3 HILOS
ELABORADO POR: Investigadores.
El gráfico 57 muestra el esquema conexión, el esquema eléctrica del medidor
monofásico trifilar (3 hilos), el registro del consumo de una acometida monofásica
de fase partida (120/240 V) donde se tienen dos conductores activos y un neutro.
108
GRÁFICO 57; MEDIDOR MONOFÁSICO 3 HILOS
FUENTE: https://sites.google.com/site/labmediup/temas-de-la-unidad/pl-7-medicion-depotencia/7-4-teoria-y-tecnica.
El grafico 58 muestra el diagrama de conexiones de un sistema monofásico de tres
hilos a partir del equipo de desconexión principal, incluyendo un tablero de
circuitos derivados que alimente a las dos cargas de 120 V y a la de 240 V.
GRÁFICO 58; SISTEMA MONOFÁSICO A TRES HILOS
Medidor (kWh)
Baja
tensión
Equipo de desconexión principal
conductor no
puesto a tierra
conductor
puesto a tierra
ITESM
ACEE
conductor de puesta a ITESM
tierra de equipos
conductor no
puesto a tierra
FUENTE: Tierras eléctricas, Armando Llamas, Jorge de los Reyes, Jesús Baez, Innovación
Editorial Lagares, Monterrey, 2005
Nota: ITESM representa una carga monofásica conectada a 120 V y ACEE es una carga
monofásica a tres hilos conectada a 240 V.
109
CONCLUSIONES

Por efecto del incremento de la demanda se produce en el sistema la
necesidad de considerar el cambio de transformadores de potencia,
incorporación de nuevas redes y cambio de calibre de conductores para la
distribución entre los años 2016 y 2022, adicional a la repotenciación de la
subestación Oriente tomando en cuenta la carga del aumento de la
demanda del resto de alimentadores existentes en el mismo.

La cocina de inducción es más eficiente que la cocina que funciona a gas,
ya que la olla cierra el campo magnético es decir funciona como elemento
generador de calor y esto produce que no exista pérdidas de transferencia
de calor lo cual hace que los alimentos se cocinen de una manera más
rápida.

La inclusión masiva de las cocinas de inducción en el Ecuador se lo va a
hacer desde el año 2015 ya que se tiene que cambiar la estructura eléctrica
como son los medidores y redes de 110 a 220 Voltios para que puedan
funcionar estas cocinas. Para lo cual también van a entrar en
funcionamiento nuevas centrales de generación según lo planificado por el
gobierno.

La sustitución total de cocinas de gas por cocinas de inducción representa
al menos un 40% de aumento en la demanda de energía para el
alimentador Picaihua y por ende a la subestación.

Con la inclusión masiva de las cocinas de inducción se podrá focalizar de
mejor manera el subsidio a la energía destinada para la cocción de
alimentos, se subsidiará 80 kWh/mes durante tres años, y para los años
próximos se pagará 4 centavos de dólar por kWh, con lo cual se tendrá
que pagar menos que por el consumo del cilindro de gas a precio
internacional.

El uso de las cocinas de inducción tiene un mayor impacto en los "tres
picos" de la curva de demanda diaria debido a que se producen a las
mismas horas del día por la cocción de alimentos, perjudicando al factor
de carga de los transformadores y al óptimo funcionamiento del sistema
eléctrico de potencia.
110
RECOMENDACIONES

Realizar un estudio de las condiciones de las instalaciones eléctricas de los
hogares donde se vayan a utilizar las cocinas de inducción, ya que el
amperaje que consumen puede sobrecargar dichas instalaciones y causar
problemas como activación de breakers o sobrecalentamiento
de los
conductores.

Verificar que las cocinas de inducción fabricadas en Ecuador cumplan
todos los parámetros de eficiencia, calidad y seguridad, según las
normativas eléctricas establecidas por el INEN y el CONELEC.

Establecer, que para el tipo de cocina de inducción que se manufacturará
en Ecuador o se importen, se cumplan con una distorsión de armónicos en
la corriente inferior al 10 %; que tenga un factor de potencia entre 0,95 y
1 en el caso de las cocinas de inducción de 2 o más hornillas el voltaje de
operación sea de 220 voltios cumpliendo las normas establecidas.

Dimensionar los calibres de conductores, transformadores y protecciones
necesarios para la correcta operación del sistema en especial en las horas
pico donde se utilizara la cocina de inducción.

Socializar normas sobre el correcto manejo de las cocinas de inducción en
cada sector para que no existan inconvenientes en su uso para la
preparación de alimentos.
111
GLOSARIO DE TÉRMINOS BÁSICOS
Acometidas.- Es la derivación desde la red de distribución de la empresa
suministradora hacia la edificación o propiedad donde se hará uso de la energía
eléctrica.
Armónicos triplens.- Son los armónicos provocan una baja calidad en el
suministro de la energía eléctrica.
Bobinas de reactancia.- Son destinadas para compensación en las redes que
presentan voltajes armónicas y sobre todo, sirven de protección de los
compensadores.
Carga lineal.- Es lineal cuando hay una correspondencia lineal entre la intensidad
eléctrica (amperios) y el voltaje que se le aplica.
Carga no lineal.- Es cuando la corriente de carga no es proporcional al voltaje.
Eficiencia.- Es la capacidad de disponer de alguien o de algo para conseguir un
objetivo determinado con el mínimo de recursos posibles viable.
Factor de potencia.- Es el cociente entre la potencia activa y la potencia aparente,
que es coincidente con el coseno del ángulo entre la tensión y la corriente cuando
la forma de onda es sinusoidal pura.
Inversor.- La función es cambiar un voltaje de entrada de corriente continua a un
voltaje simétrico de salida de corriente alterna.
Menaje.- Conjunto de utensilios de cocina.
Placas de inducción.- Es un electrodoméstico utilizado para cocinar y calentar
alimentos.
Revenido.- Tratamiento térmico a baja temperatura que se realiza normalmente
después un proceso de temple.
Resistencia.- Es la igualdad de oposición que tienen los electrones al desplazarse
a través de un conductor.
Temple.- El temple es un proceso de calentamiento seguido de un enfriamiento
rápido para conseguir mayor dureza y resistencia mecánica del acero.
.
112
SIGLAS
A1h
=
Armónico de corriente.
A
=
Unidad de corriente (Amperios).
ACSR
=
Conductor de aluminio reforzado de Acero.
AP
=
Alumbrado público.
A rms
=
Intensidad de corriente con valor medio cuadrático.
AWG
=
Diámetro de cable norteamericano.
Ce
=
Cargas especiales (cocina de inducción).
CECON
=
Centro de Control de Carga.
cm
=
Unidad de medida de longitud (centímetros).
CONELEC =
Consejo Nacional de Electricidad.
ctvs/kWh
=
Centavos por cada kilo vatio hora.
DD
=
Demanda de diseño.
Dmax
=
Demanda Máxima.
DMp
=
Demanda diversificada proyectada.
DMU
=
Demanda máxima unitaria.
DMUp
=
Demanda máxima unitaria proyectada.
E
=
Energía.
EEASA
=
Empresa eléctrica Ambato sociedad Anónima.
Fd
=
Factor de diversificación.
fp
=
Factor de potencia.
GLP
=
Gas licuado de Petróleo.
GWh
=
Unidad de energía (gigawatthora).
H
=
Unidad de tiempo (horas).
Hz
=
Es la unidad de medida de la frecuencia (Hertz).
kg
=
Unidad de medida de peso (kilogramos).
KHz
=
Unidad de medida de frecuencia (Kilo Hertz).
Km
=
Unidad de medida de longitud (kilómetros).
113
kV
=
Unidad de medida de voltaje (Kilovoltios).
kVA
=
Unidad de medida de Potencia (Kilovoltamperio).
kVA/día
=
Unidad de medida de Potencia (Kilovoltamperio día).
kVAr
=
Unidad de medida de Potencia (Kilovoltamperioreactivo)
kVA/mes
=
Unidad de medida de Potencia (Kilovoltamperio mes).
kW
=
Unidad de medida de Potencia (Kilovatio)
kWh
=
Unidad de medida de energía (Kilovatio hora).
kWh/mes
=
Unidad de medida de energía mes (Kilovatio hora mes).
LC
=
Inductivo capacitivo.
mcm
=
Miles de Circular Mils.
MEER
=
Ministerio de electricidad y energía renovable.
min
=
Unidad de medida de tiempo (minutos).
MW
=
Unidad de medida de potencia (Megavatio)
MWh
=
Unidad de medida de energía (Megavatio hora).
P
=
Potencia.
PNBV
=
Plan Nacional del Buen Vivir.
p.u
=
Relación entre esta cantidad y la cantidad base (por unidad).
rms
=
Es el valor medio cuadrático.
S
=
Potencia Activa.
S.A.
=
Sociedad anónima.
t
=
Tiempo.
Tipo(A,B,C,D) =
Tipos de usuarios.
THD
=
Distorsión total Armónica.
V
=
Unidad de mediada de voltaje (voltios).
V rms
=
Intensidad de corriente con valor medio cuadrático.
W
=
Unidad de medida de potencia (vatio).
1ɸ, 2ɸ, 3ɸ
=
Número de fases Monofásico, Bifásico, Trifásico.
114
Referencias bibliográficas:
Bibliografía Citada:

BISQUERRA, R. “El Método Inductivo”. En: Clasificación de los
Métodos de Investigación. Primera edición. Barcelona: CEAC, 2007. p 62

CAMPOS OCAMPO, Melvin. “Investigación de campo”. En: Métodos Y
Técnicas de Investigación Académica. Primera edición. Costa Rica, 2009.
p 17.

CAMPOS OCAMPO, Melvin. “Investigación descriptiva”. En: Métodos Y
Técnicas de Investigación Académica. Primera edición. Costa Rica, 2009.
p 18.

GERIN, Merlin. “Armónicos e interarmónicos”. En: La calidad de la
energía eléctrica. Segunda Edición. Barcelona: Schneider Electric España
S.A, 2009. p 10.

HUESO, Andrés y CASCANT, Josep Ma . “La Encuesta”. En: Métodos y
Técnicas Cuantitativas de Investigación. Primera Edición. Valencia:
UNIVERSITAT POLITÉCNICA DE VALÉNCIA, 2012. p 21. ISBN:
978-84-8363-893-4.

LAUFGANG, Sergio G. “Calentamiento por inducción” en curso de
inspectores de soldadura (Primera edición) (ed). termo soldex .Buenos
Aires, 2010 S. A. p18.

TAMAYO Y TAMAYO, Mario. “Método Experimental”. En: La
Investigación Científica. Tercera Edición. Santa Fe de Bogotá: ARFO
EDITORES LTDA, 1999. p 45. ISBN: 958-9279-13-9

VARGAS CORDERO, Zoila Rosa. “La investigación aplicada”. En: La
Investigación Aplicada: Una forma de conocer las realidades con
Evidencia. Primera edición. Costa Rica: REDALYC, 2009. p 159. ISSN:
0379-7082

YEBRA MORÓN, Juan Antonio “Definición de un sistema de
distribución” En: Sistemas Eléctricos de Distribución. Primera edición.
México Reverté, 2009. p 2. ISBN: 978-607-7815-00-6 México
115
Bibliografía Consultada:

ALBORNOZ VINTIMILLA, Esteban “Rendición de cuentas 2011
Ministerio de Electricidad y Energía renovable”. Informe inédito. Quito
Ministerio de Electricidad y Energía Renovable. 2011.

CYME INTERNATIONAL T&D, Cymdist 4.7, Power Engineering
Software Solutions, Manual de Referencia 2007.

EEASA, Guías de Diseño, ISO 9001:2000

Jumaira-pimentel-3840 “La Investigación científica” [en línea]. Ary,
Jacobs y Razavieh. Investigación Descriptiva, 1989[ref. de 25 Noviembre
2013]. Disponible en web:
< http://es.scribd.com/doc/33936895/Investigacion-Descriptiva>.

Karolynne Gardim “Desventajas de la cocina de inducción” [en línea].
Mercedes Martínez. Cocina de Inducción, 22 de Enero del 2010[ref. de 3
Octubre
2013].
Disponible
en
web:
<http://www.ehowenespanol.com/desventajas-cocina-induccion-lista_15>.

Rltp “Desarrollo del Trabajo” [en línea]. Arturo Zarens. Cocina de
Inducción, Abril 2011 [ref. de 2 Octubre 2013]. Disponible en web:
<http://www.buenastareas.com/ensayos/Cocina-De-Induccion/3801.html>.
116
ANEXO Nº1:
Ficha de encuestas a los usuarios del alimentador Picaihua
ANEXO Nº2:
Ubicación demográfica de la subestación oriente
ANEXO Nº 3:
Alimentador Picaihua
ANEXO Nº4:
Elementos para el funcionamiento de cocinas eléctricas de
inducción
ANEXO Nº 5:
Pruebas con la cocina de inducción Kalley
ANEXO Nº 6:
Pruebas con la cocina de inducción Duxtop
ANEXO Nº 7:
Subestación Oriente
ANEXO Nº 8:
Procedimiento para el ingreso de la carga de la cocina de
inducción en Cymdist
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ANEXO Nº 1: FICHA DE ENCUESTAS A LOS USUARIOS DEL
ALIMENTADOR PICAIHUA
UNIVERSIDAD TÉCNICA DE COTOPAXI
UNIDAD ACADÉMICA DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA Y
APLICADAS
CARRERA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
Los postulantes del proyecto, solicitamos muy comedidamente se digne contestar
la presente encuesta con la más alta veracidad.
OBJETIVO
La presente encuesta tiene como objetivo recopilar información en tiempo real
para el emprendimiento de un proyecto del estudio de la proyección y
determinación del crecimiento de la demanda por tipo de usuario, con la inclusión
de la cocina de inducción en el alimentador Picaihua a 13,8 kV de la Subestación
Oriente, perteneciente a la Empresa Eléctrica Ambato Regional Centro Norte S.A.
INDICACIONES
Dígnese en marcar con una (X) de acuerdo a su criterio, el siguiente listado
de ítems.
1.- ¿Qué tipo de cocina utiliza usted para la cocción de alimentos?
Cocina a gas
Cocina eléctrica
Cocina a leña (fogón)
2.- ¿Usted cuántas horas diarias utiliza la cocina a gas para la cocción de
alimentos?
2
4
6
8
3.- ¿Cuánto conoce acerca de las cocinas de inducción?
Mucho
Poco
Nada
4.- ¿Cree usted que con la inclusión de la cocina de inducción aumentara el
costo de la planilla mensual de energía eléctrica?
Mucho
Poco
Desconozco
5.- ¿Usted qué tipo de cocina de inducción estará en capacidad de adquirir?
Sabiendo que:
2 hornillas que cuestan aproximadamente 150 usd
3 hornillas que cuestan aproximadamente 570 usd
4 hornillas que cuestan aproximadamente 745 usd
4 hornillas y horno que cuestan aproximadamente 1600usd
6.- En su casa habitualmente qué tipo de alimentación diariamente prepara.
Desayuno
Almuerzo
Merienda
7.- Señale el período de tiempo que usted utiliza la cocina a gas para
preparar los alimentos.
Desayuno
desde…………. hasta…………
Almuerzo
desde…………..hasta…………
Merienda
desde…………..hasta………....
¡GRACIAS POR SU TIEMPO!
ANEXO Nº 2: UBICACIÓN GEOGRÁFICA DE LA SUBESTACIÓN
ORIENTE
La subestación Oriente se encuentra ubicada frente al colegio Técnico Guayaquil
en la Av. Bolivariana (entrada a Picaihua).
FUENTE: https://maps.google.com.ec/
ANEXO Nº 3: ALIMENTADOR PICAIHUA
El alimentador Picaihua tiene un total de 76,897 km en redes eléctrica, las cuales se
indican en el gráfico, divididas en red trifásica tiene 21,327 km, red bifásica tiene 2,085
FUENTE: EMPRESA ELÉCTRICA AMBATO S.A.
Red monofásica
Red trifásica
.
Red bifásica
km y red monofásica tiene 53,454 km.
ANEXO Nº 4: INSTALACIÓN DOMICILIARIA PARA EL
FUNCIONAMIENTO DE LA COCINA DE INDUCCIÓN
Instalación desde la red de bajo voltaje
La acometida debe tener dos fases más el neutro suministrado desde la red de bajo
voltaje hasta llegar al medidor, luego de eso es necesario colocar un breaker
principal, y en la caja térmica se debe colocar un breaker que sea solo para el
circuito eléctrico de la cocina de inducción como se indica a continuación.
FUENTE:http://iguerrero.wordpress.com/
Instalación desde el medidor hasta la salida del toma corriente
La conexión para los domicilios se debe realizar desde la salida del medidor, la
caja térmica y la instalación eléctrica con un conductor de calibre #10 para las
fases y el neutro un conductor de calibre # 12, para que soporte la corriente
generada por la cocina de inducción. El breaker para la caja térmica debe ser
bipolar de 30 amperios. Finalmente para la instalación se debe utilizar un
tomacorriente de 220(v) para la conexión con el enchufe de la cocina.
1
Medidor
4
Toma corriente (220v)
2
Caja térmica
5
Cocina de inducción
3
Conductores
FUENTE:http://iguerrero.wordpress.com/
ANEXO Nº 5: PRUEBAS CON LA COCINA DE INDUCCIÓN KALLEY
ELABORADO POR: Investigadores
Cocina de inducción Kalley conectada al analizador de red, mientras estaba en
funcionamiento. Los datos registrados se muestran en el capítulo II en las tablas
26 y 27 páginas 58 y 60 respectivamente.
ELABORADO POR: Investigadores
ANEXO Nº 6: PRUEBAS CON LA COCINA DE INDUCCIÓN DUXTOP
ELABORADO POR: Investigadores
Cocina de inducción Duxtop conectada al analizador de red mientras está en
funcionamiento Los datos registrados se muestran en el capítulo II en las tablas 26
y 28 páginas 58 y 60 respectivamente.
ELABORADO POR: Investigadores
ANEXO Nº 7: SUBESTACIÓN ORIENTE
PARÁMETROS DE LA SUBESTACIÓN ORIENTE
ELABORADO POR: Investigadores
ALIMENTADORES
DE LA SUBESTACIÓN ORIENTE
ELABORADO POR: Investigadores
SALIDA ALIMENTADOR ELÉCTRICO PICAIHUA
ELABORADO POR: Investigadores
SALIDA AÉREA DE LA RED DEL ALIMENTADOR PICAIHUA
La salida de red la subestación es subterránea hasta llegar al poste ubicado en la
acera y de ahí parte con red trifásica para electrificar todo a la Parroquia Picaihua
ELABORADO POR: Investigadores
ANEXO Nº 8: PROCEDIMIENTO PARA EL INGRESO DE LA CARGA
DE LA COCINA DE INDUCCIÓN EN CYMDIST
Distribución de carga sin cocinas
Se realizará la distribución de carga en función de la demanda máxima en la red
de medio voltaje, según el “Procedimiento para el cálculo de pérdidas y análisis
de la red de medio voltaje” homologado por el MEER, mediante el uso del
módulo de distribución de carga de CYMDIST básico.
INGRESO DE LA BASE DE DATOS
FUENTE: CYMDIST
CREACIÓN DE TIPO DE CLIENTE
Mediante el uso del CYMDIST, se crearán 2 tipos de clientes, utilizando el
criterio de potencia constante:

USUARIO COCINA_INDUCCION

USUARIO RESIDENCIAL_MEDIO
FUENTE: CYMDIST
INCLUSIÓN DE LA CARGA DE LAS COCINAS DE INDUCCIÓN
Se incluirá al sistema la carga de la cocina de inducción, luego de esto se
multiplicara por el número de clientes totalizados en el transformador de
distribución. Dicha carga será ingresada al sistema como potencia real.
Este proceso se ejecutará de forma automática mediante el aplicativo
“CARGA_COCINAS_INDUCCIÓN”.
FUENTE: MEER
Creación de perfiles en el administrador de perfiles de energía en el módulo
cyme (energy profile management, epm)
En los perfiles de tipos de clientes se deberá agregar los siguientes ítems:

COCINA_INDUCCION, que será proporcionado por el MEER

RESIDENCIAL_MEDIO, que será incluido con base a información propia
de la distribuidora
Se debe verificar que los nombres de los perfiles creados sean los mismos que los
clientes existentes en CYMDIST
Curva de carga diaria de Cocinas de Inducción,
Esta curva tiene tres picos que se prevé se darán con el funcionamiento de las
cocinas de inducción en las horas cuando se prepara la alimentación diaria
(desayuno, almuerzo, merienda), en donde se observa que el pico con mayor
influencia se dará a las 20:00.
FUENTE: MEER
Curva de carga típica residencial
El siguiente gráfico presenta la curva de carga típica residencial, donde se puede
observar la hora en la cual se tiene mayor demanda de energía, entre las 20:00 y
21:00 horas.
FUENTE: MEER
REPORTES
Los reportes que se generarán son los siguientes:





Resumen de la red
Resumen de dispositivos monitoreados
Resumen de uso de dispositivos
Resumen de pérdidas de red
Gráfico de perfil de carga en la cabecera del alimentador
POTENCIA TOTAL ACTUAL DE LOS CLIENTES RESIDENCIALES
El grafico muestra la potencia total media de los usuarios residenciales existentes
registrados a la salida del alimentador Picaihua, antes de la carga con la inclusión
de las cocinas de inducción.
FUENTE: MEER
POTENCIA ACTUAL DE TODOS LOS CLIENTES
El gráfico muestra la potencia total de todos los tipos de usuarios medios
existentes en el alimentador luego de realizar la corrida de flujo, estos constan de
la carga real total en kVA, kW y kVAr por fases. Este procedimiento es previo a
la simulación con la carga de las cocinas de inducción, los resultados de este
análisis se encuentran en la tabla 48 página 90.
FUENTE: MEER