Balance de energía en una red de distribución

Qué es el balance de energía

El balance de energía aplica un principio básico: la energía que entra a una parte de la red es igual a la que sale más la que se pierde. En un circuito de distribución, lo que entra se mide en la cabecera, y lo que sale es lo que consumen los usuarios.

La relación se escribe así:

Energía entregada = energía registrada por los usuarios + pérdidas técnicas + pérdidas no técnicas

Se puede calcular para un transformador de distribución con sus usuarios de baja tensión, para un alimentador de media tensión o para toda la red de un operador. La lógica es la misma en los tres casos; solo cambia dónde se pone el medidor de cabecera.

La clasificación de las pérdidas en técnicas y no técnicas es la de la Resolución CREG 015 de 2018: las técnicas son la energía que se disipa por calentamiento y otros fenómenos eléctricos al transportar y transformar la energía. Las no técnicas se originan básicamente en el robo de energía o en la falta de medición. Esta guía se concentra en el cálculo; las causas y las medidas están en pérdidas no técnicas: causas y cómo reducirlas.

Qué hace falta medir

El último renglón importa cada vez más. Un usuario con paneles solares puede entregar energía a la red en parte del día. El balance debe tratar esa energía como entrada al circuito y no como consumo. Vea medidor bidireccional para AGPE y autogeneración a pequeña escala.

Cómo se calcula

El cálculo tiene cuatro pasos.

1. Medir o tomar la energía de la cabecera del circuito durante el período.
2. Sumar la energía registrada por los medidores de los usuarios del mismo circuito y del mismo período.
3. Restar: la diferencia son las pérdidas totales del circuito. Se expresan en kWh y como porcentaje de la energía entregada.
4. Descontar las pérdidas técnicas esperadas. Lo que queda es la estimación de pérdidas no técnicas.

Un ejemplo con números inventados solo para ilustrar el método:

Con esos valores, más de la mitad de la diferencia no se explica por el estado de la red y conviene inspeccionar el circuito. Si las pérdidas técnicas estimadas hubieran sido de 850 kWh, la diferencia se explicaría casi entera por la red y el circuito necesitaría inversión en conductores o transformadores, no una campaña de inspección.

Qué estimar de las pérdidas técnicas

Las pérdidas técnicas de un circuito se calculan con un estudio de flujo de carga o, de forma aproximada, a partir de los conductores, el largo, la carga y las pérdidas del transformador. Dos efectos las hacen variar:

• La carga. Las pérdidas por calentamiento en los conductores crecen con el cuadrado de la corriente. Un circuito cargado el doble pierde cuatro veces más en sus conductores.
• El transformador. Pierde energía en el hierro aunque esté sin carga, y en el cobre según la corriente que lleva. La guía sobre el reparto de pérdidas del transformador explica cómo se separan.

Por eso un balance mensual con una sola cifra de pérdidas técnicas fija es una aproximación. Si el circuito cambia de carga entre meses, la estimación debe cambiar también.

Errores frecuentes

• Períodos distintos. Comparar una lectura de cabecera del primero al último del mes con lecturas de usuarios tomadas en fechas escalonadas. La diferencia sale inflada o negativa.
• Cabecera sin comprobar. Un transformador de corriente con relación equivocada o saturado registra de más o de menos y falsea todo el balance. Se verifica con pruebas a transformadores de corriente y de tensión.
• Usuarios de otro circuito. Un usuario conectado a un transformador pero asignado a otro en el sistema comercial hace que un circuito parezca perder y otro ganar.
• Ignorar la generación del usuario. Una diferencia negativa, es decir más consumo registrado que energía entregada, suele indicar autogeneración no considerada o error de medida.
• Concluir con un solo mes. El balance debe seguirse en el tiempo. Un valor aislado engaña; la tendencia muestra qué circuitos empeoran.

Cómo ayuda la medición inteligente

Con lectura manual, el balance tiene un período grueso y fechas descuadradas. Con un sistema de medición avanzada los medidores registran por intervalos, de modo que se puede cortar el balance a la misma hora para todos y repetirlo por día e incluso por franja horaria. La Resolución CREG 101 001 de 2022 define el medidor avanzado como el que mide y registra datos en intervalos máximos de una hora; esto permite ver cuándo aparece la diferencia, y eso ayuda a distinguir un robo permanente de una falla puntual.

Cuándo pedir ayuda

Armar el balance exige que la medida de cabecera sea correcta y que los datos de los medidores estén integrados. Si necesita revisar la relación de sus transformadores de medida o diseñar la comunicación que reúne las lecturas, en Tiza Group hacemos pruebas a transformadores de medida y ingeniería de comunicaciones. Cuéntenos su caso por el formulario de contacto y le cotizamos.

Para ampliar, vea qué es la medición inteligente, los datos de medición y su analítica y el gemelo digital de una red eléctrica.

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Referencias

• Resolución CREG 015 de 2018: clasificación de las pérdidas en técnicas y no técnicas.
• Resolución CREG 101 001 de 2022: definición de medidor avanzado e infraestructura de medición avanzada.
• Resolución CREG 038 de 2014, Código de Medida.

Preguntas frecuentes