2.%20 operacion%20de%20sistemas%20de%20transmision%20de%20500kv rep

OPERACIÓN DE LOS SISTEMAS

DE TRANSMISIÓN EN 500 KV

Gerencia de Operación y Mantenimiento - REP

Ing. Alberto Muñante Aquije

30 de septiembre de 2011

©Todos los derechos reservados por Red de Energía del Perú S.A.

2

Contenido

La Empresa

Operación de Sistemas de Potencia

La Operación en REP

Sistema de 500 kV en Perú

La Empresa


5

El grupo de transmisión de energía

más grande del Perú

Accionistas: Grupo ISA (60%) y EEB (40%).

Empresa operadora del negocio de

transmisión eléctrica para el grupo

empresarial ISA en el Perú

Accionistas: Accionistas: Grupo ISA

(83%), AC Capitales del Perú (17%)

Accionistas: Grupo ISA (60%) y EEB (40%)


Nuestro equipo

66

378 Colaboradores

54 Subestaciones

7955 km de circuitos de líneas

19 Departamentos


Proceso de Desarrollo de los Proyectos de

Transmisión

PLANIFICAR DISEÑAR CONSTRUIR OPERAR



Plan de Expansión

Horizonte: 10 años

Programación de la Operación

Largo Plazo

Horizonte: 4 años

Etapas: Mensuales

Mediano PlazoHorizonte: Anual

Etapas: Semanales

Mediano Plazo

Programa Mensual

Corto Plazo

Programa Semanal

Programa Diario

Programación de la Operación

Despacho horario de Generación

Costo implícito de déficit/ Configuración del parque generador

Sub-sistemas agregados

Estadísticas hidrológicas

Representación individualizada

Previsión hidrológicas mensuales y semanales

Metas semanales de generación por central

Representación detallada

Estrategias de Operación

Planes de Contingencia

Ley 25844 - RLCE Art. 93° y 95°

Ley 28832

Ley 25844 - RLCE Art. 94° y 95°

Programa de Operación

Planes de Contingencia


Proceso en el Tiempo de la Operación de SEP


ECONOMÍA

TENER BAJA PROBABILIDAD DE QUE EXISTA DISCONTINUIDAD DEL SERVICIO ELÉCTRICO.

CALIDADPERFIL ACEPTABLE DE VALORES DE TENSIÓN Y FRECUENCIA DE LA POTENCIA ELÉCTRICA SUMINISTRADA

MINIMIZAR LOS COSTOS DE OPERACIÓN DEL SISTEMA

SEGURIDAD

La operación de los sistemas eléctricos se puede caracterizar por tres objetivos interdependientes:


Objetivos de la Operación de SEP


ANÁLISIS DE SEGURIDAD

0 50 100 150 200 250160

170

180

190

200

210

220

230Curva V-P

X: 164.5

Y: 209.2

Tensión en Paramonga

Tensión en Chimbote

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 560

65

70

75

80

t, sec

Delta,

Gra

dos

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 559.9

59.95

60

60.05

t, sec

f, H

z

+/- 5%

Tensión

Nominal


Análisis de Seguridad Operativa de SEP


¿Es

Seguro?

Programación de la

Generación y la Red de

Transmisión

Contingencia

de Diseño

Normal

¿Es

Contingencia

Extrema?

Modificación del Programa

de Generación y la Red de

Transmisión

Plan de Contingencias

Programa de Operación

Calidad, Seguridad y

Economía

NOSI

SI

NO

FIN

Análisis de Contingencias

INICIO

Restricciones

Operativas


Análisis de Seguridad Operativa de SEP

SEGURIDAD EN LA

PROGRAMACIÓN DE

LA OPERACIÓN

ESTUDIOS DE

ANÁLISIS DE

SEGURIDAD

OPERATIVA

TENER BAJA PROBABILIDAD DE

QUE EXISTA DISCONTINUIDAD DEL

SERVICIO ELÉCTRICO

PLANES DECONTINGENCIAPARA AQUELLOS CASOS EXTREMOS QUE NO SON

CUBIERTOS EN EL ANÁLISISDE SEGURIDAD


ECONOMÍA

TENER BAJA PROBABILIDAD DE QUE EXISTA DISCONTINUIDAD DEL SERVICIO ELÉCTRICO.

CALIDADPERFIL ACEPTABLE DE VALORES DE TENSIÓN Y FRECUENCIA DE LA POTENCIA ELÉCTRICA SUMINISTRADA

MINIMIZAR LOS COSTOS DE OPERACIÓN DEL SISTEMA

SEGURIDAD

No existe una combinación ideal de los tres objetivos mencionados.

La combinación óptima es única para cada sistema y varía conforme a cada condición de operación.

Los objetivos de seguridad y economía son aún contradictorios a causa de razones obvias; una mayor seguridad implica mayores costos de operación


Objetivos de la Operación de SEP

La operación de los sistemas eléctricos se puede caracterizar por tres objetivos interdependientes:


1414

•Cumple los criterios de seguridad

•Cumple los límites operativos

•Sin pérdida de carga

ESTADO NORMAL

•Criterios de seguridad al margen

•Límites operativos en zona de

alerta

•Sin pérdida de carga o sólo radial

ESTADO DE ALERTA

•No cumple criterios de seguridad

•Violación de límites operativos

•Pérdida de carga

ESTADO DE EMERGENCIA

•Criterios de seguridad al margen

•Límites operativos en zona de

alerta

•Pérdida de carga no radial

ESTADO RESTAURATIVO

Control Preventivo

Control Correctivo

Evento

Perturbación

Evento /

PerturbaciónResincronización

Adición de Carga

y Generación

Control

Correctivo

Estados Operativos del Sistema


La operación en REP


16

Se Planea y Programa la

Operación.

Los Programas se

transforman en acciones

que se realizan en el Día a

Día.

Los mejoramientos se

alcanzan cuando se

estandarizan y se

aseguran resultados

sistemáticamente

Se evalúan los

resultados frente a las

metas planteadas.

Programación

Planificación

Ejecución Evaluación

Administración de SOM

Proyectos de mejora


Procesos de la Operación de un SEP


17

Efectuar el Plan de Expansión de la Red

de Transmisión.

Elaborar la programación anual, mensual

y semanal de intervenciones en la red

(mantenimiento, obras y pruebas).

Efectuar estudios eléctricos y evaluar la

seguridad del sistema para la

programación de la operación.

Comunicar las intervenciones a los

clientes y OSINERGMIN.

Gestionar las solicitudes/ autorizaciones

de intervención.

Calcular las compensaciones por

aplicación de NTCSE para la

programación de la operación.

Largo

Plazo

Mediano

Plazo

Corto

Plazo

Operación

en Tiempo

Real


Procesos de la Operación de un SEP - Planear

Coordinamiento de los sistemas

de protección.

B

A

Zona 1AZona 2A

ZA

Zona 3A

Mínimo120%*(XLAB + XLBC)

C

No alcanzar la barra de BT!

!

Impedancia vista por el relé

Trigger

26/08/2004

06:42:58 a.m..673

t/s-0.1 -0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9

iA/A

-750-500-250

0250500

t/s-0.1 -0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9

iB/A

-750-500-250

0250500

t/s-0.1 -0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9

iC/A

-750-500-250

0250500

t/s-0.1 -0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9

iN/A

-750-500-250

0250500

t/s-0.1 -0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9

vA/kV

-200

-100

0

100

t/s-0.1 -0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9

vB/kV

-200

-100

0

100

t/s-0.1 -0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9

vC/kV

-200

-100

0

100

U0*

t/s-0.1 -0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9

U0*/kV

0

5

10

t/s-0.1 -0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9

1pole open ØC

1pole open ØB

1pole open ØA

Line closure

50N/51N Trip 3p

50N/51N Trip C

50N/51N Trip B

50N/51N Trip A

79 Close

Relay TRIP

Relay TRIP ØC

Relay TRIP ØB

Relay TRIP ØA

Relay PICKUP G

Relay PICKUP ØC

Relay PICKUP ØB

Relay PICKUP ØA

Relay PICKUP

50N/51N Pickup

21 PU reverse

21 PU forward

21 Pickup G

21 Pickup ØC

21 Pickup ØB

21 Pickup ØA

Flag Lost

>Trig.Wave.Cap.

Oscilografía de la línea


18

La operación en tiempo real del Sistema

de REP y sus clientes es efectuada, en

forma coordinada con el COES y las

empresas de generación y distribución.

REP cuenta con dos Centro de Control:

uno principal en Lima y el otro de respaldo

en Arequipa .


Procesos de la Operación de un SEP - Hacer

Centro de Control Principal Centro de Control Respaldo

Las herramientas tecnológicas para la

operación en tiempo real son:

Sistema SCADA

Sistema de Información operativo SIO.

Sistema de Gestión Operativa SIGO


COORDINADOR

DEL SISTEMA

COES

3CENTRO DE

CONTROL DE REP

CENTRO DE

CONTROL

DISTRIBUIDORAS

CENTRO DE

CONTROL

GENERADORAS

ORGANIZACION DE LA OPERACIÓN NACIONAL

CENTROS DE

CONTROL

TRANSMISORAS

CLIENTES

LIBRES




20

Elaborar la programación diaria de

intervenciones en la red.

Elaborar y difundir programas diario

de maniobras.

Ejecutar maniobras programadas.

Llevar el control de las intervenciones

en la red (permisos para trabajar).

Supervisar las variables de la red y

sistemas de comunicaciones.

Ejecutar maniobras de los equipos de

la red para llevar el sistema al estado

normal.

Registrar las maniobras de los

equipos de la red y eventos del

sistema.

Elaborar informes preliminares de

perturbaciones.

Reportar eventos a los clientes y

áreas operativas de REP.

Elaborar informe diario de la

operación de REP.




21

Analizar la operación del sistema, en

particular analizar las fallas, verificando

el desempeño de los sistemas de

protección.

Seguimiento a la ejecución de las

recomendaciones del análisis de fallas.

Gestión de los contadores de energía

para contabilizar la energía transmitida.

Evaluación de los programas de

intervenciones en la red.

Elaborar reportes estadísticos de

perturbaciones y disponibilidad de la red.

Cálculo de indicadores operativos.

Reportar los semáforos de aplicación de

la NTCSE.

Calcular y reportar al OSINERG las

compensaciones por aplicación de la

NTCSE.

Impedancia vista por el relé

Trigger

26/08/2004

06:42:58 a.m..673

t/s-0.1 -0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9

iA/A

-750-500-250

0250500

t/s-0.1 -0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9

iB/A

-750-500-250

0250500

t/s-0.1 -0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9

iC/A

-750-500-250

0250500

t/s-0.1 -0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9

iN/A

-750-500-250

0250500

t/s-0.1 -0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9

vA/kV

-200

-100

0

100

t/s-0.1 -0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9

vB/kV

-200

-100

0

100

t/s-0.1 -0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9

vC/kV

-200

-100

0

100

U0*

t/s-0.1 -0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9

U0*/kV

0

5

10

t/s-0.1 -0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9

1pole open ØC

1pole open ØB

1pole open ØA

Line closure

50N/51N Trip 3p

50N/51N Trip C

50N/51N Trip B

50N/51N Trip A

79 Close

Relay TRIP

Relay TRIP ØC

Relay TRIP ØB

Relay TRIP ØA

Relay PICKUP G

Relay PICKUP ØC

Relay PICKUP ØB

Relay PICKUP ØA

Relay PICKUP

50N/51N Pickup

21 PU reverse

21 PU forward

21 Pickup G

21 Pickup ØC

21 Pickup ØB

21 Pickup ØA

Flag Lost

>Trig.Wave.Cap.

Oscilografía de la línea


Procesos de la Operación de un SEP - Verificar

Sistema de 500 kV en Perú


Nº Descripción

1 L.T. 138 kV Laguna la Niña – Bayovar. Subestación 220/138kV

Laguna la Niña CTM (Mar. 10)

2 L.T. Paragsha-Conococha-Huallanca-Cajamarca-Cerro Corona-

Carhuaquero 220kV. Abengoa (May.11)

3 2da terna 220 kV Independencia-Ica. ISA (May.11)

4 L.T. Chilca-Zapallal 500 kV y L.T. Chilca-La Planicie-Zapallal

2x220 kV (preparada para 500 kV ISA (May.11)

5 Refuerzo L.T 220 kV Mantaro-Cotaruse-Socabaya a 505 MVA.

CTM (Jul. 2011)

6 Ampliación N° 6: 2da terna 220 kV Chiclayo – Piura. REP

(Ago.2011)

7 Ampliación N 8: Ampliación capacidad Transmisión:

Independencia-Ica e Ica-Marcona REP (Sep 2011)

8 Ampliación N° 9: Amp. Capacidad Transmisión y 2da terna

Trujillo-Guadalupe-Chiclayo REP (Mar 2012)

9 L.T. 500 kV Zapallal-Chimbote-Trujillo. ISA (Ago. 2012)

10 L.T. 500 kV Chilca-Marcona-Ocoña-Montalvo. Abengoa (Ago

2013)

11 L.T 220 kV Piura – Talara ISA (Ago.2012)

12 L.T 220 kV Pomacocha–Carhuamayo.ISA (Sep.2012)

13 L.T. 220 kV Tintaya-Socabaya REI (Mar.2013)

14 L.T. Machupicchu-Abancay-Cotaruse CTM (Ene 2013)

15 L.T. 500 kV Trujillo Norte – La Niña (Nov.2013)

16 L.T. 500 kV Mantaro–Caraveli-Montalvo y L.T. 220 kV Cotaruse-

Machupicchu ISONOR (22.feb.11)

2

5

6

11

1

133

129

10

164

Proyectos en el Sistema de Transmisión - Corto Plazo

Proyectos de transmisión en Ejecución

7

8

14

15


Estudios Especializados para Líneas de

Transmisión de 500 kV

Ingeniería y estudios que justifiquen el diseño del proyecto (líneas y

subestaciones)

Diseño óptimo del tipo, configuración, material y calibre de los

conductores, aisladores, estructuras entre otros para sistemas de extra alta

tensión.

Dimensionamiento óptimo de los equipos para la operación segura y confiable del

sistema de transmisión en 500 kV, como por

ejemplo, autotransformadores, interruptores, seccionadores, reactores, sintonizaci

ón de reactores de neutro de la compensación reactiva (simétrica y/o asimétrica).

Implementación de sistemas de supervisión, control y detección de falla de la

línea de transmisión y equipos de patio.

Estudios eléctricos y electromagnéticos

Flujos de carga en régimen normal de operación para verificar la distribución de

los flujos y niveles de tensión con el proyecto;

Cálculos de cortocircuitos para verificar las potencias de cortocircuito de los

equipos del área de influencia;

Flujos de carga en condiciones de contingencia para verificar la redistribución de

los flujos en el sistema y niveles de tensión post-contingencia;


Estudios Especializados para Líneas de

Transmisión de 500 kV

Estudios eléctricos y electromagnéticos (continuación)

Análisis de la estabilidad (pequeñas señales, transitoria electromecánica, de

tensión) para verificar con mayor aproximación el comportamiento del sistema

con el proyecto:

Cálculo de los tiempos críticos de falla asociado al recierre

monopolar, considerando la corriente de arco secundario.

Límites máximos de operación.

Estudios de ajuste y coordinación de protecciones;

Estudios de compensación reactiva: capacitiva e inductiva;

Análisis de los transitorios electromagnéticos para calcular las sobretensiones de

maniobra y por descargas atmosféricas.

Estudios de coordinación de Aislamiento. Se determina las distancias de

seguridad que los equipos tienen que tener entre equipos y personas.


Preparación de la Gente para Operar

Sistemas de Transmisión de 500 kV

Cursos Especializados:

Cursos de transitorios electromagnéticos: Principios y entrenamiento elaborado por

ISA-Colombia.

Curso de subestaciones y líneas de transmisión a 500 kV o de extra alta tensión

elaborado por HMV Ingenieros (Colombia).

Curso Fundamentos de PSCAD y Aplicaciones elaborado por Manitoba HVDC

Research Centre (Canadá)

Curso de líneas en 500 kV elaborado por Concol (Colombia).

Programa de pasantías dentro del grupo ISA:

Estudios eléctricos de operatividad L.T. 500 kV Chilca-Carabayllo (ISA-REP)

Estudios de ajuste y coordinación de protecciones de la L.T. 500 kV Chilca-

Carabayllo (ISA-REP)

Estudios eléctricos de pré-operatividad L.T. 500 kV Carabayllo-Chimbote-Trujillo

(ISA-REP).

Estudios de transitorios electromagnéticos (HMV-ISA-REP)

Capacitación y entrenamiento dentro del grupo ISA:

Ingenieros de subestaciones 500 kV: supervisión y mantenimiento especializado

(ISA-REP)


A través de Concurso Público

Internacional, ISA se adjudicó la

concesión de las obras de

construcción, operación y

mantenimiento de las líneas de

transmisión eléctrica Chilca-La

Planicie-Carabayllo 220 kV y Chilca –

Carabayllo 500 kV.

Proyecto Chilca-La Planicie-Carabayllo-Zapallal

El pasado 18 de mayo 2011 empezó a operar la primera línea en 500 kV en el Perú



Especificaciones Técnicas

Características principales del proyecto

Subestaciones:

Chilca 500 y 220 kV; La Planicie 220 kV; y, Carabayllo 500 y 220 kV

Líneas de Transmisión:

De 220 kV Chilca-La Planicie; La Planicie-Carabayllo; y, Carabayllo-Zapallal

De 500 kV Chilca-Carbayllo

Compensación reactiva: Ninguna


Parámetros eléctricos de las Líneas

Línea # km kV kA MVA

Chilca Nueva – La Planicie 2 50 220 0.9185 350

La Planicie – Carabayllo 2 40 220 0.9185 350

Chilca Nueva – Carabayllo 1 90 500 1.6165 1400

Carabayllo – Zapallal 2 10.8 220 2.1834 832

Huayucachi – Carabayllo 2 240.6 220 0.3990 152

Parámetros eléctricos de los Autotransformadores

Autotransformador # Shv Smv Slv Uhv Umv Ulv dUtap Tap - Tap +

Chilca Nueva 1 600 600 200 500 220 33 1.0 -10 10

Carabayllo 2 600 600 200 500 220 33 1.0 -10 10


Especificaciones Técnicas


Diagrama Unifilar Carabayllo 220kV


Características de la Subestaciones


Diagrama Unifilar Carabayllo 500kV




Características del Sistema

DESCRIPCIÓN UNIDAD Nivel 220kV Nivel 500kV

Tensión Nominal kV 220 500

Tensión Asignada del equipo kV 245 550

Frecuencia Asignada Hz 60 60

Nivel Básico de Aislamiento asignado

al impulso tipo rayo (LWIL)kV 1050 1550

Nivel de tensión asignado soportado

al impulso tipo maniobra (SWIL)kV 750 1175

Nivel de tensión asignado soportado

a la frecuencia industrialkV 460 680

Corriente asignada de cortocircuito

para el equipo de subestaciónkA 63 40




Interruptores que soportan

cortocircuito de 63 kA en

220 kV

Estructuras

sismoresistentes ( 0,5 g

horizontal).

Interruptores de 500 kV de

LT Carabayllo - Trujillo, con

resistencias de

preinserción.

Aspectos relevantes del primer proyecto a 500 kV

Chilca-La Planicie - Zapallal

SE – Interruptores


Los interruptores son de tanque vivo con interrupción de corriente en SF6, operados

tripolarmente para los transformadores y con posibilidad de mando monopolar para las

líneas de transmisión. Pueden ser operados con mando local o remoto.

Los de 220kV solo tienen una cámara de extinción junto con un capacitor; mientras que

en 500kV son interruptores con doble cámara, cada cual con su respectivo capacitor.



SE – Interruptores


Para las subestaciones a 220 kV, en las celdas de línea y transformador, son tipo doble

apertura para los seccionadores de barra A y semipantógrafos para los de barra B y

transferencia.

Para el caso de la celda de acoplamiento son del tipo de doble apertura.

Para las subestaciones a 500 kV son semipantógrafos monopolares.



SE – Seccionadores




Otros Equipos de Subestaciones

Transformadores de Tensión

Son del tipo capacitivos con relaciones 500/√3 kV / 110/√3 V y 220/√3 kV / 110/√3 V para

500 kV y 220 kV respectivamente. Para ambas tensiones, los transformadores de tensión

poseen dos devanados secundarios con precisiones de 0.2 y 3P, y una carga de 15VA.

Transformadores de Corriente

Poseen relaciones de 2000 - 1000 / 1 A y 2500 - 1250 / 1 A para 500 kV y 220 kV

respectivamente. La relación usada en el lado de 500kV es de 1000 / 1 A. Para ambas

tensiones, los transformadores de corriente poseen cuatro devanados secundarios (1 de

medida y 3 de protección) con precisiones de 0.2 y 5P.

Pararrayos

Para el caso de 220 kV, la tensión asignada es de 198 kV y una tensión continua de

operación de 142 kV.

Para el caso de 500 kV, la tensión asignada es de 444 kV y una tensión continua de

operación de 318 kV.

Cadenas de aisladores, aisladores tipo poste vertical e invertido

Dichos aislamientos cumplen con: distancia mínima de fuga de 7595 mm para 220 kV y

17050 mm para 500 kV.



Chilca-La Planicie – Zapallal

Autotransformadores 500/220 kV

En total se tienen 11 unidades de autotransformadores monofásicos:

- La subestación de Chilca cuenta con un banco de autotransformadores, además de

una unidad de reserva.

- La subestación de Carabayllo cuenta con dos bancos de

autotransformadores, además de una unidad de reserva.


Equipos de Cambio Rápido de Unidad

Para casos de falla de alguna de la unidades de transformación, se cuenta con una

unidad de reserva, la cual puede ser reemplazada por la fallada.

Para el caso de las protecciones y señales de corriente, se cuenta con unos tableros

que permiten retirar las señales de corriente y disparos de protecciones mecánicas de la

unidad fallada, y ponerlas en la unidad de reserva, sin realizar un cableado que

demandaría una serie de tiempos y pruebas.





Para realizar el cambio de unidad en el lado de alta tensión, se deben desconectar los

bujes de alta, baja y terciario de la unidad fallada, y poner estas conexiones en los barrajes

respectivos de cambio de unidad.






Unidad de reserva conectada permanentemente a las barras de transferencia de

220 kV y 500 kV. para cambio rápido reemplazando cualquiera de las fases.

Unidad de

Reserva

Barra de

Transferencia

500 kV

Barra de

Transferencia

220 kV






Las primeras líneas y subestaciones en 500 kV del Sistema

Interconectado Nacional.

Ubicadas en la zona metropolitana de Lima, con anchos de servidumbre

de 64 metros por línea.

Dos superestructuras de 170.5 metros, 295 tn c/u, las más altas del Perú.

La subestación de mayor capacidad de transformación en el Perú con

1400 MVA de potencia instalada.

Las Líneas en 220 kV de mayor capacidad en el Perú con 1800 MVA de

capacidad de transmisión.

En estos proyectos se han incorporado experiencias constructivas y

operativas del grupo empresarial a nivel de 500 kV con base en los

sistemas operados en Colombia y Brasil en cuanto a

capacitación, entrenamiento y certificación de personal técnico, uso y

aplicación de tecnologías, y aplicación y normalización de procesos

constructivos , operativos y de mantenimiento.






Problemática en la construcción

Problemas en Zonas arqueológicas intangibles. Se han generado variantes

para respetar monumentos Arqueológicos caso, Caral ciudad mas antigua de

América y otros en la zona del Rimac

Gestión de predios y servidumbres ha sido compleja especialmente en las

zonas aledañas a Lima Metropolitana. Demora en la imposición de

servidumbres por vía administrativa

Especulación y desinformación por posibles efectos de los campos

electromagnéticos en la salud de las personas desinformando a la población y

ocasionando conflictos sociales.

Problemas generados por los sindicatos de construcción civil que ocasionan

atrasos y paralizaciones de las obras.

Demoras en la obtención del EIA




Líneas - Diseño Estructuras

e

b

1.25 c a e1 1.25

4.1 4.1 e2

3.2

e3

e1 e1

e1

e1

e1

Dimensiones en [m]

d

a 6.60

b 3.75

c 7.60

d 15.00

e 2.71

e1≥ 2.63

e2≥ 0.80

e3≥ 1.30

NOTA: Las alturas no incluyen pata básica

Cuerpo 1

2.5

Cuerpo 2

7.0

Cuerpo 3

11.5

Cuerpo 4

16 Cuerpo 6 Cuerpo 7

25 29.5

Cuerpo 5

20.5

e

b

1.25 c a 1.25

e2

4.8 50°

100°

e1

e1 e1

Dimensiones en [m]

d

a 6.60

b 3.75

c 7.60

d 15.00

e 2.71

e1≥ 3.63

e2≥ 1.10

NOTA: Las alturas no incluyen pata básica

Cuerpo 1

2.5

Cuerpo 2

7.0

Cuerpo 3

11.5

Cuerpo 4

16 Cuerpo 6 Cuerpo 7

25 29.5

Cuerpo 5

20.5

Estructura convertible de 220 kV a 500kV

Estructura 500 kV


El corredor aprobado por el INC, exigió

el diseño para el cruce del rio Rímac de

dos superestructuras de 170.5

metros, c/u de 295 Tn equivalente a 20

estructuras convencionales. Estas

torres son las más altas del Perú.



Líneas Eléctricas

©Todos los derechos reservados por Red de Energía del Perú S.A.Altura 170.5 m, peso 295 Tn, vano 1300 m



Líneas - Cruce del Rio Rímac T18 Y 19


Ventanilla

Zapallal 220 kV

La Planicie 220 kV

Chavarría 220 kV

Santa Rosa 220 kVSan Juan 220 kV

Chilca REP 220 kV

Carabayllo 500 kV

Chilca CTM 220 kV

C.H Huinco

C.T Santa Rosa

Kallpa,Chilca1,

Platanal, Las Flores

Chillón 220 kV

Chilca 500 kV

L.T 500 kV Chilca-Carabayllo

Parámetros eléctricos

Carabayllo 220 kV

90 Km

R=0.0316 Ω/Km

X=0.3170 Ω/Km

B=5.2659 µS/Km

50 Km

R=0.0521 Ω/Km

X=0.3834 Ω/Km

B=4.366 µS/Km

39 Km

R=0.0521 Ω/Km

X=0.3834 Ω/Km

B=4.366 µS/Km

3x200 MVA

3x200 MVA 3x200 MVA

L-2094 -L-2095

48 Km

R=0.05901 Ω/Km

X=0.3431 Ω/Km

B=4.8238 µS/Km

L-2093

48 Km

R=0.03686 Ω/Km

X=0.2559 Ω/Km

B=6.4614 µS/Km

Balnearios 220 kVRefinería 220 kV

10.5 Km

R=0.08712 Ω/Km

X=0.4996 Ω/Km

B=3.3879 µS/Km

Ventanilla 220 kV

10 Km

R=0.0311 Ω/Km

X=0.2813 Ω/Km

B=6.0133 µS/Km

L-2010

L-2011

L-2004

L-2003

L-2242L-2243

A Huayucachi


Ventanilla 472 MW

Zapallal 219 kV

La Planicie 219 kV

Chavarría 213 kV Santa Rosa 213 kV San Juan 212 kV

Chilca REP 220 kV

Carabayllo 503 kV

Chilca CTM 220 kV

Huinco 152 MW

Santa Rosa 102 MWPlatanal: 78 MW

Térmicas: 1255 MW

Chillón 215 kV

Chilca 504 kV

Operación de L.T 500 kV Chilca-Carabayllo

Estiaje máxima demanda 2011

Carabayllo 219 kV

3x200 MVA 3x200 MVA


Ventanilla 215 kV

A Huayucachi152 MW

-53 Mvar

11%

152 MW

-44 MVar

2 x 108 MW

2 x -22 Mvar

31%

2 x 108 MW

2 x -17 Mvar

31%

2x75 MW

2x 32 MVar

-36 MW

-37 MVar

2x201 MW

2x 35 MVar

57MW

62MVar

63 MW

65 MVar

2x29 MW

2x45 MVar

2x148 MW

2x80 MVar

2 x74 MW

2 x -27 MVar2 x 75 MW

2 x -19MVar

2x-253 MW

-2x112MVar

88%

2x251MW

2x52 MVar

333 MW

-78 Mvar

96%

142 MW

76 MVar

2x185 MW

2x -45 MVar142 MW

24 MVar

138 MW

- 32 MVar

A Huacho

A Paramonga

mayor que 80% de

su capacidad


Ventanilla 472 MW

Zapallal 219 kV

La Planicie 217 kV


Chilca REP 218 kV

Carabayllo 492 kV

Chilca CTM 218 kV

Huinco 152 MW


Térmicas: 1255 MW

Chillón 214 kV

Chilca 495 kV

Contingencia L.T 500 kV Chilca-Carabayllo


Carabayllo 216 kV

3x200 MVA 3x200 MVA


Ventanilla 214 kV

A Huayucachi

0 MW

0 MVar

2 x 148 MW

2 x -13 Mvar

43%

2 x 146 MW

2 x -12 Mvar

43%

0 MW

0 MVar

-41 MW

-379MVar

2x166 MW

2x 7 MVar

26MW

38MVar

29 MW

41 MVar

2x33 MW

2x48 MVar

2x127 MW

2x76 MVar

2 x102 MW

2 x -25 MVar2 x 103 MW

2 x -24 MVar

2x-252 MW

-2x113MVar

2x271MW

2x49 MVar

354 MW

-55 Mvar

103%

122 MW

73 MVar

2x148 MW

2x -12 MVar142 MW

24 MVar

138 MW

-32 MVar

A Huacho

A Paramonga

mayor que 80% de su

capacidad

Sobrecarga


Ventanilla 472 MW

Zapallal 218 kV

La Planicie 217 kV


Chilca REP 219 kV

Carabayllo 492 kV

Chilca CTM 219 kV

Huinco 152 MW


Térmicas: 1255 MW

Chillón 214 kV

Chilca 504 kV

Contingencia L.T 220 kV San Juan –Santa Rosa


Carabayllo 219 kV

3x200 MVA 3x200 MVA


Ventanilla 215 kV

A Huayucachi

2 x 148 MW

2 x -13 Mvar

40%

2 x 146 MW

2 x -12 Mvar

40%

2x96 MW

2x30 MVar

-39 MW

-36 MVar

2x253 MW

2x 25 MVar

108MW

52MVar

118MW

54MVar

2x48 MW

2x42 MVar

2x182 MW

2x73 MVar

2 x4 MW

2 x -12MVar

2x259 MW

-2x118MVar

2x219MW

2x56 MVar

290 MW

82 Mvar

175 MW

70 MVar

2x235 MW

2x -45 MVar141 MW

24 MVar

137 MW

-32 MVar

A Huacho

A Paramonga

mayor que 80% de su

capacidad

Sobrecarga

193 MW

-54 Mvar

14%

193 MW

-41 MVar


Estabilidad Falla 1 L.T 500 kV Chilca-Carabayllo

Estiaje-máxima demanda 2011


Estabilidad Falla 3 L.T 500 kV Chilca-Carabayllo



L.T. 500 kV Carabayllo-Chimbote-TrujilloEspecificaciones Técnicas

Características principales del proyecto

Localización: Departamento de Lima, Ancash, La Libertad

Subestación Carabayllo

Subestación Chimbote

Subestación Trujillo Nueva y Trujillo Norte (REP)

Nivel de tensión: 500 kV

Longitud:

L.T Carabayllo-Chimbote : 378 Km

L.T Chimbote-Trujillo: 146 Km

# Circuitos: 1 #conductores por fase: 4 conductores.

Autotransformadores: 02 (750 MVA por autotransformador)

Compensación reactiva:

Shunt de línea 480 Mvar y shunt de barra 120 Mvar.

Capacidad mínima de transmisión (según contrato): 600 MVA

Capacidad máxima (Ampacitancia a 60 grados): 1900 MVA


Trujillo 220 kV

Chimbote 220 kV

Guadalupe 220 kV

Chiclayo 220 kV

Piura 220 kV

L.T 500 kV Carabayllo-Chimbote-Trujillo

Parámetros eléctricos

Zapallal

220 kV

Huallanca 220 kV

Cajamarca 220 kV

A Cerro Corona

Paramonga N. 220 kV

Carabayllo 500 kV

Conococha 226 kV

A VizcarraA Paragsha

Chimbote 500 kV

Trujillo 500 kV

Huacho

220 kV

146 Km

R=0.02Ω/Km

X=0.317 Ω/Km

B=5.21 µS/Km

Polo

Chilca

La Niña 220 kV

Curumuy, Poechos

Piura, Paita

Carhuaquero

Chiclayo

Gallito Ciego

C.H Cañón Pato

C.T Chimbote

A Huayucachi

Planicie

220 kV

Chilca 500 kV

Chilca CTM

220 kV

Chilca REP

220 kV

Kallpa,Chilca1.

Platanal, Las Flores

R

Sto.Dgo

A Talara 220 kV

3x200 MVA

3X40 MVar

Ventanilla

3x200 MVA

3x200 MVA3x200 MVA378 Km

R=0.02Ω/Km

X=0.317 Ω/Km

B=5.21 µS/Km

3X40 MVar

3X40 MVar

3X40 MVar

4 Km

R=0.03Ω/Km

X=0.281 Ω/Km

B=6.013 µS/Km

3X40 MVar

90 Km

R=0.0316 Ω/Km

X=0.3170 Ω/Km

B=5.2659 µS/Km

50 Km

R=0.0521 Ω/Km

X=0.3834 Ω/Km

B=4.366 µS/Km

39 Km

R=0.0521 Ω/Km

X=0.3834 Ω/Km

B=4.366 µS/Km

3x200 MVA

C.H. Cahua

222 Km

R=0.0899Ω/Km

X=0.48Ω/Km

B=3.3925µS/Km

TGN4

L-2234

L-2236

L-2238

L-2239

L-2248


Trujillo 223 kV

Chimbote 224 kV

Guadalupe 224 kV

Chiclayo 223 kV

Piura 223 kV

Operación L.T 500 kV Carabayllo-Chimbote-Trujillo


Zapallal

219 kV

Huallanca 223 kV

Cajamarca 221 kV

A Cerro Corona

Paramonga N. 226 kV

Carabayllo 509 kV

Conococha 226 kV


Chimbote 503 kV

Trujillo 502 kV

306 MW

-231 MVar

Huacho

223kV

208 MW

-88 MVar

2x99 MW

2x26MVar

59 MW

-38 MVar

6 MW

-7 MVar

2x37 MW

2x-20 MVar

2X57 MW

2X-11 MVar

2x69 MW

2x-19MVar

18 MW

-9 MVar

121 MVar

121 MVar

121 MVar

29 MW

2 MVar

2x 46 MW

2x-9 MVar

Polo

Chilca

La Niña 224 kV-37 MW

-3 MVar

2x103 MW

2x-19 MVar

2x51 MW

2x-27 MVar

281 MW

-69 MVar

121 MVar

Curumuy: 4 MW

Carhuaquero: 60 MW

Chiclayo: 3 MW

Gallito Ciego: 10 MW

Cañón Pato: 99 MW

A Huayucachi

Planicie

216 kV

Chilca 509 kV

Chilca CTM

220 kV

Chilca REP

220 kV

TER 1172 MW

HID 78 MW

101 MW

-58 MVar

Sto.Dgo 180 MW

30 MW

-25 MVar

2x47 MW

2x52MVar

2X10 MW

2X-66 MVar

65 MW

-3 MVar

A Talara 220 kV2x -17 MW

2x-17 MVar

96 MW

-45 MVar

124 MVar

Ventanilla 452 MW

R

TGN4 98 MW

2x43 MW

2x-12MVar


Trujillo 214 kV

Chimbote 212 kV

Guadalupe 218 kV

Chiclayo 220 kV

Piura 221 kV

Contingencia L.T 500 kV Carabayllo-Chimbote


Zapallal

215 kV

Huallanca 216 kV

Cajamarca 220 kV

A Cerro Corona

Paramonga N. 214 kV

Carabayllo 498 kV

Conococha 220 kV


Chimbote 481 kV

Trujillo 481 kV

Huacho

212 kV

117 MW

-100 MVar

2x117 MW

2x25MVar

167 MW

-14 MVar

3 MW

20 MVar

2x136 MW

2x-17 MVar

2X67 MW

2X-23 MVar

28 MW

3 MVar

118 MVar

29 MW

-4 MVar

2x 110 MW

2x -5 MVar

Polo

Chilca


4 MVar

2x58 MW

2x-22 MVar

2x87 MW

2x-34 MVar

211 MW

-19 MVar

Curumuy: 4 MW

Carhuaquero: 60 MW

Chiclayo: 3 MW


Cañón Pato: 99 MW

A Huayucachi

Planicie

214 kV

Chilca 501 kV

Chilca CTM

220 kV

Chilca REP

220 kV

TER 1172 MW

HID 78 MW

32 MW

-36MVar

Sto.Dgo 180 MW

-129 MW

41 MVar

2x42 MW

2x-36MVar

2X105 MW

2X46 MVar

62 MW

1 MVar


2x-14 MVar

117 MW

-45 MVar

Ventanilla 452 MW

R

TGN4 98 MW

2x 58 MW

2x-31 MVar

2x31 MW

2x-22 MVar

111 MVar


Trujillo 218 kV

Chimbote 218 kV

Guadalupe 221 kV

Chiclayo 222 kV

Piura 222 kV

Contingencia L.T 500 kV Chimbote-Trujillo


Zapallal

218 kV

Huallanca 220 kV

Cajamarca 221 kV

A Cerro Corona

Paramonga N. 223 kV

Carabayllo 504 kV

Conococha 225 kV


Chimbote 483 kV

Trujillo 489 kV

263 MW

-165 MVar

Huacho

220kV

2x101 MW

2x25 MVar

71 MW

-35 MVar

6 MW

-17 MVar

2x43 MW

2x-13 MVar

2X141 MW

2X-16 MVar

11 MW

-7 MVar

113 MVar

113 MVar

29 MW

-3 MVar

2x 64 MW

2x-7 MVar

Polo

Chilca


3 MVar

2x74 MW

2x-26 MVar

273 MW

-49MVar

112 MVar

Curumuy: 4 MW

Carhuaquero: 60 MW

Chiclayo: 3 MW


Cañón Pato: 99 MW

A Huayucachi

Planicie

216 kV

Chilca 505 kV

Chilca CTM

220 kV

Chilca REP

220 kV

TER 1172 MW

HID 78 MW

92 MW

-47 MVar

Sto.Dgo 180 MW

-41 MW

25 MVar

2x46 MW

2x-47 MVar

2X3 MW

2X56 MVar

65 MW

-3 MVar


2x-14 MVar

261 MW

-59 MVar

121 MVar

Ventanilla 452 MW

R

TGN4 98 MW

2x 62 MW

2x-56 MVar

2x 36 MW

2x-17 MVar


Trujillo 217 kV

Chimbote 220 kV

Guadalupe 215 kV

Chiclayo 213 kV

Piura 205 kV

Contingencia C.T. Malacas (TGN4)

Estiaje máxima 2012

Zapallal

218 kV

Huallanca 221 kV

Cajamarca 220 kV

A Cerro Corona

Paramonga N. 224 kV

Carabayllo 504 kV

Conococha 225 kV


Chimbote 493 kV

Trujillo 490 kV

362 MW

-192 MVar

Huacho

221kV

256 MW

-69 MVar

2x97 MW

2x26MVar

70 MW

-37 MVar

5 MW

-2 MVar

2x48 MW

2x-17 MVar

2X76 MW

2X-6 MVar

24 MW

-21 MVar

116 MVar

116 MVar

115 MVar

80 MW

10 MVar

2x 67 MW

2x-7 MVar

Polo

Chilca


-4 MVar

2x127 MW

2x-17 MVar

2x66 MW

2x-26 MVar

303 MW

-56 MVar

116 MVar

Curumuy: 4 MW

Carhuaquero: 60 MW

Chiclayo: 3 MW


Cañón Pato: 99 MW

A Huayucachi

Planicie

215 kV

Chilca 506 kV

Chilca CTM

219 kV

Chilca REP

220 kV

TER 1172 MW

HID 78 MW

123 MW

-53 MVar

Sto.Dgo 180 MW

40 MW

-27 MVar

2x57 MW

2x-48MVar

2X31 MW

2X-59 MVar

83 MW

-1.7 MVar

A Talara 220 kV2x 31 MW

2x-4 MVar

106 MW

-49 MVar

122 MVar

Ventanilla 452 MW

R

TGN4 : 0 MW

2x 106 MW

2x-11 MVar

2x 79 MW

2x-9 MVar


Trujillo 219 kV

Chimbote 221 kV

Guadalupe 220 kV

Chiclayo 221 kV

Piura 224 kV

Contingencia C.T. Malacas (TGN4)

Estiaje máxima 2012 con Banco 2x20 Mvar en Piura

Zapallal

218 kV

Huallanca 221 kV

Cajamarca 220 kV

A Cerro Corona

Paramonga N. 224 kV

Carabayllo 505 kV

Conococha 225 kV


Chimbote 496 kV

Trujillo 494 kV

367 MW

-204 MVar

Huacho

221kV

256 MW

-80 MVar

2x97 MW

2x26MVar

70 MW

-38 MVar

6 MW

-4 MVar

2x48 MW

2x-19 MVar

2X73 MW

2X-10 MVar

24 MW

-14 MVar

118 MVar

118 MVar

117 MVar

80 MW

-11 MVar

2x 61 MW

2x-7 MVar

Polo

Chilca


17 MVar

2x127 MW

2x-22 MVar

2x65 MW

2x-25 MVar

303 MW

-61 MVar

116 MVar

Curumuy: 4 MW

Carhuaquero: 60 MW

Chiclayo: 3 MW


Cañón Pato: 99 MW

A Huayucachi

Planicie

216 kV

Chilca 506 kV

Chilca CTM

219 kV

Chilca REP

220 kV

TER 1172 MW

HID 78 MW

123 MW

-55 MVar

Sto.Dgo 180 MW

- 40 MW

27 MVar

2x57 MW

2x-50MVar

2X32 MW

2X-63 MVar

83 MW

-2 MVar

A Talara 220 kV2x 31 MW

2x-13 MVar

109 MW

-48 MVar

122 MVar

Ventanilla 452 MW

R

TGN4 : 0 MW

2x20 Mvar

2x 106 MW

2x-23 MVar

2x 79 MW

2x-21 MVar


Estabilidad Falla 1 L.T 500 kV Carabayllo-Chimbote

Estiaje- Máxima demanda 2012


Estabilidad Falla 3 L.T 500 kV Carabayllo-Chimbote

Estiaje- Máxima Demanda 2012


Fenómenos Transitorios en Líneas de Extra Alta

Tensión (ver anexo)

Efecto Ferranti

Desbalances de tensión y corriente.

Corrientes Inrush en Energizaciones de Autotransformadores.

Solicitaciones térmicas y dinámicas en los reactores y descargadores de

neutro

Tensión de Recuperación Transitoria TRV, Re-strike en los Interruptores

de Potencia.

Fenómenos de Resonancia en Líneas de Transmisión Compensadas de

Extra Alta Tensión


MUCHAS GRACIAS

ALBERTO NICOLAS MUÑANTE AQUIJE

Gerente de Operación del Sistema

E-mail: [email protected]

mailto:[email protected]


65

Anexo

Fenómenos Transitorios en Líneas de Extra Alta Tensión


Fenómenos Transitorios en Líneas de EAT

L.T 500 kV

Efecto Ferranti

Desbalances de tensión y corriente.

Corrientes Inrush en Energizaciones de Autotransformadores.

Solicitaciones térmicas y dinámicas en los reactores y descargadores de

neutro

Tensión de Recuperación Transitoria TRV, Re-strike en los Interruptores

de Potencia.

Fenómenos de Resonancia en Líneas de Transmisión Compensadas de

Extra Alta Tensión


Retomando algunas generalidades de las Líneas

de Transmisión en 500 kV

Sistemas de transmisión en 500 kV, se encuentran dentro de la clase de sistemas de

Extra Alta Tensión (EAT) y permiten exportar y/o importar grandes bloques de

energía eléctrica a través de grandes distancias (700, 800, 1200 MVA) con menores

perdidas (Joule); sobretodo, entre áreas eléctricas distantes. Por ejemplo: área centro

hacia el área norte del SEIN y viceversa.

Para ello, el diseño de las líneas de transmisión prevén un mayor número de

conductores por fase (2,4,8,12/ fase), además de diferentes configuraciones respecto

a la disposición física de los conductores sobre sus estructuras (torres).

Estos sistemas eléctricos de EAT necesitan de equipos de transformación de mayor

potencia (400, 600, 1000 MVA). Habitualmente se utilizan autotransformadores

(bancos monofásicos) para obtener una mayor confiabilidad en la operación e

inclusive, según el caso, por presentar un menor costo de inversión.

Las subestaciones de EAT son diseñadas con una mayor confiabilidad de forma que

se opere en forma segura en condiciones de operación normales y adversas; la

configuración de barras más utilizada es el denominado Interruptor y medio.

En contraparte, la inversión en estos sistemas se incrementa por los equipos y por los

requerimiento de espacios físicos para los mismos.


Retomando comparativo LT 220 kV vs 500 kV

Paramonga -

Chimbote 220 kV

Carabayllo-

Chimbote 500 kV

Chilca-Carabayllo

500 kV

Resistencia Ohm/Km 0.0899 0.0203 0.0316

Reactancia Ohm/Km 0.4800 0.3180 0.3170

Susceptancia µS/Km 3.39255 5.21085 5.26585

Longitud Km 221 378 90

Z característica Ohm 376 247 245

SIL MW 128 1012 1020

Potencia reactiva Mvar/Km 0.16 1.3 1.3

Faja Servidumbre m 25 64 64

Presenta valores grandes de Surge Impedance Loading (SIL).

Se necesita de compensación reactiva (por lo general inductiva) debido al efecto

Ferranti.

Mayor presencia del Efecto Corona (generación campo electromagnético) en las líneas

de EAT que producen interferencias indeseables.

Mayor presencia y relevancia de fenómenos eléctricos y electromagnéticos. La mayoría

de los defectos en líneas de extra alta tensión son de naturaleza transitoria.

Incremento de la faja de servidumbre, entre otros.


Efecto Ferranti

Este efecto se hace presente mediante un valor de tensión elevada y permanente en el

extremo abierto de la línea con relación al nivel de tensión en el extremo cerrado

(generación); ello se debe a un mayor valor de Surge Impedance Loading (SIL) con

respecto a la potencia transferida, y en líneas en 500 kV, esta relación es aún mayor.

Es común en los procedimientos de energización de líneas de transmisión, rechazos de

carga y/o procesos de restablecimiento post-contingencia.

Para mitigar las elevadas tensiones se necesita de compensar la línea con reactores

shunt de línea y/o barra.

Para el proyecto L.T 500 kV Carabayllo-

Chimbote-Trujillo se encontró la

máxima tensión cuando se tiene el

extremo abierto en Chimbote y la

tensión en la barra de envió

(Carabayllo) es igual a 1.05 p.u.

También se calcula el efecto

Ferranti cuando se presenta

la necesidad de no utilizar la

compensación; la maniobra

del reactor de la línea

Carabayllo-Chimbote 500 kV

resulta en 1.055 p.u.


Desbalances de Tensión y Corriente

Son ocasionados por diferencias en las inductancias por fase (ex. debido a las

asimetrías físicas de los conductores en las torres).

El análisis se realiza de forma que se determine la necesidad de transposiciones en el

trayecto de la línea de transmisión. Dependiendo del tipo de transposición, el impacto

económico sobre la inversión se incrementa debido a que se necesitan estructuras

especiales.

Potencia de diseño 1000 MVA VA VB VCVa2/Va1

%

Carabayllo-Chimbote

500 kV

Magnitud, kV 280,11 292,37 292,704,24

Ángulo, grados -21,55 -140,29 94,32

Potencia de diseño 1000 MVA Ia Ib IcIa2/Ia1

%

Ia+Ib+I

c

A

Carabayllo-Chimbote

500 kV

Magnitud, A 1120 1169 11714,24 55

Ángulo, grados -39,74 -158,48 76,12

Potencia de diseño 1000 MVA VA VB VCVa2/Va1

%

Chimbote-Trujillo

500 kV

Magnitud, kV 284,96 288,49 292,191,73

Ángulo, grados -8,40 -127,84 109,97

Potencia de diseño 1000 MVA Ia Ib IcIa2/Ia1

%

Ia+Ib+I

c

A

Chimbote-Trujillo

500 kV

Magnitud, A 1140 1154 11691,73 29

Ángulo, grados -26,59 -146,03 91,78

Para el proyecto L.T 500 kV

Carabayllo-Chimbote-Trujillo se

determinó la implementación de

un ciclo de transposiciones en

vista que la variación de tensión

superó el 2% reglamentada según

norma IEC TECHNICAL REPORT

1000-3-6.


ENTCH5 Chimbote 500 Chimbote 220

ENTCH2 Chimbote 220 Chimbote 500

ENT_TRU5 Trujillo 500 Trujillo 220

ENT_TRU2 Trujillo 220 Trujillo 500 0,95

1,10

1,15

Máxima

Corriente pico, Fase B

1,15

0,90

TENSIÓN EN

1,50

1,15

1,10

CASO

ATP

ENERGIZACIÓN

DE

TRANSFORMADOR

TENSIÓN

kV Máxima

Corriente pico, Fase C

Máxima

Corriente pico, Fase A

1,35

1,15

1,45

0,90

Corrientes Inrush en Energizaciones de

Autotransformadores

Esta elevada corriente se presenta como una corriente diferencial razón por la cual la

respectiva protección diferencial del transformador deberá sobrellevar dicho transitorio.

En estos estudios se define los casos de análisis en función a las tensiones más altas y

a la potencia de cortocircuito mas reducida, realizando maniobras por 220 y 500 kV.

Vmedia

p.u.d

S.T. Estadística

(98%)

p.u.

Vmedia

p.u.d

S.T. Estadística

(98%)

p.u.

Vmedia

p.u.d

S.T. Estadística

(98%)

p.u.

Vmedia

p.u.d

S.T. Estadística

(98%)

p.u.

ENTCH5 Chimbote 500 Chimbote 220 1,278 0,1304 1,546 1,279 0,1324 1,552 1,262 0,1340 1,538 1,436 0,0866 1,614 Entre 0 y 5%

ENTCH2 Chimbote 220 Chimbote 500 1,949 0,0859 2,126 1,963 0,0655 2,098 1,963 0,0702 2,108 1,975 0,0000 1,975 Entre 0 y 5%

ENT_TRU5 Trujillo 500 Trujillo 220 1,338 0,1276 1,601 1,343 0,1350 1,621 1,323 0,1389 1,609 1,487 0,1109 1,715 Entre 0 y 5%

ENT_TRU2 Trujillo 220 Trujillo 500 1,962 0,0492 2,063 1,968 0,0345 2,039 1,962 0,0977 2,163 1,975 0,0000 1,975 Entre 0 y 5%

TENSIÓN EN

Fase BFase AENERGIZACIÓN

DE

TRANSFORMADOR

TENSIÓN

kV

Fase C Resumen Estadístico Energía en

descargadores

de sobretensión

kJ

CASO

ATP

Esta condición transitoria se manifiesta cuando se energiza los equipos de

transformación y/o frente al despeje de fallas.

Entre los factores que influyen en la magnitud de Inrush se tiene la potencia del

equipo, la remanencia de los flujos y punto de la onda de tensión donde cierran los

contactos.


Solicitaciones térmicas y dinámicas en los

reactores y descargadores de neutro

(f ile STD1A_DETERMIN.pl4; x-var t) c:NCHCAR-

0.0 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0[s]

-500

-400

-300

-200

-100

0

100

200

[A]

Recierre Monof ásico Carabay llo-Chimbote con Falla Monof . en Chimbote. Recierran ambos extremos

Solicitación Reactor de Neutro de Chimbote 437 Apico.

Se verifica los valores máximos de corriente por los

reactores de neutro y la máxima disipación de

energía por sus pararrayos cuando se aplica una

falla monofásica con recierre exitoso.

Se generan diferentes casos donde la falla se

aplica en cualquiera de los extremos y además con

diferentes secuencias de apertura y recierre.

La finalidad es obtener un adecuado reactor

(tamaño y sintonización) para las diferentes

posibilidades de operación y para las diferentes

configuraciones de compensación (simétrico,

asimétrico)La implementación de mando sincronizado es mas

frecuente en sistemas de extra alta tensión.

CasoFalla Monofásica con Recierre

Monofásico

Contingencia

de

Reactores

Corriente

Apico

Tensión

kVpico

Energía en

Descargadores

Julios

Carabayllo - Chimbote 500 kV – Reactor de neutro 456 Ohm

STD1

A

Falla monof. en Chimbote.

Recierre estadístico en ambos

extremos

No 437 139 15,3

Chimbote - Trujillo 500 kV - Reactor de neutro 796 Ohm

STD3

Falla monof. en Chimbote.

Recierre estadístico en ambos

extremos

No 234 145 20,0


Existencia de corrientes de Arco secundario

indeseables en el recierre monofásico

• Verificación de la extinción del arco

secundario y viabilidad de recierre

monofásico. También se observa la tensión

transitoria de recuperación del arco.

• Se aplica una falla 1 en diferentes puntos

de la línea y en los extremos de la onda de

tensión; los resultados de la simulaciones

son comparados con resultados

experimentales padrones, esperándose que

la tensión de recuperación y la corriente de

arco secundario se encuentre dentro de los

límites (curva CESI).

AS2A.pl4: c:X0005A-XX0036

AS2B.pl4: c:X0005B-XX0036

AS2C.pl4: c:X0005C-XX0036

0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9[s]

-80

-60

-40

-20

0

20

40

60

80

[A]

Tensión prefalla V=Máx. Corriente de Arco Secundario. Fases A,B,C

AS2AMin.pl4: c:X0005A-XX0036

AS2BMIN.pl4: c:X0005B-XX0036

AS2CMIN.pl4: c:X0005C-XX0036

0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9[s]

-80

-60

-40

-20

0

20

40

60

[A]

Tensión prefalla V=0. Corriente de Arco Secundario. Fases A,B,C

Falla monofásica a 1/6 de Carabayllo

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

0 10 20 30 40 50 60

Pri

me

r p

ico

de

la

te

ns

ión

de

re

cu

pe

rac

ión

[k

Vp

ico

]

Corriente de arco secundario [A]

Carabayllo - Chimbote 500 kV

Experimental CESI Fase A, V=Máx Fase B, V=Máx Fase C, V=Máx

Indicadores-COES Fase A, V=0 Fase B, V=0 Fase C, V=0

Experimental - CESI

Indicadores - COES


Tensión de Recuperación Transitoria TRV,

Re-strike en los Interruptores de Potencia

• Tensión a través de los polos de los

interruptores durante el despeje de falla.

• Los tipos de falla pueden ser: Terminal

(trifásica), Kilométrica (monofásica), en

oposición de fases.

•Se verifica la magnitud (valor pico) y tasa de

crecimiento (RRRV) de la tensión de

recuperación transitoria.

•No interesa la forma de la onda de tensión, lo

importante es que se encuentre dentro de su

respectiva curva, garantizando el adecuado

desempeño del interruptor.

0, 0

147, 1031

0, 0

180, 899

146, 438

876, 876

219, 438

876, 817

168, 337

672, 629

438, 674

876-1752, 1123

0

200

400

600

800

1000

1200

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000

Te

ns

ión

, kV

pic

o

Tiempo, ms

TRV Normalizado - Interruptores - 550 kV

T10 T30 T60 Terminal 550 kV kilométrica 550 kV En oposición de fases

Curvas normalizadas de TRV ( según la norma IEC 62271-100)

0, 0

219, 438

876, 817

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000

Te

ns

ión

[kV

pic

o]

Tiempo [ms]

TRV Falla Terminal en Carabayllo a Chimbote 500 kV

IEC 550 kV TRV_T1

0, 0

168, 337

672, 629

0

100

200

300

400

500

600

700

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000

Ten

sió

n [V

pic

o]

Tiempo [ms]

TRV Falla Kilométrica en Trujillo a Chimbote 500 kV

IEC 550 kV TRV_K4


Fenómenos de Resonancia en Líneas de Transmisión

Compensadas de Extra Alta Tensión

•Este fenómeno se debe a las altas

capacitancias e inductancias de los

conductores y reactores limitadores

de corriente; en este caso, dictado por

el grado de compensación de las

líneas de transmisión en 500 kV.

El proyecto L.T 500 kV Carabayllo-

Chimbote-Trujillo tiene 480 Mvar de

compensación shunt.

•La presencia de resonancia se

verifica principalmente cuando una de

las fases o inclusive dos fases se

encuentren abiertas, pudiendo resultar

en sobretensiones peligrosas para la

operación; un buen diseño de los

pararrayos permitirá una adecuada

protección del sistema.

Carabayllo-Chimbote 500 kV Chimbote-Trujillo 500 kV

R0, Ohm/km 0,286299 108,05 41,51

X0, Ohm/km 1,047550 395,35 151,89

B0, umho/km 3,112550 1174,68 451,32

C0, uF/km 0,008256 3,12 1,20

R1, Ohm/km 0,020293 7,66 2,94

X1, Ohm/km 0,317618 119,87 46,05

B1, umho/km 5,210850 1966,57 755,57

C1, uF/km 0,013822 5,22 2,00

Longitud, km - 377,4 145

k=Co/C1 - 0,60 0,60

Grado de compensación

para el cual ocurre

resonancia

h=(2+k)/3

- 0,87 0,87

Parámetros eléctricosParámetros para la longitud total

Parámetros/km

Carabayllo-Chimbote 500 kV Chimbote-Trujillo 500 kV

491,64 188,89

Grado de compensación shunt Grado de compensación shunt

360 0,73 -

240 0,49 -

120 0,24 0,64

QC de la línea, MvarQL Compensación

shunt

Mvar

No se presentan puntos resonantes en el proyecto 500 kV


Filosofía de las Protecciones

Se mostrara a continuación los esquemas de principio de las

protecciones utilizadas en la subestación de Carabayllo de 220

kV, y una explicación mas amplia sobre las protecciones de 500

kV.

Como se habia explicado anteriormente la subestacion de 500kV,

tiene una configuracion de interruptor y medio, formado por dos

diametros, uno de los cuales solo tiene 2/3 de diametro, estas

conectan a 2 celdas de autotrafos, asi como una celda de linea.


Protecciones 220kV (AutoTrafos)

Modelo Código Funciones

7UT6331 - F003 87T, 87G

7UT6331 -F01387Ter. (87B de fases R,

S, T), 50, 51, 50G, 51G

7SJ6411 -F004 Sobrecorriente

7KE6000 -F018 Registrador de fallas

7SS5231 -F016 Unidad de campo

6MD6641 -D001 Controlador

ION8600 -P006 Medidor

RPH -F015 Mando sincronizado

TAPCOM -A1Regulador automático

de tensión


Protecciones en 220kV (Líneas)

Modelo Código Funciones

7SA6121 - F00321, POTT, 67NCD, 67N, 25,

79, 68, 27, 59, SOTF

7SD5221 -F01387L, 67NCD, 67N, 25, 79, 27,

59, cierre en falla (SOTF)

7SJ6411 -F004 67N

7KE6000 -F018 Registrador de fallas

7SS5231 -F016 Unidad de campo

6MD6641 -D001 Controlador

ION8600 -P006 Medidor

EquipoTensión

(kV)Relés Funciones Habilitadas RTC RTT

Barras A

y B220

7SS52

(PP)87B, 50BF

1250/

1-

EquipoTensión


Campo

de Acople220

7SJ641

(PP)50, 51, 50N, 51N, 25

1250/

1-


Protección 500kV (Diámetro 1)

EquipoTensión

(kV)Relés

Funciones

HabilitadasRTC RTT

AT72-52

AT73-52

AT74-52

500

7UT633 (PP) 87T, 87G

1000/1 --

220 2500/1 220000/110

33 2500/1 --

500 7SJ641 (PR) 50, 51, 50N, 51N 1000/1 500000/110

220 7SJ641 (PR) 50, 51, 50N, 51N 2500/1 220000/110

EquipoTensión

(kV)Relés Funciones Habilitadas RTC

Barra A

Cortes A500

7SS52

(PP)87B, 50BF 1000/1

Barra B

Cortes C500

7SS52

(PP)87B, 50BF 1000/1

EquipoTensión


Corte A

Corte C500

7VK61

1

(PP)

25, 791000/

1

500000/11

0

Corte B 500

7VK61

1

(PP)

25, 79, 50BF1000/

1

500000/11

0


Protecciones de Líneas

En 220 kV las funciones de recierre y sincronismo se encuentran

implementados dentro de las protecciones de líneas (PL1 y PL2) mientras

que en 500kV se usan equipos externos (7VK611), adicionalmente en el

Corte B se tiene implementado la función 50BF.

El recierre puede ser activado por las funciones 87L, 21, POTT y 67NCD.

La función de sobretensión debe generar disparo local sobre los

interruptores de línea y también el envío de disparo directo transferido

(DTT) al extremo remoto.

Asimismo, los interruptores de las líneas de transmisión cuentan todos

con un relé 86 de disparo y bloqueo cuya actuación se hace efectiva para

disparos tripolares por las siguientes funciones:

- Disparo protección de distancia en zonas 2, 3 y 4.

- Disparo por SOTF.

- Sobrecorriente temporizado.

- Disparos por funciones 27 (mínima tensión) y 59 (máxima tensión).


Protección de Autotrafos

La presencia de los transformadores zigzag en el devanado delta

de los autotransformadores de potencia permite habilitar

adicionalmente la función diferencial de tierra restringida al

tenerse un transformador de corriente (TC) en el neutro de los

zigzag. Como respaldo cuentan con protecciones de

sobrecorriente en los lados de 500kV y 220kV.

Los disparos del relé diferencial se dan a través de un relé 86 de

disparo y bloqueo a los interruptores del transformador en alta y

media tensión (no se tiene interruptor en el lado de baja tensión

33kV).

Los disparos de las protecciones mecánicas a los interruptores de

los autotransformadores se realizan a través de un relé 86 de

disparo y bloqueo


Protecciones 500 kV (Diametro 2)

LíneaTensión


L-5001 500

7SD522 (PL1) 87L, 67NCD, 67N, STUB, 27, 59, SOTF

1000/1 500000/1107SA612 (PL2) 21, POTT, 67NCD, 67N, STUB, 68, 27, 59, SOTF

7SJ641 (PR) 67N


Protección de Barras

Cada subestación cuenta con una protección diferencial de

barras del tipo distribuida la cual consta de dos unidades

centrales independientes para cada barra A y B

Todos los disparos de la protección diferencial de barras

(87B) se efectúan a través de relés 86 de disparo y

bloqueo para todos los interruptores asociados a cada

barra.

La protección 87B no comanda disparos a los interruptores

de los cortes B por función diferencial.


Función de Recierre y Sincronismo

Asimismo, cada interruptor de los tres cortes cuenta con

una protección propia en la cual se encuentra

implementado el esquema de recierre y sincronismo para

todos los campos de la subestación.

Adicionalmente para el caso de los interruptores de los

cortes B, esta protección es la encargada de realizar la

función por 50BF cuyo disparo se da a través del

respectivo relé 86 del interruptor.

2.%20 operacion%20de%20sistemas%20de%20transmision%20de%20500kv rep

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