estudio de cortocircuitos ppalmeras v3

V A L O R Y G E S T I N

ESTUDIO DE CORTOCIRCUITOS

PARQUE ELICO PUNTA PALMERAS



2

ALONSO DE CRDOV A #5900 P ISO 4 OF 402 / (+562) 2224 9704 WWW. VALGESTA.COM TW ITTER: @V ALGESTA

RESUMEN EJECUTIVO

De acuerdo a lo solicitado por el Centro de Despacho Econmico de Carga del Sistema

Interconectado Central, CDEC-SIC, en el marco de los estudios de conexin del Parque

Elico Punta Palmeras, se realiz el estudio de cortocircuitos, cuyo objetivo consiste en

analizar el impacto que provoca en los niveles de cortocircuito, la incorporacin de la

potencia que dicha central espera inyectar en el Sistema Interconectado Central. Esta

central se conecta al sistema por intermedio de un pao de lnea que se construir en la

subestacin Las Palmas de la empresa Transelec.

Para tal efecto, se analiz el escenario operacional ms desfavorable para la ocurrencia

de falla, esto es, con todo el parque de generacin disponible y con el mximo

enmallamiento posible del sistema. En ste se simularon fallas monofsicas a tierra,

bifsicas, bifsicas a tierra y trifsicas, en puntos del sistema aledaos a la central, a fin

de verificar el correcto dimensionamiento de los equipos involucrados, considerando los

nuevos niveles de cortocircuito que se tendrn en las instalaciones, producto de la

incorporacin de la central despachada con su mxima potencia.

Se analizaron las componentes de la corriente de cortocircuito exigidas en el

Procedimiento de la Direccin de Operacin (DO) del Centro de Despacho Econmico de

Carga (CDEC): TRMINOS Y CONDICIONES DEL CLCULO DE CORRIENTES DE

CORTOCIRCUITO PARA LA VERIFICACIN DEL DIMENSIONAMIENTO DE INTERRUPTORES

EN EL SIC.

Para todos los clculos antes mencionados, se utiliz la base de datos enviada por el

CDEC correspondiente a diciembre de 2013, actualizada al momento de puesta en

servicio de la central, a decir Agosto de 2014.

Se revis la capacidad de los interruptores y desconectadores de las subestaciones

cercanas. Los transformadores de corriente (saturacin) sern revisados en otro estudio

que se desarrolla paralelamente al presente informe. Respecto de las trampas de onda,

ser incorporado su anlisis una vez que Transelec haya enviado la informacin de stas.

El resultado del estudio indica que el comportamiento de las instalaciones del Parque

Elico Punta Palmeras, cumplen con las disposiciones establecidas en el procedimiento de

la Direccin de Operacin.

En el caso de la S/E Talinay, no se pudo obtener la capacidad de ruptura del interruptor,

sin embargo, de acuerdo a la experiencia del consultor y tomando como antecedente la

licitacin para el interruptor 52J9 de Las Palmas que corresponde al interruptor de Punta



3


Palmeras, el equipo de menor capacidad disponible en el mercado considerando un nivel

de tensin de 220 kV, est especificado para:

Ib = 31,5 kA - (Talinay = 5,90 kA)

Iasy = 31,5 kA - (Talinay = 5,93 kA)

Ip = 80,0 kA - (Talinay = 12,91 kA)

De acuerdo a este antecedente se observa una holgura de ms de 5 veces.

Finalmente, lo analizado en el presente informe, considerando la incorporacin del Parque

Elico Punta Palmeras al Sistema Interconectado Central, verifica que los equipos

involucrados estn correctamente dimensionados, ya que no se ven sobrepasadas sus

capacidades de ruptura existentes, debido a que no se produce un aumento significativo

en los niveles de cortocircuito con la central despachada, mantenindose el sistema

operando en forma normal. De esta manera, no es necesario realizar modificaciones o

cambios en los equipos asociados a las instalaciones aledaas a la central.



4


CLCULO DE AUMENTO EN LOS NIVELES DE

CORRIENTE DE CORTOCIRCUITO POR INYECCIN DEL PARQUE ELICO PUNTA

PALMERAS Y SU IMPACTO EN INSTALACIONES DE TRANSMISIN

REV. FECHA PREPAR REVIS APROB DESCRIPCIN

0 25-11-2013 F.R.S L.C.B. J.A.C. Emitido para revisin Cliente

1 28-01-2014 F.R.S L.C.B. J.A.C. Emitido para revisin Cliente

VALGESTA ENERGA S.A.

Alonso de Crdova N 5900 Piso 4, Of. 402

Las Condes Santiago Chile

Tel: (+562) 2224 9704

Fax: (+562) 2229 3981

ENERO 2014

PREPAR ADO P AR A:

CDEC-SIC

POR ORDEN DE ACCION A ENERG A CHIL E S. A.

EL PRESENTE INFORME HA SIDO ELABORADO POR VALGESTA ENERGA, PARA EL

CDEC-SIC POR ORDEN DE ACCIONA ENERGIA QUIEN LO RECIBE Y ACEPTA PARA

SU USO CONFIDENCIAL, NO PUDIENDO DIVULGARLO A TERCEROS



5


TABLA DE CONTENIDOS

1 INTRODUCCIN ........................................................................................................... 8

2 OBJETIVOS .................................................................................................................. 9

3 RECOPILACION DE ANTECEDENTES ............................................................................. 10

3.1 ANTECEDENTES GENERALES DEL PROYECTO .................................................................... 10

3.2 DIAGRAMA UNILINEAL DE LA INSTALACIN .................................................................... 10

3.3 ACTUALIZACIN DE LA BASE DE DATOS .......................................................................... 14

3.4 DETALLE DE LOS EQUIPOS PRINCIPALES .......................................................................... 19

4 CONSIDERACIONES ..................................................................................................... 22

4.1 Supuestos Y Simplificaciones .......................................................................................... 22

4.2 Condiciones ................................................................................................................... 23

4.3 Capacidades De Ruptura ................................................................................................. 23

5 NORMA TCNICA DE SEGURIDAD Y CALIDAD DE SERVICIO .......................................... 25

6 NIVELES DE CORTOCIRCUITO ...................................................................................... 26

6.1 Corrientes de Cortocircuito Simtrica Inicial Ikss [kA] ..................................................... 28

6.2 Corrientes de Cortocircuito Simtrica de Interrupcin r.m.s Ib [kA] .................................. 29

6.3 Corrientes de Cortocircuito Asimtrica de Interrupcin r.m.s IbAsy [kA] .......................... 30

6.4 Corrientes de Cortocircuito Mxima Instantnea (peak) ip [kA] ...................................... 31

6.5 Corrientes de Cortocircuito en Rgimen Permanente Ik [kA] ........................................... 32

6.6 Mayores Niveles de las Corrientes de Cortocircuito ......................................................... 33

6.7 Capacidad de Ruptura .................................................................................................... 34

7 CONCLUSIONES .......................................................................................................... 38

8 ANEXO: Resultados de SImulaciones en Digsilent PF ................................................... 40

8.1 Anexo 1. Sin central, Cortocircuito trifsico ..................................................................... 40

8.2 Anexo 2. Sin central, Cortocircuito bifsico a tierra.......................................................... 40

8.3 Anexo 3. Sin central, Cortocircuito bifsico ..................................................................... 40

8.4 Anexo 4. Sin central, Cortocircuito monofsico a tierra.................................................... 40

8.5 Anexo 5. Con central, Cortocircuito trifsico .................................................................... 40



6


8.6 Anexo 6. Con central, Cortocircuito bifsico a tierra ........................................................ 40

8.7 Anexo 7. Con central, Cortocircuito bifsico .................................................................... 40

8.8 Anexo 8. Con central, Cortocircuito monofsico a tierra .................................................. 40



7


NDICE DE TABLAS

Tabla 1: Centrales en construccin ITD Octubre 2013 ............................................................................................ 14

Tabla 2: Centrales recomendadas ITD Octubre 2013 ............................................................................................. 15

Tabla 3: Obras de Transmisin en construccin ITD Octubre 2013 ........................................................................ 16

Tabla 4: Obras de Transmisin recomendadas ITD Octubre 2013 ......................................................................... 16

Tabla 5: Proyectos de generacin carta D.O. N10988/2013 ................................................................................. 17

Tabla 6: Datos Generador ...................................................................................................................................... 19

Tabla 7: Datos Cables Media Tensin ..................................................................................................................... 19

Tabla 8: Datos Transformador de poder ................................................................................................................ 21

Tabla 9: Datos Lnea de Transmisin ...................................................................................................................... 21

Tabla 10: Factor de Tensin C. (Norma IEC 60909-0) .......................................................................................... 23

Tabla 11: Capacidad de Ruptura de los Equipos Analizados .................................................................................. 24

Tabla 12: Corrientes de Cortocircuito Simtrica Inicial Ikss [kA] ............................................................................ 28

Tabla 13: Corrientes de Cortocircuito Simtrica de Interrupcin r.m.s. Ib [kA] ...................................................... 29

Tabla 14: Corrientes de Cortocircuito Asimtrica de Interrupcin r.m.s. IbAsy [kA] ............................................... 30

Tabla 15: Corrientes de Cortocircuito Mxima Instantnea (peak) ip [kA] ............................................................ 31

Tabla 16: Corrientes de Cortocircuito en Rgimen Permanente Ik [kA] ................................................................. 32

Tabla 17: Mayores Niveles de las Corrientes de Cortocircuito [kA] Con Central conectada .................................. 33

Tabla 18: Comparacin entre el valor de Ib mximo obtenido con el existente para cada interruptor ................. 35

Tabla 19: Comparacin entre el valor de IbAsy mximo obtenido con el existente para cada interruptor............ 35

Tabla 20: Comparacin entre el valor de Ip mximo obtenido con el existente para cada interruptor ................. 36

Tabla 21: Comparacin entre el valor de Ik mximo obtenido con el existente para cada interruptor ................. 36

NDICE DE FIGURAS

Figura 1. Modelo DigSilent Power Factory de Diagrama de Unilineal Parque Elico Punta Palmeras ................... 11

Figura 2. Unilineal Parque Elico y S/E Punta Palmeras ......................................................................................... 12

Figura 3. Diagrama Unilineal Digsilent de la S/E Punta Palmeras en el SIC ........................................................... 13

Figura 4. Diagrama Unilineal simplificado de la zona ............................................................................................ 18



8


1 INTRODUCCIN

La empresa ACCIONA Energa Chile S.A. se encuentra construyendo un Parque Elico,

denominado Punta Palmeras, en adelante la central, en la zona cercana a la localidad de

Canela en la cuarta regin, y espera conectarla al SIC, especficamente a la subestacin

Las Palmas 220 [kV]. Dicha subestacin es propiedad de la empresa Transelec.

En el marco de la normativa vigente, toda central de generacin que desee conectarse al

SIC, debe cumplir con requerimientos tcnicos asociados a la estabilidad y a los impactos

de dicha conexin. Los estudios necesarios para verificar que la incorporacin de la

central no causar un impacto negativo en el sistema, son los que se indican a

continuacin:

A. Estudios Estticos

B. Clculo de Cortocircuito

C. Estudio de Coordinacin de Protecciones

D. Anlisis de Estabilidad Dinmica

El presente documento corresponde al Clculo de Cortocircuitos, el cual se enfoca en

determinar, mediante un estudio esttico, los niveles de cortocircuito en las barras

aledaas a la central, producto de la inyeccin de sta, para as verificar que sus

capacidades de ruptura no sean sobrepasadas con los nuevos niveles de cortocircuito,

producto de dicha inyeccin.

Se proyecta que la central inyectar en el SIC, en condicin de generacin normal, una

potencia de 45 [MW]. Se estima que la central se incorporar al SIC en el mes de Agosto

de 2014.



9


2 OBJETIVOS

Con el fin de verificar el correcto dimensionamiento de los equipos existentes en el

sistema en que se conectar la central, de acuerdo con los nuevos niveles de cortocircuito

considerando la inyeccin de esta, es que se realiza un estudio de cortocircuitos, el cual

es efectuado en base a las disposiciones expuestas en las normativas vigentes. Los

parmetros analizados corresponden a niveles de corrientes de cortocircuitos en barras,

de acuerdo con lo exigido en el procedimiento de la Direccin de Operacin: TRMINOS Y

CONDICIONES DEL CLCULO DE CORRIENTES DE CORTOCIRCUITO PARA LA

VERIFICACIN DEL DIMENSIONAMIENTO DE INTERRUPTORES EN EL SIC.

El anlisis del presente estudio se realiz con la base de datos enviada por el CDEC-SIC

actualizada al mes de puesta en servicio de la central en Agosto de 2014. Cabe destacar

que se analiz el escenario ms desfavorable para la ocurrencia de falla, efectuando los

clculos considerando tener conectadas todas las unidades de generacin, todas las lneas

y transformadores en servicio, cerrados todos los interruptores, talque se configure el

mayor enmallamiento del sistema. Esto con el objetivo de identificar qu instalaciones

pueden verse afectadas debido a la incorporacin de los 45 [MW] de potencia que

generar la central, adems de comprobar que el dimensionamiento de los equipos, tanto

de las instalaciones de la central como las aledaas, sea el correcto, es decir, que

dispongan de la capacidad de ruptura suficiente para que estas no se vean superadas por

los nuevos niveles de corriente de cortocircuito considerando dicha potencia. Para realizar

tal verificacin se procede a evaluarlas tcnicamente, mediante simulaciones estticas o

de rgimen permanente, para determinar el comportamiento del sistema considerando el

aporte de dicha central.

Los clculos para efectuar este estudio fueron realizados en el software Power Factory de

Digsilent, el cual permite el clculo de las componentes de cortocircuito requeridas en el

procedimiento DO, y en donde se consideraron los criterios y supuestos establecidos en

dicho procedimiento.



10


3 RECOPILACION DE ANTECEDENTES

3.1 ANTECEDENTES GENERALES DEL PROYECTO

A objeto de poder realizar las modelaciones, el cliente ha enviado la informacin

necesaria de las instalaciones de la central y de la subestacin de conexin, y los equipos

de ambas. Adems se cuenta con la base de datos del programa Power Factory de

DigSilent, enviada por el CDEC-SIC de fecha Diciembre de 2013 en archivos de dicho

software de simulacin, actualizada a Agosto de 2014, mes en que se espera que la

central comience su inyeccin al SIC.

Est proyectado que la central genere en 12 [kV] mediante 15 turbinas modelo AW109

3000 IECIIa [50Hz] Acciona Windpower de 3 [MW] de potencia cada una, con un

total de 45 [MW] para el parque elico. Dichas unidades generadoras se conectarn

mediante tres alimentadores a la barra de 12 [kV] que conecta con el transformador de

12/220 [kV] y 50 [MVA] de potencia, ver Figura 1. Finalmente, y por medio de un lnea

en 220 [kV] y de 6,4 [km] de longitud, se inyecta la potencia generada por la central al

SIC conectndose a un pao de la subestacin Las Palmas de Transelec.

3.2 DIAGRAMA UNILINEAL DE LA INSTALACIN

El diagrama unilineal que se expone a continuacin, en la Figura 1, muestra la

configuracin de la central en estudio modelo Digsilent, en la Figura 2 el unilineal

detallado de la S/E Punta Palmeras y en la Figura 3 la subestacin de conexin y parte del

sistema SIC en la zona de conexin extrada de Digsilent.



11


Figura 1. Modelo DigSilent Power Factory de Diagrama de Unilineal Parque Elico Punta Palmeras

Las Palmas J2

Punta Palmeras J

Punta Palmeras C

A6.1(14)A6.2(15)

A1.1(13)A1.2(12)

A2.1(11)A2.2(10)A2.3(9)

A3.1(8)A3.2(7)A3.3(6)

A4.1(5)A4.2(4)

A.5.3(1) A5.2(2) A5.1(3)

WT 12kV

WF 12kV

WF 110kV

Grid 110kV

Configure Flicker Calculation

Lin

e(3

2)

Lin

e(3

2)

P P

alm

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s 2

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kV 5

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11

P P

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s 2

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/12

kV 5

0 M

VA

11

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1)

Lin

e(3

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Lin

e(3

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Lin

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Lin

e(2

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Lin

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AW(1..

G~

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G~

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G~

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G~

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AW(1)

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AW

DIg

SIL

EN

T



12


Figura 2. Unilineal Parque Elico y S/E Punta Palmeras

unilineal.pdf



13


Figura 3. Diagrama Unilineal Digsilent de la S/E Punta Palmeras en el SIC

NOGALES

LOS VILOS

LAS PALMAS

PAN DE AZUCAR

EL PEON

PUNTA PALMERAS

CANELA II

CANELA I

TALINAY

MONTE REDONDO

LOS CURUROS

TOTORAL

EL ARRAYANVicua

Punta Palmer..

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Nog..

PAz..

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Totora/E2

Totora/E1

Totora/B2

Totora/B1

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Ventan/J

Nog..

PAzu..

Marquesa 66 kV

L...

S/E Las Piedras..

Peon/E

Espino/E

Espino/J

Oliv os/E

Las Palm as/J2

LVilos /J2

SJo/H

Ind/H

Choapa/H

PAzu/Reg 2

Peon/H

Ov..

Illape/H

Quill/R

CVieja/H

Ov alle/C2

Ov alle/C

Qui..

Quill/H

Qui..

Ov alle/B

L.Moll/C

L.Moll/B

Quinqu/H1

PAzu/J1

PAz..

PAzu/H2

Pun

ta P

alm

eras

(43.

.AA

AC F

LINT

375

mm

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AC F

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El Arrayan__(..2-Winding Tra..El Arrayan__(..2-Winding Tra..

Pan

de A

z..

Pan

de A

z..

Pan

de A

z..

Pan

de A

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Los Cururos..2-Winding T..Los Cururos..2-Winding T..

Monte Redondo__(..2-Winding Transf..Monte Redondo__(..2-Winding Transf..

Talinay

__(1

)2-

Win

ding

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Talinay

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Tap

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Tap

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2

2

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0

1

2

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I. S

S/A

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Carg

a I

00

00

00

4

0

I. MCDACarga I

R. Cabildo 110..Carga R

4

0

3

I. Los Piuquenes 220 kVCarga I

0

4

G~G~

G~

1

G~

00

R. El Espino 66 kVCarga R

I. SS/AA Los EspinosCarga I

I. SS/AA El PenCarga I

SS

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G~

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R. E

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6 k

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arg

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R. San Joaquin 110 kVCarga R

1111

-8-8

R. Quereo 110 kVCarga R

12

12

9

G~

Los Molles U2Gen Los MollesR. Vicua 110 kV

Carga R

I. PunitaquiCarga I

R. PunitaquiCarga R

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66 k

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0

0

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I. P

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I. Ovalle 66 kVCarga I

R. M

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ella

110

kV

Carg

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R. Ovalle 66 kVCarga R

-2

10

R. Casas Viejas 110 kVCarga R

R. Andacollo 66 kVCarga R

8

3

83

DIg

SIL

EN

T



14


3.3 ACTUALIZACIN DE LA BASE DE DATOS

La base de datos entregada por el CDEC-SIC de diciembre de 2013 fue actualizada a

Agosto de 2014 ingresando en esta las obras en construccin de generacin, transmisin

y proyeccin de demanda publicadas en el informe de fijacin de precio de nudos vigente:

FIJACION DE PRECIOS DE NUDO OCTUBRE DE 2013 SISTEMA INTERCONECTADO

CENTRAL (SIC), OCTUBRE DE 2013, INFORME TECNICO DEFINITIVO. As tambin

los proyectos de generacin indicados en la carta D.O. N10988/2013 generada por el

CDEC-SIC a peticin del cliente. Dichas actualizaciones se muestran en las tablas

siguientes. Para llevar el SIC al escenario futuro, se seleccionaron las obras que debieran

estar en servicio en agosto de 2014 y que se muestran a continuacin.

Tabla 1: Centrales en construccin ITD Octubre 2013



15


Tabla 2: Centrales recomendadas ITD Octubre 2013



16


Tabla 3: Obras de Transmisin en construccin ITD Octubre 2013

Tabla 4: Obras de Transmisin recomendadas ITD Octubre 2013



17


Tabla 5: Proyectos de generacin carta D.O. N10988/2013

Nota: De acuerdo a lo observado en la base de datos Digsilent del SIC los parques elicos

no aportaran corriente de cortocircuito. Por otra parte, es sabido que los aportes de las

centrales fotovoltaicas tambin son despreciables al corto circuito. Por lo tanto, se

consideraron principalmente las centrales indicadas en el Informe de Precio de Nudo de

Octubre. En la Tabla 6 se observan los datos de cortocircuito de los generadores de Punta

Palmeras.

En la siguiente figura se muestra un unilineal simplificado de la zona con las

actualizaciones en Gx.

Proyecto Generacin Punto de ConexinCapacidad

Instalada MWFecha de Puesta en Servicio

Proyecto Fotovoltaico JavieraBarra seccionadora en LT 220 kV Diego de

Almagro - Paposo70 4 trimestre 2014

Proyecestos Fotovoltaicos Canto del

Agua, Denersol II y Denersol IIIS/E Maitencillo 110 kV 59 Julio 2014

Central Fotovoltaica Llano de LlamposBarra seccionadora en LT 220 kV Cardones -

Cerro Negro Norte100 Diciembre 2013

Parque Elico El ArraynBarra seccionadora en LT 220 kV Las Palmas -

Pan de Azcar C2115 2014

Proyecto Fotovoltaico San AndrsBarra seccionadora en LT 220 kV Cardones -

Carrera Pinto50 Diciembre 2013

Parque Elico Pacfico y La Cebada (Los

Cururos)

S/E Seccionadora circuito 1 Las Palmas - Pan de

Azcar 220 kV (a 30 km de Las Palmas)72 Fines de 2013

Proyectos Fotovoltaicos Inca de Varas I y

IIS/E Carrera Pinto 50 1 semestre 2014

Proyecto Fotovoltaico "PV Salvador"Tap off en LT 110 kV Diego de Almagro -

Salvador68 1 semestre 2014

Proyectos Fotovoltaicos Valleland I y

Valleland IITap-Off en LT 220 kV Maitencillo - Cardones c1 67 1 semestre 2014

Proyectos Fotovoltaica Solar Atacama S/E Carrera Pinto 135 Julio 2014

Proyecto Solar SolaireDirect Generation x

05S/E Los Loros 50 3 trimestre 2014

Suma 836



18


Figura 4. Diagrama Unilineal simplificado de la zona



19


3.4 DETALLE DE LOS EQUIPOS PRINCIPALES

Tabla 6: Datos Generador

Tabla 7: Datos Cables Media Tensin

Cables de Media Tensin (1)

Tipo (cable aislado) XLPE Al

Seccin 500 kCM

Voltaje nominal 15 kV

Corriente nominal (subt.) 0.436 kA

Corriente nominal (areo) 1 kA

Frecuencia nominal 50 Hz

Resistencia R1 (20 C) 0.168 /km

Reactancia X1 0.119 /km



Cantidad de unidades del Parque 15

Modelo AW109/3000 IECIIa [50Hz]

Fabricante Acciona Windpower S.A.

Tipo de generador Mquina asncrona

Tipo de mquina Doblemente alimentada (DFIG)


Potencia Aparente Nominal 3599 kVA

Potencia activa nominal 3000 kW


Zecuencia cero R0 0.01 p.u.

Zecuencia cero X0 0.1 p.u.

Resistencia estator Rs 0.01118 p.u.

Mreactancia mag. Xm 3.18658 p.u.

Reactancia estator Xs 0.20744 p.u.

Resistencia rotor RrA 0.011422 p.u.

Reactancia estator XrA 0.110718 p.u.

Corriente de rotor bloqueado (IIr/In) 2.25 p.u.

R/X de roto bloqueado 0.053904 p.u.

Datos Generador



20




Seccin 1000 kCM











Seccin 1250 kCM










Tipo (cable desnudo) LA-180

Seccin (total) 182 mm2


Corriente nominal (subt.) ---

Corriente nominal (areo) 0.4313 kA








21


Tabla 8: Datos Transformador de poder

Tabla 9: Datos Lnea de Transmisin

Tipo de transformador 2 enrollados

Potencia nominal 50 MVA

Tensin 220/12 kV

Tipo de conexin YNd11

R1 0,00392 p.u.

X1 0,1197358 p.u.

R0 0,0 p.u.

X0 0,06 p.u.

Corriente en vaco 0,08 %

Prdidas en vaco 23,5 kW (a 100% de voltaje primario; 220/12 kV)

Cambiador de Tap lado AT

Taps 10 x 1,25 % (bajo carga

Datos Transformador de poder

Tipo de transformador 2 enrollados

Potencia nominal 50 MVA

Tensin 220/12 kV

Tipo de conexin YNd11

R1 0.00392 p.u.

X1 0.1197358 p.u.

R0 0 p.u.

X0 0.06 p.u.

Corriente en vaco 0.08 %

Prdidas en vaco 33.76 kW

Cambiador de Tap lado AT

Taps 11 x 1.25% (bajo carga)

Datos Transform ador de Poder

Tipo AAAC Flint

Seccin 375 mm2

Largo 6.4 km


Corriente nominal 0.587 kA


Resistencia R1 (20 C) 0.0996 Ohm/km

Reactancia X1 0.39 Ohm/km

Resistencia R0 0.2324 Ohm/km

Reactancia X0 1.3038 Ohm/km

Lnea de transmisin



22


4 CONSIDERACIONES

4.1 Supuestos Y Simplificaciones

El clculo de las corrientes de cortocircuito efectuado para realizar este informe, est

basado en el procedimiento DO nombrado anteriormente, en el cual se exige realizar

dicho clculos considerando los siguientes supuestos y simplificaciones:

Durante el tiempo de duracin del cortocircuito no existe cambio en el tipo de

cortocircuito, esto es, un cortocircuito trifsico permanece trifsico y un cortocircuito

monofsico permanece monofsico durante todo el tiempo del cortocircuito.

Durante el tiempo de duracin del cortocircuito, no existen cambios topolgicos en

la red.

La impedancia de los transformadores es referida a la posicin nominal del

cambiador de tomas. No obstante, el clculo de corrientes de cortocircuito debe

considerar un factor de correccin que represente a la posicin del cambiador de tomas

que de origen a la menor impedancia de cortocircuito.

Las magnitudes de la resistencia del arco de cortocircuito y de la impedancia de

falla se consideran despreciables.

No se consideran: las capacitancias de las lneas, las admitancias shunt y las

cargas estticas (no-rotatorias), excepto las correspondientes a la red de secuencia cero

del sistema.

El tiempo mnimo de separacin de los contactos de un interruptor a considerar

ser de 40 milisegundos. Dicho valor, est constituido por la suma del tiempo de

operacin del rel ms rpido que acta sobre el trip del interruptor y del tiempo de inicio

de la separacin de sus contactos.



23


4.2 Condiciones

Para realizar el clculo de las corrientes de cortocircuito, es necesario contemplar las

siguientes condiciones, en base a lo estipulado en el procedimiento DO.

La tensin pre - falla es igual a C veces la tensin nominal, donde C es un factor

de tensin, el cual depende de la tensin, de acuerdo a la Norma IEC 60909-0.

Tabla 10: Factor de Tensin C. (Norma IEC 60909-0)

La resistencia de las lneas areas y cables es considerada para una temperatura

de 20 C o en su defecto, las correspondientes resistencias disponibles en la base

de datos de las instalaciones del CDEC - SIC que emplean en el clculo de flujos de

potencia.

4.3 Capacidades De Ruptura

Las capacidades de ruptura simtrica (ISC), asimtrica (ISCAsy) y de cierre contra falla

(ipnom) de los equipos aledaos a la central, fueron obtenidas de la pgina del CDEC-SIC.

La capacidad de ruptura asimtrica, de los equipos que no se encontr en la pgina del

CDEC-SIC, se calcul de acuerdo a lo expuesto en las consideraciones.

Tensin Nominal Factor de Tensin C

230 [V] - 400 [V] 1

400 [kV] < Vn 1 [kV] 1,05

1 [kV] Vn 1,1



24


Tabla 11: Capacidad de Ruptura de los Equipos Analizados

(*) En central Los Espinos no existe interruptor en el lado de 220 [kV] del transformador de poder de dicha

subestacin.

S/I: Sin informacin.

Solamente la capacidad de un interruptor no pudo ser encontrada tras la bsqueda

realizada, el tap-off Talinay. Sin embargo, como se mostrar ms adelante, la corriente

de cortocircuito a la que es sometido este interruptor es bastante menor que la capacidad

mnima de ruptura para un equipo de 220 kV. El equipo de menor capacidad disponible en

el mercado est especificado para

Ib = 31,5 kA

Iasy = 31,5 kA

Ip = 80,0 kA

Ms an el efecto de la incorporacin de la central es escaso, tal como se ver en la

seccin 6.

Nivel de

Tensin Simtrica Asimet. Peak

[kV] Ib [kA] Iasy [kA] Ip [kA]

Canela II JT 220 50 59 100

Los Espinos (*) --- 220 --- --- ---

Las Palmas J2 J3 J4 J6 J7 J8 JS 220 40 40 100

Las Palmas J9 (P. Palmeras) 220 31,5 31,5 100

Las Palmas JT1 (Canela I) 220 40 40 100

Los Vilos J1 J2 J3 J4 JS 220 40 44 100

Nogales J1 J2 J3 J4 JJ5 J6 J7 J8 J9 J10 J11 J12 220 40 46 100

Pan de Azcar J1 J2 J3 J4 JT3 JT4 JT5 JT6 JS 220 40 44 100

Pan de Azcar JR 220 40 48 125

Pan de Azcar J7 220 40 100 100

Pan de Azcar JCES 220 40 51 100

Pan de Azcar J7 220 40 100 100

Punta Palmeras J1 220 40 40 100

Tap MR J1 220 32 40 79

Tap Talinay JL J1 220 S/I S/I S/I

Totoral JT2 220 31,5 31,5 82

Punta Palmeras Trafo. Lado BT 12 31,5 31,5 80

Capacidad de Ruptura

Pao del EquipoUbicacin



25


5 NORMA TCNICA DE SEGURIDAD Y CALIDAD DE SERVICIO

El procedimiento en el cual se bas este estudio de cortocircuito, cumple con lo dispuesto

en la Norma Tcnica de Seguridad y Calidad de Servicio, en adelante NT de SyCS. En esta

norma, de acuerdo a los artculos 1-4, 1-5 y 2-7, todas sus disposiciones son aplicables a

las nuevas instalaciones de la Central en estudio, tanto en los aspectos de diseo de las

instalaciones que la interconectan al SIC, como en cuanto a las condiciones de operacin

y su correspondiente coordinacin operativa con el CDEC - SIC.

Los estudios desarrollados permiten la verificacin del cumplimiento de aquellos aspectos

que tienen relacin con las condiciones de operacin de la nueva instalacin con el resto

del SIC.

Enmarcado en las exigencias generales del captulo 3 de la NT de SyCS, el Art. 3-3

dispone que las instalaciones de unidades generadoras que operen en sincronismo y las

instalaciones del Sistema de Transmisin deben cumplir con ciertas exigencias mnimas y

condiciones bsicas. Entre stas se encuentra que las instalaciones nombradas con

anterioridad debern soportar al menos el mximo nivel de corriente de cortocircuito

existente en cada punto del SI. Las condiciones y la forma en que se calcule el mximo

nivel de corriente de cortocircuito se establecen en el Procedimiento DO TRMINOS Y

CONDICIONES DEL CLCULO DE CORRIENTES DE CORTOCIRCUITO PARA LA

VERIFICACIN DEL DIMENSIONAMIENTO DE INTERRUPTORES EN EL SIC.



26


6 NIVELES DE CORTOCIRCUITO

Este estudio de cortocircuitos verificar el dimensionamiento de los equipos cercanos a la

central, debiendo tener estos la capacidad de ruptura suficiente para soportar los nuevos

niveles de cortocircuito tras la incorporacin de la potencia que generar la central en

estudio. Para esto, los equipos debern ser capaces de soportar tanto la corriente de

cortocircuito que se establezca a travs de estos durante el tiempo de despeje de la falla,

como la mxima corriente de cortocircuito de cierre contra falla, ya sea por cierre de

operacin normal o por cierre con reconexin automtica. Adems debern tener la

capacidad de interrumpir la mxima corriente de cortocircuito, que se establezca a travs

de estos, de acuerdo con su ubicacin en la red y la localizacin de la falla.

Este estudio se realiza en base a las exigencias establecidas en el Procedimiento DO, el

cual est en conformidad a la NT de SyCS. Los criterios y supuestos utilizados en ste,

emplean como referencia las normas y estndares IEC 60909-0 (2001), IEC 60050-441

(2000) e IEC 62271-100 (2001).

En este procedimiento se indica que el equipo debe ser capaz de interrumpir, bajo

condiciones de uso y comportamiento establecidas en la norma IEC 62271-100, cualquier

corriente de cortocircuito hasta su corriente de cortocircuito de interrupcin nominal

(ISC), que contenga cualquier componente de corriente alterna hasta su valor nominal y,

asociada con cualquier porcentaje de la componente de corriente continua hasta el valor

especificado. Lo anterior debido a que esta corriente es caracterizada por dos valores: el

valor r.m.s. de la componente de corriente alterna, y el porcentaje de la componente de

corriente continua. Sin embargo, cabe destacar que si la componente de corriente

continua no excede el 20%, la corriente de interrupcin nominal se determinar slo por

el valor r.m.s. de la componente de corriente alterna.

Adems, el equipo debe ser capaz de soportar la mxima corriente de cortocircuito dada

durante el primer ciclo de la corriente de cortocircuito. La capacidad de esta

corresponder a la corriente de cortocircuito mxima nominal de dicho

interruptor/desconectador.

Las corrientes de cortocircuito debern ser determinadas para fallas trifsicas (3),

bifsicas aisladas (2), bifsicas a tierra (2-T) y monofsicas a tierra (1-T). En cada

una de ellas se determinarn las componentes simtrica inicial r.m.s., Ikss [kA],

simtrica, Ib [kA], y asimtrica de interrupcin IbAsy [kA] (ambas r.m.s y evaluadas en

el instante de 40 milisegundos despus de iniciada la falla), corriente de cortocircuito



27


mxima instantnea (peak), correspondiente a la corriente de cierre contra falla, ip [kA] y

la corriente de cortocircuito en rgimen permanente r.m.s., Ik [kA].

De las componentes de las corrientes de cortocircuito expuestas anteriormente, se deber

determinar el mayor valor de cada una de ellas, considerando todas las fallas calculadas,

con las que posteriormente se comparar la capacidad de ruptura existente en cada

equipo estudiado, y con esto verificar si ste es capaz de soportar los nuevos niveles de

cortocircuito debidos a la nueva generacin incorporada al sistema.

El clculo de los niveles de cortocircuito se realiz en las barras de la central, de la

subestacin Las Palmas, y en las barras aledaas esta, en distintos niveles de tensin.

El respaldo grfico de cada una de las simulaciones, se muestran en los Anexos 1 al 8.



28


6.1 Corrientes de Cortocircuito Simtrica Inicial

Ikss [kA]

A continuacin se presentan las corrientes de cortocircuito simtrica inicial para fallas de

tipo trifsico, bifsico aislado, bifsico a tierra y monofsico a tierra, en los puntos

analizados, con la central y sin la central. Se determina el mayor nivel obtenido de esta

en cada punto.

Tabla 12: Corrientes de Cortocircuito Simtrica Inicial Ikss [kA]

De los valores expuestos en la tabla, se determinaron los mayores valores de corriente de

cortocircuito simtrica inicial en cada punto analizado, considerando el sistema con la

inyeccin de potencia de la central.

Con

Cent

Sin

Cent

Con

Cent

Sin

Cent

Con

Cent

Sin

Cent

Con

Cent

Sin

Cent

Canela II 220 7,34 6,91 5,27 5,07 6,81 6,40 6,10 5,86 7,34 6,22

Los Espinos 220 6,83 6,75 7,03 6,92 7,44 7,32 8,16 8,04 8,16 1,49

Las Palmas 220 7,76 7,22 5,61 5,38 7,22 6,73 6,49 6,22 7,76 7,48

Los Vilos 220 7,66 7,55 8,03 7,88 8,49 8,34 9,32 9,15 9,32 1,86

Nogales 220 21,39 21,36 25,92 25,85 27,61 27,54 29,80 29,72 29,80 0,27

Pan de Azucar 220 6,68 6,63 5,21 5,15 6,14 6,08 6,00 5,93 6,68 0,75

Punta Palmeras 220 6,60 --- 5,06 --- 6,15 --- 5,85 --- 6,60 ---

Tap MR 220 6,62 6,45 4,37 4,25 6,38 6,21 5,05 4,91 6,62 2,64

Tap Talinay 220 5,90 5,79 3,89 3,80 5,69 5,59 4,49 4,40 5,90 1,90

Totoral 220 7,69 7,16 5,59 5,36 7,16 6,68 6,46 6,20 7,69 7,40

Punta Palmeras 12 0,00 --- 21,50 --- 21,50 --- 24,83 --- 24,83 ---

Cortocircuito

2ft

Cortocircuito

3f I k

Mx

Vari

I K

[%]

SubestacinTens

[kV]

Cortocircuito

1f

Cortocircuito

2f



29


6.2 Corrientes de Cortocircuito Simtrica de Interrupcin r.m.s

Ib [kA]

A continuacin se presentan las corrientes de cortocircuito simtrica de interrupcin

r.m.s., evaluada en el instante de 40 [ms] despus de iniciada la falla, para fallas de tipo

trifsico, bifsico aislado, bifsico a tierra y monofsico a tierra, en los puntos analizados,

con la central y sin la central. Se determina el mayor nivel obtenido de esta en cada

punto.

Tabla 13: Corrientes de Cortocircuito Simtrica de Interrupcin r.m.s. Ib [kA]

De los valores expuestos en la tabla se han determinado los mayores valores de corriente

de cortocircuito simtrica de interrupcin, evaluada en el instante de 40 [ms] despus de

iniciada la falla, en cada punto analizado, considerando el sistema con la inyeccin de

potencia de la central.

Con

Cent

Sin

Cent

Con

Cent

Sin

Cent

Con

Cent

Sin

Cent

Con

Cent

Sin

Cent

Canela II 220 7,34 6,91 5,27 5,07 6,81 6,40 6,08 5,85 7,34 6,22

Los Espinos 220 6,83 6,75 7,03 6,92 7,44 7,32 8,14 8,01 8,14 1,62

Las Palmas 220 7,76 7,22 5,61 5,38 7,22 6,73 6,47 6,21 7,76 7,48

Los Vilos 220 7,66 7,55 8,03 7,88 8,49 8,34 9,29 9,12 9,29 1,86

Nogales 220 21,39 21,36 25,92 25,85 27,61 27,54 29,69 29,61 29,69 0,27

Pan de Azucar 220 6,68 6,63 5,21 5,15 6,14 6,08 5,99 5,92 6,68 0,75

Punta Palmeras 220 6,60 --- 5,06 --- 6,15 --- 5,84 --- 6,60 ---

Tap MR 220 6,62 6,45 4,37 4,25 6,38 6,21 5,04 4,91 6,62 2,64

Tap Talinay 220 5,90 5,79 3,89 3,80 5,69 5,59 4,49 4,40 5,90 1,90

Totoral 220 7,69 7,16 5,59 5,36 7,16 6,68 6,45 6,19 7,69 7,40

Punta Palmeras 12 0,00 --- 21,50 --- 21,50 --- 24,63 --- 24,63 ---

Cortocircuito

2ft

Cortocircuito

3f Ib

Mx

Vari

Ib [%]Subestacin

Tens

[kV]

Cortocircuito

1f

Cortocircuito

2f



30


6.3 Corrientes de Cortocircuito Asimtrica de Interrupcin r.m.s

IbAsy [kA]

A continuacin se presentan las corrientes de cortocircuito asimtrica de interrupcin

r.m.s., evaluada en el instante de 40 [ms] despus de iniciada la falla, para fallas de tipo

trifsico, bifsico aislado, bifsico a tierra y monofsico a tierra, en los puntos analizados,

con la central y la central. Se determina el mayor nivel obtenido de esta en cada punto.

Tabla 14: Corrientes de Cortocircuito Asimtrica de Interrupcin r.m.s. IbAsy [kA]


de cortocircuito asimtrica de interrupcin, evaluada en el instante de 40 [ms] despus

de iniciada la falla, en cada punto analizado, considerando el sistema con la inyeccin de

potencia de la central.

Con

Cent

Sin

Cent

Con

Cent

Sin

Cent

Con

Cent

Sin

Cent

Con

Cent

Sin

Cent

Canela II 220 7,39 6,95 5,31 5,10 6,86 6,44 6,12 5,89 7,39 6,33

Los Espinos 220 6,90 6,82 7,10 6,99 7,52 7,39 8,22 8,09 8,22 1,67

Las Palmas 220 7,82 7,26 5,65 5,41 7,28 6,77 6,52 6,25 7,82 7,65

Los Vilos 220 7,74 7,63 8,12 7,96 8,58 8,43 9,39 9,21 9,39 1,93

Nogales 220 23,12 23,09 28,01 27,94 29,84 29,77 32,09 32,01 32,09 0,25

Pan de Azucar 220 6,72 6,67 5,24 5,18 6,17 6,11 6,02 5,95 6,72 0,77

Punta Palmeras 220 6,64 --- 5,09 --- 6,19 --- 5,88 --- 6,64 ---

Tap MR 220 6,66 6,48 4,40 4,27 6,42 6,24 5,07 4,94 6,66 2,70

Tap Talinay 220 5,93 5,82 3,91 3,82 5,72 5,62 4,51 4,42 5,93 1,94

Totoral 220 7,75 7,20 5,63 5,39 7,21 6,72 6,50 6,23 7,75 7,52

Punta Palmeras 12 0,00 --- 25,21 --- 25,21 --- 28,88 --- 28,88 ---

Iasi

Mx

Vari

Iasi

[%]

SubestacinTens

[kV]

Cortocircuito

1f

Cortocircuito

2f

Cortocircuito

2ft

Cortocircuito

3f



31


6.4 Corrientes de Cortocircuito Mxima Instantnea (peak)

ip [kA]

A continuacin se presentan las corrientes de cortocircuito mxima instantnea (peak),

considerada para el cierra contra falla, para fallas de tipo trifsico, bifsico aislado,

bifsico a tierra y monofsico a tierra, en los puntos analizados, con la central y sin la

central. Se determina el mayor nivel obtenido de esta en cada punto.

Tabla 15: Corrientes de Cortocircuito Mxima Instantnea (peak) ip [kA]


de cortocircuito mxima instantnea (peak), considerada para el cierra contra falla, en

cada punto analizado, considerando el sistema con la inyeccin de potencia de la central.

Con

Cent

Sin

Cent

Con

Cent

Sin

Cent

Con

Cent

Sin

Cent

Con

Cent

Sin

Cent

Canela II 220 16,22 15,18 11,65 11,13 15,07 14,05 13,47 12,88 16,22 6,85

Los Espinos 220 15,32 15,12 15,78 15,51 16,69 16,41 18,32 18,01 18,32 1,72

Las Palmas 220 17,17 15,87 12,42 11,83 15,99 14,79 14,36 13,68 17,17 8,19

Los Vilos 220 17,23 16,95 18,07 17,69 19,12 18,72 20,97 20,54 20,97 2,09

Nogales 220 52,91 52,85 64,11 63,96 68,29 68,14 73,72 73,54 73,72 0,24

Pan de Azucar 220 14,64 14,50 11,41 11,26 13,44 13,30 13,14 12,97 14,64 0,97

Punta Palmeras 220 14,56 --- 11,15 --- 13,56 --- 12,89 --- 14,56 ---

Tap MR 220 14,54 14,11 9,59 9,29 14,00 13,57 11,08 10,73 14,54 3,05

Tap Talinay 220 12,91 12,62 8,50 8,30 12,46 12,20 9,82 9,58 12,91 2,30

Totoral 220 17,03 15,74 12,36 11,78 15,85 14,68 14,30 13,63 17,03 8,20

Punta Palmeras 12 0,00 --- 55,41 --- 55,41 --- 64,00 --- 64,00 ---

Cortocircuito

2ft

Cortocircuito

3f Ip

Mx

Vari

Ip [%]Subestacin

Tens

[kV]

Cortocircuito

1f

Cortocircuito

2f



32


6.5 Corrientes de Cortocircuito en Rgimen Permanente

Ik [kA]

A continuacin se presentan las corrientes de cortocircuito en rgimen permanente, para

fallas de tipo trifsico, bifsico aislado, bifsico a tierra y monofsico a tierra, en los

puntos analizados, con la central y sin la central. Se determina el mayor nivel obtenido de

esta en cada punto.

Tabla 16: Corrientes de Cortocircuito en Rgimen Permanente Ik [kA]


de cortocircuito en rgimen permanente, en cada punto analizado, considerando el

sistema con la inyeccin de potencia de la central.

Con

Cent

Sin

Cent

Con

Cent

Sin

Cent

Con

Cent

Sin

Cent

Con

Cent

Sin

Cent

Canela II 220 7,34 6,91 5,27 5,07 6,81 6,40 6,10 5,86 7,34 6,22

Los Espinos 220 6,83 6,75 7,03 6,92 7,44 7,32 8,16 8,04 8,16 1,49

Las Palmas 220 7,76 7,22 5,61 5,38 7,22 6,73 6,49 6,22 7,76 7,48

Los Vilos 220 7,66 7,55 8,03 7,88 8,49 8,34 9,32 9,15 9,32 1,86

Nogales 220 21,39 21,36 25,92 25,85 27,61 27,54 29,80 29,72 29,80 0,27

Pan de Azucar 220 6,68 6,63 5,21 5,15 6,14 6,08 6,00 5,93 6,68 0,75

Punta Palmeras 220 6,60 --- 5,06 --- 6,15 --- 5,85 --- 6,60 ---

Tap MR 220 6,62 6,45 4,37 4,25 6,38 6,21 5,05 4,91 6,62 2,64

Tap Talinay 220 5,90 5,79 3,89 3,80 5,69 5,59 4,49 4,40 5,90 1,90

Totoral 220 7,69 7,16 5,59 5,36 7,16 6,68 6,46 6,20 7,69 7,40

Punta Palmeras 12 0,00 --- 21,50 --- 21,50 --- 24,83 --- 24,83 ---

Cortocircuito

2ft

Cortocircuito

3f Ik

Mx

Vari

Ik [%]Subestacin

Tens

[kV]

Cortocircuito

1f

Cortocircuito

2f



33


6.6 Mayores Niveles de las Corrientes de Cortocircuito

A continuacin se presentan los mayores niveles de las corrientes de cortocircuito

expuestas anteriormente, correspondientes a las capacidades de ruptura requeridas por

cada interruptor/desconectador. Las cuales posteriormente sern comparadas con las

capacidades existentes en cada uno de estos.

Tabla 17: Mayores Niveles de las Corrientes de Cortocircuito [kA] Con Central conectada

De la Tabla 17 se observa que en las siguientes SS/EE, el aumento de la corriente de

cortocircuito es inferior al 3%

Nogales Pan de Azcar Los Espinos Los Vilos Tap Talinay Tap Monte Redondo

De este modo, el mayor efecto relativo de la incorporacin de la central Punta Palmeras

se observa, adems de en la S/E Las palmas, hasta las Subestaciones Totoral y Canela II

con un aumento de alrededor de un 7,5 %.

Ib

[kA]

Mayor

Sin

Cent.

Ib

[kA]

Mayor

Con

Cent.

Vari

Ib

[%]

IbAsy

[kA]

Mayor

Sin

Cent.

IbAsy

[kA]

Mayor

Con

Cent.

Vari

IbAsy

[%]

Ip

[kA]

Mayor

Sin

Cent.

Ip

[kA]

Mayor

Con

Cent.

Vari

Ip

[%]

Ik

[kA]

Mayor

Sin

Cent.

Ik

[kA]

Mayor

Con

Cent.

Vari

Ik

[%]

Nogales 220 29,61 29,69 0,27 32,01 32,09 0,25 73,54 73,72 0,24 29,72 29,80 0,27

Pan de Azucar 220 6,63 6,68 0,75 6,67 6,72 0,77 14,50 14,64 0,97 6,63 6,68 0,75

Los Espinos 220 8,01 8,14 1,62 8,09 8,22 1,67 18,01 18,32 1,72 8,04 8,16 1,49

Los Vilos 220 9,12 9,29 1,86 9,21 9,39 1,93 20,54 20,97 2,09 9,15 9,32 1,86

Tap Talinay 220 5,79 5,90 1,90 5,82 5,93 1,94 12,62 12,91 2,30 5,79 5,90 1,90

Tap MR 220 6,45 6,62 2,64 6,48 6,66 2,70 14,11 14,54 3,05 6,45 6,62 2,64

Canela II 220 6,91 7,34 6,22 6,95 7,39 6,33 15,18 16,22 6,85 6,91 7,34 6,22

Totoral 220 7,16 7,69 7,40 7,20 7,75 7,52 15,74 17,03 8,20 7,16 7,69 7,40

Las Palmas 220 7,22 7,76 7,48 7,26 7,82 7,65 15,87 17,17 8,19 7,22 7,76 7,48

Punta Palmeras 220 --- 6,60 --- --- 6,64 --- --- 14,56 --- --- 6,60 ---

Punta Palmeras 12 --- 24,63 --- --- 28,88 --- --- 64,00 --- --- 24,83 ---

SubestacinTens

[kV]

Mayores Corrientes de cortocircuito calculadas y su variacin en los casos con y sin Proyecto



34


6.7 Capacidad de Ruptura

En base al procedimiento, se verifica el adecuado dimensionamiento de los equipos, al

corroborar que estos satisfacen ciertas condiciones, las que se exponen a continuacin.

Esto sujeto a las mayores corrientes de cortocircuito determinadas.

La capacidad de ruptura simtrica nominal del interruptor, deber ser mayor que

la corriente de cortocircuito simtrica de interrupcin que se establezca a travs de

ste, en el instante de 40 milisegundos despus de iniciado el cortocircuito (Ib).

La capacidad de ruptura asimtrica del interruptor, deber ser mayor que la

corriente de cortocircuito de interrupcin asimtrica que se establezca a travs de

ste, en el instante de 40 milisegundos despus de iniciado el cortocircuito (IbAsy).

La capacidad de cierre contra cortocircuito nominal del interruptor, deber ser

mayor que la corriente de cortocircuito mxima instantnea (peak), que se

establezca a travs de ste (ip).

La corriente de cortocircuito de duracin nominal del interruptor dada por el (I2t)

de diseo, deber ser mayor que el (Ik2t) correspondiente a la corriente de

cortocircuito en rgimen permanente para un perodo de operacin de la primera

proteccin de respaldo.

A continuacin, en la siguiente tabla, se presentan las comparaciones entre las

capacidades existentes y las requeridas, de acuerdo a lo estipulado anteriormente, para

as verificar el correcto dimensionamiento de los equipos asociados a cada punto.



35


Tabla 18: Comparacin entre el valor de Ib mximo obtenido con el existente para cada interruptor

S/I: Sin informacin

(*): En central Los Espinos no existe interruptor en el lado de 220 [kV] del transformador de poder.

Tabla 19: Comparacin entre el valor de IbAsy mximo obtenido con el existente para cada

interruptor

S/I: Sin informacin


SubestacinTensin

[kV]Pao

Ib Mayor

Obtenido

[KA]

Cap. de Rupt. Sim. Exist.

[KA]

Canela II 220 JT 7,34 50

Los Espinos (*) 220 --- 8,14 ---

Las Palmas 220 J2 J3 J4 J6 J7 J8 JS 7,76 40

Las Palmas 220 J9 (P. Palmeras) 7,76 31,5

Las Palmas 220 JT1 (Canela I) 7,76 40

Los Vilos 220 J1 J2 J3 J4 JS 9,29 40

Nogales 220 J1 J2 J3 J4 JJ5 J6 J7 J8 J9 J10 J11 J12 29,69 40

Pan de Azcar 220 J1 J2 J3 J4 JT3 JT4 JT5 JT6 JS 6,68 40

Pan de Azcar 220 JR 6,68 40

Pan de Azcar 220 J7 6,68 40

Pan de Azcar 220 JCES 6,68 40


Punta Palmeras 220 J1 6,60 40

Tap MR 220 J1 6,62 32

Tap Talinay 220 JL J1 5,90 S/I

Totoral 220 JT2 7,69 31,5

Punta Palmeras 12 Trafo. Lado BT 24,63 31,5

SubestacinTensin

[kV]Pao

Iasi Mayor

Obtenido

[KA]

Cap. de Rupt. Asim. Exist.

[KA]


Los Espinos (*) 220 --- 8,22 ---




Los Vilos 220 J1 J2 J3 J4 JS 9,39 44




Pan de Azcar 220 J7 6,72 100


Pan de Azcar 220 J7 6,72 100


Tap MR 220 J1 6,66 40


Totoral 220 JT2 7,75 31,5




36


Tabla 20: Comparacin entre el valor de Ip mximo obtenido con el existente para cada interruptor

S/I: Sin informacin


Tabla 21: Comparacin entre el valor de Ik mximo obtenido con el existente para cada interruptor

S/I: Sin informacin


SubestacinTensin

[kV]Pao

Ip Mayor

Obtenido

[KA]

Cap. de Cierre en C. Ccto.

Exist. [KA]

Canela II 220 JT 16,22 100

Los Espinos (*) 220 --- 18,32 ---


Las Palmas 220 J9 (P. Palmeras) 17,17 100


Los Vilos 220 J1 J2 J3 J4 JS 20,97 100




Pan de Azcar 220 J7 14,64 100


Pan de Azcar 220 J7 14,64 100


Tap MR 220 J1 14,54 79


Totoral 220 JT2 17,03 82

Punta Palmeras 12 Trafo. Lado BT 64,00 80

SubestacinTensin

[kV]Pao

Ik Mayor

Obtenido

[KA]

Capacidad de ruptura

permanente [KA]


Los Espinos (*) 220 --- 8,16 ---




Los Vilos 220 J1 J2 J3 J4 JS 9,32 40








Tap MR 220 J1 6,62 32


Totoral 220 JT2 7,69 31,5




37


Las Tabla 18 a la Tabla 21 muestran que todos los interruptores en evaluacin,

considerando el sistema con la central conectada, y sin ella, no superan las capacidades

existentes de los equipos analizados.

Lo anterior determina que los equipos estudiados estn adecuadamente dimensionados

para operar en el sistema, ya que satisfacen las condiciones exigidas por el

procedimiento, con la nueva central conectada, por lo que no se requiere reemplazarlos.

Solamente la capacidad de un interruptor no pudo ser encontrada tras la bsqueda

realizada, el tap-off Talinay. Sin embargo, la corriente de cortocircuito a la que es

sometido este interruptor es bastante menor que la capacidad mnima de ruptura para

cualquier equipo interruptor de 220 kV. En efecto, de acuerdo a la experiencia del

consultor y tomando como antecedente la licitacin para el interruptor 52J9 de Las

Palmas, que corresponde al interruptor de Punta Palmeras, el equipo de menor capacidad

disponible en el mercado est especificado para:

Ib = 31,5 kA - (Talinay = 5,90 kA)


Ip = 80,0 kA - (Talinay = 12,91 kA)

Al observar la comparacin entre el interruptor con menor capacidad disponible en el

mercado, esto para un nivel de tensin de 220 kV, y los niveles obtenidos para la

corriente de cortocircuito en el Tap.off Talinay, se observa una holgura de ms de 5

veces.



38


7 CONCLUSIONES

Como se ha descrito a lo largo del informe, Acciona Energa S.A. requiere realizar

estudios de cortocircuito para la central elica Punta Palmeras, con el fin de determinar el

comportamiento del SIC con el aporte de dicha Central.

El anlisis de los resultados del estudio de cortocircuitos permite concluir que al entrar en

funcionamiento la central, esta no produce inconvenientes en el correcto funcionamiento

del SIC. Esto debido a que los niveles de cortocircuito aumentan levemente considerando

la incorporacin de la central al SIC.

Por otra parte, los niveles de cortocircuitos obtenidos en los puntos aledaos a las nuevas

instalaciones de la central, no sobrepasan la capacidad de ruptura de los equipos

estudiados, por lo que se concluye que no es necesario el cambio de dichos equipos.

Se revis la capacidad de los interruptores y desconectadores de las subestaciones

cercanas. Los transformadores de corriente (saturacin) sern revisados en otro estudio

que se desarrolla paralelamente al presente informe. Respecto de las trampas de onda,

ser incorporado su anlisis una vez que Transelec haya enviado la informacin de stas.

En el caso de la S/E Talinay, de acuerdo a la experiencia del consultor y tomando como

antecedente la licitacin para el interruptor 52J9 de Las Palmas que corresponde al

interruptor de Punta Palmeras, el equipo de menor capacidad disponible en el mercado

considerando un nivel de tensin de 220 kV, est especificado para:

Ib = 31,5 kA - (Talinay = 5,90 kA)


Ip = 80,0 kA - (Talinay = 12,91 kA)

Ms an, el efecto en el nivel de cortocircuito de la incorporacin de la central es escaso

en el caso de la S/E Talinay, presentando un aumento porcentual inferior al 2,3% de la

corriente de cortocircuito. En base a estos antecedente, el consultor estima que queda

demostrado que la incorporacin de la S/E Punta Palmeras no afectar el funcionamiento

normal de interruptores instalados en las cercanas de la subestacin Punta Palmeras. As

tambin se comprueba el correcto dimensionamiento al interior del parque elico Punta

palmeras.



39


Finalmente, el resultado del estudio realizado indica que el comportamiento de las

instalaciones de la central, cumple con las disposiciones establecidas en el procedimiento

de la Direccin de Operacin: Trminos y condiciones de clculo de corrientes de

cortocircuito para la verificacin del dimensionamiento de interruptores en el Sistema

Interconectado Central.



40


8 ANEXO: RESULTADOS DE SIMULACIONES EN DIGSILENT PF

8.1 Anexo 1. Sin central, Cortocircuito trifsico

8.2 Anexo 2. Sin central, Cortocircuito bifsico a tierra

8.3 Anexo 3. Sin central, Cortocircuito bifsico

8.4 Anexo 4. Sin central, Cortocircuito monofsico a tierra

8.5 Anexo 5. Con central, Cortocircuito trifsico

8.6 Anexo 6. Con central, Cortocircuito bifsico a tierra

8.7 Anexo 7. Con central, Cortocircuito bifsico

8.8 Anexo 8. Con central, Cortocircuito monofsico a tierra

estudio de cortocircuitos ppalmeras v3

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