estudio de des alan e de tensiones proye to n° 15046 estudios de ... · resistencia 0,252[ohm/km]...

ESTUDIO DE DESBALANCE DE TENSIONES

PROYECTO N° 15046

ESTUDIOS DE CONEXIÓN

SUBESTACIÓN RECTIFICADORA ESCUADRÓN 66/2,3[KV] 3,76[MVA]

1 18-12-15 Respuesta Observaciones RMC SAS MVC NSB

0 17-11-15 Revisión Final RMC SAS MVC NSB

B 29-10-15 Envío a Cliente RMC SAS MVC NSB

A 28-10-15 Revisión Interna RMC SAS MVC

REV FECHA MOTIVO REVISIÓN POR REV APR CLIENTE

TECNORED FESUB Concepción S.A.

DOCUMENTO N° 15046-E-IN-003

REV 1


SUBESTACIÓN RECTIFICADORA ESCUADRÓN

66/2,3[KV] 3,76[MVA]

15046-E-IN-003

TECNORED INGENIERÍA Y SERVICIOS

CERRO EL PLOMO 3819, PARQUE INDUSTRIAL CURAUMA, VALPARAÍSO PÁGINA 2 DE 15

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TABLA DE CONTENIDOS

1 RESUMEN EJECUTIVO .............................................................................................................................. 3

2 INTRODUCCIÓN ....................................................................................................................................... 4

3 OBJETIVOS ............................................................................................................................................... 5

4 INFORMACIÓN TÉCNICA DEL PROYECTO .................................................................................................. 5

5 CONSIDERACIÓN NORMATIVA................................................................................................................. 7

6 METODOLOGÍA ........................................................................................................................................ 8

7 ESTUDIO DE DESBALANCE DE TENSIONES ...............................................................................................10

7.1 RESULTADOS DESBALANCE DE TENSIONES .......................................................................................................... 12

8 CONCLUSIONES FINALES .........................................................................................................................15



66/2,3[KV] 3,76[MVA]

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1 RESUMEN EJECUTIVO

Fesub Concepción S.A. empresa del Grupo EFE está desarrollando la futura extensión del

Biotrén hasta la ciudad de Coronel, por lo que requiere el desarrollo y conexión al

Sistema Interconectado Central de la “S/E Rectificadora Escuadrón 66/2,3[kV]

3,76[MVA]”. El proyecto se emplazará en la comuna de Coronel, provincia de

Concepción, Región del Biobío, en la ruta CH-160 camino a Coronel esquina cruce

Escuadrón, este se conectará como Tap-Off a la línea Loma Colorada – Escuadrón

1x66[kV] propiedad de Transnet S.A, en un punto distante unos 8,7[km] de la S/E Loma

Colorada y 2,5[km] de S/E Escuadrón.

La configuración de la subestación será con barra simple en 66[kV] con interruptor

principal, en una etapa inicial constará de un transformador 66/2,3[kV] 3,76[MVA] y

rectificador (BMV-RZ1) 3[MW] 3[kVcc].

Con el fin de conseguir la autorización de conexión al Sistema Interconectado Central, la

empresa Fesub Concepción S.A. en conformidad a la Carta DO N°0834/2015 del 14 de

Julio de 2015, presenta a la dirección de Operaciones del Centro de Despacho Económico

de Carga del SIC (CDEC-SIC) los estudios que determinan el impacto en la operación del

sistema debido a la conexión de la nueva instalación. El desarrollo del Estudio de

Desbalance de Tensiones se ha realizado mediante el software PowerFactory DIgSILENT,

considerando la configuración de la estructura más utilizada en la línea de conexión.

Con la base de datos creada se ha desarrollado el estudio, evaluando la condición final

luego de realizada la interconexión y contrastándola con la previa a dichas obras. Los

análisis desarrollados solicitados por CDEC-SIC son:

Estudio de Desbalance de Tensiones.

Conforme a los resultados obtenidos en el estudio de desbalance de tensiones, se

concluye que el desbalance actual y posterior a la incorporación de la nueva S/E

Rectificadora Escuadrón, está dentro de lo exigido en el Artículo 3-44 de la NTSyCS.



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2 INTRODUCCIÓN

Fesub Concepción S.A. en adelante Fesub o el Cliente, está desarrollando el proyecto

“S/E Rectificadora Escuadrón 66/2,3[kV] 3,76[MVA]”, el cual consiste en una subestación

con barra simple en 66[kV] con interruptor principal, que en una etapa inicial constará de

un transformador 66/2,3[kV] 3,76[MVA] y rectificador (BMV-RZ1) 3[MW] 3[kVcc], que se

alimentará con una conexión tipo Tap-Off en la línea Loma Colorada – Escuadrón

1x66[kV] propiedad de Transnet S.A., proyecto que estará ubicado en la comuna de

Coronel, provincia de Concepción, Región del Biobío, en la ruta CH-160 camino a Coronel

esquina cruce Escuadrón.

Figura 1: Vista General Ubicación Geográfica del Proyecto.



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3 OBJETIVOS

El presente informe tiene como objetivo cuantificar el desbalance de tensión que

experimentará la línea Lomas Colorada – Escuadrón 66[kV], posteriormente a la

interconexión de la Nueva Subestación Rectificadora Escuadrón, esto conforme a lo

solicitado por CDEC-SIC en su carta DO N°0834/2015 del 14 de Julio de 2015.

El análisis de desbalance se realizará de acuerdo al artículo 3-22 de la NTSyCS y

respetando la metodología de la norma IEEE 1159; utilizando la información oficial

entregada por el propietario Transnet.

4 INFORMACIÓN TÉCNICA DEL PROYECTO

En esta sección se detalla la información técnica más relevante de la línea Loma Colorada

– Escuadrón 66[kV], de acuerdo a la información oficial obtenida desde el propietario de

la línea, siendo esta la base para la modelación en el software PF DIgSILENT.

Tabla 1: Característica General de la Línea en Estudio.

Ítem

Detalle

Voltaje Nominal : 66[kV]

N° de Estructuras : 155

Longitud : 8,43[km] CU 3/0 AWG

8,78[km] AAAC 312,8 MCM (Butte)

Longitud Total : 17,21[km]

Transposición : No

Tabla 2: Características del Conductor de la Línea en Estudio.

Ítem Tramo 1 Tramo 2

Tipo AAAC 312.8 MCM CU 3/0 AWG

Corriente nominal 460[A] 336[A]

Sección 158,5[mm2] 85[mm2]

Diámetro exterior 16,29[mm] 11,91[mm]

Resistencia 0,252[Ohm/km] 0,2374[Ohm/km]

N° de hebras 19 7

Tabla 3: Características Eléctricas (parámetros concentrados) de la Línea en Estudio.

Ítem Tramo 1 Tramo 2

Tipo AAAC 312,8 MCM CU 3/0 AWG

Impedancia de Secuencia Positiva 0,233 + j 0,373[Ohm/km] 0,237 + j 0,375[Ohm/km]

Impedancia de Secuencia Cero 0,318 + j 1,568[Ohm/km] 0,385 + j 1,596[Ohm/km]

Susceptancia Capacitiva 3,108[uS/km] 3,177[uS/km]



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Figura 2: Poste Disposición E.



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5 CONSIDERACIÓN NORMATIVA

Artículo 3-22

Las de líneas de transmisión deben garantizar que al transmitir la potencia

correspondiente a su límite térmico a 25°C con sol, en Estado Normal, el desbalance de

tensiones en su extremo receptor no supere los límites siguientes:

a) Inferior al 1,0% para líneas de tensión igual o superior a 200 [kV];

b) Inferior al 1,5% para líneas de tensión inferior a 200 [kV].

En caso de no cumplir los límites anteriores, se debe incluir los ciclos de transposiciones

necesarios para cumplir los límites indicados. El estudio del impacto de la nueva

instalación que el Coordinado que la explote debe presentar a la aprobación de la DO,

debe demostrar el cumplimiento de esta exigencia mediante una simulación, que

considere en el extremo transmisor una fuente ideal balanceada sólidamente puesta a

tierra y en el extremo receptor una carga ideal balanceada con factor de potencia 0,98

inductivo, también puesta a tierra. En conformidad con la norma IEEE 1159, el índice de

desbalance se debe medir como la máxima desviación, en módulo, de las tensiones entre

fases respecto del promedio de ellas, dividida por dicho promedio, donde los subíndices i

y j corresponden a las fases A, B y C, de acuerdo a lo siguiente:

[

]

Asimismo, en el caso de un proyecto de seccionamiento de una línea existente mediante

una subestación para efectuar inyecciones o retiros, así como mediante la conexión de

una inyección o retiro en derivación, los estudios técnicos realizados por el Coordinado

que solicita la conexión, deben verificar que el impacto del Nuevo Proyecto mantiene el

cumplimiento de los límites de desbalance establecidos en el presente artículo. En caso

contrario, corresponderá adaptar los ciclos de transposición de la línea a las nuevas

condiciones.



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6 METODOLOGÍA

Considerando el Artículo 3-22 de la NTSyCS para una nueva derivación en una línea

existente, se verificará que el impacto del nuevo proyecto quede dentro del

cumplimiento de los límites de desbalance establecidos; en caso contrario, se deberán

adaptar los ciclos de transposición de la línea a las nuevas condiciones.

El procedimiento utilizado se basa en lo expuesto en la normativa vigente, modelando la

línea utilizando la estructura más representativa, nivel de tensión y perfil de la torre

(separación entre conductores) y la altura del conductor con respecto a tierra. Las

consideraciones para la realización de los cálculos son:

Utilización de la modelación del Sistema Interconectado Central.

Simular un flujo de potencia desbalanceado equivalente al límite térmico de

25°C con sol.

Los escenarios a simular serán los correspondientes a la combinación de los tramos y la

entrada en servicio de la nueva subestación rectificadora, según se detalla a

continuación:

Tabla 4: Escenarios Estudio de Desbalance de Tensiones.

Escenario Estudio Situación Operación

DT-0-1 Desbalance de Tensiones Actual Desde Escuadrón

DT-0-2 Desbalance de Tensiones Actual Desde Lomas Coloradas

DT-1-1 Desbalance de Tensiones Futura Desde Escuadrón

DT-1-2 Desbalance de Tensiones Futura Desde Lomas Coloradas



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Figura 3: Modelo para Estudio de Desbalance de Tensiones.

S/E Rectificadora Escuadrón 66[kV]

S/E Escuadrón 66[kV]TapOff Rect.Escuadrón

66[kV]

S/E L.Colorada 66[kV]

PowerFactory 15.1.7

EDP - S/E RECT. ESCUADRÓN

S/E Rectificadora Escuadrón 66/2.3[kV] 3.76[MVA] Propiedad de FESUB Concepción S.A.

Realizado por Tecnored, Ing. René Moraga C.

Project: 15046

Graphic: EDT

Date: 12/21/2015

Annex: EDT

DIg

SIL

EN

T



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7 ESTUDIO DE DESBALANCE DE TENSIONES

De acuerdo a los resultados de la simulación realizada conforme a la metodología

explicada en el numeral 6, se presenta a continuación el detalle de la modelación en el

software PowerFactory DIgSILENT y los resultados de los porcentajes de desbalance

obtenidos en la línea en estudio, todo en conformidad al artículo 3-22 de la NTSyCS y la

norma IEEE 1159.

Figura 4: Parámetros Modelación Poste E.



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Figura 5: Parámetros Modelación Conductor Cu 3/0.

Figura 6: Parámetros Modelación Conductor Butte.



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7.1 Resultados Desbalance de Tensiones

A continuación se presentan los resultados obtenidos y los respaldos gráficos de estos.

Tabla 5: Resultados índices de Desbalance de Tensiones.

Extremo Ítem DT-0-1 DT-0-2 DT-1-1 DT-1-2

Lom

a C

olo

rad

a

VLL Fase A [pu] 0,99 0,97 0,98 0,96

Ang.Fase A [pu] 26,76 26,69 26,00 26,15

VLL Fase B [pu] 0,99 0,97 0,98 0,96

Ang.Fase B [pu] 93,24 93,32 94,01 93,85

VLL Fase C [pu] 0,99 0,97 0,98 0,96

Ang.Fase C [pu] 146,77 146,69 146,00 146,16

VLL Promedio [pu] 0,99 0,97 0,98 0,96

Desbalance[%] 0,00 0,00 0,00 0,00

Tap

Off

VLL Fase A [pu] 0,99 0,97 0,98 0,96

Ang.Fase A [pu] 26,76 26,68 26,00 26,03

VLL Fase B [pu] 0,99 0,97 0,98 0,96

Ang.Fase B [pu] 93,24 93,32 94,00 93,97

VLL Fase C [pu] 0,99 0,97 0,98 0,96

Ang.Fase C [pu] 146,77 146,69 146,00 146,02

VLL Promedio [pu] 0,99 0,97 0,98 0,96

Desbalance[%] 0,00 0,00 0,00 0,00

Escu

adró

n

VLL Fase A [pu] 0,99 0,97 0,98 0,96

Ang.Fase A [pu] 26,76 26,68 26,04 26,03

VLL Fase B [pu] 0,99 0,97 0,98 0,96

Ang.Fase B [pu] 93,24 93,32 93,97 93,97

VLL Fase C [pu] 0,99 0,97 0,98 0,96

Ang.Fase C [pu] 146,77 146,69 146,04 146,02

VLL Promedio [pu] 0,99 0,97 0,98 0,96

Desbalance[%] 0,00 0,00 0,00 0,00



66/2,3[KV] 3,76[MVA]

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Figura 7: Resultados Escenario DT-0-1.




66[kV]


0 ,0000 ,0000 ,000

64

,26

30

,97

4-2

,18

0

65

,09

10

,98

6-3

,23

5

PowerFactory 15.1.7




Project: 15046

Graphic: EDT

Date: 12/21/2015

Annex: EDT

65,0930 ,986-3 ,236

Psum=0,00 MWul:A=0,99 p.u.ul:B=0,99 p.u.ul:C=0,99 p.u.

phiul:A=26,76 degphiul:B=-93,24 degphiul:C=146,77 degQsum=-0,12 Mvarloading=0,30 %

Psum=-0,00 MWul:A=0,99 p.u.ul:B=0,99 p.u.ul:C=0,99 p.u.

phiul:A=26,76 degphiul:B=-93,24 degphiul:C=146,77 degQsum=0,00 Mvarloading=0,30 %



Psu

m=

-..

ul:A

=0

..u

l:B=

0..

ul:C

=0

..p

hiu

l:..

ph

iul:.

.p

hiu

l:..

Qsu

m=

0..

loa

din

..

Psum=0..u l:A=0..u l:B=0..u l:C =0 ..phiul:..phiul:..phiul:..

Qsum=0..loadin..

=

=

=

=

=

=

=

=

=

=

=

=

=

=

=

=

=

=

DIg

SIL

EN

T



66[kV]


0 ,0000 ,0000 ,000

63

,87

00

,96

8-3

,31

3

64

,83

70

,98

2-3

,86

2

PowerFactory 15.1.7




Project: 15046

Graphic: EDT

Date: 12/21/2015

Annex: EDT

63,8740 ,968-3 ,315







Psum

=0

..u

l:A=

0..

ul:B

=0

..u

l:C=

0..

ph

iul:.

.p

hiu

l:..

ph

iul:.

.Q

su

m=

-..

loa

din

..

Psum=0..u l:A=0..u l:B=0..u l:C =0 ..phiul:..phiul:..phiul:..

Qsum=0..loadin..

Psum

=0

..u

l:A=

0..

ul:B

=0

..u

l:C=

0..

ph

iul:.

.p

hiu

l:..

ph

iul:.

.Q

sum

=0

..lo

ad

in..

Psum

=0

..u

l:A=

0..

ul:B

=0

..u

l:C=

0..

ph

iul:.

.p

hiu

l:..

ph

iul:.

.Q

sum

=0

..lo

ad

in..

DIg

SIL

EN

T



66/2,3[KV] 3,76[MVA]

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66[kV]


64,7380 ,981-4 ,001

64

,20

40

,97

3-2

,41

5

64

,76

90

,98

1-3

,96

4

PowerFactory 15.1.7




Project: 15046

Graphic: EDT

Date: 12/21/2015

Annex: EDT

64,7380 ,981-4 ,001







Psu

m=

-..

ul:A

=0

..u

l:B=

0..

ul:C

=0

..p

hiu

l:..

ph

iul:.

.p

hiu

l:..

Qs

um

=-.

.lo

ad

in..

Psum=- ..u l:A=0..u l:B=0..u l:C =0 ..phiul:..phiul:..phiul:..

Qsum=-..loadin..

Psum

=3

..u

l:A=

0..

ul:B

=0

..u

l:C=

0..

ph

iul:.

.p

hiu

l:..

ph

iul:.

.Q

sum

=0

..lo

ad

in..

DIg

SIL

EN

T



66[kV]


63,4880 ,962-3 ,972

63

,59

70

,96

4-3

,84

6

64

,77

90

,98

1-4

,10

3

PowerFactory 15.1.7




Project: 15046

Graphic: EDT

Date: 12/21/2015

Annex: EDT

63,4880 ,962-3 ,972







Psum

=0

..u

l:A=

0..

ul:B

=0

..u

l:C=

0..

ph

iul:.

.p

hiu

l:..

ph

iul:.

.Q

su

m=

-..

loa

din

..

Psum=- ..u l:A=0..u l:B=0..u l:C =0 ..phiul:..phiul:..phiul:..

Qsum=-..loadin..

Psum

=3

..u

l:A=

0..

ul:B

=0

..u

l:C=

0..

ph

iul:.

.p

hiu

l:..

ph

iul:.

.Q

sum

=0

..lo

ad

in..

DIg

SIL

EN

T



66/2,3[KV] 3,76[MVA]

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8 CONCLUSIONES FINALES

Conforme a los resultados obtenidos en el estudio de desbalance de tensiones, se

concluye que el desbalance actual y posterior a la incorporación de la nueva S/E

Rectificadora Escuadrón, está dentro de lo exigido en el Artículo 3-44 de la NTSyCS.

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