ANEXO 1

ANEXO 1

SIMULACIONES DE TRANSITORIOS

ELECTROMAGNETICOS PARA EL PLAN DE

RESTABLECIMIENTO

ENERGIZACIN DE LA LNEA

L-2029 (MOQUEGUA TACNA) DE

220 KV

PLAN DE RESTABLECIMIENTO REA SUR OESTE

SUB DIRECCIN DE EVALUACIN

SIMULACIONES DE TRANSITORIOS ELECTROMGNETICOS

Elaborado : Humberto Galoc Revisado : Juan Flores Aprobado : Leonardo Dejo

1. ANTECEDENTES

En los colapsos del rea Sur ocurridos en los periodos de avenida de los aos 2011 y 2012, se ha encontrado que el tiempo para recuperar los suministros de Tacna han sido del orden de 2 h, esto debido a que no es posible energizar el auto transformador 220/138 kV 300 MVA de la S.E. Moquegua y la lnea L-2029 (Moquegua Los Hroes) de 124 kM con la C.T. Ilo 1. En junio del ao 2013 entr en operacin comercial la C.T.R.F. Planta Ilo la cual consta de tres unidades de generacin de 223 MVA 18 kV, lo cual permitira suministrar energa a Tacna desde la C.T.R.F. Planta Ilo.

Figura 1. Diagrama unifilar simplificado del rea operativa N 15 del SEIN

Las secuencias de energizacin a analizar son las siguientes:





Arrancar una unidad de la reserva fra de la C.T.R.F. Planta Ilo en Black Start.

Energizar el transformador de potencia de la unidad. Energizar una lnea Ilo 2 Moquegua de 220 kV.

Luego de realizar la energizacin de la S.E. Moquegua desde la C.T.R.F. Planta Ilo se tienen las siguientes opciones:

Caso 1: Energizacin de la lnea L-2029 desde la C.T.R.F. Planta Ilo sin energizar el auto transformador de la S.E. Moquegua

Para lo cual se analizan las siguientes maniobras adicionales:

Energizar la lnea L-2029 (Moquegua Los Hroes) de 220 kV Energizar el transformador 220/60/10 kV de la S.E. Los Hroes. Recuperar carga en Tacna

Caso 2: Energizacin del auto transformador de la S.E. Moquegua considerando la lnea L-2029 fuera de servicio


Energizar el auto transformador 220/138 kV de la S.E. Moquegua desde el lado de 220 kV

Caso 3: Energizacin del auto transformador de la S.E. Moquegua considerando la L-2029 en servicio y una carga recuperada en Tacna de 20 MW










Caso 5: Energizacin del transformador de la S.E. Los Hroes considerando el auto transformador 220/138 kV de Moquegua energizado y sin carga


Energizar el transformador 220/66/10,5 kV de la S.E. Los Hroes desde el lado de 220 kV

Caso 6: Energizacin del transformador de la S.E. Los Hroes considerando el auto transformador 220/138 kV de Moquegua con una carga de 10 MW.


Energizar el transformador 220/66/10,5 kV de la S.E. Los Hroes desde el lado de 220 kV

2. OBJETIVO

Verificar, mediante simulaciones de transitorios electromagnticos, la secuencia de maniobras de recuperacin del suministro de la ciudad de Tacna con la C.T.R.F. Planta Ilo.

3. METODOLOGA

El barrido de frecuencia se realiza para determinar la impedancia armnica vista desde las barras de 220 kV de la S.E. Moquegua y la S.E. Los Hroes, con el fin de explorar la ocurrencia de polos a los armnicos caractersticos de orden 2do, 3ro, 5to, 7mo y 11avo y su interaccin con la corriente de energizacin del auto transformador 220/138 kV 300 MVA de la S.E. Moquegua y el transformador 220/66 kV 50 MVA de la S.E. Los Hroes.





Como herramienta de simulacin se ha considerado el software ATPDraw, los parmetros de las lneas y transformadores se han tomado de la base de datos del COES del software Digsilent PowerFactory.

La curva de saturacin del autotransformador de la S.E. Moquegua y el transformador de la S.E. Los Hroes se han obtenido de los protocolos de pruebas en vaco suministrados por los propietarios (ENERSUR y REDESUR). Asimismo, la proyeccin de la curva para la regin saturada se hizo con una pendiente tpica de 0,45 p.u., dado que las pruebas en fbrica normalmente se realizan con tensin hasta 1,1 p.u.

Las maniobras simuladas son estadsticas, las cuales permiten obtener los valores medios y la desviacin estndar () con las cuales se calcula el valor estadstico que corresponde a las sobretensiones con el 98% de probabilidad de ocurrencia.

En la Figura 1 se muestra el diagrama unifilar simplificado del rea operativa N 15 del SEIN y en la Figura 2 se muestra el diagra ma unifilar utilizado en el software ATPDraw.

Para la simulacin se ha modelado los pararrayos de sobretensin con una tensin Ur = 198 kV. La corriente mnima (de fuga) de 0,001 A, le corresponde una tensin de 378 kV pico (2,1 p.u.), por lo cual con una tensin de 378 kV pico los pararrayos empiezan a conducir. Asimismo, los pararrayos se han considerado con una Energa Base de 3,168E6 julios, para lo cual en una maniobra la energa disipada debe ser mucho menor a la energa del pararrayo. Cabe resaltar que si la energa base de los pararrayos es diferente a lo mencionado, el porcentaje de disipacin de los pararrayos sera afectado por la relacin de energas bases.





Figura 2. Diagrama unifilar del modelo utilizado en ATP Draw

Las maniobras de energizacin del transformador elevador de la C.T.R.F. Planta Ilo no forman parte del presente informe, debido a que estas maniobras han sido evaluadas durante la etapa de aprobacin del Estudio de Operatividad.

3. 1. Energizacin de una lnea Ilo 2 Moquegua de 220 kV

Para evaluar la sobretensin debido a la energizacin de la lnea Ilo 2 - Moquegua de 220 kV se ha realizado simulaciones estadsticas, en la Tabla 1 se muestran los resultados de la sobretensin fase tierra y fase fase (Tabla 2) para 200 simulaciones de maniobras realizadas.





Tabla 1. Sobretensiones fase tierra para la energizacin de la lnea Ilo 2 Moquegua

Energizacin de lnea Tensin

Fase R Fase S Fase T Resumen estadstico

Energa en los

pararrayos

%

Vmedia

p.u.

S.T.

Estadistica

(98%)

Vmedia

p.u.

S.T.

Estadistica

(98%)

Vmedia

p.u.

S.T.

Estadstica

(98%)

Vmedia

p.u.

S.T.

Estadstica

(98%)

Ilo 2 - Moquegua

Barra 220 kV S.E. Ilo 2 2,00 0,13 2,27 1,94 0,22 2,39 2,00 0,12 2,25 2,01 0,06 2,14 Entre 0 y 5%

Tabla 2. Sobretensiones fase fase para la energizacin de la lnea Ilo 2 Moquegua


Fase T-R Fase S-T Fases R-S

Vmedia

p.u.

S.T.

Estadistica

(98%)

Vmedia

p.u.

S.T.

Estadistica

(98%)

Vmedia

p.u.

S.T.

Estadstica

(98%)

Ilo 2 - Moquegua

Barra 220 kV S.E. Moquegua 1,73 0,18 2,10 1,72 0,16 2,05 1,62 0,26 2,16

La disipacin de energa del pararrayo est entre 0 y 5% de su capacidad (ver Figura 4). Asimismo, de las simulaciones estadsticas, en la energizacin de la lnea Ilo 2 Moquegua de 220 kV se obtuvo la mayor sobretensin estadstica de 2,01 p.u., cuyo resultado es admisible y no presenta ningn riesgo, pues est dentro del rango de proteccin del pararrayo.

En la Figura 3 se muestra la tensin en la barra de 220 kV de la S.E. Moquegua para el caso en que se energiza la lnea Ilo 2 Moquegua de 220 kV desde la S.E. Ilo 2 y considerando la mayor sobretensin estadstica obtenida. Asimismo, en la Figura 4 se muestra la energa disipada de los pararrayos, donde A representa J (Julios).





Figura 3. Tensin en la S.E. Moquegua durante la energizacin de la lnea Ilo 2 Moquegua de 220 kV (Caso: mayor tensin)

Figura 4. Energa del pararrayo en la S.E. Moquegua, durante la energizacin de la lnea Ilo 2 Moquegua de 220 kV (Caso: mayor tensin).

(file IloC1B-NoEstadistico.pl4; x-var t) v:X0015A v:X0015B v:X0015C 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5[s]

-400

-300

-200

-100

0

100

200

300

400

[kV]

(file IloC1B-NoEstadistico.pl4; x-var t) c:X0015A- c:X0015B- c:X0015C- 0.0 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0[s]

0

5

10

15

20

25

30

35

[kA]





3. 2. Caso 1:

Energizacin de la lnea L-2029 (Moquegua Los Hroes) de 220 kV

Para evaluar la sobretensin debido a la energizacin de la lnea L-2029 de 220 kV se han realizado simulaciones estadsticas, en la Tabla 3 se muestran los resultados de la sobretensin fase tierra y fase fase (Tabla 4) para 200 simulaciones de maniobras realizadas.

Tabla 3. Sobretensiones fase tierra para la energizacin de la lnea L-2029



Energa en los

pararrayos

%

Vmedia

p.u.

S.T.

Estadistica

(98%)

Vmedia

p.u.

S.T.

Estadistica

(98%)

Vmedia

p.u.

S.T.

Estadstica

(98%)

Vmedia

p.u.

S.T.

Estadstica

(98%)

Moquegua Los Hroes

Barra 220 kV S.E. Los Hroes 2,03 0,14 2,32 1,98 0,16 2,31 1,97 0,17 2,32 2,12 0,03 2,18 Entre 0 y 5%

Tabla 4. Sobretensiones fase fase para la energizacin de la lnea L-2029



Vmedia

p.u.

S.T.

Estadistica

(98%)

Vmedia

p.u.

S.T.

Estadistica

(98%)

Vmedia

p.u.

S.T.

Estadstica

(98%)

Moquegua Los Hroes

Barra 220 kV S.E. Los Hroes

1,83 0,02 1,87 1,77 0,25 2,29 1,81 0,25 2,33

La disipacin de energa del pararrayo de sobretensin est entre 0 y 5% de su capacidad. Asimismo, de las simulaciones estadsticas, en la energizacin de la lnea Moquegua Los Hroes 220 kV se obtuvo la mayor sobretensin estadstica de 2,12 p.u., cuyo resultado es admisible y no presenta ningn riesgo, pues est dentro del rango de proteccin del descargador (ver Figura 6). En la Figura 5 se muestra la tensin en la barra de 220 kV de la S.E. Los Hroes para el caso en que se energiza la lnea Moquegua Los Hroes de 220 kV desde la S.E. Moquegua y considerando la mayor sobretensin estadstica obtenida.





Figura 5. Tensin en la S.E. Moquegua, con la energizacin de la lnea L-2029 (Moquegua Los Hroes) de 220 kV (Caso: mayor tensin)

Figura 6. Energa del pararrayo de la lnea de la S.E. Los Hroes, con la energizacin de la lnea L-2029 (Moquegua Los Hroes) de 220 kV (Caso:

mayor tensin)

(file IloC2-NoEstadistico.pl4; x-var t) v:X0019A v:X0019B v:X0019C 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5[s]

-400

-300

-200

-100

0

100

200

300

400

[kV]

(file IloC2-NoEstadistico.pl4; x-var t) c:X0019A- c:X0019B- c:X0019C- 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5[s]

0

2

4

6

8

10

12

[kA]





Energizacin del transformador 220/66/10,5 kV 50 MVA de la S.E. Los Hroes

Del barrido de frecuencia se observa que el primer polo se encuentra en 228 Hz aproximadamente.

Figura 7. Impedancia Armnica de la barra de 220 kV de la S.E. Los Hroes

Para evaluar la sobretensin debido a la energizacin del transformador de 220/66/10,5 kV de la S.E. Los Hroes, se ha realizado una simulacin estadstica, en la Tabla 5 se muestran los resultados de la sobretensin fase tierra y fase fase (Tabla 6) para 200 simulaciones de maniobras realizadas.

1250.001000.00750.00500.00250.000.00 [Hz]

29655.

23724.

17793.

11862.

5931.0

0.0000

LOS HEROES 220: Network Impedance, Magnitude in Ohm

228.600 Hz28243.114 Ohm

904.000 Hz7686.926 Ohm

Barrido de Frecuencia

RESTABLECIMIENTO DEL REA SUR Date: 9/6/2013

Annex: /1

DIg

SILE

NT





Tabla 5. Sobretensiones fase tierra durante la energizacin del transformador de la S.E. Los Hroes

Energizacin del

transformador Tensin


Energa en los

pararrayos

%

Vmedia

p.u.

S.T.

Estadistica

(98%)

Vmedia

p.u.

S.T.

Estadistica

(98%)

Vmedia

p.u.

S.T.

Estadstica

(98%)

Vmedia

p.u.

S.T.

Estadstica

(98%)

220/66/10,5 kV


1,94 0,19 2,33 1,81 0,20 2,22 1,96 0,19 2,35 2,04 0,14 2,33 Entre 0 y 5%

Tabla 6. Sobretensiones fase fase durante la energizacin del transformador de la S.E. Los Hroes



Vmedia

p.u.

S.T.

Estadistica

(98%)

Vmedia

p.u.

S.T.

Estadistica

(98%)

Vmedia

p.u.

S.T.

Estadstica

(98%)

220/66/10 kV


1,72 0,18 2,09 1,75 0,21 2,18 1,85 0,22 2,30

La disipacin de energa del pararrayo de sobretensin est entre 0 y 5% de su capacidad. Asimismo, de las simulaciones estadsticas, en la energizacin de la lnea Moquegua Los Hroes 220 kV se obtuvo la mayor sobretensin estadstica de 2,12 p.u., cuyo resultado es admisible y no presenta ningn riesgo, pues est dentro del rango de proteccin del descargador.

En la Figura 8 se muestra la tensin en la barra de 220 kV de la S.E. Los Hroes para el caso en que se energiza el transformador de la S.E. Los Hroes desde el lado de 220 kV y considerando la mayor sobretensin estadstica obtenida. En la Figura 10 se muestra el comportamiento de corriente del transformador para la misma condicin.





Figura 8. Tensin en la barra de 220 kV durante la energizacin del transformador de la S.E. Los Hroes (Caso: mayor tensin)

Figura 9. Energa disipada en el pararrayo de 220 kV, durante la energizacin del transformador de la S.E. Los Hroes (Caso: mayor tensin)

(file IloC3-NoEstadisticoMaxTension.pl4; x-var t) v:HEROEA v:HEROEB v:HEROEC 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0[s]

-400

-300

-200

-100

0

100

200

300

400

[kV]


0

2

4

6

8

10

12

[kA]





Figura 10. Corriente de energizacin del transformador de la S.E. Los Hroes (Caso: mayor tensin)

Figura 11. Corriente de energizacin del transformador de la S.E. Los Hroes (Caso: mayor corriente)

(file IloC3-NoEstadistico.pl4; x-var t) c:HEROEA-X0002A c:HEROEB-X0002B c:HEROEC-X0002C 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0[s]

-500

-375

-250

-125

0

125

250

375

500

[A]

(file IloC3-NoEstadisticoMaxCorriente.pl4; x-var t) c:HEROEA-X0002A c:HEROEB-X0002B c:HEROEC-X0002C 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0[s]

-500

-280

-60

160

380

600

[A]





Figura 12. Tensin en la barra de 220 kV durante la energizacin del transformador de la S.E. Los Hroes (Caso: mayor corriente)

Figura 13. Energizacin del transformador de la S.E. Los Hroes (Caso: mayor corriente)

(file IloC3-NoEstadisticoMaxCorriente.pl4; x-var t) v:HEROEA v:HEROEB v:HEROEC 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0[s]

-400

-300

-200

-100

0

100

200

300

400

[kV]

(file IloC3-NoEstadisticoMaxCorriente.pl4; x-var t) c:X0002A- c:X0002B- c:X0002C- 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0[s]

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

[A]





En la Figura 11 se muestra el comportamiento de la corriente de energizacin del transformador de la S.E. Los Hroes, considerando el mximo valor obtenido de la simulacin estadstica, en la Figura 12 se muestran las tensiones para la misma condicin. En la Figura 13 se muestra la energa disipada del pararrayo.

Figura 14. Tensin de la barra de 220 kV de la S.E. Los Hroes

En la Figura 14 se muestra la tensin de la barra de 220 kV de la S.E. Los Hroes, se observa que las tensiones se mantienen dentro de valores permisibles para el estado de operacin normal. En la Figura 16 se muestra la tensin en la barra de la C.T.R.F. Planta Ilo.

(file IloC3-Energizado.pl4; x-var t) v:HEROEA v:HEROEB v:HEROEC 0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10[s]

-200

-150

-100

-50

0

50

100

150

200

[kV]





Figura 15. Condiciones en el transformador de 220/18 kV del lado de 18 kV de la C.T.R.F. Planta Ilo, previo a la energizacin del

transformador de la S.E. Los Hroes

3. 3. Caso 2:

Energizacin del auto transformador 220/138/10 kV de la S.E. Moquegua considerando la lnea L-2029 (Moquegua Tacna) fuera de servicio

Del barrido de frecuencia observa que el primer polo se encuentra en 379 Hz aproximadamente (Figura 16). Para evaluar la sobretensin debido a la energizacin del auto transformador de 220/138/10 kV de la S.E. Moquegua, se ha realizado simulaciones estadsticas, en la Tabla 7 se muestran los resultados para la sobre tensin fase tierra y fase fase (Tabla 8) para 200 simulaciones de maniobras realizadas.

UTVILOA UTVILOB UTVILOC

t/s0.010 0.020 0.030 0.040 0.050 0.060

U/kV

-10

0

10

ITVILOA->X0003A ITVILOB->X0003B ITVILOC->X0003C

t/s0.010 0.020 0.030 0.040 0.050 0.060

I/kA

-2

-1

0

1

Q*

t/s0.010 0.020 0.030 0.040 0.050 0.060Q*/Var

-4.500e+007

-4.000e+007

-3.500e+007

Tensin = 10,8 kV fase-tierra 18,706 kVfase-fase 1,04 pu. Q = -42,2 MVAr





Figura 16. Impedancia Armnica de la barra de 220 kV de la S.E. Moquegua

Tabla 7. Sobretensiones fase tierra durante la energizacin del auto transformador de la S.E. Moquegua

Energizacin del autotransformador Tensin


Energa en los

pararrayos

%

Vmedia

p.u.

S.T.

Estadistica

(98%)

Vmedia

p.u.

S.T.

Estadistica

(98%)

Vmedia

p.u.

S.T.

Estadstica

(98%)

Vmedia

p.u.

S.T.

Estadstica

(98%)

220/138/10 kV Barra 220 kV

S.E. Moquegua

1,67 0,25 2,19 1,64 0,14 1,93 1,702 0,23 2,18 1,80 0,19 2,19 Entre 0 y 5%

2000.01602.01204.0806.00408.0010.000 [Hz]

109111.

87289.

65467.

43644.

21822.

0.0000

MOQUEGUA 220\MOQUEGUA 220A: Network Impedance, Magnitude in Ohm

379.000 Hz103916.172 Ohm

1690.100 Hz2542.935 Ohm



Annex: /1

DIg

SILE

NT





Tabla 8. Sobretensiones fase fase durante la energizacin del autotransformador de la S.E. Moquegua



Vmedia

p.u.

S.T.

Estadistica

(98%)

Vmedia

p.u.

S.T.

Estadistica

(98%)

Vmedia

p.u.

S.T.

Estadstica

(98%)

220/138/10 kV


La disipacin de energa del pararrayo por sobretensin est entre 0 y 5% de su capacidad. Asimismo, de las simulaciones estadsticas, en la energizacin del autotransformador de la S.E. Moquegua se obtuvo la mayor sobretensin estadstica de 2,19 p.u., cuyo valor se amortigua con lo cual es admisible y no presenta ningn riesgo para los pararrayos, pues est dentro del rango de proteccin del pararrayo (ver Figura 18).

Figura 17. Tensin de la barra de 220 kV de la S.E. Moquegua durante la energizacin del autotransformador de la S.E. Moquegua

(Caso: mayor tensin)

(file IloC4-NoEstadisticoMaxTension.pl4; x-var t) v:MOQUEA v:MOQUEB v:MOQUEC 0.0 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0[s]

-400

-300

-200

-100

0

100

200

300

400

[kV]





Figura 18. Energa del pararrayo del autotransformador de la S.E. Moquegua durante su energizacin (Caso: mayor tensin)

Figura 19. Corriente de energizacin del autotransformador de la S.E. Moquegua (Caso: mayor tensin)

(file IloC4-NoEstadisticoMaxTension.pl4; x-var t) c:X0017A- c:X0017B- c:X0017C- 0.0 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0[s]

0

5

10

15

20

25

30

35

40

[kA]

(file IloC4-NoEstadisticoMaxTension.pl4; x-var t) c:MOQUEA-X0017A c:MOQUEB-X0017B c:MOQUEC-X0017C 0.0 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0[s]

-600

-400

-200

0

200

400

600

800

[A]





En la Figura 17 se muestra la tensin en la barra de 220 kV de la S.E. Moquegua durante la energizacin del auto transformador 220/138/10,5 kV de la S.E. Moquegua y en la Figura 19 se muestra el comportamiento de corriente del transformador para la misma condicin.

En la Figura 20 se muestra el comportamiento de la corriente de energizacin del auto transformador de la S.E. Moquegua, en el cual se ha obtenido de la simulacin estadstica el mximo valor, se observa que luego 1 segundo se estabiliza en valores menores a 100 amperios. En la Figura 21 se muestran las tensiones para la misma condicin. Asimismo, en la Figura 22 se muestra la energa absorbida por el pararrayo del autotransformador.

Figura 20. Corriente de energizacin del transformador de la S.E. Moquegua (Caso: mayor corriente)

(file IloC4-NoEstadistico.pl4; x-var t) c:MOQUEA-X0017A c:MOQUEB-X0017B c:MOQUEC-X0017C 0.0 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0[s]

-500

-240

20

280

540

800

[A]





Figura 21. Tensin de la barra de 220 kV de la S.E. Moquegua durante la energizacin del autotransformador de la S.E. Moquegua

(Caso: mayor corriente)

Figura 22. Energa del pararrayo del autotransformador de la S.E. Moquegua (Caso: mayor corriente)

(file IloC4-NoEstadistico.pl4; x-var t) v:MOQUEA v:MOQUEB v:MOQUEC 0.0 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0[s]

-400

-300

-200

-100

0

100

200

300

400

[kV]


0

2

4

6

8

10

12

14

16

[kA]





Caso 3: Energizacin del auto transformador 220/138/10 kV de la S.E. Moquegua considerando la lnea L-2029 en servicio y una carga recuperada en Tacna de 20 MW

Del barrido de frecuencia observa que el primer polo predominante se encuentra en 236 Hz y el segundo polo predominante en 935 Hz aproximadamente.

Figura 23. Impedancia Armnica de la barra de 220 kV de la S.E. Moquegua con la carga de la S.E. Tacna

Para evaluar la sobretensin debido a la energizacin del auto transformador 220/138/10 kV de la S.E. Moquegua, se ha realizado una simulacin estadstica, en la Tabla 9 se muestran los resultados de la sobretensin fase tierra y fase fase (Tabla 10) para 200 simulaciones de maniobras realizadas.

2000.01602.01204.0806.00408.0010.000 [Hz]

3899.4

3085.9

2272.4

1458.8

645.31

-168.22

MOQUEGUA 220\MOQUEGUA 220A: Network Impedance, Magnitude in Ohm

236.200 Hz3714.503 Ohm

934.500 Hz1445.521 Ohm 1574.900 Hz

1248.775 Ohm

1868.100 Hz823.780 Ohm

631.800 Hz187.934 Ohm



Annex: /1

DIg

SILE

NT





Tabla 9. Sobretensiones fase tierra durante la energizacin del autotransformador de la S.E. Moquegua

Energizacin autotransformador Tensin


Energa en los

pararrayos

%

Vmedia

p.u.

S.T.

Estadistica

(98%)

Vmedia

p.u.

S.T.

Estadistica

(98%)

Vmedia

p.u.

S.T.

Estadstica

(98%)

Vmedia

p.u.

S.T.

Estadstica

(98%)

220/138/10 kV Barra 220 kV

S.E. Moquegua

1,30 0,13 1,57 1,31 0,13 1,58 1,31 0,11 1,54 1,43 0,09 1,62 Entre 0 y 5%

Tabla 10. Sobretensiones fase fase durante la energizacin del autotransformador de la S.E. Moquegua

Energizacin autotransformador Tensin


Vmedia

p.u.

S.T.

Estadistica

(98%)

Vmedia

p.u.

S.T.

Estadistica

(98%)

Vmedia

p.u.

S.T.

Estadstica

(98%)

220/138/10 kV Barra 220 kV

S.E. Moquegua

1,26 0,10 1,47 1,26 0,10 1,47 1,25 0,10 1,46

La disipacin de energa del pararrayo debido a la sobretensin est entre 0 y 5% de su capacidad. Asimismo, de las simulaciones estadsticas, en la energizacin del auto transformador de la S.E. Moquegua se obtuvo la mayor sobretensin estadstica de 1,62 p.u., cuyo resultado es admisible y no presenta ningn riesgo, pues est dentro del rango de proteccin del pararrayo.

En la Figura 24 se muestra la tensin en la barra de 220 kV de la S.E. Moquegua durante la energizacin del auto transformador 220/138/10,5 kV de la S.E. Moquegua y en la Figura 25 se muestra el comportamiento de la corriente en el auto transformador para la misma condicin.





Figura 24. Tensin en la barra de 220 kV de la S.E. Moquegua, durante la energizacin del autotransformador de la S.E. Moquegua


Figura 25. Corriente de energizacin del autotransformador de la S.E. Moquegua (Caso: mayor tensin)

(file ILORestablecimientoNoEstadisticoMaxTension.pl4; x-var t) v:MOQUEA v:MOQUEB v:MOQUEC 0.0 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0[s]

-300

-200

-100

0

100

200

300

[kV]

(file ILORestablecimientoNoEstadisticoMaxTension.pl4; x-var t) c:MOQUEA-X0013A c:MOQUEB-X0013B c:MOQUEC-X0013C 0.0 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0[s]

-400

-200

0

200

400

600

[A]





Figura 26. Corriente de energizacin del autotransformador de la S.E. Moquegua (Caso: mayor corriente)

Figura 27. Tensin de la barra de 220 kV, con la energizacin del autotransformador de la S.E. Moquegua (Caso: mayor corriente)

(file ILOC5-NoEstadisticoMaxCorriente.pl4; x-var t) c:MOQUEA-X0013A c:MOQUEB-X0013B c:MOQUEC-X0013C 0.0 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0[s]

-500

-240

20

280

540

800

[A]

(file ILOC5-NoEstadisticoMaxCorriente.pl4; x-var t) v:MOQUEA v:MOQUEB v:MOQUEC 0.0 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0[s]

-300

-200

-100

0

100

200

300

[kV]





En la Figura 26 se muestra el comportamiento de la corriente de energizacin del auto transformador de la S.E. Moquegua, en el cual se ha obtenido de la simulacin estadstica el mximo valor, se observa que luego 1,5 segundos se estabiliza en valores menores a 120 amperios. En la Figura 27 se muestran las tensiones para la misma condicin.


Para evaluar la sobretensin debido a la energizacin del auto transformador 220/138/10 kV de la S.E. Moquegua, se ha realizado una simulacin estadstica, en la Tabla 11 se muestran los resultados de la sobretensin fase tierra y fase fase (Tabla 12) para 200 simulaciones de maniobras realizadas.

Tabla 11. Sobretensiones fase tierra durante la energizacin del auto transformador de la S.E. Moquegua



Energa en los

pararrayos

%

Vmedia

p.u.

S.T.

Estadistica

(98%)

Vmedia

p.u.

S.T.

Estadistica

(98%)

Vmedia

p.u.

S.T.

Estadstica

(98%)

Vmedia

p.u.

S.T.

Estadstica

(98%)

220/138/10 kV

Barra 220 kV S.E. Moquegua 1,43 0,16 1,76 1,41 0,15 1,72 1,42 0,12 1,67 1,56 0,13 1,83 Entre 0 y 5%

Tabla 12. Sobretensiones fase fase durante la energizacin del auto transformador de la S.E. Moquegua



Vmedia

p.u.

S.T.

Estadistica

(98%)

Vmedia

p.u.

S.T.

Estadistica

(98%)

Vmedia

p.u.

S.T.

Estadstica

(98%)

220/138/10 kV






Figura 28. Tensin en la barra de 220 kV de la S.E. Moquegua, durante la energizacin del auto transformador de la S.E. Moquegua


Figura 29. Corriente de energizacin del auto transformador de la S.E. Moquegua (Caso: mayor tensin)

(file ILOC6-NoEstadisticoMaxTension.pl4; x-var t) v:MOQUEA v:MOQUEB v:MOQUEC 0.0 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0[s]

-400

-300

-200

-100

0

100

200

300

[kV]

(file ILOC6-NoEstadisticoMaxTension.pl4; x-var t) c:MOQUEA-X0024A c:MOQUEB-X0024B c:MOQUEC-X0024C 0.0 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0[s]

-700

-500

-300

-100

100

300

500

[A]





La disipacin de energa del pararrayo por sobretensin est entre 0 y 5% de su capacidad. Asimismo, de las simulaciones estadsticas, en la energizacin del autotransformador de la S.E. Moquegua se obtuvo la mayor sobretensin estadstica de 1,83 p.u., cuyo resultado es admisible y no presenta ningn riesgo, pues est dentro del rango de proteccin del pararrayo.

En la Figura 28 se muestra la tensin en la barra de 220 kV de la S.E. Moquegua durante la energizacin del auto transformador 220/138/10,5 kV de la S.E. Moquegua y en la Figura 29 se muestra el comportamiento de la corriente en el auto transformador para la misma condicin.

En la Figura 30 se muestra el comportamiento de la corriente de energizacin del auto transformador de la S.E. Moquegua, en el cual se ha obtenido de la simulacin estadstica el mximo valor, se observa que luego de 1,6 segundos se estabiliza en valores menores a 120 amperios. En la Figura 31 se muestran las tensiones para la misma condicin.


(file ILOC6-NoEstadisticoMaxCorriente.pl4; x-var t) c:MOQUEA-X0013A c:MOQUEB-X0013B c:MOQUEC-X0013C 0.0 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0[s]

-500

-240

20

280

540

800

[A]





Figura 31. Tensin de la barra de 220 kV durante la energizacin del transformador de la S.E. Moquegua (Caso: mayor corriente)

Caso 5: Energizacin del transformador 220/66/10,5 kV de la S.E. Los Hroes considerando el auto transformador 220/138 kV de Moquegua energizado en vaco

Para evaluar la sobretensin debido a la energizacin del transformador 220/66/10,5 kV de la S.E. Los Hroes, se han realizado simulaciones estadsticas, en la Tabla 13 se muestran los resultados de la sobretensin fase tierra y fase fase (Tabla 14) para 200 simulaciones de maniobras realizadas.

Tabla 13. Sobretensiones fase tierra durante la energizacin del transformador de la S.E. Los Hroes



Energa en los

pararrayos

%

Vmedia

p.u.

S.T.

Estadistica

(98%)

Vmedia

p.u.

S.T.

Estadistica

(98%)

Vmedia

p.u.

S.T.

Estadstica

(98%)

Vmedia

p.u.

S.T.

Estadstica

(98%)

220/66/10,5 kV


Energia Base = 3,168E6 Julios

(file ILOC6-NoEstadisticoMaxCorriente.pl4; x-var t) v:MOQUEA v:MOQUEB v:MOQUEC 0.0 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0[s]

-300

-200

-100

0

100

200

300

400

[kV]





Tabla 14. Sobretensiones fase fase durante la energizacin del transformador de la S.E. Los Hroes



Vmedia

p.u.

S.T.

Estadistica

(98%)

Vmedia

p.u.

S.T.

Estadistica

(98%)

Vmedia

p.u.

S.T.

Estadstica

(98%)

220/66/10,5 kV


1,96 0,24 2,45 2,00 0,30 2,62 2,06 0,28 2,64

La disipacin de energa del pararrayo debido a la sobretensin est entre 0 y 15% de su capacidad, el cual es una energa disipada considerable (15 %), por este motivo esta maniobra no es recomendable de realizar.

En la Figura 32 se muestra la tensin en la barra de 220 kV de la S.E. Moquegua durante la energizacin del transformador de la S.E. Los Hroes y en la Figura 33 se muestra el comportamiento de la corriente de energizacin del transformador de la S.E. Los Hroes para la misma condicin.

Figura 32. Energizacin del transformador de la S.E. Los Hroes (Caso: mayor tensin)

(file IloC3C-NoEstadisticoMaxTension.pl4; x-var t) v:MOQUEA v:MOQUEB v:MOQUEC 0.0 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0[s]

-400

-300

-200

-100

0

100

200

300

400

[kV]







(file IloC3C-NoEstadisticoMaxTension.pl4; x-var t) c:HEROEA-X0002A c:HEROEB-X0002B c:HEROEC-X0002C 0.0 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0[s]

-500

-280

-60

160

380

600

[A]

(file IloC3C-NoEstadisticoMaxCorriente.pl4; x-var t) c:HEROEA-X0002A c:HEROEB-X0002B c:HEROEC-X0002C 0.0 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0[s]

-500

-280

-60

160

380

600

[A]





En la Figura 34 se muestra el comportamiento de la corriente de energizacin del transformador de la S.E. Moquegua, en el cual se ha obtenido de la simulacin estadstica el mximo valor y en la Figura 35 se muestran las tensiones para la misma condicin.


Caso 6: Energizacin del transformador de la S.E. Los Hroes considerando el auto transformador 220/138 kV de Moquegua con una carga de 10 MW.

Para evaluar la sobretensin debido a la energizacin del transformador 220/66/10,5 kV de la S.E. Los Hroes, se ha realizado una simulacin estadstica, de los resultados se muestra la sobretensin fase tierra (Tabla 15) y fase fase (Tabla 16) para 200 simulaciones de maniobras realizadas.

(file IloC3C-NoEstadisticoMaxCorriente.pl4; x-var t) v:HEROEA v:HEROEB v:HEROEC 0.0 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0[s]

-400

-300

-200

-100

0

100

200

300

400

[kV]





Tabla 15. Sobretensiones fase tierra para la energizacin del auto transformador de la S.E. Moquegua



Energa en los

pararrayos

%

Vmedia

p.u.

S.T.

Estadistica

(98%)

Vmedia

p.u.

S.T.

Estadistica

(98%)

Vmedia

p.u.

S.T.

Estadstica

(98%)

Vmedia

p.u.

S.T.

Estadstica

(98%)

220/66/10,5 kV


Energia Base = 3,168E6 Julios

Tabla 16. Sobretensiones fase fase para la energizacin del auto transformador de la S.E. Moquegua



Vmedia

p.u.

S.T.

Estadistica

(98%)

Vmedia

p.u.

S.T.

Estadistica

(98%)

Vmedia

p.u.

S.T.

Estadstica

(98%)

220/66/10,5 kV


1,31 0,08 1,47 1,32 0,07 1,46 1,32 0,08 1,48

La disipacin de energa del pararrayo debido a la sobretensin est entre 0 y 5% de su capacidad. Asimismo, de las simulaciones estadsticas, en la energizacin del transformador de la S.E. Los Hroes se obtuvieron la mayor sobretensin estadstica de 1,62 p.u., cuyo resultado es admisible y no presenta ningn riesgo para los pararrayos, pues est dentro del rango de proteccin del pararrayo.

En la Figura 36 se muestra la tensin en la barra de 220 kV de la S.E. Los Hroes durante la energizacin del transformador de la S.E. Los Hroes y en la Figura 37 se muestra el comportamiento de la corriente de energizacin del transformador para la misma condicin.







(file IloC3C+Carga-NoEstadisticoMaxTension.pl4; x-var t) v:HEROEA v:HEROEB v:HEROEC 0.0 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0[s]

-300

-200

-100

0

100

200

300

400

[kV]

(file IloC3C+Carga-NoEstadisticoMaxTension.pl4; x-var t) c:HEROEA-X0002A c:HEROEB-X0002B c:HEROEC-X0002C 0.0 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0[s]

-400

-200

0

200

400

600

[A]







(file IloC3C+Carga-NoEstadisticoMaxCorriente.pl4; x-var t) c:HEROEA-X0002A c:HEROEB-X0002B c:HEROEC-X0002C 0.0 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0[s]

-400

-200

0

200

400

600

[A]

(file IloC3C+Carga-NoEstadisticoMaxCorriente.pl4; x-var t) v:HEROEA v:HEROEB v:HEROEC 0.0 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0[s]

-300

-200

-100

0

100

200

300

[kV]





En la Figura 38 se muestra el comportamiento de la corriente de energizacin del transformador de la S.E. Moquegua, en el cual se ha obtenido de la simulacin estadstica el mximo valor y en la Figura 39 se muestran las tensiones para la misma condicin.

4. CONCLUSIONES

La secuencia de maniobras recomendada para el proceso de restablecimiento de la S.E. Los Hroes con la generacin de la C.T.R.F. Planta Ilo es la siguiente:

i Arrancar una unidad de la C.T.R.F. Planta Ilo en Black Start

ii Energizar el transformador de potencia de la unidad

iii Energizar una de las lneas Ilo 2 Moquegua

iv Energizar uno de los auto transformadores 220/138/10 kV de la S.E. Moquegua desde el lado de 220 kV.

v Sincronizar la C.T.R.F. Planta Ilo con la C.T. Ilo 1 con el interruptor de 138 kV del auto transformador energizado en el paso previo. En caso la C.T. Ilo 1 se encuentre indisponible, se debe de recuperar al menos 10 MW de carga de Southern Per y Electrosur.

vi Energizar la lnea L-2029 (Moquegua Los Hroes) vii Energizar el transformador 220/60/10 kV de la S.E. Los Hroes y

recuperar la carga de la S.E. Los Hroes.

Con esta secuencia se logran obtener las menores sobretensiones temporales de baja frecuencia durante las maniobras de energizacin.





Las simulaciones de transitorios electromagnticos realizada muestran que no se debe de energizar el transformador 220/66/10,5 kV de la S.E. Los Hroes cuando el auto transformador 220/138/10,5 kV se encuentre energizado en vaco.

Las simulaciones de transitorios electromagnticos realizada muestran que si es factible energizar el auto transformador 220/138/10 kV de la S.E. Moquegua siempre y cuando la carga recuperada en la S.E. Los Hroes sea superior a 10 MW.

SIMULACIONES DE LA

ENERGIZACIN DEL AUTO

TRANSFORMADOR 220/138 KV

DE LA S.E. SOCABAYA DESDE

LA S.E. TINTAYA





Figura 40. Red unifilar utilizado para la simulacin en ATP Draw

El objetivo de la simulacin es verificar si es factible energizar el auto transformador 220/138/10 kV de la S.E. Socabaya desde el rea operativa Sur Este (S.E. Tintaya).





Figura 41. Corriente de energizacin del auto transformador de la S.E. Socabaya considerando la mxima corriente de la simulacin

estadstica

Figura 42. Tensin en la barra de 138 kV de la S.E. Socabaya considerando la mxima corriente de la simulacin estadstica

(file RestablecimientoSUrEsteMaximaCorriente.pl4; x-var t) c:SO138A-X0003A c:SO138B-X0003B c:SO138C-X0003C 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5[s]

-400

-250

-100

50

200

350

500

[A]

(file RestablecimientoSUrEsteMaximaCorriente.pl4; x-var t) v:SO138A v:SO138B v:SO138C 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5[s]

-150

-100

-50

0

50

100

150

[kV]





Figura 43. Corriente de energizacin del autotransformador de Socabaya considerando la mxima tensin de la simulacin

estadstica

Figura 44. Tensin en la barra de 138 kV de la S.E. Socabaya considerando la mxima tensin de la simulacin estadstica

(file RestablecimientoSUrEsteMaximaTensin.pl4; x-var t) c:SO138A-X0003A c:SO138B-X0003B c:SO138C-X0003C 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5[s]

-300

-200

-100

0

100

200

300

400

[A]

(file RestablecimientoSUrEsteMaximaTensin.pl4; x-var t) v:SO138A v:SO138B v:SO138C 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5[s]

-200

-150

-100

-50

0

50

100

150

200

[kV]





Conclusin

La energizacin del auto transformador 220/138/10,5 kV de la S.E. Socabaya desde el rea operativa Sur Este no genera condiciones de sobretensiones que afecten a los equipos.

Documents

ANEXO 1