22
INGENIERÍA DE DETALLE SUBESTACIONES CARÉN BAJO, MELIPEUCO Y RÍO TOLTÉN LAP01-1000-E-RP-0010 ÁREA GENERAL ANÁLISIS DEL DESBALANCE DE TENSIONES DE LA LÍNEA 1x220 kV CAUTÍN - CIRUELOS Para: LATIN AMERICA POWER Preparado por: INPROLEC S.A./ESINEL. Emisión: Responsables Nombre y Apellido Firma Ultima Rev. Líder de disciplina Javier Ayala Gerente de ingeniería José Salazar Cliente Roberto González Historial de Revisiones: Rev. Por Emitido para Fecha Revisado por Aprobado por 3 R. Alvarez Construcción 01/12/2015 J. Ayala J. Salazar 2 R. Alvarez Construcción 27/11/2015 J. Ayala J. Salazar 1 R. Alvarez Construcción 23/11/2015 J. Ayala J. Salazar 0 C. Albistur Construcción 28/07/2015 J. Ayala J. Salazar B C. Albistur Revisión y comentarios 14/07/2015 J. Ayala J. Salazar A C. Albistur Revisión Interna 08/07/2015 M. Palm R. Alvarez Comentarios: 3

INGENIERÍA DE DETALLE SUBESTACIONES CARÉN BAJO, …

  • Upload
    others

  • View
    2

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

INGENIERÍA DE DETALLE

SUBESTACIONES CARÉN BAJO, MELIPEUCO Y RÍO TOLTÉN

LAP01-1000-E-RP-0010

ÁREA GENERAL

ANÁLISIS DEL DESBALANCE DE TENSIONES DE LA LÍNEA 1x220 kV CAUTÍN - CIRUELOS

Para:

LATIN AMERICA POWER

Preparado por:

INPROLEC S.A./ESINEL.

Emisión:

Responsables Nombre y Apellido Firma Ultima Rev.

Líder de disciplina Javier Ayala

Gerente de ingeniería José Salazar

Cliente Roberto González

Historial de Revisiones:

Rev. Por Emitido para Fecha Revisado

por Aprobado

por

3 R. Alvarez Construcción 01/12/2015 J. Ayala J. Salazar

2 R. Alvarez Construcción 27/11/2015 J. Ayala J. Salazar

1 R. Alvarez Construcción 23/11/2015 J. Ayala J. Salazar

0 C. Albistur Construcción 28/07/2015 J. Ayala J. Salazar

B C. Albistur Revisión y comentarios 14/07/2015 J. Ayala J. Salazar

A C. Albistur Revisión Interna 08/07/2015 M. Palm R. Alvarez

Comentarios:

3

ÁREA GENERAL

ANÁLISIS DEL DESBALANCE DE TENSIONES DE LA LÍNEA 1x220 kV CAUTÍN - CIRUELOS

LAP01-1000-E-RP-0010 Rev. 3

PROYECTO SUBESTACIONES CARÉN BAJO, MELIPEUCO, RÍO TOLTÉN

CONTRATO: LAP01

Página 2 de 22

CONTENIDO

1 INTRODUCCIÓN ............................................................................................................................. 3

2 OBJETIVO ....................................................................................................................................... 3

3 ALCANCES ..................................................................................................................................... 3

4 ANTECEDENTES ............................................................................................................................ 3

4.1 Datos de entrada ...................................................................................................................... 3 4.2 Nuevas instalaciones ................................................................................................................ 4

5 CONSIDERACIONES ...................................................................................................................... 7

5.1 Artículo 3-22 ............................................................................................................................. 7 5.2 Metodología ............................................................................................................................. 8

6 RESULTADOS ................................................................................................................................ 9

6.1 Desbalance en tramo Cautín – Ciruelos – Valdivia 220 kV ....................................................... 9 6.2 Desbalance en línea 110 kV Melipeuco – Río Toltén .............................................................. 18 6.3 Desbalance en línea 23 kV Carén Bajo – Melipeuco .............................................................. 18

7 CONCLUSIONES .......................................................................................................................... 20

ÁREA GENERAL

ANÁLISIS DEL DESBALANCE DE TENSIONES DE LA LÍNEA 1x220 kV CAUTÍN - CIRUELOS

LAP01-1000-E-RP-0010 Rev. 3

PROYECTO SUBESTACIONES CARÉN BAJO, MELIPEUCO, RÍO TOLTÉN

CONTRATO: LAP01

Página 3 de 22

1 INTRODUCCIÓN

LatinAmericaPower (LAP) se encuentra actualmente realizando estudios asociados al

desarrollo de las centrales hidroeléctricas de pasada Carilafquen y Malalcahuello,

conectadas a la Subestación Carén Bajo en 23 kV. El proyecto tiene una capacidad

instalada de 35 MVA y se conecta en TapOff a la línea de transmisión en 220 kV Cautín -

Ciruelos, propiedad de Transelec.

2 OBJETIVO

El presente documento tiene como objetivo principal verificar que el desbalance de

tensiones en las líneas de transmisión involucradas en el proyecto, cumplan con las

exigencias de la Norma Técnica de Seguridad y Calidad de Servicio (NTSyCS).

Se verificará la línea que conecta las centrales de pasada al Sistema Interconectado

Central (SIC) 220 kV Ciruelos – Cautín. También se verificará la línea del sistema troncal

1x220 kV Cautín – Ciruelos.

3 ALCANCES

El alcance de este estudio se concentra en determinar el índice de desbalance de

tensiones de la línea existente 220 kV entre las SS/EE Cautín y Ciruelos, transmitiendo

potencia correspondiente a su límite térmico a 25°C con sol.

4 ANTECEDENTES

4.1 Datos de entrada

4.1.1 Determinación eléctrica del conductor. Frontel S.A. Enero 2014.

4.1.2 Especificaciones de la línea. Frontel S.A. Febrero 2014.

4.1.3 TDS.TOS3061.V001 Transformer Technical Datasheet.

4.1.4 TDS.TOS3062.V001 Transformer Technical Datasheet.

4.1.5 MLLC.390.030. Motortecnica. Septiembre 2014.

4.1.6 CRLF.390.030. Motortecnica. Septiembre 2014.

ÁREA GENERAL

ANÁLISIS DEL DESBALANCE DE TENSIONES DE LA LÍNEA 1x220 kV CAUTÍN - CIRUELOS

LAP01-1000-E-RP-0010 Rev. 3

PROYECTO SUBESTACIONES CARÉN BAJO, MELIPEUCO, RÍO TOLTÉN

CONTRATO: LAP01

Página 4 de 22

4.2 Nuevas instalaciones

4.2.1 Centrales

Las centrales de paso en estudio se conectan a la barra en 23 kV de la denominada

subestación Carén Bajo. La Tabla 4.1 muestra los parámetros de las unidades de

generación.

Tabla 4.1 Parámetros unidades de generación

Parámetros Carilafquén Malalcahuello

Unidades 2 2

Potencia por unidad MVA 12 5,5

Tensión kV 13,8 13,8

Factor de potencia 0,9 0,9

Velocidad sincrónica rpm 750 1000

Número de polos 8 6

Reactancia sincrónica eje directo % (*) 151 175

Reactancia sincrónica eje cuadratura % (*) 86 87

Reactancia subtransitoria eje directo % (*) 30 24

Reactancia subtransitoria en cuadratura % (*) 38 32 (*) Valores para reactancias no saturadas

Figura 4.1: Esquemático Sistema de Potencia

PowerFactory 14.1.3

Zona de Interés

Project:

Graphic: zona de interés

Date:

Annex:

Nodes Branches

MalalcahuelloCarilafquén

Carén Bajo

Charrúa

Rucatayo

Angostura

Valdivia

Los Ciruelos

Cautín

Mulchen

Temuco

Melipeuco - Río TolténMelipeuco

Tap Río Toltén

Tap El Rosal

G~

G~

1

G~

00

00 0000

G~

G~

G~

1

11

11

10

10

DIg

SIL

EN

T

ÁREA GENERAL

ANÁLISIS DEL DESBALANCE DE TENSIONES DE LA LÍNEA 1x220 kV CAUTÍN - CIRUELOS

LAP01-1000-E-RP-0010 Rev. 3

PROYECTO SUBESTACIONES CARÉN BAJO, MELIPEUCO, RÍO TOLTÉN

CONTRATO: LAP01

Página 5 de 22

4.2.2 Transformadores

Los parámetros para modelar los transformadores del proyecto se presentan en la Tabla

4.2 y en la Tabla 4.3

Tabla 4.2 Parámetros de los transformadores de las centrales de pasada

Parámetros TR. Carilafquén TR. Malalcahuello

Potencia MVA 25 12

Tensión kV 23 / 13,8 23 / 13,8

Grupo de conexión YNd11 YNd11

Impedancia sec.+ % 10 9

Impedancia sec.0 % 6,5 6,5

Pérdidas en cobre kW 123 65

Pérdidas en vacío kW 14,8 11

Tabla 4.3 Parámetros de los transformadores del sistema de potencia

Parámetros Melipeuco Río Toltén

Potencia MVA 60/60/20 60/60/8

Tensión kV 110/23/13,8 220/110/13,8

Grupo de conexión YNyn0d1 YNyn0d1

Impedancia sec.+ %

P-S 10 10

S-T 1,37 5,48

P-T 5,48 3,68

Impedancia sec.0 %

P-S 9,1 9,1

S-T 1,24 4,92

P-T 4,93 3,31

Pérdidas en vacío kW (P-S) 34 51

Pérdidas en cobre kW (P-S) 260 235

Cambiador de taps (bajo carga) ±10x1,25% ±10x1,25%

4.2.3 Líneas aéreas

En las nuevas instalaciones del proyecto existen dos líneas de transmisión, la línea

2x23 kV que conecta las subestaciones Carén Bajo - Melipeuco, y la línea de 1x110 kV

Melipeuco - Tap-Off Río Toltén.

Línea 110 kV Tap-Off Río Toltén - Melipeuco: Línea de un circuito y 100 km de

longitud. Consta de un conductor AAAC Greeley (927,2 MCM) en disposición

ÁREA GENERAL

ANÁLISIS DEL DESBALANCE DE TENSIONES DE LA LÍNEA 1x220 kV CAUTÍN - CIRUELOS

LAP01-1000-E-RP-0010 Rev. 3

PROYECTO SUBESTACIONES CARÉN BAJO, MELIPEUCO, RÍO TOLTÉN

CONTRATO: LAP01

Página 6 de 22

triangular y un cable de guardia tipo OPGW con radio medio geométrico 5,18 mm y

0,62 [Ω/km] de resistencia DC. Adicionalmente, según lo presentado en el Anexo 1,

tiene un ciclo de transposición completo.

Línea 23 kV Melipeuco – Carén Bajo: línea de 21,5 km de longitud. Consta de dos

conductores AAC de 300 mm2 protegido bicapa (capa aislante y semiconductora) en

disposición triangular sin cable de guardia.

Los parámetros de las líneas fueron informados por el cliente, y se muestran en la

siguiente tabla.

Tabla 4.4: Parámetros de las líneas de transmisión. Por circuito.

Línea de Transmisión

R1 [Ω/km]

X1 [Ω/km]

R0 [Ω/km]

X0 [Ω/km]

B1 [uS/km]

B0 [uS/km]

110 kV Tap off Río Toltén - Melipeuco

0,081 0,341 0,225 1,464 3,419 1,432

23 kV Melipeuco – Carén Bajo

0,058 0,108 0,202 1,494 11,084 1,406

Tabla 4.5: Coordenadas de los circuitos de las líneas.

Circuito X1 [m] X2 [m] X3 [m] Y1 [m] Y2 [m] Y3 [m]

Línea 1x110 kV Tap-off Melipeuco - Río Toltén

Circuito 1 -1,50 -1,50 1,50 12,49 13,99 12,49

Línea 23 kV Melipeuco - Toltén

Circuito 11 -0,89 -0,64 -0,76 11,40 11,40 11,20

Circuito 2 0,89 0,64 0,76 11,40 11,40 11,20

1 La línea es de simple circuito con dos conductores por fase. Para facilitar el modelamiento en PowerFactory es que se modela

como una línea de doble circuito

ÁREA GENERAL

ANÁLISIS DEL DESBALANCE DE TENSIONES DE LA LÍNEA 1x220 kV CAUTÍN - CIRUELOS

LAP01-1000-E-RP-0010 Rev. 3

PROYECTO SUBESTACIONES CARÉN BAJO, MELIPEUCO, RÍO TOLTÉN

CONTRATO: LAP01

Página 7 de 22

5 CONSIDERACIONES

5.1 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 (8.1).

u = 100 ∗ máx [Uij − Uprom

𝑈𝑝𝑟𝑜𝑚]

(8.1)

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.

ÁREA GENERAL

ANÁLISIS DEL DESBALANCE DE TENSIONES DE LA LÍNEA 1x220 kV CAUTÍN - CIRUELOS

LAP01-1000-E-RP-0010 Rev. 3

PROYECTO SUBESTACIONES CARÉN BAJO, MELIPEUCO, RÍO TOLTÉN

CONTRATO: LAP01

Página 8 de 22

5.2 Metodología

De acuerdo a las disposiciones técnicas indicadas en el punto 5.1, la metodología

consiste en la modelación del sistema eléctrico concentrándose en:

Tramo 220 kV Cautín – Ciruelos – Valdivia.

Línea 110 kV Melipeuco – Río Toltén

Línea 23 kV Carén Bajo – Melipeuco

El modelo consiste en una fuente ideal balanceada sólidamente aterrizada conectada en

el extremo transmisor y en el extremo receptor un carga ideal balanceada con factor de

potencia 0,98 inductivo, con valor de potencia tal que por la línea se transmita la potencia

correspondiente a su límite térmico a 25°C con sol. La capacidad considerada en el

presente estudio es la siguiente:

Tramo 220 kV Cautín – Ciruelos – Valdivia: 193 MVA

Línea 110 kV Melipeuco – Río Toltén: 144,23 MVA

Línea 23 kV Carén Bajo – Melipeuco: 26,93. MVA

ÁREA GENERAL

ANÁLISIS DEL DESBALANCE DE TENSIONES DE LA LÍNEA 1x220 kV CAUTÍN - CIRUELOS

LAP01-1000-E-RP-0010 Rev. 3

PROYECTO SUBESTACIONES CARÉN BAJO, MELIPEUCO, RÍO TOLTÉN

CONTRATO: LAP01

Página 9 de 22

6 RESULTADOS

6.1 Desbalance en tramo Cautín – Ciruelos – Valdivia 220 kV

De acuerdo a la información disponible, el tramo Cautín-Ciruelos-Valdivia posee dos

estructuras de transposición, definiéndose los siguientes segmentos y secuencia de fases:

Tabla 6.1: Características del tramo Cautín-Los Ciruelos-Valdivia

Segmentos Secuencia Longitud Estructura Conductor

C. Guardia [km] Tipo Tipo

Cautín Tap Off Río Toltén A-B-C 32 22AD ACSR 636 MCM

Grosbeak -

Tap Off Río Toltén TR1 A-B-C 6,383 22AD ACSR 636 MCM

Grosbeak -

TR1 TR2 C-A-B 38,383 22AD ACSR 636 MCM

Grosbeak -

TR2 Los Ciruelos B-C-A 38,383 22AD ACSR 636 MCM

Grosbeak -

Los Ciruelos Valdivia B-C-A 34,65 22AD ACSR 636 MCM

Grosbeak -

Tabla 6.2: Características del tramo Cautín-Valdivia

Segmentos Secuencia Longitud Estructura Conductor

C. Guardia [km] Tipo Tipo

Cautín TR1 C-B-A 38,383 22AD ACSR 636 MCM Grosbeak -

TR1 TR2 B-A-C 38,383 22AD ACSR 636 MCM Grosbeak -

TR2 Valdivia A-C-B 73,033 22AD ACSR 636 MCM Grosbeak -

A partir de los comentarios realizados por el CDEC SIC, en la Figura 6.1 se muestra con

mayor detalle los segmentos considerados en el estudio. Las principales características

de la línea son las siguientes:

Estructuras de doble circuito del tipo 22AD

Conductor ACSR 636 MCM Grosbeak

1 Ciclo de transposición completo

Debido a que el proyecto modifica una línea existente mediante una derivación Tap-off, se

verifica que el impacto de este nuevo proyecto mantiene el cumplimiento de la normativa

descrita en el artículo 3-22 de la NTSyCS.

ÁREA GENERAL

ANÁLISIS DEL DESBALANCE DE TENSIONES DE LA LÍNEA 1x220 kV CAUTÍN - CIRUELOS

LAP01-1000-E-RP-0010 Rev. 3

PROYECTO SUBESTACIONES CARÉN BAJO, MELIPEUCO, RÍO TOLTÉN

CONTRATO: LAP01

Página 10 de 22

6.1.1 Caso Base

El caso base considera una carga concentrada de 193 MVA conectada en la S/E Valdivia

y se procede a determinar el desbalance en las barras de 220 kV de la subestación

Ciruelos y Valdivia.

Figura 6.1: Esquemático Caso Base

La Tabla 6.3 y la Tabla 6.4, muestran los índices de desbalance en las barras de 220 kV

de las subestaciones Valdivia y Ciruelos, considerando la conexión de los 35 MVA

aportados por las unidades generadoras Carilafquen y Malalcahuello.

Segunda Transposición

Primera Transposición

PowerFactory 14.1.3

Estudio de desbalance de tensión

Tramo Cautín-Ciruelos-Valdivia

Project: 14052

Graphic: Grid

Date:

Annex:

Nodes Branches

Valdivia 220 kV

Los Ciruelos 220 kV

Cautín 220 kV

34

.65

km

32

.00

km

38

.38

km

38

.38

km

6.3

8 k

m

V~

34

.65

km

38

.38

km

38

.38

km

6.3

8 k

m32

.00

km

1x110 kV Melipeuco-Río Toltén 100.0 km

G~

G~

DIg

SIL

EN

T

ÁREA GENERAL

ANÁLISIS DEL DESBALANCE DE TENSIONES DE LA LÍNEA 1x220 kV CAUTÍN - CIRUELOS

LAP01-1000-E-RP-0010 Rev. 3

PROYECTO SUBESTACIONES CARÉN BAJO, MELIPEUCO, RÍO TOLTÉN

CONTRATO: LAP01

Página 11 de 22

Tabla 6.3: Tensión en Barras

Barra Uab [kV] Ubc [kV] Uca [kV] Promedio [kV]

Ciruelos 220 kV 211,92 211,93 211,82 211,89

Valdivia 220 kV 208,52 209,77 208,88 209,06

Tabla 6.4: Índice de desbalance

Barra Desbalance [%]

Uab Ubc Uca

Ciruelos 220 kV 0,01 0,02 0,03

Valdivia 220 kV 0,26 0,34 0,09

Figura 6.2: Resultados

Segunda Transposición

Primera Transposición

PowerFactory 14.1.3

Estudio de desbalance de tensión

Tramo Cautín-Ciruelos-Valdivia

Project: 14052

Graphic: Grid

Date:

Annex:

Load Flow 3-phase(ABC)

Nodes

Line to Line Positive-Sequence Voltage, Magnitude [kV]

Line-Ground Positive-Sequence Voltage, Magnitude [p.u.]

Line-Ground Positive-Sequence Voltage, Angle [deg]

Valdivia 220 kV

Ul:A 208.52 kVUl:B 209.77 kVUl:C 208.88 kV

Los Ciruelos 220 kVUl:A 211.92 kVUl:B 211.93 kVUl:C 211.82 kV

Cautín 220 kVUl:A 220.00 kVUl:B 220.00 kVUl:C 220.00 kV

Ul:A 112.77 kVUl:B 112.77 kVUl:C 112.80 kV

Ul:A 24.06 kVUl:B 24.09 kVUl:C 24.04 kV

Ul:A 112.34 kVUl:B 112.40 kVUl:C 112.34 kV

Ul:A 22.56 kVUl:B 22.56 kVUl:C 22.57 kV

Ul:A 14.19 kVUl:B 14.19 kVUl:C 14.17 kV

Ul:A 14.20 kVUl:B 14.19 kVUl:C 14.18 kV

34

.7 k

m

92.08 MW18.77 Mvar

51.18 %

-91.40 MW-20.15 Mvar

51.18 %

32

.0 k

m

94.22 MW11.41 Mvar

49.53 %

38

.4 k

m

-92.08 MW-18.77 Mv..50.70 %

38

.4 k

m6

.4 k

m

V~

173.71 MVA0.94

34

.7 k

m

98.52 MW17.25 Mvar

54.70 %

-97.74 MW-18.26 Mvar

54.70 %

38

.4 k

m

-98.52 MW-17.25 Mv..54.05 %

38

.4 k

m6

.4 k

m3

2.0

km

69.48 MW16.71 Mvar

37.95 %

1x110 kV Melipeuco-Río Toltén

32.0

1-6

.91

21.4

0

-31.3

45.3

721.4

0

G~

23.99 MVA1.00

10.91 MVA-1.00

31.9

9 M

VA

-0.9

8

31.8

0 M

VA

0.9

9

17.36 MW-0.26 Mvar

76.93 %

-16.0

6 M

W2.6

1 M

var

76.9

3 %

17.36 MW-0.26 Mvar76.93 %

-16.0

6 M

W2.6

1 M

var

76.9

3 %

193.00 MVA0.98

23.80 MVA-1.00

G~

11.01 MVA1.00

DIg

SIL

EN

T

ÁREA GENERAL

ANÁLISIS DEL DESBALANCE DE TENSIONES DE LA LÍNEA 1x220 kV CAUTÍN - CIRUELOS

LAP01-1000-E-RP-0010 Rev. 3

PROYECTO SUBESTACIONES CARÉN BAJO, MELIPEUCO, RÍO TOLTÉN

CONTRATO: LAP01

Página 12 de 22

6.1.2 Caso 1

El Caso 1 considera una carga concentrada de 193 MVA conectada en la S/E Cautín y

una fuente controlada en la barra de 220 kV de la S/E Ciruelos.

Figura 6.3: Esquemático Caso 1

La Tabla 6.5 y Tabla 6.6, muestran los resultados para determinar el índice de desbalance

en la barra de 220 kV de la subestación Cautín, considerando la conexión de los 35 MVA

aportados por las unidades generadoras Carilafquen y Malalcahuello.

PowerFactory 14.1.3

Estudio de desbalance de tensión

Tramo Cautín-Ciruelos-Valdivia Caso 1

Project: 14052

Graphic: Grid

Date:

Annex:

Nodes Branches

Primera Transposición

Segunda Transposición

Los Ciruelos 220 kV

Valdivia 220 kV

Cautín 220 kV

38

.38

km

6.3

8 k

m

38

.38

km

6.3

8 k

m

32

.00

km

32

.00

km

38

.38

km

38

.38

km

34

.65

km

34

.65

km

V~

1x110 kV Melipeuco-Río Toltén 100.0 km

G~

G~

DIg

SIL

EN

T

ÁREA GENERAL

ANÁLISIS DEL DESBALANCE DE TENSIONES DE LA LÍNEA 1x220 kV CAUTÍN - CIRUELOS

LAP01-1000-E-RP-0010 Rev. 3

PROYECTO SUBESTACIONES CARÉN BAJO, MELIPEUCO, RÍO TOLTÉN

CONTRATO: LAP01

Página 13 de 22

Tabla 6.5: Tensión en Barras

Barra Uab [kV] Ubc [kV] Uca [kV] Promedio [kV]

Cautín 220 kV 206,44 206,7 206,52 206,55

Tabla 6.6: Índice de desbalance

Barra Desbalance [%]

Uab Ubc Uca

Cautín 220 kV 0,06 0,07 0,02

Figura 6.4: Resultados Caso 1

PowerFactory 14.1.3

Estudio de desbalance de tensión

Tramo Cautín-Ciruelos-Valdivia Caso 1

Project: 14052

Graphic: Grid

Date:

Annex:

Load Flow 3-phase(ABC)

Nodes

Line to Line Positive-Sequence Voltage, Magnitude [kV]

Line-Ground Positive-Sequence Voltage, Magnitude [p.u.]

Line-Ground Positive-Sequence Voltage, Angle [deg]

Primera Transposición

Segunda Transposición

Los Ciruelos 220 kVUl:A 220.00 kVUl:B 220.00 kVUl:C 220.00 kV

Valdivia 220 kV

Ul:A 217.86 kVUl:B 218.10 kVUl:C 217.91 kV

Cautín 220 kVUl:A 206.44 kVUl:B 206.70 kVUl:C 206.52 kV

Ul:A 113.50 kVUl:B 113.26 kVUl:C 113.51 kV

Ul:A 24.20 kVUl:B 24.21 kVUl:C 24.19 kV

Ul:A 113.06 kVUl:B 112.83 kVUl:C 113.00 kV

Ul:A 22.71 kVUl:B 22.66 kVUl:C 22.72 kV

Ul:A 14.27 kVUl:B 14.26 kVUl:C 14.26 kV

Ul:A 14.27 kVUl:B 14.27 kVUl:C 14.27 kV

193.00 MVA0.98

V~

170.95 MVA0.95

38

.4 k

m6

.4 k

m

38

.4 k

m6

.4 k

m

32

.0 k

m

-65.48 MW-31.30 Mvar

40.14 %

32

.0 k

m

-123.66 MW-33.55 Mvar

70.74 %

38

.4 k

m

66.76 MW21.09 Mva..38.02 %

38

.4 k

m

95.50 MW36.97 Mva..54.31 %

34

.7 k

m

-66.76 MW-21.09 Mvar

37.16 %

67.12 MW17.95 Mvar

37.16 %

34

.7 k

m

67.46 MW14.68 Mvar

36.41 %

-67.12 MW-17.95 Mvar

36.41 %

17.36 MW-0.25 Mvar

76.40 %

-16.0

7 M

W2.5

7 M

var

76.4

0 %

31.8

1 M

VA

0.9

9

0.00 MVA-1.00

1x110 kV Melipeuco-Río Toltén

32.0

4-6

.80

21.2

5

-31.3

85.1

921.2

5

G~

23.99 MVA1.00

11.01 MVA1.00

17.36 MW-0.25 Mvar76.40 %

-16.0

7 M

W2.5

7 M

var

76.4

0 %

23.99 MVA1.00

G~

11.01 MVA1.00

DIg

SIL

EN

T

ÁREA GENERAL

ANÁLISIS DEL DESBALANCE DE TENSIONES DE LA LÍNEA 1x220 kV CAUTÍN - CIRUELOS

LAP01-1000-E-RP-0010 Rev. 3

PROYECTO SUBESTACIONES CARÉN BAJO, MELIPEUCO, RÍO TOLTÉN

CONTRATO: LAP01

Página 14 de 22

6.1.3 Caso 2

El Caso 2 considera una carga concentrada de 193 MVA conectada en la S/E Ciruelos y

una fuente controlada en la barra de 220 kV de la S/E Cautín.

Figura 6.5: Esquemático Caso 2

La Tabla 6.7 y Tabla 6.8, muestran los resultados para determinar el índice de desbalance

en la barra de 220 kV de la subestación Ciruelos, considerando la conexión de los 35

MVA aportados por las unidades generadoras Carilafquen y Malalcahuello.

PowerFactory 14.1.3

Estudio de desbalance de tensión

Tramo Cautín-Ciruelos-Valdivia Caso 2

Project: 14052

Graphic: Grid

Date:

Annex:

Nodes Branches

Primera Transposición

Segunda Transposición

Los Ciruelos 220 kV

Valdivia 220 kV

Cautín 220 kV

38

.38

km

6.3

8 k

m

38

.38

km

6.3

8 k

m

32

.00

km

32

.00

km

38

.38

km

38

.38

km

34

.65

km

34

.65

km

V~

1x110 kV Melipeuco-Río Toltén 100.0 km

G~

G~

DIg

SIL

EN

T

ÁREA GENERAL

ANÁLISIS DEL DESBALANCE DE TENSIONES DE LA LÍNEA 1x220 kV CAUTÍN - CIRUELOS

LAP01-1000-E-RP-0010 Rev. 3

PROYECTO SUBESTACIONES CARÉN BAJO, MELIPEUCO, RÍO TOLTÉN

CONTRATO: LAP01

Página 15 de 22

Tabla 6.7: Tensión en Barras

Barra Uab [kV] Ubc [kV] Uca [kV] Promedio [kV]

Ciruelos 220 kV 209,91 210,06 209,83 209,93

Tabla 6.8: Índice de desbalance

Barra Desbalance [%]

Uab Ubc Uca

Ciruelos 220 kV 0,01 0,06 0,05

Figura 6.6: Resultados Caso 2

PowerFactory 14.1.3

Estudio de desbalance de tensión

Tramo Cautín-Ciruelos-Valdivia Caso 2

Project: 14052

Graphic: Grid

Date:

Annex:

Load Flow 3-phase(ABC)

Nodes

Line to Line Positive-Sequence Voltage, Magnitude [kV]

Line-Ground Positive-Sequence Voltage, Magnitude [p.u.]

Line-Ground Positive-Sequence Voltage, Angle [deg]

Primera Transposición

Segunda Transposición

Los Ciruelos 220 kVUl:A 209.91 kVUl:B 210.06 kVUl:C 209.83 kV

Valdivia 220 kV

Ul:A 212.33 kVUl:B 212.28 kVUl:C 212.21 kV

Cautín 220 kVUl:A 220.00 kVUl:B 220.00 kVUl:C 220.00 kV

Ul:A 113.97 kVUl:B 114.09 kVUl:C 114.01 kV

Ul:A 24.04 kVUl:B 24.09 kVUl:C 24.02 kV

Ul:A 113.51 kVUl:B 113.70 kVUl:C 113.53 kV

Ul:A 22.54 kVUl:B 22.55 kVUl:C 22.55 kV

Ul:A 14.19 kVUl:B 14.18 kVUl:C 14.16 kV

Ul:A 14.19 kVUl:B 14.19 kVUl:C 14.16 kV

V~

172.42 MVA0.95

193.00 MVA0.98

38

.4 k

m6

.4 k

m

38

.4 k

m6

.4 k

m

32

.0 k

m

72.94 MW3.28 Mvar38.21 %

32

.0 k

m

90.29 MW22.24 Mvar

48.98 %

38

.4 k

m

-71.70 MW-14.44 Mv..39.16 %

38

.4 k

m

-118.26 M..-18.50 Mv..65.16 %

34

.7 k

m

71.70 MW14.44 Mvar

39.55 %

-71.30 MW-17.24 Mvar

39.55 %

34

.7 k

m

-70.88 MW-19.90 Mvar

40.14 %

71.30 MW17.24 Mvar

40.14 %

17.36 MW-0.27 Mvar

77.05 %

-16.0

6 M

W2.6

2 M

var

77.0

5 %

31.7

8 M

VA

0.9

9

0.00 MVA-1.00

1x110 kV Melipeuco-Río Toltén

32.0

1-6

.87

21.1

9

-31.3

55.1

821.1

9

G~

23.99 MVA1.00

11.01 MVA1.00

17.36 MW-0.27 Mvar77.05 %

-16.0

6 M

W2.6

2 M

var

77.0

5 %

23.99 MVA1.00

G~

11.01 MVA1.00

DIg

SIL

EN

T

ÁREA GENERAL

ANÁLISIS DEL DESBALANCE DE TENSIONES DE LA LÍNEA 1x220 kV CAUTÍN - CIRUELOS

LAP01-1000-E-RP-0010 Rev. 3

PROYECTO SUBESTACIONES CARÉN BAJO, MELIPEUCO, RÍO TOLTÉN

CONTRATO: LAP01

Página 16 de 22

6.1.4 Caso 3

A continuación se presentan los resultados del Caso 3:

Tabla 6.9: Tensión en Barras

Barra Uab [kV] Ubc [kV] Uca [kV] Promedio [kV]

Ciruelos 220 kV 197,84 197,62 197,69 197,72

Tabla 6.10: Índice de desbalance

Barra Desbalance [%]

Uab Ubc Uca

Ciruelos 220 kV 0,06 0,05 0,01

Figura 6.7: Resultados Caso 3

PowerFactory 14.1.3

Estudio de desbalance de tensión

Tramo Cautín-Ciruelos-Valdivia Caso 3

Project: 14052

Graphic: Grid

Date:

Annex:

Load Flow 3-phase(ABC)

Nodes

Line to Line Positive-Sequence Voltage, Magnitude [kV]

Line-Ground Positive-Sequence Voltage, Magnitude [p.u.]

Line-Ground Positive-Sequence Voltage, Angle [deg]

Primera Transposición

Segunda Transposición

Los Ciruelos 220 kVUl:A 197.84 kVUl:B 197.62 kVUl:C 197.69 kV

Valdivia 220 kV

Ul:A 9.28 kVUl:B 8.52 kV

Ul:C 11.42 kV

Cautín 220 kVUl:A 220.00 kVUl:B 220.00 kVUl:C 220.00 kV

Ul:A 113.36 kVUl:B 113.79 kVUl:C 113.41 kV

Ul:A 24.19 kVUl:B 24.28 kVUl:C 24.18 kV

Ul:A 112.84 kVUl:B 113.40 kVUl:C 112.90 kV

Ul:A 22.69 kVUl:B 22.76 kVUl:C 22.70 kV

Ul:A 14.29 kVUl:B 14.28 kVUl:C 14.24 kV

Ul:A 14.30 kVUl:B 14.29 kVUl:C 14.25 kV

38

.4 k

m3

8.4

km

6.4

km

6.4

km

38

.4 k

m6

.4 k

m

32

.0 k

m3

2.0

km

-0.00 MW-0.03 Mvar

32

.0 k

m

167.85 MW71.11 Mvar

38

.4 k

m

-0.00 MW0.02 Mvar

38

.4 k

m

38

.4 k

m

-189.14 M..-38.41 Mv..

34

.7 k

m

-0.00 MW0.01 Mvar

34

.7 k

m

0.00 MW-0.02 Mvar

34

.7 k

m

0.00 MW-0.01 Mvar

34

.7 k

m

-0.00 MW0.00 Mvar

17.36 MW-0.25 Mvar

-16.0

8 M

W2.5

6 M

var 31.8

1 M

VA

0.9

9

0.00 MVA-1.00

V~

188.65 MVA0.89

1x110 kV Melipeuco-Río Toltén

32.0

4-6

.79

21.3

6

-31.3

85.1

721.3

6

G~

23.99 MVA1.00

11.01 MVA1.00

17.36 MW-0.25 Mvar

-16.0

8 M

W2.5

6 M

var

193.00 MVA0.98

23.99 MVA1.00

G~

11.01 MVA1.00

DIg

SIL

EN

T

3

ÁREA GENERAL

ANÁLISIS DEL DESBALANCE DE TENSIONES DE LA LÍNEA 1x220 kV CAUTÍN - CIRUELOS

LAP01-1000-E-RP-0010 Rev. 3

PROYECTO SUBESTACIONES CARÉN BAJO, MELIPEUCO, RÍO TOLTÉN

CONTRATO: LAP01

Página 17 de 22

6.1.5 Caso 4

A continuación se presentan los resultados del Caso 4:

Tabla 6.11: Tensión en Barras

Barra Uab [kV] Ubc [kV] Uca [kV] Promedio [kV]

Cautín 220 kV 195,22 195,44 195,39 195,35

Tabla 6.12: Índice de desbalance

Barra Desbalance [%]

Uab Ubc Uca

Cautín 220 kV 0,07 0,05 0,02

Figura 6.8: Resultados Caso 4

PowerFactory 14.1.3

Estudio de desbalance de tensión

Tramo Cautín-Ciruelos-Valdivia Caso 4

Project: 14052

Graphic: Grid

Date:

Annex:

Load Flow 3-phase(ABC)

Nodes

Line to Line Positive-Sequence Voltage, Magnitude [kV]

Line-Ground Positive-Sequence Voltage, Magnitude [p.u.]

Line-Ground Positive-Sequence Voltage, Angle [deg]

Primera Transposición

Segunda Transposición

Los Ciruelos 220 kVUl:A 220.00 kVUl:B 220.00 kVUl:C 220.00 kV

Valdivia 220 kV

Ul:A 8.20 kVUl:B 9.10 kVUl:C 8.64 kV

Cautín 220 kVUl:A 195.22 kVUl:B 195.44 kVUl:C 195.39 kV

Ul:A 113.58 kVUl:B 112.94 kVUl:C 113.61 kV

Ul:A 23.93 kVUl:B 23.89 kVUl:C 23.93 kV

Ul:A 113.23 kVUl:B 112.53 kVUl:C 113.15 kV

Ul:A 22.45 kVUl:B 22.33 kVUl:C 22.46 kV

Ul:A 14.09 kVUl:B 14.09 kVUl:C 14.11 kV

Ul:A 14.10 kVUl:B 14.10 kVUl:C 14.12 kV

38

.4 k

m3

8.4

km

6.4

km

6.4

km

38

.4 k

m6

.4 k

m

32

.0 k

m3

2.0

km

-0.00 MW-0.02 Mvar

32

.0 k

m

-189.14 MW-50.23 Mvar

38

.4 k

m

-0.00 MW0.01 Mvar

38

.4 k

m

38

.4 k

m

167.12 MW80.00 Mva..

34

.7 k

m

-0.00 MW0.01 Mvar

34

.7 k

m

0.00 MW-0.01 Mvar

34

.7 k

m

0.00 MW-0.01 Mvar

34

.7 k

m

-0.00 MW0.00 Mvar

17.36 MW-0.28 Mvar

-16.0

4 M

W2.6

6 M

var 31.7

7 M

VA

0.9

9

0.00 MVA-1.00

V~

185.28 MVA0.90

1x110 kV Melipeuco-Río Toltén

31.9

7-6

.98

21.2

6

-31.3

25.3

721.2

6

G~

23.99 MVA1.00

11.01 MVA1.00

17.36 MW-0.28 Mvar

-16.0

4 M

W2.6

6 M

var

193.00 MVA0.98

23.99 MVA1.00

G~

11.01 MVA1.00

DIg

SIL

EN

T

3

ÁREA GENERAL

ANÁLISIS DEL DESBALANCE DE TENSIONES DE LA LÍNEA 1x220 kV CAUTÍN - CIRUELOS

LAP01-1000-E-RP-0010 Rev. 3

PROYECTO SUBESTACIONES CARÉN BAJO, MELIPEUCO, RÍO TOLTÉN

CONTRATO: LAP01

Página 18 de 22

6.2 Desbalance en línea 110 kV Melipeuco – Río Toltén

A continuación se muestran los índices de desbalance en la barra de 110 kV de S/E Río

Toltén. El modelamiento de la línea se realizó según lo presentado en el punto 4.2.3 y la

secuencia de fases presentada en el Anexo 1. Según lo informado por el cliente la

capacidad de la línea a 25°C con sol es de 144,23 MVA (0,757 kA)2.

Tabla 6.13: Tensión en barras

Barra Uab [kV] Ubc [kV] Uca [kV] Promedio [kV]

Río Toltén 110 kV 87,61 87,47 87,39 87,49

Tabla 6.14: Índice de desbalance

Barra Desbalance [%]

Uab Ubc Uca

Río Toltén 110 kV 0,14 0,02 0,12

6.3 Desbalance en línea 23 kV Carén Bajo – Melipeuco

A continuación se muestran los índices de desbalance en la barra de 23 kV de S/E

Melipeuco. El modelamiento de la línea se realizó según lo presentado en el punto 4.2.3 y

la secuencia de fases presentada en el Anexo 1.

Tabla 6.15: Tensión en barras

Barra Uab [kV] Ubc [kV] Uca [kV] Promedio [kV]

Melipeuco 23 kV 20,62 20,60 20,75 20,66

Tabla 6.16: Índice de desbalance

Barra Desbalance [%]

Uab Ubc Uca

Melipeuco 23 kV 0,18 0,27 0,45

En la Figura 6.9 se presentan los resultados para ambos casos.

2 Dado la longitud de la línea, el flujo de potencia no converge para potencias superiores a los 100 MVA, por consiguiente, se

evaluará el desbalance con dicha carga.

ÁREA GENERAL

ANÁLISIS DEL DESBALANCE DE TENSIONES DE LA LÍNEA 1x220 kV CAUTÍN - CIRUELOS

LAP01-1000-E-RP-0010 Rev. 3

PROYECTO SUBESTACIONES CARÉN BAJO, MELIPEUCO, RÍO TOLTÉN

CONTRATO: LAP01

Página 19 de 22

Figura 6.9: Resultados

Po

we

rFa

cto

ry 1

4.1

.3

Es

tud

io d

e d

es

ba

lan

ce

de

te

ns

ión

Lín

ea

11

0 k

V M

eli

pe

uc

o-R

ío T

olt

én

Lín

ea

23

kV

Ca

rén

Ba

jo-M

eli

pe

uc

o

Pro

jec

t: 1

40

52

Gra

ph

ic:

Gri

d(1

)

Da

te:

An

ne

x:

Lo

ad

Flo

w 3

-ph

as

e(A

BC

)

No

de

s

Lin

e t

o L

ine

Po

sit

ive

-Se

qu

en

ce

Vo

lta

ge

, M

ag

nit

ud

e [

kV

]

Lin

e-G

rou

nd

Po

sit

ive

-Se

qu

en

ce

Vo

lta

ge

, M

ag

nit

ud

e [

p.u

.]

Lin

e-G

rou

nd

Po

sit

ive

-Se

qu

en

ce

Vo

lta

ge

, A

ng

le [

de

g]

Ul:A

23.0

0 k

VU

l:B

23.0

0 k

VU

l:C

23.0

0 k

V

Ul:A

20.6

2 k

VU

l:B

20.6

0 k

VU

l:C

20.7

5 k

V

Ul:A

110.0

0 k

VU

l:B

110.0

0 k

VU

l:C

110.0

0 k

VU

l:A

87.6

1 k

VU

l:B

87.4

7 k

VU

l:C

87.3

9 k

V108.51 MW60.81 Mvar

83.64 %

14.25 MW4.59 Mva..70.29 %

-13.20 M..-2.68 Mv..70.29 %

V~

29.95 MVA0.95

26.93 MVA0.98

14.25 MW4.59 Mvar70.29 %

-13.20 MW-2.68 Mvar70.29 %

V~

124.39 MVA0.87

100.00 MVA0.98

16

.7 k

m

-98.00 MW-19.90 Mvar

84.35 %

33

.3 k

m3

3.3

km

DIgSILENT

ÁREA GENERAL

ANÁLISIS DEL DESBALANCE DE TENSIONES DE LA LÍNEA 1x220 kV CAUTÍN - CIRUELOS

LAP01-1000-E-RP-0010 Rev. 3

PROYECTO SUBESTACIONES CARÉN BAJO, MELIPEUCO, RÍO TOLTÉN

CONTRATO: LAP01

Página 20 de 22

7 CONCLUSIONES

En el presente estudio se ha obtenido el índice de desbalance de tensión debido a la

incorporación las centrales de pasada Carilafquén y Malalcahuello.

De acuerdo a la metodología indicada en la NTSyCS, se determinó que el máximo índice

de desbalance es el siguiente:

Tramo 220 kV Cautín – Ciruelos – Valdivia: 0,34%

Tramo 220 kV Cautín – Ciruelos: 0,07%

Línea 110 kV Melipeuco – Río Toltén: 0,14 %

Línea 23 kV Carén Bajo – Melipeuco: 0,45%

Por lo tanto en base a los resultados obtenidos, se concluye que el seccionamiento de la

línea debido a la incorporación del proyecto, no genera un impacto considerable desde

este punto de vista y no es necesario adaptar ciclos de transposición de la línea.

Adicionalmente, se verificó el desbalance en las líneas del proyecto, las cuales cumplen

con las exigencias de la NTSyCS.

ÁREA GENERAL

ANÁLISIS DEL DESBALANCE DE TENSIONES DE LA LÍNEA 1x220 kV CAUTÍN - CIRUELOS

LAP01-1000-E-RP-0010 Rev. 3

PROYECTO SUBESTACIONES CARÉN BAJO, MELIPEUCO, RÍO TOLTÉN

CONTRATO: LAP01

Página 21 de 22

ANEXO 1

Transposición y Secuencia de Fases

katherine.munoz
AS BUILT LAP 2