UIS BUCARAMANGA - COLOMBIA

EQUIPOS DE

COMPENSACION REACTIVA

Y SU UTILIZACION EN LOS

SISTEMAS DE TRANSMISION

DE MUY ALTA TENSION

Roberto Ramírez A.

AGOSTO - 2014

I. INTRODUCCION

Necesidad de interconexión entre áreas aisladas de un país en particular o entre los sistemas eléctricos de dos países vecinos.

En noviembre del 2000 con la operación de la línea de 220 kV de doble circuito Mantaro-Cotaruse-Socabaya, con una longitud de 610 km, se conformó el Sistema Eléctrico Interconectado Nacional (SEIN) del Perú.

En julio del 2011 fue repotenciada adoptando la siguiente configuración:

El 28.12.2012, entró en servicio el proyecto LT de 500 kV Carabayllo-Chimbote-Trujillo Nueva con nuevas instalaciones.

Además de subestaciones 500 / 220 kV ingresaron al SEIN:

•Reactores de línea, reactores de barra y reactores de neutro.

Desde abril del 2014, el SEIN tiene dos enlaces de interconexión entre los sistemas SICN y SIS: la LT de 220 kV de doble circuito Mantaro-Cotaruse-Socabaya y la LT de 500 kV Chilca-Poroma-Ocoña-Montalvo.

El detalle del equipamiento de 500 kV:

Refuerzo planificado: LT de 500 kV Colcabamba-Poroma-Yarabamba-Montalvo

Utilización de reactores en serie en 500 kV.

L.T. 500 kV CHILCA - MARCONA - MONTALVO (CONEXIÓN AL SEIN EN DICIEMBRE - 2013)

L.T. 220 kV TINTAYA – SOCABAYA (CONEXIÓN AL SEIN MAY- 2014)

L.T. 220 kV MACHUPICCHU - ABANCAY – COTARUSE(ABR- 2015)

L.T. 220 kV MACHUPICCHU – QUENCORO – ONOCORA – TINTAYA (AGO - 2016)

L.T. 220 kV CARHUAQUERO - CAJAMARCA NORTE - CACLIC - MOYOBAMBA (MAY- 2016)

L.T. 500 kV TRUJILLO – LA NIÑA(CONEXIÓN AL SEIN JUL- 2014)

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L.T. 500 kV MANTARO – MARCONA – NUEVA SOCABAYA - MONTALVO (ENE - 2017)

L.T. 220 kV MOYOBAMBA – IQUITOS (2019)

SISTEMA DE TRANSMISIÓN: PRINCIPALES PROYECTOS EN LINEAS DE TRANSMISIÓN 2014 – 2018

L.T. 220 kV AZANGARO – JULIACA - PUNO (MAY - 2017)

L.T. 220 kV FRIASPATA - MOLLEPATA(NOV- 2016)

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OFERTA EXISTE Y COMPROMETIDA 2014-2018

NORTENORTE

CENTROCENTRO

SURSUR

AÑO Norte2014 1102015 3312016 202017 822018 - 

TOTAL 543

AÑO Centro2014 6612015 932016 14112017 2762018 161

TOTAL 2602AÑO Sur2014 492015 1832016 5002017 5002018 264

TOTAL 1496

POTENCIA INSTALADA AL 2013

ZONA MW

Centro 5383Norte 917Sur 1381

TOTAL 7681

En el SEIN existen equipos fijos y automáticos de compensación reactiva, entre ellos se encuentran instalados, compensadores síncronos, static var compensator SVC, reactores, bancos de capacitores, etc.

Actualmente existen equipos de compensación reactiva, fijos y controlados, instalados y operando en el SEIN, cumpliendo una determinada función. De ser necesario se seguirán instalando equipos similares.

Es necesario tratar con profundidad los tópicos relacionados con la utilización de los equipos de compensación reactiva en la operación de sistemas eléctricos de potencia.

Conceptualizar los problemas en el sistema de transmisión, asociados al control de tensiones y otros, y estudiar los equipos de compensación reactiva requeridos en cada caso, con particular énfasis en los equipos instalados y la problemática del Sistema Eléctrico Interconectado Nacional.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS GENERALES

1. B. M. Weedy, Electric Power Systems, John Wiley & Sons., 1979.2. Stevenson & Wrainger, “Power Systems Analysis”, McGraw Hill, 1994.3. P. Kundur, Power System Stability and Control, Mc Graw-Hill, 1993.4. CIGRE 25, 1986, “Static VAr Compensators “.5. CIGRE 30, 1989, “Reactive Power Compensation Analysis and Planning“.6. IEEE 1031-1991, “IEEE Guide for a Detailed Functional Specification and Application of Static VAR Compensators”.7.CIGRE 77, 1993, “ Analysis and Optimization of SVC used in Transmission Systems.8.IEEE 1303-1994, “IEEE Guide for Static VAR Compensator Field Tests”.9.IEEE Special Stability Controls Working Group, “Static Var Compensator Models for Power Flow and Dynamic Performance Simulation”, IEEE Trans. on Power Systems, Feb., 1994.10.Documentos de Pruebas de Puesta en Servicio de los SVC Trujillo y Chiclayo, Cesel S.A., 1996.11.Documentos e Informes del Proyecto 3x30 MVAr, 60 kV en la S.E. San Juan, Cesel S.A., 2001.12.Estudios de Pre Operatividad y Operatividad de los proyectos: SVC Cajamarca, SVC Socabaya, Repotenciación de la LT Mantaro-Socabaya, LT 500 kV Chilca-Poroma-Ocoña-Montalvo y Subestaciones, Subdirección de Nuevos Proyectos, Dirección de Planificación de la Transmisión, COES, 2010-2013.

1. DEFINICIONES Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES

Para una operación eficiente y confiable de sistemas eléctricos de potencia, el control de la tensión y potencia reactiva debería satisfacer los siguientes objetivos:

•Tensiones en terminales de todos los equipos en el sistema deben estar dentro de los límites aceptables. Una prolongada operación de los equipos con tensiones fuera del rango aceptable podría afectar su desempeño y posiblemente provocarles daños irreparables. •Maximizar la utilización de los sistemas de transmisión, sin deteriorar los márgenes de estabilidad del sistema.•Minimizar el flujo de potencia reactiva para reducir las pérdidas R I2 y X I2 hasta un mínimo práctico. Así se asegura la operación eficiente de la transmisión.

Mantener las tensiones dentro de límites requeridos es una tarea complicada porque el sistema de transmisión conduce la energía eléctrica de muchas unidades de generación, suministrando potencia a un gran número de cargas. Al variar las cargas, varían los requerimientos de potencia reactiva del sistema de transmisión. La potencia reactiva no se transmite en grandes distancias, el control de la tensión tiene que ser efectuado utilizando equipos especiales esparcidos en el sistema de transmisión. Una tarea fundamental del ingeniero de sistemas de potencia es la apropiada selección y ubicación de los equipos de compensación reactiva; así como su coordinación para obtener un efectivo control de la potencia reactiva y de la tensión.

FCCNCC IVS 3 3

1.1 POTENCIA DE CORTOCIRCUITO

Termino utilizado para describir la fortaleza de una barra del SEP. (MVA)

•Este número puede ser utilizado para seleccionar el tamaño de los interruptores requeridos en un punto en particular del SEP, para interrumpir corrientes de falla.

•Así como para el dimensionamiento de puestas tierras, sistemas de barras, etc.

1.2 MODELO THEVENIN DE UN S.E.P

: Impedancia vista desde la barra, donde

: Tensión de Operación de la barra

thth XR ththth XjRZ

thE

La impedancia Thevenin se calcula a partir de la potencia de cortocircuito trifásico de la barra.

1.3 CARACTERISTICA V-I DE LA BARRA

Cuando se conecta en una barra una determinada carga que toma una corriente, la ecuación Tensión-Corriente del SEP vista desde la barra se expresa como:

Si , entonces:

IXjREV ththth ) (

thth XR IXjEV thth

Característica V-I

1.4 DIAGRAMA TENSION-CORRIENTE