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PRUEBAS DINÁMICAS EN ESQUEMA DE PROTECCIÓN PARA SISTEMAS DE
TRANSMISIÓNCASO COMPENSACIÓN SERIE: LÍNEA ANCOA – ALTO JAHUEL 2 X 500 kV
2
• Mayor empresa de transmisión eléctrica de Chile
• 9.537 Km líneas y 56 subestacionesSING: 1.234 km y 4 subestacionesSIC: 8.303 km y 52 subestaciones
• 14.739 MVA en capacidad de transformación
2000 2013
929
3.295Valor de Inversión (VI)en MM US$
Valores en millones de US$ al 31-dic de cada añoFuente: Memoria 2013 - Transelec
Enorme esfuerzo de inversión en los últimos 13 años triplicando base de activos
51%
86%
500kV
220kV
154kV
66/110kV
1002 km
6250 km
1208 km
1077 km
100%
11%
Pruebas dinámicas en esquema de protección para sistemas de transmisión
• Transelec es una empresa privada del ConsorcioBrookfield de Canada desde Junio de 2006.
• Brookfield Asset Management (BAM), 27,7%• Canada Pension Plan Investment Board (CPP), 27,7%• British Columbia Investment Management Corp.
(bcIMC), 26,1%• Public Sector Pension Investment Board (PSP),
18,5%
Pruebas dinámicas en esquema de protección para sistemas de transmisiónTRANSELEC S.A.
• La organización de Transelec de 512 personas, se encuentradistribuida en cuatro Gerencias Zonales a lo largo de Chile y susoficinas centrales de Santiago.
Gerencia GeneralGerencia General
Gerencia de Asuntos Corporativos y Sustentabilidad
Gerencia de Asuntos Corporativos y Sustentabilidad
Vicepresidencia de Recursos
Humanos
Vicepresidencia de Recursos
Humanos
Vicepresidencia de Finanzas
Vicepresidencia de Finanzas
Vicepresidencia de Ingeniería y Construcción
Vicepresidencia de Ingeniería y Construcción
Vicepresidencia de Desarrollo de
Negocios
Vicepresidencia de Desarrollo de
Negocios
Vicepresidencia de OperacionesVicepresidencia de Operaciones
Vicepresidencia de Asuntos Jurídicos y
Fiscalía
Vicepresidencia de Asuntos Jurídicos y
Fiscalía
Pruebas dinámicas en esquema de protección para sistemas de transmisiónOrganización de Transelec S.A.
SISTEMA INTERCONECTADO DEL NORTE GRANDE (SING)
Crecimiento demanda 2004-2013 3,9%Crecimiento demanda esperado 5,9%Capacidad Inst. / Demanda Máx. 4607 / 2226 MWClientes Precio Regulado / No Reg. 12% / 88%Hidro / Térmico 1% / 99%Longitud 600 kmPoblación 6%
SISTEMA INTERCONECTADO CENTRAL (SIC)
Crecimiento demanda 2004-2013 4,1%Crecimiento demanda esperado 4,2%Capacidad Inst. / Demanda Máx. 14147 / 7282 MWClientes Precio Regulado / No Reg. 70% / 30%Hidro / Térmico/ Eólico 42% / 56% / 2%Longitud 1800 kmPoblación 92%
Datos: Octubre 2014
SING
SIC
Pruebas dinámicas en esquema de protección para sistemas de transmisiónPrincipales Sistemas Interconectados en Chile
S2S1
=
Límite de estabilidad
Margen de estabilidad
°
.
-
Pruebas dinámicas en esquema de protección para sistemas de transmisiónCompensación serie y sus efectos en la línea de transmisión
• Aumento de la capacidad de transmisión1
• Influencia el flujo de potencia en líneas de transmisión paralelas2
• Reduce la caída de tensión en líneas de transmisión largas3
• Aumenta la estabilidad del sistema al reducir el ángulo de transmisión4
• Amortiguación de oscilaciones de potencia y evita resonancias sub-sincrónicas (sólo en el uso de tecnologías FACTS) 5
Pruebas dinámicas en esquema de protección para sistemas de transmisiónBeneficios de la compensación serie
Fallas externas
Fallas internas
Pruebas dinámicas en esquema de protección para sistemas de transmisiónSistema típico en una compensación serie
~
S J T F
E U
=
S
J,TE
U
F
21, 21N
Pruebas dinámicas en esquema de protección para sistemas de transmisiónEfectos en el sistema de protección, falla en línea sin compensar, BB.CC con bypass
~
S J T F
E U
=
S
E
U
F
inductiva
No inversión de U
T
J
21, 21N
Problemas de sobrealcance!
Pruebas dinámicas en esquema de protección para sistemas de transmisiónEfectos en el sistema de protección, falla inductiva respecto a E y respecto a U
~
S J T F
E U
=
S
J
E
U F
inductiva
Inversión de U
T
21, 21N
Falla en sentido inverso y el relé no dispara!
Pruebas dinámicas en esquema de protección para sistemas de transmisiónEfectos en el sistema de protección, falla inductiva respecto a E y capacitiva respecto a U
~
S J T F
E U
=
S J
E U
F
capacitiva
T
21, 21N
Falla en sentido inverso y el relé no dispara!
Pruebas dinámicas en esquema de protección para sistemas de transmisiónEfectos en el sistema de protección, falla capacitiva respecto a E y respecto a U
• Alcance de zonas• Disparo de zonasFallas fase-fase
• Alcance de zonas• Disparo de zonas
Fallas fase-tierra
• Disparos por 85A• Bloqueos Teleprotección
¿Estas pruebas reflejan las condicionesde falla presentes en el sistema?
Pruebas dinámicas en esquema de protección para sistemas de transmisiónPruebas estándares para relés de protección de distancia
S/E Ancoa
S/E Alto Jahuel500 kV
500 kVSist. 1: 87LSist. 2: 21
Esquema POTT
Sist. 1: 87LSist. 2: 21
Pruebas dinámicas en esquema de protección para sistemas de transmisiónCaso compensación serie: 2 x 500 kV Línea Anoca – Alto Jahuel
Pruebas dinámicas en esquema de protección para sistemas de transmisiónPropuesta de trabajo
Pruebas sin compensación
serie
Falla monofásica en reactor
Fallas Internas al 25%, 50% y 80% de la línea protegida
Monofásica a tierra
Bifásica
Trifásica
Pruebas dinámicas en esquema de protección para sistemas de transmisiónPruebas especiales a sistemas de protección en líneas con compensación serie
Pruebas con compensación
serie
Falla monofásica en reactor
Falla externa
Monofásica a tierra al 25% de
la línea
Trifásica al 25% de la línea
Fallas Internas al 25%, 50% y 80% de la línea protegida
Monofásica a tierra
Con reconexión
Sin reconexión
Bifásica
Bifásica a tierra
Trifásica
Pruebas dinámicas en esquema de protección para sistemas de transmisiónPruebas especiales a sistemas de protección en líneas con compensación serie
Pruebas dinámicas en esquema de protección para sistemas de transmisiónReducción del sistema a estudiar
Pruebas dinámicas en esquema de protección para sistemas de transmisiónEjemplo falla monofásica al 50% de la línea 500 kV Ancoa – Jahuel Circuito 2
Definición del tipo de falla. Ej.Falla monofásica a tierra, fase aal 50% a los 0,5 [s].
Definición de los eventosasociados a la compensaciónserie.
Cálculo de las condicionesiniciales del análisis EMT.
Definición de Ias corrientes ytensiones secundarias del TC yTP respectivamente.
Inicio de la simulación.
Pruebas dinámicas en esquema de protección para sistemas de transmisiónEjemplo falla monofásica al 50% de la línea 500 kV Ancoa – Jahuel Circuito 2
Exportación aarchivos .cfg y.dat
Pruebas dinámicas en esquema de protección para sistemas de transmisiónEjemplo falla monofásica al 50% de la línea 500 kV Ancoa – Jahuel Circuito 2
Archivos .cfg y.dat
OMICRON – MÓDULO TRANSPLAY
Pruebas sin compensación serie
Falla monofásica en reactor
Fallas Internas al 25%, 50% y 80% de la línea protegida
Monofásica a tierra
Bifásica
Trifásica
Prueba de falla Lazo falladosegún
protección
Distanciade falla
Estado
Monofásica en reactor L1E 0,5% OK
Monofásica 25% L1E 25,9% OK
Monofásica 50% L1E 20,1% OK
Monofásica 80% L1E 81,4% OK
Bifásica 25% L12 27,7% OK
Bifásica 50% L12 54,0% OK
Bifásica 80% L12 85,9% OK
Trifásica 25% L123 26,0% OK
Trifásica 50% L123 48,1% OK
Trifásica 80% L123 76,6% OK
Pruebas dinámicas en esquema de protección para sistemas de transmisiónResultados pruebas sin compensación serie
Prueba de falla Lazo falladoSegún
protección
Distanciade falla
Estado
Monofásica en reactor L1E 0,5% OK
Monofásica 25% L1E Overreach N/A OK
Trifásica 25% L123 48,1% Operaciónerrónea
Pruebas con compensación
serie
Falla monofásica en reactor
Falla externa
Monofásica a tierra al 25% de la
línea
Trifásica al 25% de la línea
Pruebas dinámicas en esquema de protección para sistemas de transmisiónResultados pruebas con compensación serie
Pruebade falla
Lazo falladoSegún
protección
Distanciade falla
Estado
Monofásica, 79 on, 25% L1E 25,8% OK
Monofásica, 79 on, 50% L1E 51,2% OK
Monofásica, 79 on, 80% L1E 82,9% OK
Monofásica, 79 off, 25% L1E 25,9% OK
Monofásica, 79 off, 50% L1E 51,0% OK
Monofásica, 79 on, 80% L1E 82,4% OK
Pruebas con compensación
serie
Fallas Internas al 25%, 50% y
80% de la línea protegida
Monofásica a tierra
Con reconexión
Sin reconexión
Pruebas dinámicas en esquema de protección para sistemas de transmisiónResultados pruebas con compensación serie
Pruebade falla
Lazo falladoSegún
protección
Distanciade falla
Estado
Bifásica 25% L1E 54,4% Difiere
Bifásica 50% L1E 54,4% OK
Bifásica 80% L1E 16,2% Difiere
Bifásica a tierra 25% L12 -39,4% Difiere
Bifásica a tierra 50% L12 -6,7% Difiere
Bifásica a tierra 80% L12 25,3% Difiere
Trifásica 25% L123 24,0% OK
Trifásica 50% L123 48,1% OK
Trifásica 80% L123 81,3% OK
Pruebas con compensación serie
Fallas Internas al 25%, 50% y 80% de la línea protegida
Bifásica
Bifásica a tierra
Trifásica
Pruebas dinámicas en esquema de protección para sistemas de transmisiónResultados pruebas con compensación serie
Conclusiones
Necesidad en la revisión del estándar de pruebas de lossistemas de protección.
Metodología adecuada para la homologación de nuevosdesarrollos de relés numéricos de protección y firmwares.
Desafíos futuros
Tecnología RTDS en las pruebas de sistemas deprotección.
Acercamiento de la academia a la realidadtecnológica en pos de profesionales más competentes.
Participación más activa de la industria en lainvestigación y el desarrollo nacional.
PRUEBAS DINÁMICAS EN ESQUEMA DE PROTECCIÓN PARA SISTEMAS DE
TRANSMISIÓNCASO COMPENSACIÓN SERIE: LÍNEA ANCOA – ALTO JAHUEL 2 X 500 kV
