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2. operacion de sistemas de transmision de 500k v rep
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13.
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reservados por Red de Energía del Perú S.A. ECONOMÍA TENER BAJA PROBABILIDAD DE QUE EXISTA DISCONTINUIDAD DEL SERVICIO ELÉCTRICO. CALIDAD PERFIL ACEPTABLE DE VALORES DE TENSIÓN Y FRECUENCIA DE LA POTENCIA ELÉCTRICA SUMINISTRADA MINIMIZAR LOS COSTOS DE OPERACIÓN DEL SISTEMA SEGURIDAD No existe una combinación ideal de los tres objetivos mencionados. La combinación óptima es única para cada sistema y varía conforme a cada condición de operación. Los objetivos de seguridad y economía son aún contradictorios a causa de razones obvias; una mayor seguridad implica mayores costos de operación Operación de Sistemas de Potencia Objetivos de la Operación de SEP La operación de los sistemas eléctricos se puede caracterizar por tres objetivos interdependientes:
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reservados por Red de Energía del Perú S.A. 1414 •Cumple los criterios de seguridad •Cumple los límites operativos •Sin pérdida de carga ESTADO NORMAL •Criterios de seguridad al margen •Límites operativos en zona de alerta •Sin pérdida de carga o sólo radial ESTADO DE ALERTA •No cumple criterios de seguridad •Violación de límites operativos •Pérdida de carga ESTADO DE EMERGENCIA •Criterios de seguridad al margen •Límites operativos en zona de alerta •Pérdida de carga no radial ESTADO RESTAURATIVO Control Preventivo Control Correctivo Evento Perturbación Evento / Perturbación Resincronización Adición de Carga y Generación Control Correctivo Estados Operativos del Sistema Operación de Sistemas de Potencia
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La operación en
REP
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reservados por Red de Energía del Perú S.A. 16 Se Planea y Programa la Operación. Los Programas se transforman en acciones que se realizan en el Día a Día. Los mejoramientos se alcanzan cuando se estandarizan y se aseguran resultados sistemáticamente Se evalúan los resultados frente a las metas planteadas. Programación Planificación EjecuciónEvaluación Administración de SOM Proyectos de mejora Operación de Sistemas de Potencia Procesos de la Operación de un SEP
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reservados por Red de Energía del Perú S.A. 17 Efectuar el Plan de Expansión de la Red de Transmisión. Elaborar la programación anual, mensual y semanal de intervenciones en la red (mantenimiento, obras y pruebas). Efectuar estudios eléctricos y evaluar la seguridad del sistema para la programación de la operación. Comunicar las intervenciones a los clientes y OSINERGMIN. Gestionar las solicitudes/ autorizaciones de intervención. Calcular las compensaciones por aplicación de NTCSE para la programación de la operación. Largo Plazo Mediano Plazo Corto Plazo Operación en Tiempo Real Operación de Sistemas de Potencia Procesos de la Operación de un SEP - Planear Coordinamiento de los sistemas de protección. B A Zona 1A Zona 2A ZA Zona 3A Mínimo120%*(XLAB + XLBC) C No alcanzar la barra de BT! ! Impedancia vista por el relé Trigger 26/08/2004 06:42:58 a.m..673 t/s -0.1 -0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 iA/A -750 -500 -250 0 250 500 t/s -0.1 -0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 iB/A -500 -250 0 250 500 Oscilografía de la línea
18.
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reservados por Red de Energía del Perú S.A. 18 La operación en tiempo real del Sistema de REP y sus clientes es efectuada, en forma coordinada con el COES y las empresas de generación y distribución. REP cuenta con dos Centro de Control: uno principal en Lima y el otro de respaldo en Arequipa . Operación de Sistemas de Potencia Procesos de la Operación de un SEP - Hacer Centro de Control Principal Centro de Control Respaldo Las herramientas tecnológicas para la operación en tiempo real son: Sistema SCADA Sistema de Información operativo SIO. Sistema de Gestión Operativa SIGO
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reservados por Red de Energía del Perú S.A. COORDINADOR DEL SISTEMA COES 3 CENTRO DE CONTROL DE REP CENTRO DE CONTROL DISTRIBUIDORAS CENTRO DE CONTROL GENERADORAS ORGANIZACION DE LA OPERACIÓN NACIONAL CENTROS DE CONTROL TRANSMISORAS CLIENTES LIBRES Operación de Sistemas de Potencia Procesos de la Operación de un SEP - Hacer
20.
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reservados por Red de Energía del Perú S.A. 20 Elaborar la programación diaria de intervenciones en la red. Elaborar y difundir programas diario de maniobras. Ejecutar maniobras programadas. Llevar el control de las intervenciones en la red (permisos para trabajar). Supervisar las variables de la red y sistemas de comunicaciones. Ejecutar maniobras de los equipos de la red para llevar el sistema al estado normal. Registrar las maniobras de los equipos de la red y eventos del sistema. Elaborar informes preliminares de perturbaciones. Reportar eventos a los clientes y áreas operativas de REP. Elaborar informe diario de la operación de REP. Operación de Sistemas de Potencia Procesos de la Operación de un SEP - Hacer
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reservados por Red de Energía del Perú S.A. 21 Analizar la operación del sistema, en particular analizar las fallas, verificando el desempeño de los sistemas de protección. Seguimiento a la ejecución de las recomendaciones del análisis de fallas. Gestión de los contadores de energía para contabilizar la energía transmitida. Evaluación de los programas de intervenciones en la red. Elaborar reportes estadísticos de perturbaciones y disponibilidad de la red. Cálculo de indicadores operativos. Reportar los semáforos de aplicación de la NTCSE. Calcular y reportar al OSINERG las compensaciones por aplicación de la NTCSE. Impedancia vista por el relé Trigger 26/08/2004 06:42:58 a.m..673 t/s -0.1 -0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 iA/A -750 -500 -250 0 250 500 t/s -0.1 -0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 iB/A -750 -500 -250 0 250 500 t/s -0.1 -0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 iC/A -750 -500 -250 0 250 500 t/s -0.1 -0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 iN/A -750 -500 -250 0 250 500 t/s -0.1 -0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 vA/kV -200 -100 0 100 t/s -0.1 -0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 vB/kV -200 -100 0 100 t/s -0.1 -0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 vC/kV -200 -100 0 100 U0* t/s -0.1 -0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 U0*/kV 0 5 10 21 Pickup G 21 Pickup ØC 21 Pickup ØB 21 Pickup ØA Flag Lost >Trig.Wave.Cap. Oscilografía de la línea Operación de Sistemas de Potencia Procesos de la Operación de un SEP - Verificar
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Sistema de 500
kV en Perú
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reservados por Red de Energía del Perú S.A. Nº Descripción 1 L.T. 138 kV Laguna la Niña – Bayovar. Subestación 220/138kV Laguna la Niña CTM (Mar. 10) 2 L.T. Paragsha-Conococha-Huallanca-Cajamarca-Cerro Corona- Carhuaquero 220kV. Abengoa (May.11) 3 2da terna 220 kV Independencia-Ica. ISA (May.11) 4 L.T. Chilca-Zapallal 500 kV y L.T. Chilca-La Planicie-Zapallal 2x220 kV (preparada para 500 kV ISA (May.11) 5 Refuerzo L.T 220 kV Mantaro-Cotaruse-Socabaya a 505 MVA. CTM (Jul. 2011) 6 Ampliación N° 6: 2da terna 220 kV Chiclayo – Piura. REP (Ago.2011) 7 Ampliación N 8: Ampliación capacidad Transmisión: Independencia-Ica e Ica-Marcona REP (Sep 2011) 8 Ampliación N° 9: Amp. Capacidad Transmisión y 2da terna Trujillo-Guadalupe-Chiclayo REP (Mar 2012) 9 L.T. 500 kV Zapallal-Chimbote-Trujillo. ISA (Ago. 2012) 10 L.T. 500 kV Chilca-Marcona-Ocoña-Montalvo. Abengoa (Ago 2013) 11 L.T 220 kV Piura – Talara ISA (Ago.2012) 12 L.T 220 kV Pomacocha–Carhuamayo.ISA (Sep.2012) 13 L.T. 220 kV Tintaya-Socabaya REI (Mar.2013) 14 L.T. Machupicchu-Abancay-Cotaruse CTM (Ene 2013) 15 L.T. 500 kV Trujillo Norte – La Niña (Nov.2013) 16 L.T. 500 kV Mantaro–Caraveli-Montalvo y L.T. 220 kV Cotaruse- Machupicchu ISONOR (22.feb.11) 2 5 6 11 1 133 129 10 16 4 Proyectos en el Sistema de Transmisión - Corto Plazo Proyectos de transmisión en Ejecución 7 8 14 15
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reservados por Red de Energía del Perú S.A. Estudios Especializados para Líneas de Transmisión de 500 kV Ingeniería y estudios que justifiquen el diseño del proyecto (líneas y subestaciones) Diseño óptimo del tipo, configuración, material y calibre de los conductores, aisladores, estructuras entre otros para sistemas de extra alta tensión. Dimensionamiento óptimo de los equipos para la operación segura y confiable del sistema de transmisión en 500 kV, como por ejemplo, autotransformadores, interruptores, seccionadores, reactores, sintonizaci ón de reactores de neutro de la compensación reactiva (simétrica y/o asimétrica). Implementación de sistemas de supervisión, control y detección de falla de la línea de transmisión y equipos de patio. Estudios eléctricos y electromagnéticos Flujos de carga en régimen normal de operación para verificar la distribución de los flujos y niveles de tensión con el proyecto; Cálculos de cortocircuitos para verificar las potencias de cortocircuito de los equipos del área de influencia; Flujos de carga en condiciones de contingencia para verificar la redistribución de los flujos en el sistema y niveles de tensión post-contingencia;
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reservados por Red de Energía del Perú S.A. Estudios Especializados para Líneas de Transmisión de 500 kV Estudios eléctricos y electromagnéticos (continuación) Análisis de la estabilidad (pequeñas señales, transitoria electromecánica, de tensión) para verificar con mayor aproximación el comportamiento del sistema con el proyecto: Cálculo de los tiempos críticos de falla asociado al recierre monopolar, considerando la corriente de arco secundario. Límites máximos de operación. Estudios de ajuste y coordinación de protecciones; Estudios de compensación reactiva: capacitiva e inductiva; Análisis de los transitorios electromagnéticos para calcular las sobretensiones de maniobra y por descargas atmosféricas. Estudios de coordinación de Aislamiento. Se determina las distancias de seguridad que los equipos tienen que tener entre equipos y personas.
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reservados por Red de Energía del Perú S.A. Preparación de la Gente para Operar Sistemas de Transmisión de 500 kV Cursos Especializados: Cursos de transitorios electromagnéticos: Principios y entrenamiento elaborado por ISA-Colombia. Curso de subestaciones y líneas de transmisión a 500 kV o de extra alta tensión elaborado por HMV Ingenieros (Colombia). Curso Fundamentos de PSCAD y Aplicaciones elaborado por Manitoba HVDC Research Centre (Canadá) Curso de líneas en 500 kV elaborado por Concol (Colombia). Programa de pasantías dentro del grupo ISA: Estudios eléctricos de operatividad L.T. 500 kV Chilca-Carabayllo (ISA-REP) Estudios de ajuste y coordinación de protecciones de la L.T. 500 kV Chilca- Carabayllo (ISA-REP) Estudios eléctricos de pré-operatividad L.T. 500 kV Carabayllo-Chimbote-Trujillo (ISA-REP). Estudios de transitorios electromagnéticos (HMV-ISA-REP) Capacitación y entrenamiento dentro del grupo ISA: Ingenieros de subestaciones 500 kV: supervisión y mantenimiento especializado (ISA-REP)
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reservados por Red de Energía del Perú S.A. A través de Concurso Público Internacional, ISA se adjudicó la concesión de las obras de construcción, operación y mantenimiento de las líneas de transmisión eléctrica Chilca-La Planicie-Carabayllo 220 kV y Chilca – Carabayllo 500 kV. Proyecto Chilca-La Planicie-Carabayllo-Zapallal El pasado 18 de mayo 2011 empezó a operar la primera línea en 500 kV en el Perú
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reservados por Red de Energía del Perú S.A. Proyecto Chilca-La Planicie-Carabayllo-Zapallal Especificaciones Técnicas Características principales del proyecto Subestaciones: Chilca 500 y 220 kV; La Planicie 220 kV; y, Carabayllo 500 y 220 kV Líneas de Transmisión: De 220 kV Chilca-La Planicie; La Planicie-Carabayllo; y, Carabayllo-Zapallal De 500 kV Chilca-Carbayllo Compensación reactiva: Ninguna
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reservados por Red de Energía del Perú S.A. Parámetros eléctricos de las Líneas Línea # km kV kA MVA Chilca Nueva – La Planicie 2 50 220 0.9185 350 La Planicie – Carabayllo 2 40 220 0.9185 350 Chilca Nueva – Carabayllo 1 90 500 1.6165 1400 Carabayllo – Zapallal 2 10.8 220 2.1834 832 Huayucachi – Carabayllo 2 240.6 220 0.3990 152 Parámetros eléctricos de los Autotransformadores Autotransformador # Shv Smv Slv Uhv Umv Ulv dUtap Tap - Tap + Chilca Nueva 1 600 600 200 500 220 33 1.0 -10 10 Carabayllo 2 600 600 200 500 220 33 1.0 -10 10 Proyecto Chilca-La Planicie-Carabayllo-Zapallal Especificaciones Técnicas
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reservados por Red de Energía del Perú S.A. Diagrama Unifilar Carabayllo 220kV Proyecto Chilca-La Planicie-Carabayllo-Zapallal Características de la Subestaciones
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reservados por Red de Energía del Perú S.A. Diagrama Unifilar Carabayllo 500kV Proyecto Chilca-La Planicie-Carabayllo-Zapallal Características de la Subestaciones
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reservados por Red de Energía del Perú S.A. Características del Sistema DESCRIPCIÓN UNIDAD Nivel 220kV Nivel 500kV Tensión Nominal kV 220 500 Tensión Asignada del equipo kV 245 550 Frecuencia Asignada Hz 60 60 Nivel Básico de Aislamiento asignado al impulso tipo rayo (LWIL) kV 1050 1550 Nivel de tensión asignado soportado al impulso tipo maniobra (SWIL) kV 750 1175 Nivel de tensión asignado soportado a la frecuencia industrial kV 460 680 Corriente asignada de cortocircuito para el equipo de subestación kA 63 40 Proyecto Chilca-La Planicie-Carabayllo-Zapallal Características de la Subestaciones
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reservados por Red de Energía del Perú S.A. Interruptores que soportan cortocircuito de 63 kA en 220 kV Estructuras sismoresistentes ( 0,5 g horizontal). Interruptores de 500 kV de LT Carabayllo - Trujillo, con resistencias de preinserción. Aspectos relevantes del primer proyecto a 500 kV Chilca-La Planicie - Zapallal SE – Interruptores
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reservados por Red de Energía del Perú S.A. Los interruptores son de tanque vivo con interrupción de corriente en SF6, operados tripolarmente para los transformadores y con posibilidad de mando monopolar para las líneas de transmisión. Pueden ser operados con mando local o remoto. Los de 220kV solo tienen una cámara de extinción junto con un capacitor; mientras que en 500kV son interruptores con doble cámara, cada cual con su respectivo capacitor. Aspectos relevantes del primer proyecto a 500 kV Chilca-La Planicie - Zapallal SE – Interruptores
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reservados por Red de Energía del Perú S.A. Para las subestaciones a 220 kV, en las celdas de línea y transformador, son tipo doble apertura para los seccionadores de barra A y semipantógrafos para los de barra B y transferencia. Para el caso de la celda de acoplamiento son del tipo de doble apertura. Para las subestaciones a 500 kV son semipantógrafos monopolares. Aspectos relevantes del primer proyecto a 500 kV Chilca-La Planicie - Zapallal SE – Seccionadores
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reservados por Red de Energía del Perú S.A. Aspectos relevantes del primer proyecto a 500 kV Chilca-La Planicie - Zapallal Otros Equipos de Subestaciones Transformadores de Tensión Son del tipo capacitivos con relaciones 500/√3 kV / 110/√3 V y 220/√3 kV / 110/√3 V para 500 kV y 220 kV respectivamente. Para ambas tensiones, los transformadores de tensión poseen dos devanados secundarios con precisiones de 0.2 y 3P, y una carga de 15VA. Transformadores de Corriente Poseen relaciones de 2000 - 1000 / 1 A y 2500 - 1250 / 1 A para 500 kV y 220 kV respectivamente. La relación usada en el lado de 500kV es de 1000 / 1 A. Para ambas tensiones, los transformadores de corriente poseen cuatro devanados secundarios (1 de medida y 3 de protección) con precisiones de 0.2 y 5P. Pararrayos Para el caso de 220 kV, la tensión asignada es de 198 kV y una tensión continua de operación de 142 kV. Para el caso de 500 kV, la tensión asignada es de 444 kV y una tensión continua de operación de 318 kV. Cadenas de aisladores, aisladores tipo poste vertical e invertido Dichos aislamientos cumplen con: distancia mínima de fuga de 7595 mm para 220 kV y 17050 mm para 500 kV.
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reservados por Red de Energía del Perú S.A. Aspectos relevantes del primer proyecto a 500 kV Chilca-La Planicie – Zapallal Autotransformadores 500/220 kV En total se tienen 11 unidades de autotransformadores monofásicos: - La subestación de Chilca cuenta con un banco de autotransformadores, además de una unidad de reserva. - La subestación de Carabayllo cuenta con dos bancos de autotransformadores, además de una unidad de reserva.
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reservados por Red de Energía del Perú S.A. Equipos de Cambio Rápido de Unidad Para casos de falla de alguna de la unidades de transformación, se cuenta con una unidad de reserva, la cual puede ser reemplazada por la fallada. Para el caso de las protecciones y señales de corriente, se cuenta con unos tableros que permiten retirar las señales de corriente y disparos de protecciones mecánicas de la unidad fallada, y ponerlas en la unidad de reserva, sin realizar un cableado que demandaría una serie de tiempos y pruebas. Aspectos relevantes del primer proyecto a 500 kV Chilca-La Planicie – Zapallal Autotransformadores 500/220 kV
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reservados por Red de Energía del Perú S.A. Para realizar el cambio de unidad en el lado de alta tensión, se deben desconectar los bujes de alta, baja y terciario de la unidad fallada, y poner estas conexiones en los barrajes respectivos de cambio de unidad. Equipos de Cambio Rápido de Unidad Aspectos relevantes del primer proyecto a 500 kV Chilca-La Planicie – Zapallal Autotransformadores 500/220 kV
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reservados por Red de Energía del Perú S.A. Unidad de reserva conectada permanentemente a las barras de transferencia de 220 kV y 500 kV. para cambio rápido reemplazando cualquiera de las fases. Unidad de Reserva Barra de Transferencia 500 kV Barra de Transferencia 220 kV Equipos de Cambio Rápido de Unidad Aspectos relevantes del primer proyecto a 500 kV Chilca-La Planicie – Zapallal Autotransformadores 500/220 kV
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reservados por Red de Energía del Perú S.A. Las primeras líneas y subestaciones en 500 kV del Sistema Interconectado Nacional. Ubicadas en la zona metropolitana de Lima, con anchos de servidumbre de 64 metros por línea. Dos superestructuras de 170.5 metros, 295 tn c/u, las más altas del Perú. La subestación de mayor capacidad de transformación en el Perú con 1400 MVA de potencia instalada. Las Líneas en 220 kV de mayor capacidad en el Perú con 1800 MVA de capacidad de transmisión. En estos proyectos se han incorporado experiencias constructivas y operativas del grupo empresarial a nivel de 500 kV con base en los sistemas operados en Colombia y Brasil en cuanto a capacitación, entrenamiento y certificación de personal técnico, uso y aplicación de tecnologías, y aplicación y normalización de procesos constructivos , operativos y de mantenimiento. Aspectos relevantes del primer proyecto a 500 kV Chilca-La Planicie - Zapallal
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reservados por Red de Energía del Perú S.A. Aspectos relevantes del primer proyecto a 500 kV Chilca-La Planicie - Zapallal Problemática en la construcción Problemas en Zonas arqueológicas intangibles. Se han generado variantes para respetar monumentos Arqueológicos caso, Caral ciudad mas antigua de América y otros en la zona del Rimac Gestión de predios y servidumbres ha sido compleja especialmente en las zonas aledañas a Lima Metropolitana. Demora en la imposición de servidumbres por vía administrativa Especulación y desinformación por posibles efectos de los campos electromagnéticos en la salud de las personas desinformando a la población y ocasionando conflictos sociales. Problemas generados por los sindicatos de construcción civil que ocasionan atrasos y paralizaciones de las obras. Demoras en la obtención del EIA
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reservados por Red de Energía del Perú S.A. Aspectos relevantes del primer proyecto a 500 kV Chilca-La Planicie - Zapallal
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reservados por Red de Energía del Perú S.A. Aspectos relevantes del primer proyecto a 500 kV Chilca-La Planicie - Zapallal Líneas - Diseño Estructuras e b 1.25 c a e1 1.25 4.1 4.1 e2 3.2 e3 e1 e1 e1 e1 e1 Dimensiones en [m] d a 6.60 b 3.75 c 7.60 d 15.00 e 2.71 e1≥ 2.63 e2≥ 0.80 e3≥ 1.30 NOTA: Las alturas no incluyen pata básica Cuerpo 1 2.5 Cuerpo 2 7.0 Cuerpo 3 11.5 Cuerpo 4 16 Cuerpo 6 Cuerpo 7 25 29.5 Cuerpo 5 20.5 e b 1.25 c a 1.25 e2 4.8 50° 100° e1 e1 e1 Dimensiones en [m] d a 6.60 b 3.75 c 7.60 d 15.00 e 2.71 e1≥ 3.63 e2≥ 1.10 NOTA: Las alturas no incluyen pata básica Cuerpo 1 2.5 Cuerpo 2 7.0 Cuerpo 3 11.5 Cuerpo 4 16 Cuerpo 6 Cuerpo 7 25 29.5 Cuerpo 5 20.5 Estructura convertible de 220 kV a 500kV Estructura 500 kV
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reservados por Red de Energía del Perú S.A. El corredor aprobado por el INC, exigió el diseño para el cruce del rio Rímac de dos superestructuras de 170.5 metros, c/u de 295 Tn equivalente a 20 estructuras convencionales. Estas torres son las más altas del Perú. Aspectos relevantes del primer proyecto a 500 kV Chilca-La Planicie - Zapallal Líneas Eléctricas
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reservados por Red de Energía del Perú S.A. Altura 170.5 m, peso 295 Tn, vano 1300 m Aspectos relevantes del primer proyecto a 500 kV Chilca-La Planicie - Zapallal Líneas - Cruce del Rio Rímac T18 Y 19
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reservados por Red de Energía del Perú S.A. Ventanilla Zapallal 220 kV La Planicie 220 kV Chavarría 220 kV Santa Rosa 220 kV San Juan 220 kV Chilca REP 220 kV Carabayllo 500 kV Chilca CTM 220 kV C.H Huinco C.T Santa Rosa Kallpa,Chilca1, Platanal, Las Flores Chillón 220 kV Chilca 500 kV L.T 500 kV Chilca-Carabayllo Parámetros eléctricos Carabayllo 220 kV 90 Km R=0.0316 Ω/Km X=0.3170 Ω/Km B=5.2659 µS/Km 50 Km R=0.0521 Ω/Km X=0.3834 Ω/Km B=4.366 µS/Km 39 Km R=0.0521 Ω/Km X=0.3834 Ω/Km B=4.366 µS/Km 3x200 MVA 3x200 MVA 3x200 MVA L-2094 -L-2095 48 Km R=0.05901 Ω/Km X=0.3431 Ω/Km B=4.8238 µS/Km L-2093 48 Km R=0.03686 Ω/Km X=0.2559 Ω/Km B=6.4614 µS/Km Balnearios 220 kVRefinería 220 kV 10.5 Km R=0.08712 Ω/Km X=0.4996 Ω/Km B=3.3879 µS/Km Ventanilla 220 kV 10 Km R=0.0311 Ω/Km X=0.2813 Ω/Km B=6.0133 µS/Km L-2010 L-2011 L-2004 L-2003 L-2242 L-2243 A Huayucachi
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reservados por Red de Energía del Perú S.A. Ventanilla 472 MW Zapallal 219 kV La Planicie 219 kV Chavarría 213 kV Santa Rosa 213 kV San Juan 212 kV Chilca REP 220 kV Carabayllo 503 kV Chilca CTM 220 kV Huinco 152 MW Santa Rosa 102 MW Platanal: 78 MW Térmicas: 1255 MW Chillón 215 kV Chilca 504 kV Operación de L.T 500 kV Chilca-Carabayllo Estiaje máxima demanda 2011 Carabayllo 219 kV 3x200 MVA 3x200 MVA Balnearios 209 kVRefinería 215 kV Ventanilla 215 kV A Huayucachi 152 MW -53 Mvar 11% 152 MW -44 MVar 2 x 108 MW 2 x -22 Mvar 31% 2 x 108 MW 2 x -17 Mvar 31% 2x75 MW 2x 32 MVar -36 MW -37 MVar 2x201 MW 2x 35 MVar 57MW 62MVar 63 MW 65 MVar 2x29 MW 2x45 MVar 2x148 MW 2x80 MVar 2 x74 MW 2 x -27 MVar 2 x 75 MW 2 x -19MVar 2x-253 MW -2x112MVar 88% 2x251MW 2x52 MVar 333 MW -78 Mvar 96% 142 MW 76 MVar 2x185 MW 2x -45 MVar142 MW 24 MVar 138 MW - 32 MVar A Huacho A Paramonga mayor que 80% de su capacidad
49.
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reservados por Red de Energía del Perú S.A. Ventanilla 472 MW Zapallal 219 kV La Planicie 217 kV Chavarría 212 kV Santa Rosa 211 kV San Juan 211 kV Chilca REP 218 kV Carabayllo 492 kV Chilca CTM 218 kV Huinco 152 MW Santa Rosa 102 MW Platanal: 78 MW Térmicas: 1255 MW Chillón 214 kV Chilca 495 kV Contingencia L.T 500 kV Chilca-Carabayllo Estiaje máxima demanda 2011 Carabayllo 216 kV 3x200 MVA 3x200 MVA Balnearios 207 kVRefinería 215 kV Ventanilla 214 kV A Huayucachi 0 MW 0 MVar 2 x 148 MW 2 x -13 Mvar 43% 2 x 146 MW 2 x -12 Mvar 43% 0 MW 0 MVar -41 MW -379MVar 2x166 MW 2x 7 MVar 26MW 38MVar 29 MW 41 MVar 2x33 MW 2x48 MVar 2x127 MW 2x76 MVar 2 x102 MW 2 x -25 MVar 2 x 103 MW 2 x -24 MVar 2x-252 MW -2x113MVar 2x271MW 2x49 MVar 354 MW -55 Mvar 103% 122 MW 73 MVar 2x148 MW 2x -12 MVar142 MW 24 MVar 138 MW -32 MVar A Huacho A Paramonga mayor que 80% de su capacidad Sobrecarga
50.
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reservados por Red de Energía del Perú S.A. Ventanilla 472 MW Zapallal 218 kV La Planicie 217 kV Chavarría 213 kV Santa Rosa 211 kV San Juan 212 kV Chilca REP 219 kV Carabayllo 492 kV Chilca CTM 219 kV Huinco 152 MW Santa Rosa 102 MW Platanal: 78 MW Térmicas: 1255 MW Chillón 214 kV Chilca 504 kV Contingencia L.T 220 kV San Juan –Santa Rosa Estiaje máxima demanda 2011 Carabayllo 219 kV 3x200 MVA 3x200 MVA Balnearios 207 kVRefinería 215 kV Ventanilla 215 kV A Huayucachi 2 x 148 MW 2 x -13 Mvar 40% 2 x 146 MW 2 x -12 Mvar 40% 2x96 MW 2x30 MVar -39 MW -36 MVar 2x253 MW 2x 25 MVar 108MW 52MVar 118MW 54MVar 2x48 MW 2x42 MVar 2x182 MW 2x73 MVar 2 x4 MW 2 x -12MVar 2x259 MW -2x118MVar 2x219MW 2x56 MVar 290 MW 82 Mvar 175 MW 70 MVar 2x235 MW 2x -45 MVar141 MW 24 MVar 137 MW -32 MVar A Huacho A Paramonga mayor que 80% de su capacidad Sobrecarga 193 MW -54 Mvar 14% 193 MW -41 MVar
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reservados por Red de Energía del Perú S.A. Estabilidad Falla 1 L.T 500 kV Chilca-Carabayllo Estiaje-máxima demanda 2011
52.
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reservados por Red de Energía del Perú S.A. Estabilidad Falla 3 L.T 500 kV Chilca-Carabayllo Estiaje-máxima demanda 2011
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reservados por Red de Energía del Perú S.A. L.T. 500 kV Carabayllo-Chimbote-Trujillo Especificaciones Técnicas Características principales del proyecto Localización: Departamento de Lima, Ancash, La Libertad Subestación Carabayllo Subestación Chimbote Subestación Trujillo Nueva y Trujillo Norte (REP) Nivel de tensión: 500 kV Longitud: L.T Carabayllo-Chimbote : 378 Km L.T Chimbote-Trujillo: 146 Km # Circuitos: 1 #conductores por fase: 4 conductores. Autotransformadores: 02 (750 MVA por autotransformador) Compensación reactiva: Shunt de línea 480 Mvar y shunt de barra 120 Mvar. Capacidad mínima de transmisión (según contrato): 600 MVA Capacidad máxima (Ampacitancia a 60 grados): 1900 MVA
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reservados por Red de Energía del Perú S.A. Trujillo 220 kV Chimbote 220 kV Guadalupe 220 kV Chiclayo 220 kV Piura 220 kV L.T 500 kV Carabayllo-Chimbote-Trujillo Parámetros eléctricos Zapallal 220 kV Huallanca 220 kV Cajamarca 220 kV A Cerro Corona Paramonga N. 220 kV Carabayllo 500 kV Conococha 226 kV A Vizcarra A Paragsha Chimbote 500 kV Trujillo 500 kV Huacho 220 kV 146 Km R=0.02Ω/Km X=0.317 Ω/Km B=5.21 µS/Km Polo Chilca La Niña 220 kV Curumuy, Poechos Piura, Paita Carhuaquero Chiclayo Gallito Ciego C.H Cañón Pato C.T Chimbote A Huayucachi Planicie 220 kV Chilca 500 kV Chilca CTM 220 kV Chilca REP 220 kV Kallpa,Chilca1. Platanal, Las Flores R Sto.Dgo A Talara 220 kV 3x200 MVA 3X40 MVar Ventanilla 3x200 MVA 3x200 MVA3x200 MVA378 Km R=0.02Ω/Km X=0.317 Ω/Km B=5.21 µS/Km 3X40 MVar 3X40 MVar 3X40 MVar 4 Km R=0.03Ω/Km X=0.281 Ω/Km B=6.013 µS/Km 3X40 MVar 90 Km R=0.0316 Ω/Km X=0.3170 Ω/Km B=5.2659 µS/Km 50 Km R=0.0521 Ω/Km X=0.3834 Ω/Km B=4.366 µS/Km 39 Km R=0.0521 Ω/Km X=0.3834 Ω/Km B=4.366 µS/Km 3x200 MVA C.H. Cahua 222 Km R=0.0899Ω/Km X=0.48Ω/Km B=3.3925µS/Km TGN4 L-2234 L-2236 L-2238 L-2239 L-2248
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reservados por Red de Energía del Perú S.A. Trujillo 223 kV Chimbote 224 kV Guadalupe 224 kV Chiclayo 223 kV Piura 223 kV Operación L.T 500 kV Carabayllo-Chimbote-Trujillo Estiaje-máxima demanda 2012 Zapallal 219 kV Huallanca 223 kV Cajamarca 221 kV A Cerro Corona Paramonga N. 226 kV Carabayllo 509 kV Conococha 226 kV A Vizcarra A Paragsha Chimbote 503 kV Trujillo 502 kV 306 MW -231 MVar Huacho 223kV 208 MW -88 MVar 2x99 MW 2x26MVar 59 MW -38 MVar 6 MW -7 MVar 2x37 MW 2x-20 MVar 2X57 MW 2X-11 MVar 2x69 MW 2x-19MVar 18 MW -9 MVar 121 MVar 121 MVar 121 MVar 29 MW 2 MVar 2x 46 MW 2x-9 MVar Polo Chilca La Niña 224 kV -37 MW -3 MVar 2x103 MW 2x-19 MVar 2x51 MW 2x-27 MVar 281 MW -69 MVar 121 MVar Curumuy: 4 MW Carhuaquero: 60 MW Chiclayo: 3 MW Gallito Ciego: 10 MW Cañón Pato: 99 MW A Huayucachi Planicie 216 kV Chilca 509 kV Chilca CTM 220 kV Chilca REP 220 kV TER 1172 MW HID 78 MW 101 MW -58 MVar Sto.Dgo 180 MW 30 MW -25 MVar 2x47 MW 2x52MVar 2X10 MW 2X-66 MVar 65 MW -3 MVar A Talara 220 kV2x -17 MW 2x-17 MVar 96 MW -45 MVar 124 MVar Ventanilla 452 MW R TGN4 98 MW 2x43 MW 2x-12MVar
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reservados por Red de Energía del Perú S.A. Trujillo 214 kV Chimbote 212 kV Guadalupe 218 kV Chiclayo 220 kV Piura 221 kV Contingencia L.T 500 kV Carabayllo-Chimbote Estiaje-máxima demanda 2012 Zapallal 215 kV Huallanca 216 kV Cajamarca 220 kV A Cerro Corona Paramonga N. 214 kV Carabayllo 498 kV Conococha 220 kV A Vizcarra A Paragsha Chimbote 481 kV Trujillo 481 kV Huacho 212 kV 117 MW -100 MVar 2x117 MW 2x25MVar 167 MW -14 MVar 3 MW 20 MVar 2x136 MW 2x-17 MVar 2X67 MW 2X-23 MVar 28 MW 3 MVar 118 MVar 29 MW -4 MVar 2x 110 MW 2x -5 MVar Polo Chilca La Niña 222 kV -37 MW 4 MVar 2x58 MW 2x-22 MVar 2x87 MW 2x-34 MVar 211 MW -19 MVar Curumuy: 4 MW Carhuaquero: 60 MW Chiclayo: 3 MW Gallito Ciego: 10 MW Cañón Pato: 99 MW A Huayucachi Planicie 214 kV Chilca 501 kV Chilca CTM 220 kV Chilca REP 220 kV TER 1172 MW HID 78 MW 32 MW -36MVar Sto.Dgo 180 MW -129 MW 41 MVar 2x42 MW 2x-36MVar 2X105 MW 2X46 MVar 62 MW 1 MVar A Talara 220 kV2x -17 MW 2x-14 MVar 117 MW -45 MVar Ventanilla 452 MW R TGN4 98 MW 2x 58 MW 2x-31 MVar 2x31 MW 2x-22 MVar 111 MVar
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reservados por Red de Energía del Perú S.A. Trujillo 218 kV Chimbote 218 kV Guadalupe 221 kV Chiclayo 222 kV Piura 222 kV Contingencia L.T 500 kV Chimbote-Trujillo Estiaje-máxima demanda 2012 Zapallal 218 kV Huallanca 220 kV Cajamarca 221 kV A Cerro Corona Paramonga N. 223 kV Carabayllo 504 kV Conococha 225 kV A Vizcarra A Paragsha Chimbote 483 kV Trujillo 489 kV 263 MW -165 MVar Huacho 220kV 2x101 MW 2x25 MVar 71 MW -35 MVar 6 MW -17 MVar 2x43 MW 2x-13 MVar 2X141 MW 2X-16 MVar 11 MW -7 MVar 113 MVar 113 MVar 29 MW -3 MVar 2x 64 MW 2x-7 MVar Polo Chilca La Niña 223 kV -37 MW 3 MVar 2x74 MW 2x-26 MVar 273 MW -49MVar 112 MVar Curumuy: 4 MW Carhuaquero: 60 MW Chiclayo: 3 MW Gallito Ciego: 10 MW Cañón Pato: 99 MW A Huayucachi Planicie 216 kV Chilca 505 kV Chilca CTM 220 kV Chilca REP 220 kV TER 1172 MW HID 78 MW 92 MW -47 MVar Sto.Dgo 180 MW -41 MW 25 MVar 2x46 MW 2x-47 MVar 2X3 MW 2X56 MVar 65 MW -3 MVar A Talara 220 kV2x -17 MW 2x-14 MVar 261 MW -59 MVar 121 MVar Ventanilla 452 MW R TGN4 98 MW 2x 62 MW 2x-56 MVar 2x 36 MW 2x-17 MVar
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reservados por Red de Energía del Perú S.A. Trujillo 217 kV Chimbote 220 kV Guadalupe 215 kV Chiclayo 213 kV Piura 205 kV Contingencia C.T. Malacas (TGN4) Estiaje máxima 2012 Zapallal 218 kV Huallanca 221 kV Cajamarca 220 kV A Cerro Corona Paramonga N. 224 kV Carabayllo 504 kV Conococha 225 kV A Vizcarra A Paragsha Chimbote 493 kV Trujillo 490 kV 362 MW -192 MVar Huacho 221kV 256 MW -69 MVar 2x97 MW 2x26MVar 70 MW -37 MVar 5 MW -2 MVar 2x48 MW 2x-17 MVar 2X76 MW 2X-6 MVar 24 MW -21 MVar 116 MVar 116 MVar 115 MVar 80 MW 10 MVar 2x 67 MW 2x-7 MVar Polo Chilca La Niña 209 kV -87 MW -4 MVar 2x127 MW 2x-17 MVar 2x66 MW 2x-26 MVar 303 MW -56 MVar 116 MVar Curumuy: 4 MW Carhuaquero: 60 MW Chiclayo: 3 MW Gallito Ciego: 10 MW Cañón Pato: 99 MW A Huayucachi Planicie 215 kV Chilca 506 kV Chilca CTM 219 kV Chilca REP 220 kV TER 1172 MW HID 78 MW 123 MW -53 MVar Sto.Dgo 180 MW 40 MW -27 MVar 2x57 MW 2x-48MVar 2X31 MW 2X-59 MVar 83 MW -1.7 MVar A Talara 220 kV2x 31 MW 2x-4 MVar 106 MW -49 MVar 122 MVar Ventanilla 452 MW R TGN4 : 0 MW 2x 106 MW 2x-11 MVar 2x 79 MW 2x-9 MVar
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reservados por Red de Energía del Perú S.A. Trujillo 219 kV Chimbote 221 kV Guadalupe 220 kV Chiclayo 221 kV Piura 224 kV Contingencia C.T. Malacas (TGN4) Estiaje máxima 2012 con Banco 2x20 Mvar en Piura Zapallal 218 kV Huallanca 221 kV Cajamarca 220 kV A Cerro Corona Paramonga N. 224 kV Carabayllo 505 kV Conococha 225 kV A Vizcarra A Paragsha Chimbote 496 kV Trujillo 494 kV 367 MW -204 MVar Huacho 221kV 256 MW -80 MVar 2x97 MW 2x26MVar 70 MW -38 MVar 6 MW -4 MVar 2x48 MW 2x-19 MVar 2X73 MW 2X-10 MVar 24 MW -14 MVar 118 MVar 118 MVar 117 MVar 80 MW -11 MVar 2x 61 MW 2x-7 MVar Polo Chilca La Niña 223 kV -86 MW 17 MVar 2x127 MW 2x-22 MVar 2x65 MW 2x-25 MVar 303 MW -61 MVar 116 MVar Curumuy: 4 MW Carhuaquero: 60 MW Chiclayo: 3 MW Gallito Ciego: 10 MW Cañón Pato: 99 MW A Huayucachi Planicie 216 kV Chilca 506 kV Chilca CTM 219 kV Chilca REP 220 kV TER 1172 MW HID 78 MW 123 MW -55 MVar Sto.Dgo 180 MW - 40 MW 27 MVar 2x57 MW 2x-50MVar 2X32 MW 2X-63 MVar 83 MW -2 MVar A Talara 220 kV2x 31 MW 2x-13 MVar 109 MW -48 MVar 122 MVar Ventanilla 452 MW R TGN4 : 0 MW 2x20 Mvar 2x 106 MW 2x-23 MVar 2x 79 MW 2x-21 MVar
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reservados por Red de Energía del Perú S.A. Estabilidad Falla 1 L.T 500 kV Carabayllo-Chimbote Estiaje- Máxima demanda 2012
61.
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reservados por Red de Energía del Perú S.A. Estabilidad Falla 3 L.T 500 kV Carabayllo-Chimbote Estiaje- Máxima Demanda 2012
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reservados por Red de Energía del Perú S.A. Fenómenos Transitorios en Líneas de Extra Alta Tensión (ver anexo) Efecto Ferranti Desbalances de tensión y corriente. Corrientes Inrush en Energizaciones de Autotransformadores. Solicitaciones térmicas y dinámicas en los reactores y descargadores de neutro Tensión de Recuperación Transitoria TRV, Re-strike en los Interruptores de Potencia. Fenómenos de Resonancia en Líneas de Transmisión Compensadas de Extra Alta Tensión
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reservados por Red de Energía del Perú S.A. MUCHAS GRACIAS ALBERTO NICOLAS MUÑANTE AQUIJE Gerente de Operación del Sistema E-mail: amunante@rep.com.pe
64.
65.
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reservados por Red de Energía del Perú S.A. 65 Anexo Fenómenos Transitorios en Líneas de Extra Alta Tensión
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reservados por Red de Energía del Perú S.A. Fenómenos Transitorios en Líneas de EAT L.T 500 kV Efecto Ferranti Desbalances de tensión y corriente. Corrientes Inrush en Energizaciones de Autotransformadores. Solicitaciones térmicas y dinámicas en los reactores y descargadores de neutro Tensión de Recuperación Transitoria TRV, Re-strike en los Interruptores de Potencia. Fenómenos de Resonancia en Líneas de Transmisión Compensadas de Extra Alta Tensión
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reservados por Red de Energía del Perú S.A. Retomando algunas generalidades de las Líneas de Transmisión en 500 kV Sistemas de transmisión en 500 kV, se encuentran dentro de la clase de sistemas de Extra Alta Tensión (EAT) y permiten exportar y/o importar grandes bloques de energía eléctrica a través de grandes distancias (700, 800, 1200 MVA) con menores perdidas (Joule); sobretodo, entre áreas eléctricas distantes. Por ejemplo: área centro hacia el área norte del SEIN y viceversa. Para ello, el diseño de las líneas de transmisión prevén un mayor número de conductores por fase (2,4,8,12/ fase), además de diferentes configuraciones respecto a la disposición física de los conductores sobre sus estructuras (torres). Estos sistemas eléctricos de EAT necesitan de equipos de transformación de mayor potencia (400, 600, 1000 MVA). Habitualmente se utilizan autotransformadores (bancos monofásicos) para obtener una mayor confiabilidad en la operación e inclusive, según el caso, por presentar un menor costo de inversión. Las subestaciones de EAT son diseñadas con una mayor confiabilidad de forma que se opere en forma segura en condiciones de operación normales y adversas; la configuración de barras más utilizada es el denominado Interruptor y medio. En contraparte, la inversión en estos sistemas se incrementa por los equipos y por los requerimiento de espacios físicos para los mismos.
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reservados por Red de Energía del Perú S.A. Retomando comparativo LT 220 kV vs 500 kV Paramonga - Chimbote 220 kV Carabayllo- Chimbote 500 kV Chilca-Carabayllo 500 kV Resistencia Ohm/Km 0.0899 0.0203 0.0316 Reactancia Ohm/Km 0.4800 0.3180 0.3170 Susceptancia µS/Km 3.39255 5.21085 5.26585 Longitud Km 221 378 90 Z característica Ohm 376 247 245 SIL MW 128 1012 1020 Potencia reactiva Mvar/Km 0.16 1.3 1.3 Faja Servidumbre m 25 64 64 Presenta valores grandes de Surge Impedance Loading (SIL). Se necesita de compensación reactiva (por lo general inductiva) debido al efecto Ferranti. Mayor presencia del Efecto Corona (generación campo electromagnético) en las líneas de EAT que producen interferencias indeseables. Mayor presencia y relevancia de fenómenos eléctricos y electromagnéticos. La mayoría de los defectos en líneas de extra alta tensión son de naturaleza transitoria. Incremento de la faja de servidumbre, entre otros.
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reservados por Red de Energía del Perú S.A. Efecto Ferranti Este efecto se hace presente mediante un valor de tensión elevada y permanente en el extremo abierto de la línea con relación al nivel de tensión en el extremo cerrado (generación); ello se debe a un mayor valor de Surge Impedance Loading (SIL) con respecto a la potencia transferida, y en líneas en 500 kV, esta relación es aún mayor. Es común en los procedimientos de energización de líneas de transmisión, rechazos de carga y/o procesos de restablecimiento post-contingencia. Para mitigar las elevadas tensiones se necesita de compensar la línea con reactores shunt de línea y/o barra. Para el proyecto L.T 500 kV Carabayllo- Chimbote-Trujillo se encontró la máxima tensión cuando se tiene el extremo abierto en Chimbote y la tensión en la barra de envió (Carabayllo) es igual a 1.05 p.u. También se calcula el efecto Ferranti cuando se presenta la necesidad de no utilizar la compensación; la maniobra del reactor de la línea Carabayllo-Chimbote 500 kV resulta en 1.055 p.u.
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reservados por Red de Energía del Perú S.A. Desbalances de Tensión y Corriente Son ocasionados por diferencias en las inductancias por fase (ex. debido a las asimetrías físicas de los conductores en las torres). El análisis se realiza de forma que se determine la necesidad de transposiciones en el trayecto de la línea de transmisión. Dependiendo del tipo de transposición, el impacto económico sobre la inversión se incrementa debido a que se necesitan estructuras especiales. Potencia de diseño 1000 MVA VA VB VC Va2/Va1 % Carabayllo-Chimbote 500 kV Magnitud, kV 280,11 292,37 292,70 4,24 Ángulo, grados -21,55 -140,29 94,32 Potencia de diseño 1000 MVA Ia Ib Ic Ia2/Ia1 % Ia+Ib+I c A Carabayllo-Chimbote 500 kV Magnitud, A 1120 1169 1171 4,24 55 Ángulo, grados -39,74 -158,48 76,12 Potencia de diseño 1000 MVA VA VB VC Va2/Va1 % Chimbote-Trujillo 500 kV Magnitud, kV 284,96 288,49 292,19 1,73 Ángulo, grados -8,40 -127,84 109,97 Potencia de diseño 1000 MVA Ia Ib Ic Ia2/Ia1 % Ia+Ib+I c A Chimbote-Trujillo 500 kV Magnitud, A 1140 1154 1169 1,73 29 Ángulo, grados -26,59 -146,03 91,78 Para el proyecto L.T 500 kV Carabayllo-Chimbote-Trujillo se determinó la implementación de un ciclo de transposiciones en vista que la variación de tensión superó el 2% reglamentada según norma IEC TECHNICAL REPORT 1000-3-6.
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reservados por Red de Energía del Perú S.A. ENTCH5 Chimbote 500 Chimbote 220 ENTCH2 Chimbote 220 Chimbote 500 ENT_TRU5 Trujillo 500 Trujillo 220 ENT_TRU2 Trujillo 220 Trujillo 500 0,95 1,10 1,15 Máxima Corriente pico, Fase B 1,15 0,90 TENSIÓN EN 1,50 1,15 1,10 CASO ATP ENERGIZACIÓN DE TRANSFORMADOR TENSIÓN kV Máxima Corriente pico, Fase C Máxima Corriente pico, Fase A 1,35 1,15 1,45 0,90 Corrientes Inrush en Energizaciones de Autotransformadores Esta elevada corriente se presenta como una corriente diferencial razón por la cual la respectiva protección diferencial del transformador deberá sobrellevar dicho transitorio. En estos estudios se define los casos de análisis en función a las tensiones más altas y a la potencia de cortocircuito mas reducida, realizando maniobras por 220 y 500 kV. Vmedia p.u. d S.T.Estadística (98%) p.u. Vmedia p.u. d S.T.Estadística (98%) p.u. Vmedia p.u. d S.T.Estadística (98%) p.u. Vmedia p.u. d S.T.Estadística (98%) p.u. ENTCH5 Chimbote 500 Chimbote220 1,278 0,1304 1,546 1,279 0,1324 1,552 1,262 0,1340 1,538 1,436 0,0866 1,614 Entre0 y 5% ENTCH2 Chimbote 220 Chimbote500 1,949 0,0859 2,126 1,963 0,0655 2,098 1,963 0,0702 2,108 1,975 0,0000 1,975 Entre0 y 5% ENT_TRU5 Trujillo 500 Trujillo220 1,338 0,1276 1,601 1,343 0,1350 1,621 1,323 0,1389 1,609 1,487 0,1109 1,715 Entre0 y 5% ENT_TRU2 Trujillo 220 Trujillo500 1,962 0,0492 2,063 1,968 0,0345 2,039 1,962 0,0977 2,163 1,975 0,0000 1,975 Entre0 y 5% TENSIÓN EN FaseBFaseA ENERGIZACIÓN DE TRANSFORMADOR TENSIÓN kV FaseC Resumen Estadístico Energía en descargadores desobretensión kJ CASO ATP Esta condición transitoria se manifiesta cuando se energiza los equipos de transformación y/o frente al despeje de fallas. Entre los factores que influyen en la magnitud de Inrush se tiene la potencia del equipo, la remanencia de los flujos y punto de la onda de tensión donde cierran los contactos.
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reservados por Red de Energía del Perú S.A. Solicitaciones térmicas y dinámicas en los reactores y descargadores de neutro (file STD1A_DETERMIN.pl4; x-var t) c:NCHCAR- 0.0 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0[s] -500 -400 -300 -200 -100 0 100 200 [A] Recierre Monofásico Carabayllo-Chimbote con Falla Monof. en Chimbote. Recierran ambos extremos Solicitación Reactor de Neutro de Chimbote 437 Apico. Se verifica los valores máximos de corriente por los reactores de neutro y la máxima disipación de energía por sus pararrayos cuando se aplica una falla monofásica con recierre exitoso. Se generan diferentes casos donde la falla se aplica en cualquiera de los extremos y además con diferentes secuencias de apertura y recierre. La finalidad es obtener un adecuado reactor (tamaño y sintonización) para las diferentes posibilidades de operación y para las diferentes configuraciones de compensación (simétrico, asimétrico) La implementación de mando sincronizado es mas frecuente en sistemas de extra alta tensión. Caso Falla Monofásica con Recierre Monofásico Contingencia de Reactores Corriente Apico Tensión kVpico Energía en Descargadores Julios Carabayllo - Chimbote 500 kV – Reactor de neutro 456 Ohm STD1 A Falla monof. en Chimbote. Recierre estadístico en ambos extremos No 437 139 15,3 Chimbote - Trujillo 500 kV - Reactor de neutro 796 Ohm STD3 Falla monof. en Chimbote. Recierre estadístico en ambos extremos No 234 145 20,0
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reservados por Red de Energía del Perú S.A. Existencia de corrientes de Arco secundario indeseables en el recierre monofásico • Verificación de la extinción del arco secundario y viabilidad de recierre monofásico. También se observa la tensión transitoria de recuperación del arco. • Se aplica una falla 1 en diferentes puntos de la línea y en los extremos de la onda de tensión; los resultados de la simulaciones son comparados con resultados experimentales padrones, esperándose que la tensión de recuperación y la corriente de arco secundario se encuentre dentro de los límites (curva CESI). AS2A.pl4: c:X0005A-XX0036 AS2B.pl4: c:X0005B-XX0036 AS2C.pl4: c:X0005C-XX0036 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9[s] -80 -60 -40 -20 0 20 40 60 80 [A] Tensión prefalla V=Máx. Corriente de Arco Secundario. Fases A,B,C AS2AMin.pl4: c:X0005A-XX0036 AS2BMIN.pl4: c:X0005B-XX0036 AS2CMIN.pl4: c:X0005C-XX0036 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9[s] -80 -60 -40 -20 0 20 40 60 [A] Tensión prefalla V=0. Corriente de Arco Secundario. Fases A,B,C Falla monofásica a 1/6 de Carabayllo 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 0 10 20 30 40 50 60 Primerpicodelatensiónderecuperación[kVpico] Corriente de arco secundario [A] Carabayllo - Chimbote 500 kV Experimental CESI FaseA, V=Máx Fase B, V=Máx Fase C, V=Máx Indicadores-COES FaseA, V=0 Fase B, V=0 Fase C, V=0 Experimental - CESI Indicadores - COES
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reservados por Red de Energía del Perú S.A. Tensión de Recuperación Transitoria TRV, Re-strike en los Interruptores de Potencia • Tensión a través de los polos de los interruptores durante el despeje de falla. • Los tipos de falla pueden ser: Terminal (trifásica), Kilométrica (monofásica), en oposición de fases. •Se verifica la magnitud (valor pico) y tasa de crecimiento (RRRV) de la tensión de recuperación transitoria. •No interesa la forma de la onda de tensión, lo importante es que se encuentre dentro de su respectiva curva, garantizando el adecuado desempeño del interruptor. 0, 0 147, 1031 0, 0 180, 899 146, 438 876, 876 219, 438 876, 817 168, 337 672, 629 438, 674 876-1752, 1123 0 200 400 600 800 1000 1200 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 Tensión,kVpico Tiempo, ms TRV Normalizado - Interruptores - 550 kV T10 T30 T60 Terminal 550 kV kilométrica 550 kV En oposición de fases Curvas normalizadas de TRV ( según la norma IEC 62271-100) 0, 0 219, 438 876, 817 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 Tensión[kVpico] Tiempo [ms] TRV Falla Terminal en Carabayllo a Chimbote 500 kV IEC 550 kV TRV_T1 0, 0 168, 337 672, 629 0 100 200 300 400 500 600 700 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 Tensión[Vpico] Tiempo [ms] TRV Falla Kilométrica en Trujillo a Chimbote 500 kV IEC 550 kV TRV_K4
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reservados por Red de Energía del Perú S.A. Fenómenos de Resonancia en Líneas de Transmisión Compensadas de Extra Alta Tensión •Este fenómeno se debe a las altas capacitancias e inductancias de los conductores y reactores limitadores de corriente; en este caso, dictado por el grado de compensación de las líneas de transmisión en 500 kV. El proyecto L.T 500 kV Carabayllo- Chimbote-Trujillo tiene 480 Mvar de compensación shunt. •La presencia de resonancia se verifica principalmente cuando una de las fases o inclusive dos fases se encuentren abiertas, pudiendo resultar en sobretensiones peligrosas para la operación; un buen diseño de los pararrayos permitirá una adecuada protección del sistema. Carabayllo-Chimbote 500 kV Chimbote-Trujillo 500 kV R0, Ohm/km 0,286299 108,05 41,51 X0, Ohm/km 1,047550 395,35 151,89 B0, umho/km 3,112550 1174,68 451,32 C0, uF/km 0,008256 3,12 1,20 R1, Ohm/km 0,020293 7,66 2,94 X1, Ohm/km 0,317618 119,87 46,05 B1, umho/km 5,210850 1966,57 755,57 C1, uF/km 0,013822 5,22 2,00 Longitud, km - 377,4 145 k=Co/C1 - 0,60 0,60 Grado de compensación para el cual ocurre resonancia h=(2+k)/3 - 0,87 0,87 Parámetros eléctricos Parámetros para la longitud total Parámetros/km Carabayllo-Chimbote 500 kV Chimbote-Trujillo 500 kV 491,64 188,89 Grado de compensación shunt Grado de compensación shunt 360 0,73 - 240 0,49 - 120 0,24 0,64 QC de la línea, Mvar QL Compensación shunt Mvar No se presentan puntos resonantes en el proyecto 500 kV
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reservados por Red de Energía del Perú S.A. Filosofía de las Protecciones Se mostrara a continuación los esquemas de principio de las protecciones utilizadas en la subestación de Carabayllo de 220 kV, y una explicación mas amplia sobre las protecciones de 500 kV. Como se habia explicado anteriormente la subestacion de 500kV, tiene una configuracion de interruptor y medio, formado por dos diametros, uno de los cuales solo tiene 2/3 de diametro, estas conectan a 2 celdas de autotrafos, asi como una celda de linea.
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reservados por Red de Energía del Perú S.A. Protecciones 220kV (AutoTrafos) Modelo Código Funciones 7UT6331 - F003 87T, 87G 7UT6331 -F013 87Ter. (87B de fases R, S, T), 50, 51, 50G, 51G 7SJ6411 -F004 Sobrecorriente 7KE6000 -F018 Registrador de fallas 7SS5231 -F016 Unidad de campo 6MD6641 -D001 Controlador ION8600 -P006 Medidor RPH -F015 Mando sincronizado TAPCOM -A1 Regulador automático de tensión
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reservados por Red de Energía del Perú S.A. Protecciones en 220kV (Líneas) Modelo Código Funciones 7SA6121 - F003 21, POTT, 67NCD, 67N, 25, 79, 68, 27, 59, SOTF 7SD5221 -F013 87L, 67NCD, 67N, 25, 79, 27, 59, cierre en falla (SOTF) 7SJ6411 -F004 67N 7KE6000 -F018 Registrador de fallas 7SS5231 -F016 Unidad de campo 6MD6641 -D001 Controlador ION8600 -P006 Medidor Equipo Tensión (kV) Relés Funciones Habilitadas RTC RTT Barras A y B 220 7SS52 (PP) 87B, 50BF 1250/ 1 - Equipo Tensión (kV) Relés Funciones Habilitadas RTC RTT Campo de Acople 220 7SJ641 (PP) 50, 51, 50N, 51N, 25 1250/ 1 -
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reservados por Red de Energía del Perú S.A. Protección 500kV (Diámetro 1) Equipo Tensión (kV) Relés Funciones Habilitadas RTC RTT AT72-52 AT73-52 AT74-52 500 7UT633 (PP) 87T, 87G 1000/1 -- 220 2500/1 220000/110 33 2500/1 -- 500 7SJ641 (PR) 50, 51, 50N, 51N 1000/1 500000/110 220 7SJ641 (PR) 50, 51, 50N, 51N 2500/1 220000/110 Equipo Tensión (kV) Relés Funciones Habilitadas RTC Barra A Cortes A 500 7SS52 (PP) 87B, 50BF 1000/1 Barra B Cortes C 500 7SS52 (PP) 87B, 50BF 1000/1 Equipo Tensión (kV) Relés Funciones Habilitadas RTC RTT Corte A Corte C 500 7VK61 1 (PP) 25, 79 1000/ 1 500000/11 0 Corte B 500 7VK61 1 (PP) 25, 79, 50BF 1000/ 1 500000/11 0
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reservados por Red de Energía del Perú S.A. Protecciones de Líneas En 220 kV las funciones de recierre y sincronismo se encuentran implementados dentro de las protecciones de líneas (PL1 y PL2) mientras que en 500kV se usan equipos externos (7VK611), adicionalmente en el Corte B se tiene implementado la función 50BF. El recierre puede ser activado por las funciones 87L, 21, POTT y 67NCD. La función de sobretensión debe generar disparo local sobre los interruptores de línea y también el envío de disparo directo transferido (DTT) al extremo remoto. Asimismo, los interruptores de las líneas de transmisión cuentan todos con un relé 86 de disparo y bloqueo cuya actuación se hace efectiva para disparos tripolares por las siguientes funciones: - Disparo protección de distancia en zonas 2, 3 y 4. - Disparo por SOTF. - Sobrecorriente temporizado. - Disparos por funciones 27 (mínima tensión) y 59 (máxima tensión).
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reservados por Red de Energía del Perú S.A. Protección de Autotrafos La presencia de los transformadores zigzag en el devanado delta de los autotransformadores de potencia permite habilitar adicionalmente la función diferencial de tierra restringida al tenerse un transformador de corriente (TC) en el neutro de los zigzag. Como respaldo cuentan con protecciones de sobrecorriente en los lados de 500kV y 220kV. Los disparos del relé diferencial se dan a través de un relé 86 de disparo y bloqueo a los interruptores del transformador en alta y media tensión (no se tiene interruptor en el lado de baja tensión 33kV). Los disparos de las protecciones mecánicas a los interruptores de los autotransformadores se realizan a través de un relé 86 de disparo y bloqueo
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reservados por Red de Energía del Perú S.A. Protecciones 500 kV (Diametro 2) Línea Tensión (kV) Relés Funciones Habilitadas RTC RTT L-5001 500 7SD522 (PL1) 87L, 67NCD, 67N, STUB, 27, 59, SOTF 1000/1 500000/1107SA612 (PL2) 21, POTT, 67NCD, 67N, STUB, 68, 27, 59, SOTF 7SJ641 (PR) 67N
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reservados por Red de Energía del Perú S.A. Protección de Barras Cada subestación cuenta con una protección diferencial de barras del tipo distribuida la cual consta de dos unidades centrales independientes para cada barra A y B Todos los disparos de la protección diferencial de barras (87B) se efectúan a través de relés 86 de disparo y bloqueo para todos los interruptores asociados a cada barra. La protección 87B no comanda disparos a los interruptores de los cortes B por función diferencial.
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reservados por Red de Energía del Perú S.A. Función de Recierre y Sincronismo Asimismo, cada interruptor de los tres cortes cuenta con una protección propia en la cual se encuentra implementado el esquema de recierre y sincronismo para todos los campos de la subestación. Adicionalmente para el caso de los interruptores de los cortes B, esta protección es la encargada de realizar la función por 50BF cuyo disparo se da a través del respectivo relé 86 del interruptor.
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