Estudio de Impacto Sistémico Central Hidráulica El Paso
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HydroChile
Chile
Estudio de Impacto Sistémico
Central Hidráulica El Paso
Proyecto EE-2014-147
Informe Técnico EE-ES-2015-0205
Revisión C
Power System Studies & Power Plant Field
Testing and Electrical Commissioning
ISO9001:2008 Certified
03/06/2015
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Coordinador Dpto. Estudios
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Fecha
A
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B
30/03/2015
C
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Comentario
Realizó
Revisó
Aprobó
Para revisión.
RA
AM
FL
Modificaciones en el informe principal
según observaciones de HydroChile.
RA
AM
FL
RA
AM
FL
Modificaciones según observaciones del
CDEC-SIC. Las unidades de la central El
Paso y San Andrés no participarán del EDAG
desarrollado por Tinguiririca Energía
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Índice
1 RESUMEN EJECUTIVO ..................................................................................................................... 3
2 INTRODUCCIÓN ............................................................................................................................. 8
3 DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO.......................................................................................................... 9
3.1 Datos del fabricante ................................................................................................................. 11
4 MODELO DE LA CENTRAL ............................................................................................................... 23
4.1 Generadores ........................................................................................................................... 23
4.2 Modelos de la central ............................................................................................................... 25
4.3 Transformadores de bloque....................................................................................................... 28
4.4 Línea de transmisión ................................................................................................................ 30
5 ACONDICIONAMIENTO DE LA BASE DE DATOS ................................................................................. 33
5.1 Generalidades ......................................................................................................................... 33
5.2 Proyección de la demanda ........................................................................................................ 33
5.3 Nuevos proyectos de transmisión y generación ............................................................................ 35
6 Zona de influencia ........................................................................................................................ 37
6.1 Automatismos Existentes en la Zona de Influencia ....................................................................... 40
7 ESTUDIO DE FLUJOS DE CARGA ..................................................................................................... 42
7.1 Escenarios de estudio ............................................................................................................... 43
7.2 Análisis en RED N .................................................................................................................... 48
7.3 Análisis en RED N-1 ................................................................................................................. 62
8 ESTUDIO DE ESTABILIDAD TRANSITORIA ....................................................................................... 81
8.1 Criterios de Evaluación del Desempeño Dinámico......................................................................... 82
8.2 Análisis de Contingencias .......................................................................................................... 83
9 ESTUDIO DE CORTOCIRCUITO ..................................................................................................... 138
9.1 Selección de barras ................................................................................................................ 140
9.2 Cortocircuitos en barras ......................................................................................................... 141
9.3 Verificación del equipamiento .................................................................................................. 146
9.4 Verificación de la corriente de cortocircuito para elementos serie ................................................. 147
10 CONCLUSIONES ....................................................................................................................... 151
11 BIBLIOGRAFÍA .......................................................................................................................... 155
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1 RESUMEN EJECUTIVO
En el presente informe se analiza el impacto sistémico producto de la conexión al Sistema
Interconectado Central (SIC) de Chile de la central hidráulica (CH) El Paso. Este proyecto se
encuentra en etapa de desarrollo por parte de HydroChile y se espera su puesta en servicio a
mediados del año 2015.
El proyecto consiste en la construcción de una central hidroeléctrica de pasada de 60.2MW,
localizada en la VI región, provincia de Colchagua, específicamente en la comuna de San Fernando.
La conexión al SIC se realizará en la S/E Confluencia 154kV mediante una línea aérea de 154kV,
21km de longitud y conductor Flint 740MCM.
En este informe se documentan los estudios sistémicos que permiten cuantificar el impacto
de su conexión en la operación del SIC, especialmente sobre aquellas instalaciones eléctricamente
cercanas (sistema 154kV Itahue – Tinguiririca – Alto Jahuel), de modo que esta nueva central
pueda integrarse al SIC, cumpliendo los requisitos y condiciones técnicas establecidas en la Norma
Técnica de Seguridad y Calidad de Servicio (NTSyCS) [1].
Para el desarrollo del estudio se emplea el software DIgSILENT Power Factory v15.1,
incluyendo los módulos de:
Cálculo de flujos de carga,
Cálculo de cortocircuitos, y
Funciones de estabilidad.
La base de datos empleada en el desarrollo del estudio corresponde a una versión
acondicionada de la base de datos del CDEC-SIC, en formato Power Factory v15, con
actualizaciones e incorporaciones de nuevos modelos matemáticos.
El análisis se realiza mediante estudios de régimen permanente (flujos de carga y
cortocircuitos) y estudios de estabilidad transitoria (simulaciones dinámicas de transitorios
electromecánicos), en los que se analiza la operación del sistema en condiciones normales de
operación y frente a la ocurrencia de contingencias simples. En cada caso se analiza el
comportamiento del sistema y fundamentalmente en la central El Paso.
Se analiza el impacto de la central en escenarios de máxima exigencia para el sistema de
transporte, para distintos periodos estacionales (invierno y verano), niveles de generación y de
demanda (alta y baja).
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El desarrollo del estudio contempla la ejecución de las siguientes actividades:
Recopilación y consolidación de la información del proyecto de generación necesaria para su
representación en los análisis de comportamiento estático y dinámico (modelos dinámicos).
Recopilación y consolidación de información disponible en proyección de obras de generación
de generación, transmisión y consumo, con su respectiva proyección de demanda, para el
periodo de interés (2015).
Actualización de la base de datos oficial del CDEC-SIC (enero 2015) en base a la información
recopilada y que sea relevante a efectos de los objetivos de estudio.
Modelado detallado de la central El Paso en la base de datos de DIgSILENT, incluyendo
modelos de comportamiento dinámico.
Definición de escenarios base y escenarios de estudio.
Incorporación de la información técnica, escenarios y contingencias en el software de
propósitos específicos DIgSILENT PF, versión 15.1, utilizando para ello las facilidades de
“variaciones topológicas” y “escenarios de operación” disponibles.
Obtención de resultados del estudio de flujo de potencia.
Simulaciones de transitorios electromecánicos. Evaluación de la estabilidad transitoria y del
desempeño dinámico del sistema y de la central El Paso ante contingencias. Verificación del
cumplimiento de los estándares de desempeño.
Estudio de cortocircuito para verificación de la capacidad de ruptura de los interruptores, de
acuerdo al procedimiento DO CDEC-SIC.
Análisis de resultados y presentación de las conclusiones asociadas.
Los documentos a fines para el presente estudio se detallan en el Capítulo 11
«BIBLIOGRAFÍA».
Se adjuntan a este informe la Base de Datos de DIgSILENT Power Factory utilizada para la
ejecución del proyecto en el archivo “EE-ES-2015-0205-RC_Anexo 3 - Base de Datos.pfd”, junto
con los siguientes documentos anexos:
EE-ES-2015-0205-RC_Anexo 1 - Flujo de Carga.pdf
EE-ES-2015-0205-RC_Anexo 2 - Simulaciones Dinámicas.pdf
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Sobre la base de los distintos análisis realizados, es posible extraer las siguientes
conclusiones:
Estudio de Flujo de Carga
El balance generación – demanda en el sistema 154kV Itahue – Tinguiririca – Alto Jahuel es
uno de los principales factores en las posibles restricciones de despacho y congestiones en el
sistema. En condiciones de máxima generación se encontrarían congestiones para la línea 2x154kV
Tinguiririca – Alto Jahuel, específicamente en el tramo Punta de Cortés – Tuniche, el cual posee
una capacidad nominal de transmisión reducida. Estas congestiones limitarían el nivel de
generación máxima de la zona. No obstante, a fin de evitar cualquier tipo de restricción local de
despacho, se encuentran disponibles los recursos de desconexión/reducción de generación de
Tinguiririca Energía (EDAG-TE) e HydroChile (EDAG-HC), los cuales controlan y reducen las
transferencias por los circuitos de la línea Itahue – Tinguiririca – Punta de Cortés 154kV y
Confluencia – Higuera – Tinguiririca 154kV, respectivamente.
Se destaca que, gracias a la acción de los EDAG de Tinguiririca e HydroChile, en ninguno de
los escenarios desarrollados se registran problemáticas en condiciones de RED N, ni frente a la
ocurrencia de una contingencia simple en líneas del sistema de transmisión como en las líneas del
sistema 154kV Itahue – Tinguiririca – Alto Jahuel (ver tablas resumen en condiciones de RED N y
ante la ocurrencias de contingencias simples en el capítulo 7 “Estudio de Flujos de Carga”).
Así, considerando la conexión de la central El Paso en el sistema 154kV Itahue –
Tinguiririca – Alto Jahuel para un horizonte de estudio a mediados de 2015, no se
registran tensiones fuera del rango estipulado por la NTSyCS ni sobrecargas que no
puedan ser efectivamente resueltas mediante la actuación de los EDAG-TE y EDAG-HC.
Estudio de Transitorios Electromecánicos
Para los 12 escenarios desarrollados en este estudio, se estudió el comportamiento dinámico
del sistema para un conjunto de fallas, monitoreando distintas variables significativas del sistema
y verificando el cumplimiento estipulado en la NTSyCS.
Se pueden obtener las siguientes conclusiones con respecto al análisis de estabilidad
transitoria:
Previo a la interconexión de la central hidroeléctrica El Paso, el sistema 154kV Itahue –
Tinguiririca – Alto Jahuel presenta problemas de inestabilidad angular ante condiciones de máxima
generación por parte de las centrales La Higuera, La Confluencia y San Andrés (ver análisis de
página 90).
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Considerando la pre-existencia del fenómeno angular en el sistema de subtransmisión, se
destacan dos variables que influyen directamente en la estabilidad del sistema: El tiempo de
actuación de las protecciones y el despacho máximo permisible por parte de las centrales La
Confluencia, La Higuera y San Andrés.
Con respecto al primer punto, es importante verificar el tiempo de actuación real de las
protecciones de la zona, puesto que cuanto menores sean los tiempos de despeje de falla, menores
serán las restricciones de potencia para las centrales de esta zona.
En el segundo caso, si se consideran tiempos de actuación de las protecciones de 400
milisegundos, se evidencia la necesidad de determinar un despacho máximo posible por parte de
las centrales La Higuera, La Confluencia y San Andrés. Así, se prevé mitigar el problema de la
inestabilidad angular del sistema de subtransmisión.
Con respecto al impacto de la central El Paso, considerando un despacho máximo posible por
parte de las centrales La Higuera y La Confluencia para subsanar la inestabilidad angular preexistente, se verifica un comportamiento dinámico aceptable para todas las fallas, en todos los
escenarios desarrollados, teniendo en cuenta los modelos dinámicos disponibles en la base de datos
oficial del CDEC-SIC. Específicamente, no se observan problemas en la recuperación de las
tensiones, oscilaciones angulares de las centrales de la zona ni en el amortiguamiento de las
oscilaciones de potencia por las líneas del sistema de subtransmisión. Al término de las simulaciones
no se registran niveles de carga por sobre las capacidades nominales de los elementos del sistema
a excepción de determinadas contingencias, en donde se requiere de la actuación de los EDAG-TE
y EDAG-HC [2], para finalmente controlar y reducir las transferencias por las líneas del sistema
154kV Itahue – Tinguiririca – Alto Jahuel.
Se destaca que contingencias en el sistema de transmisión no tienen un gran impacto en el
sistema de subtransmisión en cuanto al incremento de las transferencias por la redistribución del
flujo de carga, siendo perfectamente toleradas por el SIC.
La desconexión intempestiva de los transformadores de poder de Itahue y Alto Jahuel, cuando
el sistema 154kV Itahue – Tinguiririca – Alto Jahuel se encuentra enlazado, resulta aceptable. La
pérdida de dichos transformadores no tendría un mayor impacto en el perfil de tensiones del
sistema troncal, y la excursión de la frecuencia del sistema es contenida.
Por otro lado, cuando el sistema de subtransmisión opera abierto en uno de los extremos de
las SS/EE Punta de Cortés o Itahue, el impacto de la desvinculación de los transformadores de
poder de Itahue y Alto Jahuel se vuelve significativo. Si bien se observa que la respuesta temporal
de la frecuencia es oscilatoria, finalmente resulta amortiguada. Ante la operación aislada del
sistema, se registra, en algunos escenarios que el valor máximo de sobre frecuencia es superior a
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53Hz, lo que puede derivar en la desconexión de algunas de las unidades de la zona (en función
del artículo 3-9 de la NTSyCS, es una exigencia que las unidades hidráulicas queden vinculadas a
la red para valores de frecuencia iguales o inferiores a 53Hz, sin embargo, no hay exigencias por
encima de ese valor).
Se recomienda que para poder validar una operación en isla con estas unidades, resulta
necesario contar con modelos homologados de cada uno de los reguladores. Como referencia,
actualmente la única central que tiene modelos ensayados y homologados es CH San Andrés.
La desvinculación de las unidades generadoras es aceptable, y similarmente al caso anterior,
no impactaría de manera significativa en el perfil de tensiones del sistema de transmisión y
subtransmisión. En todos los casos de estudio se verificó que la respuesta temporal de la frecuencia
es contenida y se establece dentro de la banda 50±1Hz antes de los 20 segundos de simulación.
Los esquemas de control/reducción de generación permiten la utilización eficiente de la
capacidad disponible del sistema de subtransmisión y por ende la integración exitosa de la central
El Paso.
Estudio de Cortocircuitos
La incorporación de la central El Paso afecta los niveles de cortocircuito máximo en los
elementos del sistema 154kV Itahue – Tinguiririca – Alto Jahuel cercanos a la S/E El Paso.
El mayor aumento de potencia de cortocircuito registrado para un cortocircuito en la barra La
Confluencia 154kV es de ~12%.
Se evidencia que, previo a la interconexión de la central hidroeléctrica El Paso, 4 de los 6
interruptores asociados a la S/E San Fernando 66kV no cuentan con la capacidad suficiente para
realizar la apertura de las corrientes de falla simétricas.
Finalmente, a través de la verificación de la corriente de cortocircuito para los elementos
serie, se obtiene que la interconexión de la central El Paso no genera inconvenientes en las
capacidades de ruptura simétrica y asimétrica de los interruptores asociados a la zona de influencia.
Por todo lo anterior, y dentro de los supuestos y alcances de los estudios eléctricos realizados,
se concluye que es técnicamente factible la incorporación al SIC en la S/E La Confluencia de la
central hidroeléctrica El Paso.
Adicionalmente, la implementación del
esquema de desconexión/reducción de generación
desarrollado por HydroChile asociado a las unidades de San Andrés y El Paso, permitiría la operación
de estas centrales a máxima capacidad.
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2 INTRODUCCIÓN
El objetivo de este estudio es analizar el comportamiento de la central y del sistema al
momento de su interconexión y en escenarios futuros, considerando su operación para distintos
estados de la red.
Se pretende verificar que el desempeño de la central sea adecuado, pudiendo estas operar
correctamente bajo el estricto cumplimiento de los estándares de Seguridad y Calidad de Servicio
definidos en la Norma Técnica (NTSyCS).
El estudio se divide básicamente en las siguientes etapas:
MODELADO DE LA CENTRAL
Se presenta detalladamente el modelado en el software DIgSILENT Power Factory de cada
uno de los elementos de la red que conforman la central, acorde a la información de los fabricantes
provista por HydroChile.
ESTUDIO DE FLUJO DE CARGAS
Se analiza el comportamiento en estado estacionario de la línea de transmisión y su zona de
influencia para distintos estados de operación del sistema (despachos de generación, características
de la demanda, etc.) y distintas condiciones de red; se analiza la operación en las condiciones
normal y ante la ocurrencia de contingencias simples.
ESTUDIO DE ESTABILIDAD TRANSITORIA
Se analiza el comportamiento de todo el sistema considerando a la central El Paso en servicio,
cuando éste sea perturbado con eventos de gran señal. Dicho análisis se lleva a cabo mediante
simulaciones dinámicas de transitorios electromecánicos.
ESTUDIO DE CORTOCIRCUITOS
Se calculan las corrientes de cortocircuito trifásicas, bifásicas (con y sin contacto a tierra) y
monofásicas en nodos eléctricamente próximos a la nueva instalación.
El cálculo se realiza según lo establece el procedimiento de la DO: “CÁLCULO NIVEL MÁXIMO
DE CORTOCIRCUITO” [3].
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3 DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO
HydroChile se encuentra en etapa de desarrollo del proyecto de generación hidroeléctrica El
Paso, el cual se interconecta al SIC en a mediados del año 2015. Se prevé que el proyecto de
generación esté ubicado en la VI región, provincia de Colchagua, específicamente en la comuna de
San Fernando. Se encuentra geográficamente cercano a la S/E Confluencia 154kV.
Las unidades generadoras que conforman la central hidráulica El Paso estarán emplazadas en
la S/E El Paso, la cual se vincula al SIC en la S/E Confluencia con un nivel de tensión de 154kV. Las
tres unidades serán impulsadas por sus respectivas turbinas hidráulicas tipo Pelton. La central El
Paso contemplará la utilización de dos modelos distintos de generadores; las primeras dos unidades
serán de CNEEC, mientras que la tercera unidad será de STE. La potencia nominal de las primeras
dos unidades serán de 20.07MW/23.61MVA y factor de potencia nominal de 0.85 para cada
generador, mientras que la tercera unidad poseerá una potencia nominal de 20.32MW/23.91MVA
y factor de potencia nominal de 0.85. Cada generador se conectará al sistema de transmisión a
través de un transformador de bloque propio de 25MVA y 154/10.5kV.
La potencia generada será exportada a través de la línea aérea que vinculará las SS/EE El
Paso y Confluencia, de 21km de longitud y una capacidad de 210MVA. El modo de operación normal
considera a las unidades generando permanentemente su potencia nominal dado que la central
hidráulica es de pasada.
En la Figura 3-1 se muestra un diagrama unilineal de la zona de influencia y el punto de
acceso de la central al SIC, mientras que la Figura 3-2 ilustra un diagrama unilineal con referencias
geográficas de la zona de emplazamiento de la central.
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Figura 3-1: Modo de conexión de la central El Paso.
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Figura 3-2: Diagrama unilineal del CDEC-SIC con la ubicación de la central El Paso.
3.1 Datos del fabricante
De acuerdo a la documentación suministrada por HydroChile, la central El Paso presentará las
características técnicas que se detallan a continuación, relativas a generadores, transformadores
de bloque y línea aérea. Cabe mencionar que toda esta información fue proporcionada por los
fabricantes de los respectivos equipos.
3.1.1 Generadores
La central El Paso utilizará dos modelos distintos de generadores; las primeras dos unidades
serán de CNEEC, mientras que la tercera unidad será de STE.
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1. Generadores CNEEC (Unidades U1 y U2)
Figura 3-3: Hoja de datos del generador sincrónico (1/3).
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Figura 3-4: Hoja de datos del generador sincrónico (2/3).
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Figura 3-5: Hoja de datos del generador sincrónico (3/3).
Figura 3-6: Curva de capabilidad de los generadores sincrónicos.
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2. Generador STE (Unidad U3)
Figura 3-7: Hoja de datos del generador sincrónico.
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Figura 3-8: Curva de capabilidad del generador sincrónico.
3.1.2 Transformadores de bloque
La central El paso utiliza dos tipos de transformadores de bloque para elevar la tensión de
154/10.5kV. Los transformadores de la marca QRE están asociados a las unidades U1 y U2,
mientras que el transformador de la marca Verbano Transformatori está asociado a la unidad U3.
1. Transformador de Bloque QRE
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Figura 3-9: Hoja de datos del tramsformador de bloque (1/2).
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Figura 3-10: Hoja de daros del transformador de bloque (2/2).
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2. Transformador de Bloque Verbano Transformatori
Figura 3-11: Hoja de datos del transformador de bloque (1/2).
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Figura 3-12: Hoja de datos del transformador de bloque (2/2).
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3.1.3 Línea de transmisión
La vinculación entre la S/E Confluencia y la nueva S/E El Paso se realizará mediante una línea
aérea en el nivel de tensión de 154kV, compuesta por torres capaces de sostener un circuito.
De acuerdo a la información suministrada por HydroChile, las torres de transmisión que
componen el proyecto son del tipo AL para suspensión y anclaje, y del tipo AP para anclaje pesado
y como remate. De esta manera, la geometría utilizada para el modelado en el software de
simulación es la que se muestra en la Figura 3-13.
Los conductores utilizados para las líneas son:
AAAC 740MCM Flint.
Cable de guarda OPGW alumoweld de 24 hebras.
El detalle con las características técnicas de los conductores se muestran en la Tabla 3-1:
Datos del Conductor
Tipo
Sección nominal [mm2]
Diámetro [mm]
Resistencia DC a 20°C [Ω]
Corriente nominal [A]
Tensión [kV]
Longitud [km]
Flint AAAC, 740MCM
375,4
25,16
0,0892
790
154
21
Cable de Guarda
Tipo
N° hebras
Sección total [mm2]
Diámetro total [mm]
Resistencia DC a 20°C [Ω]
OPGW
24
81,37
12,64
0,654
Estructuras
Tipo - Suspensión/Anclaje
Tipo - Anclaje Pesado/Remate
AL
AP
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Figura 3-13: Estructura de la TORRE tipo AL.
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4 MODELO DE LA CENTRAL
En este apartado se desarrollan todos los modelos empleados en Power Factory para la
ejecución del presente estudio.
4.1 Generadores
En función de los datos característicos de los generadores de la central El Paso al SIC, se
genera el modelo que se representa en las siguientes figuras para ser utilizado en el desarrollo del
proyecto.
1. Generadores CNEEC (U1 y U2)
Figura 4-1: Modelo de los generadores sincrónicos.
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2. Generador STE (U3)
Figura 4-2: Modelo del generador sincrónico.
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4.2 Modelos de la central
El modelo utilizado para representar el comportamiento dinámico de la central es el mismo
que posee la central hidroeléctrica San Andrés. Las características técnicas y la tecnología de ambas
centrales son bastante similares.
Actualmente la central San Andrés es la única máquina de la zona que tiene sus modelos
ensayados y homologados.
A continuación, se presentan los modelos de los regulares de velocidad y tensión de las
máquinas.
4.2.1 Control de velocidad
La Figura 4-3 muestra el diagrama de bloques utilizado para el sistema de regulación de
velocidad de los generadores de la central y la Tabla 4-1 reporta los parámetros de los variables
DIgSILENT
del regulador.
pcu_SanheCYWT:
0
f ref
yi
1
fe
pref
Ymax
rlim
Gradient Limiter
0.01
o1
y i4
-
[Kp+1/Tis]
Kp,Ti
o11
K
bp
o16
posref
o15
1
Ymin
2
o14
sK/(1+ sT)
Td,Kd
o13
DBand
db
o12
3
pg
1/K
Trate
y i11
0
Input selecto..
modo
y i2
K
-1
(1/(1+sT))
Tr
1
maxRate
y i7
-
K
Kpos
y i8
(1/(1+sT))
Tp
y i1
Limiter
minRate
HREF
4
sgnn
5
cosn
6
1.0
y i3
(1/s)
Hysteresis_co..
DBP,0.01
POS_INY
0.0
0
1
2
turb_penstock
array _PosPmech,qNL,Tw,D,Trate
pt
3
4
Figura 4-3: Diagrama de bloques del GOV modelado en el simulador
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Descripción
Td – Constante de tiempo derivador PID [s]
Kd – Ganancia derivativa PID [pu]
Kpos – Ganancia control de posición [pu]
Bp – Estatismo [pu/pu]
Tp – Constante tiempo servovalvula [s]
DBP – Backslash posicionador [pu]
Tr – Constante de tiempo Pot/pos [s]
Trate – Potencia nominal de turbina [MW]
Db – Banda muerta frecuencia [pu]
Kp – Ganancia proporcional PID [pu]
Ti – Constante tiempo PID [s]
qNL – Caudal de vacío [pu]
Tw – Constante de tiempo del agua [seg]
D [pu]
Modo – Tipo de realimentación, 1:pot, 2:pos []
minRate – Limite de gradiente posicionador [pu/s]
Rlim – Gradiente de toma de carga [pu/s]
maxRate – Limite de gradiente posicionador [pu/s]
Valor
0.7
1.428
1
0.04
0.2
0.00125
0.1
32
0.0004
6
2.5
0.02717
0.98
0
1
-1000
0.0111
1000
Tabla 4-1: Parámetrización del regulador de velocidad
Cabe mencionar que los parámetros utilizados para el modelo del regulador fueron adoptados
de manera de situarse en las condiciones límites para el cumplimiento de la normativa.
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4.2.2 Control de tensión
El diagrama de bloques que se muestra en la Figura 4-4, detalla el modelo que se utiliza para
representar el regulador de tensión de los generadores de la central El Paso. La correspondiente
DIgSILENT
parametrización se puede observar en la Tabla 4-2.
vco_ElPaso:
ut
0
ULimPI
2
3
4
5
6
-
usetp
1
upss
K
KP
PIaw
Kp1,Ki1
EFDmax
K
Kpte
Limiter
LLimPI
uerrs
0
EFDmin
v uel
v oel
qg
K
XC
sgnn
Figura 4-4: Diagrama de bloques del AVR modelado en el simulador.
Descripción
Kpte – Ganancia del Puente de tiristores [pu]
Kp1 – Ganancia proporcional PI [pu]
Ki1 – Ganancia integral PI [1/s]
KP – Ganancia del regulador
XC – Compensador reactivo [pu]
EFDmin – Techo negativo de excitación [pu]
LLimPI – Límite inferior de salida del PI [pu]
EFDmax – Techo positive de excitación [pu]
ULimPI – Límite superior de salida del PI [pu]
Valor
0.5
2
2
35
-0.1
-2.68
-5.36
7
14
Tabla 4-2: Parámetrización del regulador de tensión
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4.3 Transformadores de bloque
En función de los datos característicos de los transformadores que vincularán a cada una de
las unidades de la central El Paso al SIC, se genera el modelo que se representa en las siguientes
figuras para ser utilizado en el desarrollo del proyecto.
1. Transformador de Bloque QRE (U1 y U2)
Figura 4-5: Modelo de los transformadores.
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2. Transformador de Bloque Verdano Transformatori (U3)
Figura 4-6: Modelo del transformador.
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4.4 Línea de transmisión
De acuerdo a la información proporcionada por HydroChile, en la Figura 4-7 y en la Figura
4-8 se muestran los parámetros eléctricos de los conductores AAAC 740MCM y del cable de guarda
respectivamente.
Figura 4-7: Parámetros eléctricos del conductor AAAC 740MCM
Figura 4-8: Parámetros eléctricos del conductor de guarda
Por lo tanto, para la determinación de los parámetros eléctricos de la línea de transmisión
1x154kV El Paso – Confluencia, se tomó como geometría representativa la torre indicada en la
Figura 3-13, con un conductor por fase del tipo AAAC 740MCM, un cable de guarda OPGW de
12.64mm y resistividad de terreno de 188.9Ωm.
Así, finalmente, en la Tabla 4-3 se pueden apreciar los parámetros eléctricos de la línea de
transmisión 1x154kV El Paso – Confluencia.
Parámetros de secuencia Positiva
Resistencia [Ω/km]
Reactancia [Ω/km]
Susceptancia [μS/km]
0,0918
0,4344
2,6651
Parámetros de secuencia Cero
Resistencia [Ω/km]
Reactancia [Ω/km]
Susceptancia [μS/km]
0,3624
1,0768
1,8206
Tabla 4-3: Parámetros eléctricos de la línea de transmisión 1x154kV El Paso – Confluencia.
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4.4.1 Desbalance de tensiones
Se realiza una simulación estática desbalanceada, la cual considera en el extremo transmisor
una fuente ideal balanceada sólidamente puesta a tierra y en el extremo receptor una carga ideal
balanceada con un factor de potencia 0,98 inductivo, también puesta a tierra. El banco de prueba
del desbalance de tensiones se puede observar en la Figura 4-9.
Figura 4-9: Banco de prueba del desbalance de tensiones
La NTSyCS en su artículo 3-22 fija los criterios para el uso de transposiciones en las líneas de
transmisión del sistema. Para ello se estable lo siguiente:
Las 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:
o
Inferior al 1.0% para líneas de tensión igual o superior a 200 [kV].
o
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.
A fin de determinar el índice de desbalance de tensiones (𝑢), se simula un flujo de potencia
desbalanceado, considerando una carga balanceada de 190MVA, correspondiente a su límite
térmico, y un factor de potencia inductivo de 0,98.
El índice de desbalance de tensiones se calcula utilizando la siguiente expresión:
𝑢 = 100 𝑥 𝑚á𝑥 (
𝑈𝑖𝑗 − 𝑈𝑝𝑟𝑜𝑚
)
𝑈𝑝𝑟𝑜𝑚
Donde los subíndices i y j corresponden a las fases A, B y C.
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La Tabla 4-4 muestra los resultados del flujo de potencia desbalanceado, específicamente, se
detallan las tensiones entre las fases A, B, y C y su promedio. Por otro lado, la Tabla 4-5 indica el
índice de desbalance de tensiones para cada una de las fases, como también su valor máximo.
UAB [kV]
UBC [kV]
UCA [kV]
Uprom [kV]
148,9
149,6
148,2
148,9
Tabla 4-4: Tensiones entre fases
uAB
uBC
uCA
máx u [%]
0,00011
0,00472
0,00483
0,48
Tabla 4-5: Índice de desbalance de tensiones
Finalmente, debido a que el máximo desbalance de tensiones calculado es de un 0.48%
(«1.5%), se concluye que no es necesario el uso de transposiciones en la línea 1x154kV El Paso –
Confluencia.
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5 ACONDICIONAMIENTO DE LA BASE DE DATOS
5.1 Generalidades
La preparación de la base de datos (BD) para el estudio de acceso considera la construcción
de una base de datos del SIC que represente la operación del sistema para el periodo de estudio,
incluyendo a la central El Paso. Se ha utilizado como punto de partida la base de datos oficial del
CDEC-SIC con fecha de publicación en el mes de enero de 2015, y se ha adecuado de la siguiente
manera:
Proyección de la demanda: Utilizando la información disponible a través de los sitios del
CDEC-SIC y de la Comisión Nacional de Energía (CNE), se realizan proyecciones de demanda
residencial e industrial para la mediados de 2015. Específicamente se utiliza la información
disponible en el Informe Técnico Definitivo para la fijación de precio de nudo de octubre de 2014
[4].
Nuevos proyectos: Igualmente se incorporan los nuevos proyectos de transmisión y
generación previstos en el SIC para la fecha de puesta en servicio del proyecto en estudio, según
la información disponible a través del sitio del CDEC-SIC. Específicamente se utiliza el “Catastro de
Nuevos Proyectos Informados al CDEC” [5], con fecha 4 de enero de 2015.
Despachos de generación: En lo que respecta al balance generación-demanda, se ajusta
la generación del SIC para abastecer los niveles de demanda requeridos en escenarios futuros. El
despacho se realiza aplicando criterios simplificados que consideran el orden económico esperado
de las unidades generadoras del SIC, aspectos característicos del estudio y de la zona de influencia
de la central El Paso, como también las características de mínimo y máximo técnico de las centrales
térmicas y la operación habitual del SIC, obtenida a través del informe mensual de operación,
disponibles en la página web del CDEC-SIC. Si bien este criterio aplica para el caso base, ciertos
escenarios (sensibilidades) pueden considerar criterios de despacho específicos, con el objetivo de
representar una condición operativa específica.
Las diversas modificaciones a la base de datos se realizan utilizando las herramientas
“Variations/Expansion Stages”, “Operation Scenarios” y “Study Cases”, lo que permite una total
trazabilidad sobre los cambios realizados a la base de datos original del CDEC-SIC.
5.2 Proyección de la demanda
La proyección de la demanda se realiza en base a distintos escenarios operativos, cada uno
representativo de un nivel de demanda actual para el SIC. La base de datos del CDEC-SIC propone
distintos tipos de escenarios según la condición operativa del SIC.
En el SIC, debido principalmente a la gran cantidad de clientes regulados (mayoritariamente
consumos de tipo comercial y residencial), existe una fuerte variación en el nivel de demanda en
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los consumos, presentando diferencias en lo que respecta al nivel de carga intradiario y el tipo de
día en consideración (laboral/sábado/domingo). Para cada uno de los tipos de día indicados
previamente existen tres niveles de demanda: Alta – Media – Baja.
Para el análisis de interconexión en el SIC de la central El Paso, se propone el análisis de dos
escenarios base del cual se elaboraran los escenarios de estudio respectivos. Un escenario base de
demanda alta y un escenario base de demanda baja. El escenario de demanda alta, en el cual existe
una alta utilización de los elementos del sistema de transmisión, tiene por objetivo verificar
problemas de congestiones y subtensiones en la zona de influencia. Por otro lado, el escenario de
demanda baja, permite analizar posibles problemas de sobretensiones o de distribución de los flujos
debido a la baja en los consumos residenciales locales.
La estimación de la demanda futura, industrial y residencial, al año 2015, considera la
información elaborada por la CNE en el Informe Técnico Definitivo para la fijación de precios de
nudo de octubre de 2014.
La Tabla 5-1 detalla la estimación del crecimiento de la demanda según el Informe de
Fijación de precio de nudo para todos los tipos de demanda del SIC.
Previsión de Demanda SIC [GWh]
Año
Regulado
Libre
Total
2015
32.467
18.665
51.132
Tasas de Crecimiento según Previsión de Demanda SIC [%]
Años
Regulado
Libre
Sistema
2015
4,6%
4,7%
4,6%
Tabla 5-1: Proyección de la demanda de energía del SIC
Como ya se mencionó anteriormente, el punto de partida corresponde a la base de datos
del SIC con niveles de demanda correspondientes a enero de 2015. Para realizar el escalamiento
se tiene en cuenta el crecimiento desde dicha fecha a mediados de 2015. Por lo tanto, se afectará
a la demanda de enero de 2015 con un factor que corresponde al crecimiento anual estimado para
mediados de 2015.
Los factores de crecimiento calculados para el escalamiento de la demanda se muestran en
la siguiente tabla:
Factor de Crecimiento Acumulado
Regulado
1,0191
Libre
1,0197
Tabla 5-2: Factores de crecimiento aplicados.
De esta manera, en la Tabla 5-3 se detallan los niveles de demanda esperados (alta y baja)
para la fecha de estudio.
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Mediados 2015
Demanda
Alta
Baja
Sistema
Regulado [MW]
Libre [MW]
Total [MW]
SIC
4839,7
2027,5
6867,3
RED 154kV-66kV
689,6
134,7
824,3
SIC
2978,2
1864,9
4843,1
RED 154kV-66kV
385,7
83,4
469,1
Tabla 5-3: Perspectiva de crecimiento de la demanda del SIC.
Los valores de demanda identificados como “RED 154kV-66kV” corresponden a todos los
consumos del SIC que se encuentran abastecidos a través del sistema de 154kV del área de
influencia de la central El Paso.
5.3 Nuevos proyectos de transmisión y generación
La representación de los escenarios futuros considera la incorporación de las obras previstas
para la expansión del sistema de transmisión y de la matriz energética del SIC. Se deben modelar
las modificaciones topológicas y expansiones que se tienen consideradas para el sistema de
transmisión y el parque generador del SIC. Este estudio considera la inclusión de los nuevos
proyectos cuya fechas previstas de entrada de servicio sean anteriores a mediados de 2015.
La selección de los proyectos relevantes a incluir en este estudio se basa en la información
publicada por el CDEC-SIC en la planilla de “Catastro de Nuevos Proyectos Informados al CDEC”,
con fecha 4 de enero de 2015.
La Tabla 5-4 muestra los proyectos de generación considerados en el acondicionamiento de
la base de datos.
Fecha de entrada
Mes
Año
Marzo
2015
Marzo
2015
Abril
2015
Abril
2015
Abril
2015
-
Catastro de Proyectos de Generación
(Construcción)
PV Javiera
PE Talinay Poniente
PV Luz del Norte
CT Los Guindos
CH La Montaña
PV Salvador
PV Chañares
CH Laja 1
Lautaro II
Potencia
[MW]
70
60,8
141
132
3
70,2
35
34,4
22
Tabla 5-4: Catastro de Proyectos de Generación del SIC.
Por otro lado, se incluyen las modificaciones y/o expansiones al sistema de transmisión del
SIC. La Tabla 5-5 incluye un detalle del plan de obras asociados a la expansión del sistema de
transmisión.
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Fecha de
entrada
Mes
Año
Marzo
Mayo
Catastro de Proyectos de Transmisión (Construcción)
Capacidad Nominal
[MVA]
Ampliación S/E Pan de Azúcar 220kV - Barra principal sección 1 - Barra
principal sección 2
Ampliación S/E Diego de Almagro 220kV - Barra principal sección 1 2015
Barra principal sección 2
2015
2 x 397
2 x 402
Tabla 5-5: Catastro de Proyectos de Transmisión del SIC.
Las obras futuras relevantes para este estudio, se modelan dentro de las variaciones “Obras
de generación” y “Obras de transmisión”, según corresponda.
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6 Zona de influencia
La Figura 6-1 detalla la estructura del sistema de transmisión a través de un diagrama unilineal de la zona de influencia del proyecto
en estudio.
Figura 6-1: Diagrama unilineal de la zona de influencia.
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Un análisis de la topología indica que la S/E El Paso se vinculará en forma radial a la S/E
Tinguiririca a través de un circuito simple 1x154kV El Paso – Confluencia, de un doble circuito
2x154kV Confluencia – La Higuera y de un doble circuito 2x154kV La Higuera – Tinguiririca.
La Tabla 6-1 detalla la capacidad de las líneas del sistema 154kV Itahue – Tinguiririca – Alto
Jahuel (limitadas por la capacidad térmica del conductor) en la zona de interés. Para los fines de
este estudio, se considera una temperatura ambiente de 25°C en condiciones de sol.
Capacidad de las líneas de la zona de influencia - Con sol T = 25°C
Nombre
I [kA] S [MVA] Limitación Térmica
El Paso - La Confluencia 1x154kV
San Andrés - La Confluencia 1x154kV
La Confluencia - La Higuera 2x154kV
La Higuera - Tinguiririca 2x154kV
Tinguiririca - Punta de Cortés 2x154kV
Punta de Cortés - Tap Tuniche 2x154kV
Tap Tuniche - Rancagua 2x154kV
Alto Jahuel - Tap Tuniche 2x154kV
Tinguiririca - Tap Teno 2x154kV
Tap Teno - Itahue 2x154kV
Itahue - Currillinque 1x154kV
Currillinque - Cipreses 1x154kV
Itahue - Cipreses 1x154kV
0,79
0,443
0,665
1,494
0,802
0,477
0,683
0,683
0,802
0,72
0,536
0,536
0,536
210
118
177
398
214
127
182
182
214
192
143
143
143
Conductor
Conductor
Conductor
Conductor
Conductor
Conductor
Conductor
Conductor
Conductor
TTCC
Conductor
Conductor
Conductor
Tabla 6-1: Capacidades de las líneas de la zona de influencia
Por otro lado, la Tabla 6-2 resume la generación disponible en la zona de influencia.
Generación
Nombre
Barra
Potencia [MVA]
El Paso
San Andrés
La Confluencia
La Higuera
La Isla
Cipreses
Ojos de Agua
Currillinque
S/E El Paso
S/E San Andrés
S/E La Confluencia
S/E La Higuera
S/E La Isla
S/E Cipreses
S/E Cipreses
S/E Currillinque
71,13
47,22
191,6
168
71,58
93
11
90
Tabla 6-2: Carácterísticas de la generación de la zona de influencia.
La factibilidad de acceso a la capacidad de transmisión quedará determinada básicamente por
el nivel de generación de la zona del sistema 154kV, las capacidades de las líneas, la temperatura
ambiente, las capacidades de los TTCC, las condiciones de operación del sistema de 154kV, de los
recursos de EDAG disponibles y proyectados, y las condiciones de indisponibilidad (RED N-1).
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La condición de máxima generación del sistema 154kV es aquella en donde existe máxima
generación en todas las centrales conectadas a la zona de influencia. Si bien no es una condición
esperada de operación, se debe asegurar la capacidad de la línea para evacuar esta potencia aún
en estas condiciones. Más aún, la línea debe cumplir los criterios de seguridad N-1 para esta
condición, al menos con esquemas automáticos de control de generación (EDAG/ERAG).
La generación total de la zona comprendida por las centrales La Isla, Cipreses, Ojos de Agua
y Currillinque es de ~265MVA, mientras que la capacidad de la línea 2x154kV Cipreses – Itahue
es de 2x143MVA. De esta manera, se vislumbra que las centrales generadores emplazadas en
esta zona encuentran restringida su inyección de potencia ante la ocurrencia de una contingencia
simple que involucre la perdida de uno de estos circuitos. No obstante, se debe tener en cuenta
que esta limitación es propia de la zona descrita y es independiente de la interconexión de la central
El Paso.
El análisis de la capacidad de las líneas de esta zona se debe dividir en dos tramos: 2x154kV
La Confluencia – La Higuera y 2x154kV La Higuera – Tinguiririca.
La generación total de la zona comprendida por las centrales El Paso, San Andrés y La
Confluencia es de ~309MVA, mientras que la capacidad de la línea 2x154kV La Confluencia – La
Higuera es de 2x177MVA. Así, se aprecia que las capacidades de esta línea podrían presentar
sobrecargas ante la ocurrencia de una contingencia simple que implica la desconexión de uno de
sus circuitos. No obstante, las centrales El Paso y San Andrés contarán con la disponibilidad de un
Esquema
de
Desconexión/Reducción
de
generación
(EDAG/ERAG).
Este
recurso
actuará
controlando las transferencias de potencia por la línea 2x154kV La Confluencia – La Higuera y por
la línea 2x154kV La Higuera – Tinguiririca, descartando, de esta manera, los posibles
inconvenientes por sobrecarga.
Por otro lado, considerando a la central La Higuera, la generación total es ahora de
~477MVA. No obstante, la capacidad de la línea 2x154kV La Higuera – Tinguiririca es de
2x398MVA. De esta manera, se evidencia que no se presentan problemas en cuanto a los niveles
de generación ante condiciones normales de operación, sin embargo, ante la apertura de uno de
los circuitos de la línea, las centrales ubicadas en esta zona presentarían restricciones en su
inyección de potencia. No obstante, las centrales La Higuera y La Confluencia cuentan con un
Esquema de Desconexión/Reducción de generación (EDAG/ERAG), el cual está diseñado para
controlar las transferencias de potencia en el sistema 2x154kV Itahue – Tinguiririca y 2x154kV
Tinguiririca – Punta de Cortés.
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6.1 Automatismos Existentes en la Zona de Influencia
6.1.1 Tinguiririca Energía
El EDAG desarrollado por Tinguiririca Energía (de aquí en adelante EDAG-TE), está diseñado
para aliviar las sobrecargas de los circuitos de las líneas 2x154kV Tinguiririca – Punta de Cortés y/o
2x154kV Tinguiririca – Itahue, mediante acciones de reducción o desconexión de generación de las
centrales La Confluencia y La Higuera.
Los algoritmos de control están ajustados para tomar en consideración que el tramo más
limitante de la línea corresponde al tramo Punta de Cortés – Tuniche con CU 400MCM.
La Figura 6-2 permite identificar de una manera simplificada, los puntos de medición
(corrientes, potencias aparentes y estados de interruptor) y las unidades involucradas.
Figura 6-2: Diagrama simplificado del EDAG-TE
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6.1.2 HydroChile
Como se menciona en el informe de la empresa CONECTA “OT5043 – FILOSOFIA
OPERACIONAL SIPS-ERAG HYDROCHILE”, el EDAG (de aquí en adelante EDAG-HC) asociado a las
centrales San Andrés y El Paso, tiene por finalidad aliviar las contingencias de sobrecarga en los
circuitos de la línea 2x154kV La Confluencia – La Higuera, y en los circuitos de la línea 2x154kV La
Higuera – Tinguiririca, producto de fallas intempestivas de alguno de los circuitos asociados a
ambas líneas de transmisión.
La Figura 6-3 permite identificar de una manera simplificada, los puntos de medición
(corrientes y estados de interruptor) y las unidades involucradas.
Figura 6-3: Diagrama simplificado del EDAG-HC
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7 ESTUDIO DE FLUJOS DE CARGA
Este apartado tiene por objetivo estudiar mediante herramientas de comportamiento estático
(flujos de carga), tanto la factibilidad técnica de la conexión propuesta por HydroChile, como el
impacto sobre el SIC de la incorporación de la central El Paso.
Para la realización de este estudio se desarrollan diversos escenarios, los que surgen de
realizar combinaciones entre niveles de demanda (alta y baja) para la fecha estimada de puesta en
servicio de la central y de despachos hidrotérmicos. Todos estos escenarios son desarrollados
manteniendo adecuados niveles de reserva para el control de frecuencia.
El enfoque inicial del análisis de los flujos de carga consiste en verificar el funcionamiento del
SIC con el aporte de la nueva central El Paso, ya sea en condiciones normales de operación (Red
N), como ante situaciones de contingencia simple (Red N-1). Para esto se verifica que los valores
de las tensiones de las barras y de la carga de los elementos que componen el SIC se encuentren
dentro del rango de operación normal establecido por la NTSyCS
Para la realización de este estudio se desarrollan diversos escenarios, cuyas características
obedecen a las especificaciones entregadas por la dirección de operación del CDEC-SIC a través del
documento DO N° 0022-2015 [6], la cual determina el estudio de, a lo menos, las siguientes
características para los escenarios de operación:
Nivel de demanda de escenarios
Demanda Alta – Mediados 2015
Demanda Baja – Mediados 2015
Hidrología
Invierno – Agosto 2014
Verano – Enero 2015
Casos específicos de despacho de Generación
Caso 1: Máxima generación de las centrales de la zona sistema 154kV (Centrales
Currillinque, Ojos de Agua, Cipreses, Isla, Confluencia, San Andrés, La Higuera y El
Paso) considerando dos unidades de Pehuenche E/S con el sistema 154kV Itahue –
Tinguiririca – Alto Jahuel enlazado.
Caso 2: Máxima generación de las centrales de la zona sistema 154kV (Centrales
Currillinque, Ojos de Agua, Cipreses, Isla, Confluencia, San Andrés, La Higuera y El
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Paso) considerando dos unidades de Pehuenche E/S con el sistema 154kV Itahue –
Tinguiririca – Alto Jahuel abierto en S/E Punta de Cortés.
Caso 3: Máxima generación de las centrales de la zona sistema 154kV (Centrales
Currillinque, Ojos de Agua, Cipreses, Isla, Confluencia, San Andrés, La Higuera y El
Paso) considerando dos unidades de Pehuenche E/S con el sistema 154kV Itahue –
Tinguiririca – Alto Jahuel abierto en S/E Itahue.
Así, se confeccionan un total de 12 escenarios, cuyas características se especifican en la
siguiente tabla:
Hidrología Demanda Escenario Sistema Itahue - Tinguiririca - Alto Jahuel
Alta
Verano
Baja
Alta
Invierno
Baja
E01
E02
E03
E04
E05
E06
Enlazado
Abierto en S/E Punta de Cortés
Abierto en S/E Itahue
Enlazado
Abierto en S/E Punta de Cortés
Abierto en S/E Itahue
E07
E08
E09
E10
E11
E12
Enlazado
Abierto en S/E Punta de Cortés
Abierto en S/E Itahue
Enlazado
Abierto en S/E Punta de Cortés
Abierto en S/E Itahue
Tabla 7-1: Características de los escenarios de operación
El detalle de las características de los escenarios se muestra con mayor profundidad en el
apartado 7.1.
7.1 Escenarios de estudio
En este apartado se resumen las principales características de los escenarios sobre los cuales,
además de evaluar el impacto en condiciones normales de operación del SIC (Red N), se realizan
distintas contingencias simples (Red N-1).
Los escenarios deben representar condiciones factibles de operación del sistema, como
también particularidades que resulten relevantes ante la interconexión de la nueva central El Paso.
Así, los escenarios elaborados para el estudio de impacto de la central El Paso son los
siguientes:
Escenario 1: Demanda Alta, Despacho hidrotérmico de verano, Máxima generación de las
centrales de la zona sistema 154kV (Centrales Currillinque, Ojos de Agua, Cipreses, Isla,
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Confluencia, San Andrés, La Higuera y El Paso) y considerando dos unidades de Pehuenche
E/S con el sistema 154kV Itahue – Tinguiririca – Alto Jahuel enlazado.
Escenario 2: Demanda Alta, Despacho hidrotérmico de verano, Máxima generación de las
centrales de la zona sistema 154kV (Centrales Currillinque, Ojos de Agua, Cipreses, Isla,
Confluencia, San Andrés, La Higuera y El Paso) y considerando dos unidades de Pehuenche
E/S con el sistema 154kV Itahue – Tinguiririca – Alto Jahuel abierto en la S/E Punta de
Cortés.
Escenario 3: Demanda Alta, Despacho hidrotérmico de verano, Máxima generación de las
centrales de la zona sistema 154kV (Centrales Currillinque, Ojos de Agua, Cipreses, Isla,
Confluencia, San Andrés, La Higuera y El Paso) y considerando dos unidades de Pehuenche
E/S con el sistema 154kV Itahue – Tinguiririca – Alto Jahuel abierto en la S/E Itahue.
Escenario 4: Demanda Baja, Despacho hidrotérmico de verano, Máxima generación de las
centrales de la zona sistema 154kV (Centrales Currillinque, Ojos de Agua, Cipreses, Isla,
Confluencia, San Andrés, La Higuera y El Paso) y considerando dos unidades de Pehuenche
E/S con el sistema 154kV Itahue – Tinguiririca – Alto Jahuel enlazado.
Escenario 5: Demanda Baja, Despacho hidrotérmico de verano, Máxima generación de las
centrales de la zona sistema 154kV (Centrales Currillinque, Ojos de Agua, Cipreses, Isla,
Confluencia, San Andrés, La Higuera y El Paso) y considerando dos unidades de Pehuenche
E/S con el sistema 154kV Itahue – Tinguiririca – Alto Jahuel abierto en la S/E Punta de
Cortés.
Escenario 6: Demanda Baja, Despacho hidrotérmico de verano, Máxima generación de las
centrales de la zona sistema 154kV (Centrales Currillinque, Ojos de Agua, Cipreses, Isla,
Confluencia, San Andrés, La Higuera y El Paso) y considerando dos unidades de Pehuenche
E/S con el sistema 154kV Itahue – Tinguiririca – Alto Jahuel abierto en la S/E Itahue.
Escenario 7: Demanda Alta, Despacho hidrotérmico de invierno, Máxima generación de las
centrales de la zona sistema 154kV (Centrales Currillinque, Ojos de Agua, Cipreses, Isla,
Confluencia, San Andrés, La Higuera y El Paso) y considerando dos unidades de Pehuenche
E/S con el sistema 154kV Itahue – Tinguiririca – Alto Jahuel enlazado.
Escenario 8: Demanda Alta, Despacho hidrotérmico de invierno, Máxima generación de las
centrales de la zona sistema 154kV (Centrales Currillinque, Ojos de Agua, Cipreses, Isla,
Confluencia, San Andrés, La Higuera y El Paso) y considerando dos unidades de Pehuenche
E/S con el sistema 154kV Itahue – Tinguiririca – Alto Jahuel abierto en la S/E Punta de
Cortés.
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Escenario 9: Demanda Alta, Despacho hidrotérmico de invierno, Máxima generación de las
centrales de la zona sistema 154kV (Centrales Currillinque, Ojos de Agua, Cipreses, Isla,
Confluencia, San Andrés, La Higuera y El Paso) y considerando dos unidades de Pehuenche
E/S con el sistema 154kV Itahue – Tinguiririca – Alto Jahuel abierto en la S/E Itahue.
Escenario 10: Demanda Baja, Despacho hidrotérmico de invierno, Máxima generación de
las centrales de la zona sistema 154kV (Centrales Currillinque, Ojos de Agua, Cipreses, Isla,
Confluencia, San Andrés, La Higuera y El Paso) y considerando dos unidades de Pehuenche
E/S con el sistema 154kV Itahue – Tinguiririca – Alto Jahuel enlazado.
Escenario 11: Demanda Baja, Despacho hidrotérmico de invierno, Máxima generación de
las centrales de la zona sistema 154kV (Centrales Currillinque, Ojos de Agua, Cipreses, Isla,
Confluencia, San Andrés, La Higuera y El Paso) y considerando dos unidades de Pehuenche
E/S con el sistema 154kV Itahue – Tinguiririca – Alto Jahuel abierto en la S/E Punta de
Cortés.
Escenario 12: Demanda Baja, Despacho hidrotérmico de invierno, Máxima generación de
las centrales de la zona sistema 154kV (Centrales Currillinque, Ojos de Agua, Cipreses, Isla,
Confluencia, San Andrés, La Higuera y El Paso) y considerando dos unidades de Pehuenche
E/S con el sistema 154kV Itahue – Tinguiririca – Alto Jahuel abierto en la S/E Itahue.
Con estos doce escenarios es posible abarcar las diferentes condiciones solicitadas por la DO
del CDEC-SIC, y por consiguiente, poder determinar el impacto de la interconexión de la central El
Paso sobre el SIC.
7.1.1 Hidrología
Las especificaciones entregadas por la dirección de operación del CDEC-SIC establece que los
escenarios de operación se deben desarrollar considerando dos periodos estacionales: Invierno y
Verano.
La condición hidrológica que se utilizó para desarrollar los escenarios de estudio, se
fundamenta en los reportes, que entrega el CDEC-SIC en su página web, sobre la operación real
mensual de las unidades del SIC. De esta manera, las características de los despachos
hidrotérmicos considerados para los períodos de invierno y verano siguen los criterios de la
operación real mensual de los meses de agosto de 2014 y enero de 2015, respectivamente.
Con respecto al despacho de las centrales en el periodo de invierno, la Figura 7-1 muestra la
generación bruta del SIC para el mes de agosto de 2014. Se observa un predominio de la
generación hidroeléctrica por sobre la térmica, mientras que la generación ERNC es casi nula. Por
otro lado, el despacho de las centrales en el periodo de verano se ilustra en la Figura 7-2, la cual
considera la generación bruta del SIC para el mes de enero de 2015. En este caso, la generación
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térmica es mayor que la generación hidroeléctrica. A diferencia del caso anterior, la generación
solar aumenta en ~40GWh equivalentes a un 1% de la generación bruta total del SIC.
Producción Bruta del SIC (GWh)
2% 1%
5000
Producción Bruta del SIC (GWh)
4468
4500
4000
3500
3000
Hidráulica
Térmica
2504
2500
Térmica
Eólica
1825
2000
Hidráulica
41%
Eólica
56%
Solar
1500
Solar
1000
500
106
32
0
Figura 7-1: Producción Bruta del SIC – Agosto 2014
Producción Bruta del SIC (GWh)
5000
2% 2%
Producción Bruta del SIC (GWh)
4570
4500
4000
3500
Hidráulica
3000
2500
43%
Térmica
2431
1967
Eólica
2000
Solar
1500
Hidráulica
Térmica
Eólica
53%
Solar
1000
500
95
77
0
Figura 7-2: Producción Bruta del SIC – Enero 2015
7.1.2 Sistema 154kV Itahue – Tinguiririca – Alto Jahuel
El desarrollo de los escenarios de operación considera tres topologías diferentes del sistema
154kV Itahue – Tinguiririca – Alto Jahuel. En la Figura 7-3 se muestra un diagrama simplificado de
zona de interés con las configuraciones topológicas solicitadas.
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Figura 7-3: Configuraciones del sistema 154kV Itahue – Tinguiririca – Alto Jahuel
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7.2 Análisis en RED N
A continuación se verifica el estricto cumplimiento de los requerimientos estipulados en la
NTSyCS para todos los escenarios confeccionados para este estudio. Es decir, se verifica que la
carga de los elementos no sea mayor a su capacidad normal de operación y que las tensiones en
las barras se encuentren dentro de la banda de operación normal.
Mediante la verificación de las capacidades de los elementos serie de la zona de influencia,
junto con el análisis de las características de los casos de operación propuestos por la dirección de
operación (DO) del CDEC-SIC, se destacan los escenarios de demanda baja y en que el sistema
154kV Itahue – Tinguiririca – Alto Jahuel se encuentra abierto en la S/E Punta de Cortés (E05 y
E11). En estos escenarios, al considerar una máxima generación de las centrales de la zona de
influencia, se obtiene una inyección neta de ~410MW por parte de las centrales: La Higuera, La
Confluencia, San Andrés y El Paso, y una inyección neta de ~140MW de las centrales: Ojos de
Agua, Cipreses, Isla y Currillinque. Luego, realizando un balance Generación/Demanda se
determina un excedente de generación de ~400MW, los cuales se transfieren hacia el sistema de
transmisión por el transformador Itahue 220/154/66kV de 300/300/90MVA. De esta manera, se
prevé que el transformador de Itahue, en condiciones normales de operación, presente una
sobrecarga de ~33%.
Con el objetivo de mostrar una condición factible de operación, se han modificado las
características de estos escenarios, considerándose una máxima generación por parte de las
centrales: La Higuera, La Confluencia, San Andrés y El Paso, y una generación reducida de las
centrales: Ojos de Agua, Cipreses, Isla y Currillinque. Este criterio se ha establecido para
determinar una condición operativa más exigente ante la interconexión de la central El Paso, y no
por una prioridad en el despacho de las centrales hidroeléctricas de la zona de interés.
En función de los escenarios desarrollados, se define un conjunto de barras y líneas de interés,
las cuales determinan el área de influencia que se considera en el estudio. En las siguientes tablas,
se resumen los resultados más significativos para los efectos de este estudio, incluyendo
información global de la operación del SIC, despachos de las unidades generadoras de interés y los
niveles de transferencias de las líneas del sistema 154kV Itahue – Tinguiririca – Alto Jahuel.
Así, en la Tabla 7-2 y en la Tabla 7-3 se muestran las principales características de los
escenarios de verano e invierno, respectivamente, proyectados a mediados 2015.
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Estacionalidad – Verano
Líneas de interés
Escenario
Hidrología - Generación
Nombre
La Confluencia - La Higuera*
La Higuera - Tinguiririca*
Tinguiririca - Punta de Cortés (C1)
Hidráulica: 3438MW (47,6%)
E01
Térmica: 3781MW (52,3%)
Punta de Cortés - Tap Tuniche (C1)
Tinguiririca - Tap Teno (C2)
Tap Teno - Itahue (C2)
La Confluencia - La Higuera*
La Higuera - Tinguiririca*
Tinguiririca - Punta de Cortés (C1)
Hidráulica: 3382MW (46,6%)
E02
Térmica: 3862MW (53,3%)
Punta de Cortés - Tap Tuniche (C1)
Tinguiririca - Tap Teno (C2)
Tap Teno - Itahue (C2)
La Confluencia - La Higuera*
La Higuera - Tinguiririca*
Tinguiririca - Punta de Cortés (C1)
Hidráulica: 3437MW (47,6%)
E03
Térmica: 3782MW (52,4%)
Punta de Cortés - Tap Tuniche (C1)
Tinguiririca - Tap Teno (C2)
Tap Teno - Itahue (C2)
La Confluencia - La Higuera*
La Higuera - Tinguiririca*
Tinguiririca - Punta de Cortés (C1)
Hidráulica: 2411MW (46,9%)
E04
Térmica: 2693MW (52,4%)
Punta de Cortés - Tap Tuniche (C1)
Tinguiririca - Tap Teno (C2)
Tap Teno - Itahue (C2)
La Confluencia - La Higuera*
La Higuera – Tinguiririca*
Tinguiririca - Punta de Cortés (C1)
Hidráulica: 2407MW (46,6%)
E05
Térmica: 2722MW (52,7%)
Punta de Cortés - Tap Tuniche (C1)
Tinguiririca - Tap Teno (C2)
Tap Teno - Itahue (C2)
La Confluencia - La Higuera*
La Higuera – Tinguiririca*
Tinguiririca - Punta de Cortés (C1)
Hidráulica: 2427MW (47,2%)
E06
Térmica: 2677MW (52%)
Punta de Cortés - Tap Tuniche (C1)
Tinguiririca - Tap Teno (C2)
Tap Teno - Itahue (C2)
(*) Las transferencias de potencia por estas líneas son por circuito.
Tensiones en Barras
S[MVA] Carga[%]
134,4
208,8
147,6
113,0
44,6
30,2
134,2
208,2
34,5
0,6
162,8
108,2
134,3
208,4
144,1
110,8
53,9
2,4
134,6
208,7
145,8
125,8
55,6
22,7
134,4
208,5
18,3
0,6
186,9
152,5
114,5
177,7
143,6
124,8
34,2
2,5
75,3
52,4
69,5
90,0
21,0
14,1
73,3
51,1
16,1
0,5
75,8
50,9
76,0
53,0
69,3
89,4
25,9
1,1
72,4
50,3
66,2
97,3
25,2
10,3
74,9
52,2
8,6
0,5
88,3
72,4
63,8
44,3
67,3
98,7
16,0
1,2
Nombre
V[pu]
La Confluencia
La Higuera
Tinguiririca
Itahue
Punta de Cortés
Alto Jahuel
La Confluencia
La Higuera
Tinguiririca
Itahue
Punta de Cortés
Alto Jahuel
La Confluencia
La Higuera
Tinguiririca
Itahue
Punta de Cortés
Alto Jahuel
La Confluencia
La Higuera
Tinguiririca
Itahue
Punta de Cortés
Alto Jahuel
La Confluencia
La Higuera
Tinguiririca
Itahue
Punta de Cortés
Alto Jahuel
La Confluencia
La Confluencia
La Higuera
Tinguiririca
Itahue
Alto Jahuel
1,01
1,01
1,00
0,99
1,02
1,01
1,04
1,03
1,02
1,00
1,00
1,01
1,00
1,00
0,99
0,97
1,04
1,00
1,06
1,05
1,04
1,03
1,04
1,01
1,02
1,01
1,00
0,99
0,99
1,02
1,02
1,01
1,01
1,00
1,03
1,00
NTSyCS
Cumple
RED N
Tabla 7-2: Resumen de escenarios E01 – E06 – Hidrología de Verano
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Estacionalidad - Invierno
Líneas de transmisión de interés
Escenario
Hidrología - Generación
Nombre
La Confluencia - La Higuera*
La Higuera – Tinguiririca*
Hidráulica: 3865MW (53,2%) Tinguiririca - Punta de Cortés (C1)
E07
Térmica: 3317MW (45,7%)
Punta de Cortés - Tap Tuniche (C1)
Tinguiririca - Tap Teno (C2)
Tap Teno - Itahue (C2)
La Confluencia - La Higuera*
La Higuera – Tinguiririca*
Hidráulica: 3870MW (53,2%) Tinguiririca - Punta de Cortés (C1)
E08
Térmica: 3323MW (45,6%)
Punta de Cortés - Tap Tuniche (C1)
Tinguiririca - Tap Teno (C2)
Tap Teno - Itahue (C2)
La Confluencia - La Higuera*
La Higuera – Tinguiririca*
Hidráulica: 3836MW (52,9%) Tinguiririca - Punta de Cortés (C1)
E09
Térmica: 3334MW (45,9%)
Punta de Cortés - Tap Tuniche (C1)
Tinguiririca - Tap Teno (C2)
Tap Teno - Itahue (C2)
La Confluencia - La Higuera*
La Higuera – Tinguiririca*
Hidráulica: 2925MW (56,7%) Tinguiririca - Punta de Cortés (C1)
E10
Térmica: 2228MW (43,2%)
Punta de Cortés - Tap Tuniche (C1)
Tinguiririca - Tap Teno (C2)
Tap Teno - Itahue (C2)
La Confluencia - La Higuera*
La Higuera – Tinguiririca*
Hidráulica: 2970MW (57,3%) Tinguiririca - Punta de Cortés (C1)
E11
Térmica: 2208MW (42,6%)
Punta de Cortés - Tap Tuniche (C1)
Tinguiririca - Tap Teno (C2)
Tap Teno - Itahue (C2)
La Confluencia - La Higuera*
La Higuera – Tinguiririca*
Hidráulica: 2926MW (56,8%) Tinguiririca - Punta de Cortés (C1)
E12
Térmica: 2228MW (43,2%)
Punta de Cortés - Tap Tuniche (C1)
Tinguiririca - Tap Teno (C2)
Tap Teno - Itahue (C2)
(*) Las transferencias de potencia por estas líneas son por circuito.
Tensiones en Barras
S[MVA] Carga[%]
134,7
208,6
150,6
115,0
43,2
33,1
134,5
209,2
34,4
0,6
163,7
108,3
134,2
208,4
144,0
110,9
53,9
2,3
120,1
186,3
147,0
127,3
35,3
13,4
134,6
208,7
18,3
0,6
188,2
156,2
115,9
179,8
145,7
126,8
34,3
2,6
74,7
51,8
70,3
91,3
20,2
15,3
73,7
51,5
16,1
0,5
76,6
51,3
76,9
53,6
70,1
90,5
26,3
1,1
65,5
45,5
67,3
99,0
16,2
6,1
75,1
52,2
8,6
0,5
88,4
72,7
63,9
44,4
67,6
99,4
15,9
1,2
Nombre
El Paso
La Confluencia
La Higuera
Tinguiririca
Itahue
Alto Jahuel
El Paso
La Confluencia
La Higuera
Tinguiririca
Itahue
Alto Jahuel
El Paso
La Confluencia
La Higuera
Tinguiririca
Itahue
Alto Jahuel
El Paso
La Confluencia
La Higuera
Tinguiririca
Itahue
Alto Jahuel
El Paso
La Confluencia
La Higuera
Tinguiririca
Itahue
Alto Jahuel
El Paso
La Confluencia
La Higuera
Tinguiririca
Itahue
Alto Jahuel
NTSyCS
Cumple
V[pu]
RED N
1,02
1,02
1,01
1,00
1,03
1,00
1,04
1,03
1,02
1,00
0,99
1,00
1,00
0,98
0,98
0,96
1,04
0,99
1,04
1,03
1,03
1,02
1,04
1,02
1,02
1,01
1,00
1,00
1,01
1,04
1,03
1,02
1,02
1,01
1,04
1,01
Tabla 7-3: Resumen de escenarios E07 – E12 – Hidrología de Invierno
Se puede verificar que, para CONDICIONES DE RED N, no existen violaciones en los
niveles de carga de los elementos serie del sistema ni tensiones fuera del rango de
operación normal estipulado por la NTSCyS para ninguno de los escenarios analizados en
este estudio.
Se destaca que el detalle de los flujos de carga en RED N de todos los escenarios puede ser
consultado en el Anexo N°1 – Flujos de Carga.
A modo ilustrativo, se expone a continuación el detalle del análisis en condiciones de RED N
de los siguientes casos de estudio:
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7.2.1 Sistema 154kV enlazado
Este caso de estudio permite estudiar el comportamiento estático del sistema en condiciones
de RED N para el sistema 154kV Itahue – Tinguiririca – Alto Jahuel enlazado.
La potencia proveniente de las centrales ubicadas al sur de la S/E Alto Jahuel es evacuada
directamente por la línea 2x500kV Ancoa – Alto Jahuel, el cable 1x220kV Colbún – Ancoa y el
sistema 154kV Itahue – Tinguiririca – Alto Jahuel hacia los distintos consumos ubicados en la zona
centro del SIC.
En cuanto a las centrales La Higuera, La Confluencia, San Andrés y El Paso, si bien, la
determinación de la distribución de los flujos de potencia no es tan directo, producto al mayor nivel
de enmallamiento en el sistema 154kV, gran parte de la potencia inyectada por estas centrales es
evacuada hacia la S/E Alto Jahuel por la línea 2x154kV Tinguiririca – Alto Jahuel.
Así, los escenarios de operación se han elaborado considerando que el tramo más limitante
de la línea 2x154kV Tinguiririca – Alto Jahuel corresponde al tramo 2x154kV Punta de Cortés –
Tuniche.
De esta manera, el escenario que presenta una respuesta más exigente corresponde al
escenario E10, debido a que la potencia inyectada por las centrales La Higuera, La Confluencia y
San Andrés, se ha restringido al 89% de su capacidad instalada, para aliviar las transferencias de
potencia por la línea 2x154kV Punta de Cortés – Tuniche. En la Figura 7-4 se puede observar que
la línea con el mayor nivel de carga corresponde a 2x154kV Punta de Cortés – Tuniche, la cual
presenta una transferencia de ~231MVA. El tramo más cargado corresponde al circuito C1 de la
línea, por la cual circulan ~124MVA, equivalentes al 97% de su capacidad nominal.
En la siguiente tabla se muestran los niveles de transferencia de las líneas del sistema 154kV
Itahue – Tinguiririca – Alto Jahuel, información global de la operación del SIC, los despachos de las
unidades generadoras de interés y las tensiones de las barras cercanas a la central El Paso.
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Escenario - E10
Generación
Transmisión
Hidráulica
Térmica
Generador de interés
Elementos de interés
P[MW] [%] P[MW] [%]
Nombre
P[MW]
Nombre
S[MVA] Carga[%] Cumple RED N
La Confluencia - La Higuera (C2)
116,5
63,7
El Paso
60,3
La Higuera - Tinguiririca (C2)
182,7
44,7
Punta de Cortés - Tap Tuniche (C1)
124,5
97,7
San Andrés
35,4
Tinguiririca – Tap Teno
27,6
15,4
2925 (56,7%) 2228 (43,2%)
Alto Jahuel - Ancoa (C1)
533,9
29,4
La Confluencia 140
Ancoa - Colbún
481,1
77,6
Transformador Itahue 220/154/66kV
100,4
35,3
La Higuera
134
Transformador Ancoa 525/220kV
184
25,6
Tensiones
Barras
Nombre
V[pu] ¿NTSyCS?
El Paso
1,04
Punta de Cortés 1,01
San Andrés
1,04
La Confluencia
1,03
La Higuera
1,03
Tinguiririca
1,02
Itahue
1,04
Alto Jahuel
1,02
Tabla 7-4: Generación/Niveles de Carga/Tensiones de la zona de influencia de la central El Paso – Escenario E10.
A continuación, se presenta el flujo de carga de este escenario para la zona de influencia de la central El Paso.
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229.33
1.04
DIgSILENT
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1
2
1
1
H2
292.84
43.74
30.62
58.69
112.39
1.02
0
14.98
32.25
14.84
22.08
17.72
24.93
0
0
-14.84
22.08
-17.71
24.93
155.99
1.01
S/E Alto Jahuel
-14.97
32.25
~
G
~
G
20.07
1.63
85.29
20.10
0.00
84.07
10.97
1.04
-21.57
11.73
0.04
155.78
1.01
-11.82
13.20
67.31
1.02
0
-39.13
17.54
0
S/E San Andrés
13.94
1.01
163.95
1.06
~
G
~
G
17.40
-0.07
56.13
17.40
0.58
56.16
14.01
1.01
69.57
70.12
530.08
33.89
K2
514.01
1.03
163.95
1.06
188.24
25.64
~
G
19.68
17.28
13.39
0.97
S/E Ancoa
19.80
17.39
17.40
0.58
56.16
a Charrua
13.39
0.97
16
S/E Colbún
163.90
1.06
S/E Confluencia
116.54
63.71
116.54
63.71
51.00
-3.06
56.77
67.11
68.81
8
228.74
1.04
1
-0.00
81.30
0.00
0.00
481.32
77.56
71.52
47.09
228.73
1.04
J2
J1
S/E Ancoa
S/E Currilinque
S/E La Higuera
182.74
44.71
184.00
25.64
S/E Cipreses
0.01
26.06
17.23
~
G
3
182.74
44.71
139.54
64.37
533.92
29.47
13.94
1.01
K1
59.90
27.39
159.15
1.03
C
13.75
1.00
50.33
10.84
70.28
46.62
163.59
1.06
228.10
1.04
76.75
50.62
-100.66
35.32
50.33
10.84
S/E Itahue
G
~
269.95
50.19
270.05
50.26
229.08
1.04
J1
1
0
11.06
9.36
145.28
66.55
35.64
25.31
140.63
64.40
27.62
15.46
-10.99
8.38
S/E Tinguiririca
-35.62
25.31
S/E Malloa
32.92
31.68
S/E San Fernando
157.15
1.02
18.16
24.26
12
19.80
1.00
55.39
0.12
S/E El Paso
-144.12
66.55
-18.16
0.00
19.80
1.00
55.39
20.07
77.43
15.60
1.04
158.27
1.03
157.27
1.02
157.14
1.02
11.69
21.67
13
23.92
32.43
0
158.39
1.03
8.81
42.12
13
-11.68
21.67
67.05
1.02
7.14
35.02
4
0.00
-18.14
24.26
159.63
1.04
S/E Teno
-4
68.85
1.04
19.99
78.97
159.95
1.04
35.52
29.01
-16.80
30.59
155.41
1.01
16.86
30.59
70.00
1.11
73.08
159.63
1.04
1
19.99
78.97
13.52
0.98
(2)
156.40
1.02
~
G
1
14.21
1.03
67.11
68.81
S/E Punta de Cortés
(1)
~
G
67.28
2.47
80.15
3
125.96
58.25
125.36
58.19
70.00
1.11
73.08
69.57
70.12
~
G
67.28
2.47
80.15
14.21
1.03
-22.20
37.73
22.27
37.73
124.49
97.73
98.64
79.41
~
G
1
17.76
68.59
~
G
0.00
0.00
-19.63
36.30
~
G
15.60
1.04
1
0.00
0.00
3
8
67.48
1.02
10.90
1.04
1
19.67
36.30
13.83
1.05
0.01
0.00
0.00
S/E Rancagua
-26.83
36.71
10.71
1.02
27.84
3
-13.16
7.23
26.87
36.71
10.71
1.02
3
2
-0.00
0.19
~
G
20.07
1.63
85.29
17.76
68.59
155.51
1.01
156.11
1.01
~
G
17.86
1.43
75.89
~
G
29.80
29.83
-98.28
79.41
138.82
64.34
~
G
17.86
1.43
75.89
10.97
1.04
S/E Sauzal
65.62
0.99
-123.97
97.73
1
-526.88
29.11
-522.37
33.93
0
0
4
-3
-30.53
58.69
502.93
1.01
292.85
43.74
0.57
-48.34
39.07
16
7.00
1.01
(1)
16
a Polpaico
0.23
(2)
1
-292.58
43.74
-23.89
32.43
68.00
1.03
6
4
65.68
1.00
12.89
99.12
13.73
1.00
100.68
35.32
7.79
16.82
0.06
26.95
25.48
B1
S/E Itahue
270.00
13.81
93.23
G
~
G
~
0
6
-12.80
99.12
157.91
1.03
-7.74
16.82
S/E Maule
-7.12
35.02
Load Flow Balanced
Nodes
Branches
Shunt/Filter
3-Winding Transformer
2-Winding Transformer
Synchronous Machine
Ul, Magnitude [kV]
u, Magnitude [p.u.]
Active Power [MW]
Maximum Loading [%]
Active Power [MW]
Reactive Power [Mvar]
Active Power [MW]
Maximum Loading [%]
Apparent Power [MVA]
Loading [%]
Active Power [MW]
Reactive Power [Mvar]
Loading [%]
Figura 7-4: Flujo de Potencia en Zona de Influencia – Escenario E10.
P:EE-2014-147/I:EE-ES-2015-0205/R:C
13.73
1.00
B2
270.00
13.81
93.23
69.61
1.05
3
-8.78
42.12
5.43
6.15
3
-0.00
-25.67
155.60
1.01
1
-292.57
43.74
H1
S/E Alto Jahuel
156.84
1.02
0.00
0.00
5.94
0.03
54.00
136.39
51.37
0.00
0.00
1
0.00
0.00
1
S/E Alto Jahuel
-136.34
51.37
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Finalmente, en los escenarios de operación que contemplan al sistema 154kV enlazado, no
se encuentran sobrecargas ni condiciones límites de operación en ninguno de los elementos del
sistema de transmisión. Asimismo, los niveles de tensión se mantienen dentro del rango de
operación establecidos en la NTSyCS.
7.2.2 Sistema 154kV abierto S/E Punta de Cortés
Este caso de estudio permite estudiar el comportamiento estático del sistema en condiciones
de RED N para el sistema 154kV Itahue – Tinguiririca – Alto Jahuel abierto en la S/E Punta de
Cortés.
El estudio de la apertura de los interruptores de la línea 2x154kV Tinguiririca – Punta de
Cortés en el extremo del tap Punta de Cortés, modifica la topología del sistema 154kV Itahue –
Tinguiririca – Alto Jahuel. Ahora, el sistema se vincula de forma radial entre las SS/EE Tinguiririca
e Itahue, y entre las SS/EE Alto Jahuel y Punta de Cortés.
En este caso, gran parte de la potencia inyectada por las centrales La Higuera, La Confluencia,
San Andrés y El Paso es evacuada hacia la S/E Ancoa por la línea 2x154kV Tinguiririca - Itahue,
mientras que una parte reducida se utiliza para abastecer los consumos ubicados en las cercanías
de las SS/EE Tilcoco, Malloa y San Fernando.
Dada la radialidad del sistema 154kV, se desprende que el elemento que limita la generación
de esta zona es el transformador Itahue 220/154/66kV de 300/300/90MVA. Toda la generación
proveniente del sistema 154kV Itahue – Tinguiririca – Alto Jahuel se inyecta al sistema de
transmisión por medio de este transformador de poder.
Por consiguiente, los escenarios que presentan una respuesta estática más exigente
corresponden a los escenarios E05 y E11, puesto que la potencia inyectada por las centrales Ojos
de Agua, Cipreses, Isla y Currillinque se ha restringido para poder disminuir las transferencias de
potencia por el transformador Itahue 220/154/66kV. En la Figura 7-6 se puede observar que la
línea con el mayor nivel de carga corresponde a 2x154kV Tinguiririca – Itahue, la cual presenta
una transferencia de ~359MVA. El tramo más cargado es el circuito C1 de la línea, el cual
transporta ~188MVA (equivalentes al 88% de su capacidad nominal). También, se logra apreciar
que el nivel de carga del transformador Itahue 220/154/66kV posee un nivel de carga de 98%. El
detalle del flujo de carga del escenario E05 se puede apreciar en la Figura 7-5.
En las siguientes tablas se muestran los niveles de transferencia de las líneas del sistema
154kV Itahue – Tinguiririca – Alto Jahuel, información global de la operación del SIC, los despachos
de las unidades generadoras de interés y las tensiones de las barras cercanas a la central El Paso.
P:EE-2014-147/I:EE-ES-2015-0205/R:C
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Escenario - E05
Generación
Transmisión
Hidráulica
Térmica
Generador de interés
Elementos de interés
P[MW] [%] P[MW] [%]
Nombre
P[MW]
Nombre
S[MVA] Carga[%] Cumple RED N
La Confluencia - La Higuera (C2)
134,4
74,9
El Paso
60,3
La Higuera - Tinguiririca (C2)
208,5
52,2
Punta de Cortés - Tap Tuniche (C1)
0,6
0,5
San Andrés
40,2
Tinguiririca – Tap Teno (C2)
186,9
88,3
2407 (46,6%) 2722 (52,7%)
Alto Jahuel - Ancoa (C1)
400,3
26,0
La Confluencia 172,4
Ancoa – Colbún
469,5
75,8
Transformador Itahue 220/154/66kV
283,1
98,6
La Higuera
151,2
Transformador Ancoa 525/220kV
256,3
34,9
Tensiones
Barras
Nombre
V[pu] ¿NTSyCS?
El Paso
1,02
Punta de Cortés 1,01
San Andrés
1,02
La Confluencia
1,01
La Higuera
1,00
Tinguiririca
0,99
Itahue
0,99
Alto Jahuel
1,02
Tabla 7-5: Generación/Niveles de Carga/Tensiones de la zona de influencia de la central El Paso – Escenario E05.
Escenario - E11
Generación
Transmisión
Hidráulica
Térmica
Generador de interés
Elementos de interés
P[MW] [%] P[MW] [%]
Nombre
P[MW]
Nombre
S[MVA] Carga[%] Cumple RED N
La Confluencia - La Higuera (C2)
134,6
75,1
El Paso
60,3
La Higuera - Tinguiririca (C2)
208,7
52,2
Punta de Cortés - Tap Tuniche (C1)
0,6
0,5
San Andrés
40,2
Tinguiririca – Tap Teno (C2)
188,2
88,4
2970 (57,3%) 2208 (42,6%)
Alto Jahuel - Ancoa (C1)
618,7
39,9
La Confluencia 172,4
Ancoa – Colbún
445,1
70,9
Transformador Itahue 220/154/66kV
292,0
97,9
La Higuera
151,2
Transformador Ancoa 525/220kV
275,8
37,6
Tensiones
Barras
Nombre
V[pu] ¿NTSyCS?
El Paso
1,02
Punta de Cortés 1,03
San Andrés
1,01
La Confluencia
1,01
La Higuera
1,00
Tinguiririca
1,00
Itahue
1,01
Alto Jahuel
1,04
Tabla 7-6: Generación/Niveles de Carga/Tensiones de la zona de influencia de la central El Paso – Escenario E11.
A continuación, se presentan los flujos de carga de estos escenarios para la zona de influencia de la central El Paso.
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1
1
274,12
40,02
112,59
1,0235
0
4,98
17,53
4,84
12,01
17,72
24,87
0
0
-4,84
12,01
-17,71
24,87
156,20
1,0143
-4,98
17,53
-32,2
1,9
17,54
-0,0
-0,6
0,47
-12,5
6,5
7,87
0,0
0,0
~
G
~
G
~
G
20,07
5,37
87,99
20,07
5,37
87,99
20,10
5,00
86,63
10,87
1,0350
-26,83
36,66
-19,63
35,68
67,81
1,0274
-39,1
-8,9
17,57
0
86,22
7,68
90,36
156,55
1,0166
0
0
20,00
-1,57
78,76
20,59
-5,15
80,68
20,59
-5,15
80,68
S/E San Andrés
59,9
13,7
28,68
~
G
~
G
1,74
0,80
6,18
1,74
0,70
6,05
5,10
2,00
6,09
8
256,33
-33,90
34,93
~
G
1,9
0,8
1,96
2,0
0,8
2,06
1,74
0,70
6,05
S/E Ancoa
a Charrua
12,68
0,9189
13
S/E Colbún
258,75
48,03
34,93
S/E Cipreses
0,0
0,0
1
1
0,00
0,00
227,19
1,0327
0,00
-69,32
468,6
-28,6
75,77
7,2
3,0
6,16
227,19
1,0327
J2
J1
S/E Ancoa
C
13,71
0,9933
S/E Currilinque
S/E La Higuera
208,5
0,2
52,18
208,5
0,2
52,18
393,4
-20,9
24,82
K2
513,95
1,0279
154,90
1,0059
12,68
0,9189
2,5
1,2
2,28
~
G
75,40
-2,28
79,22
395,1
-46,8
21,47
13,84
1,0027
K1
154,89
1,0058
S/E Confluencia
3
1,98
0,80
5,97
154,90
1,0059
13,32
0,9650
85,03
7,70
87,54
134,3
1,1
74,86
0,1
0,0
S/E El Paso
15,45
1,0300
134,3
1,1
74,86
1,98
0,80
5,97
20,30
-3,41
79,61
13,84
1,0027
157,35
1,0218
39,9
3,1
33,40
155,82
1,0118
13,94
1,0100
139,0
-26,9
29,18
6,6
5,1
8,89
154,81
1,0053
226,22
1,0283
7,3
4,1
9,29
-277,95
98,56
139,0
-26,9
29,18
G
~
S/E Itahue
224,9
6,5
41,90
225,1
2,6
41,89
228,41
1,0382
J1
-0,0
-2,1
0,97
4
0
169,5
-13,4
80,30
18,2
-2,0
8,64
32,9
-4,1
33,05
S/E San Fernando
152,33
0,9892
18,17
24,94
-162,9
44,9
80,15
S/E Tinguiririca
3 5,7
- 3 ,3
2 6,24
S/E Malloa
186,4
-13,5
88,25
-0,0
-3,3
1,57
152,43
0,9898
12
152,33
0,9892
11,69
22,32
13
23,97
33,38
0
151,32
0,9826
8,82
43,16
-4
-18,15
24,94
-11,68
22,32
64,97
0,9844
152,24
0,9886
S/E Teno
13
7,15
35,77
4
0,0
0,0
67,04
1,0157
3
-16,80
30,65
155,16
1,0076
16,86
30,65
86,22
7,68
90,36
154,43
1,0028
-18,2
0,8
8,64
-18,2
-1,4
0,00
~
G
13,26
0,9606
(2)
152,33
0,9892
~
G
75,60
7,88
90,49
75,40
-2,28
79,22
S/E Punta de Cortés
(1)
~
G
3
0,0
-2,3
1,08
0,0
-1,2
0,57
~
G
85,03
7,70
87,54
75,60
7,88
90,49
13,94
1,0100
-22,20
37,79
-39,1
-8,9
31,30
22,27
37,79
-0,0
0,0
0,47
0
67,56
1,0236
10,93
1,0406
~
G
~
G
15,45
1,0300
1
3
10,82
1,0300
1
19,67
35,68
0,00 0,00 0,00
0,00 0,00 0,00
0,0
0,0
13,92
1,0547
26,87
36,66
10,82
1,0300
27,8
6,9
3
S/E Rancagua
8
152,39
0,9896
9,8
14,8
16,30
156,06
1,0134
-1,8
-13,1
12,11
2
-0,0
0,0
0,18
~
G
20,07
3,55
86,32
20,00
-1,57
78,76
155,69
1,0110
-0,0
-1,2
0,58
~
G
20,07
3,55
86,32
10,87
1,0350
S/E Sauzal
65,77
0,9965
39,2
8,6
31,30
S/E Alto Jahuel
1
0
0
4
-3
-30,52
58,52
499,04
0,9981
-391,3
-52,3
21,93
-389,2
-18,9
25,28
274,12
40,02
1
(1)
30,61
58,52
17
0,6
0,1
(2)
H2
-48,3
-11,5
38,97
a Polpaico
-23,93
33,38
66,42
1,0064
6
-8,79
43,16
62,70
0,9501
-146,8
41,3
72,36
21,64
96,18
13,80
1,0000
278,11
98,56
13,33
33,02
3
-0,00
-24,17
155,94
1,0126
17
H1
S/E Alto Jahuel
157,08
1,0200
1
-273,90
40,02
~
G
-133,28
45,61
1
-273,90
40,02
6,66
0,9653
1
0,00
0,00
0,2
0,0
2
0,00
0,00
1
0,00
79,23
0,59
0,10
5,48
S/E Alto Jahuel
133,31
45,61
0,1
0,0
10,4
-11,5
14,64
B1
S/E Itahue
225,00
26,95
78,14
G
~
G
~
0
6
-21,54
96,18
153,04
0,9938
-13,25
33,02
S/E Maule
4
3
-7,13
35,77
67,46
1,0221
Load Flow Ba lance d
Nodes
Branches
Shunt/Filter
3-Winding Transformer 2-Winding Transformer Synchronous Machine
Ul, Magnitude [kV] Active Power [MW]
Active Power [MW]
Active Power [MW]
Apparent Po wer [MVA] Active Power [MW]
u, Magnitude [p.u.] Reactive Power [Mvar] Reactive Power [Mvar] Maximum Loading [%] Reactive Power [Mvar] Reactive Power [Mvar]
Maximum Loading [%]
Loading [%]
Loading [%]
Figura 7-5: Flujo de Potencia en Zona de Influencia – Escenario E05.
P:EE-2014-147/I:EE-ES-2015-0205/R:C
13,80
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1
1
352,36
49,12
114,47
1,0406
0
14,96
31,15
14,83
21,33
17,72
24,43
0
0
-14,83
21,33
-17,71
24,43
159,04
1,0327
-14,95
31,15
-27,2
1,9
14,57
-0,0
-0,6
0,48
-7,5
6,4
5,57
0,0
0,0
~
G
~
G
~
G
20,07
2,22
85,52
20,07
2,22
85,52
20,10
5,00
86,63
10,71
1,0200
-26,82
35,92
-19,63
35,00
69,82
1,0579
-39,1
-8,8
17,23
0
86,22
3,85
90,09
156,02
1,0131
1
1
19,95
0,82
78,83
20,04
-2,01
80,77
20,04
-2,01
80,77
S/E San Andrés
59,9
7,4
28,22
~
G
~
G
1,45
0,80
5,34
1,45
0,50
4,95
4,25
3,10
5,85
8
275,80
83,05
37,57
~
G
1,5
0,8
1,67
1,6
0,8
1,76
1,45
0,50
4,95
S/E Ancoa
a Charrua
12,94
0,9374
16
S/E Colbún
271,54
-66,80
37,57
S/E Cipreses
0,0
0,0
1
1
0,00
0,00
230,06
1,0457
-0,00
-71,08
445,1
1,2
70,94
6,0
3,3
5,59
230,06
1,0457
J2
J1
S/E Ancoa
C
13,83
1,0022
S/E Currilinque
S/E La Higuera
208,5
-10,0
52,19
208,5
-10,0
52,19
610,1
-92,2
38,88
K2
513,84
1,0277
158,16
1,0270
12,94
0,9374
2,0
0,6
1,74
~
G
75,38
-1,60
79,15
614,4
-114,4
33,73
13,46
0,9751
K1
158,15
1,0269
S/E Confluencia
3
1,65
0,80
5,12
158,16
1,0270
13,60
0,9852
85,47
11,74
88,14
134,3
-8,5
75,12
0,1
0,0
S/E El Paso
15,30
1,0200
134,3
-8,5
75,12
1,65
0,80
5,12
20,30
-3,40
79,92
13,46
0,9751
156,73
1,0177
39,9
-1,6
33,34
155,56
1,0101
13,94
1,0100
136,7
-51,2
30,08
5,4
5,5
8,72
158,09
1,0266
226,38
1,0290
6,0
4,6
9,13
-273,42
97,95
136,7
-51,2
30,08
G
~
S/E Itahue
219,9
-12,9
40,65
220,1
-16,9
40,72
230,43
1,0474
J1
-0,0
-2,1
0,98
1
0
169,6
-26,0
80,55
18,2
-2,1
8,59
32,9
-4,4
32,63
S/E San Fernando
153,18
0,9947
18,17
24,79
-162,9
57,5
80,32
S/E Tinguiririca
3 5,7
1 ,6
2 5,99
S/E Malloa
186,4
-26,2
88,35
-0,0
-3,4
1,57
153,30
0,9955
12
153,16
0,9946
11,69
22,20
13
23,94
33,32
0
153,41
0,9961
8,81
42,83
-4
-18,15
24,79
-11,68
22,20
65,34
0,9899
155,50
1,0098
S/E Teno
13
7,15
35,52
4
0,0
0,0
67,43
1,0216
3
-16,80
30,06
158,07
1,0264
16,86
30,06
86,22
3,85
90,09
154,53
1,0034
-18,2
0,9
8,59
-18,2
-1,4
0,00
~
G
13,25
0,9600
(2)
153,20
0,9948
~
G
75,60
7,19
90,41
75,38
-1,60
79,15
S/E Punta de Cortés
(1)
~
G
3
0,0
-2,3
1,08
0,0
-1,2
0,58
~
G
85,47
11,74
88,14
75,60
7,19
90,41
13,94
1,0100
-22,20
37,07
-39,1
-8,8
30,71
22,27
37,07
-0,0
0,0
0,48
0
68,88
1,0436
10,89
1,0367
~
G
~
G
15,30
1,0200
1
3
10,50
1,0000
1
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35,00
0,00 0,00 0,00
-8,31 0,00 0,00
0,0
0,0
14,49
1,0976
26,85
35,92
10,50
1,0000
27,8
6,9
3
S/E Rancagua
8
153,26
0,9952
29,8
12,1
28,81
158,84
1,0315
-11,8
-7,2
12,39
2
-0,0
-0,0
0,18
~
G
20,07
1,16
85,14
19,95
0,82
78,83
158,61
1,0300
-0,0
-1,2
0,58
~
G
20,07
1,16
85,14
10,71
1,0200
S/E Sauzal
67,04
1,0157
39,2
8,4
30,71
S/E Alto Jahuel
1
0
0
4
-3
-30,46
57,22
502,17
1,0043
-605,2
45,8
33,51
-599,9
82,9
39,05
352,37
49,12
1
(1)
30,54
57,22
16
0,6
0,1
(2)
H2
-48,3
-11,2
38,17
a Polpaico
-23,91
33,32
66,25
1,0038
6
-8,79
42,83
63,58
0,9634
-146,7
53,7
72,68
12,81
97,16
13,80
1,0000
273,59
97,95
7,74
19,80
3
0,00
-24,66
158,73
1,0307
16
H1
S/E Alto Jahuel
159,76
1,0374
1
-352,00
49,12
~
G
-122,99
41,36
1
-351,99
49,12
6,80
0,9854
1
0,00
0,00
0,2
0,0
2
0,00
0,00
1
0,00
0,00
0,50
0,10
4,59
S/E Alto Jahuel
123,02
41,36
0,1
0,0
26,8
1,4
25,09
B1
S/E Itahue
220,00
6,23
75,89
G
~
G
~
0
6
-12,72
97,16
154,24
1,0015
-7,68
19,80
S/E Maule
4
3
-7,13
35,52
68,21
1,0334
Load Flow Ba lance d
Nodes
Branches
Shunt/Filter
3-Winding Transformer 2-Winding Transformer Synchronous Machine
Ul, Magnitude [kV] Active Power [MW]
Active Power [MW]
Active Power [MW]
Apparent Po wer [MVA] Active Power [MW]
u, Magnitude [p.u.] Reactive Power [Mvar] Reactive Power [Mvar] Maximum Loading [%] Reactive Power [Mvar] Reactive Power [Mvar]
Maximum Loading [%]
Loading [%]
Loading [%]
Figura 7-6: Flujo de Potencia en Zona de Influencia – Escenario E11.
P:EE-2014-147/I:EE-ES-2015-0205/R:C
13,80
1,0000
B2
220,00
6,23
75,89
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En función de la información presentada, se verifica que en los escenarios de operación que
tienen abiertos los interruptores en el extremo del tap Punta de Cortés de la línea 2x154kV
Tinguiririca – Punta de Cortés, no existen violaciones en los niveles de carga de los elementos serie
del sistema ni tensiones fuera del rango de operación normal.
7.2.3 Sistema 154kV abierto S/E Itahue
Este caso de estudio permite estudiar el comportamiento estático del sistema en condiciones
de RED N para el sistema 154kV Itahue – Tinguiririca – Alto Jahuel abierto en la S/E Itahue.
El estudio de la apertura de los interruptores de la línea 2x154kV Tinguiririca – Itahue en el
extremo de la S/E Itahue, modifica la topología del sistema 154kV Itahue – Tinguiririca – Alto
Jahuel. Ahora, el sistema se vincula de forma radial entre las SS/EE Tinguiririca y Alto Jahuel, y
entre las SS/EE Alto Jahuel e Itahue, a través del sistema de transmisión troncal.
Considerando las características topológicas del caso de estudio, se obtiene que parte
considerable de la potencia inyectada por las centrales La Higuera, La Confluencia, San Andrés y El
Paso es evacuada hacia la S/E Alto Jahuel por la línea 2x154kV Tinguiririca – Alto Jahuel, mientras
que gran parte de la potencia inyectada por las centrales Ojos de Agua, Cipreses, Isla y Currillinque
se transfiere por el transformador Itahue 220/154/66kV hacia el sistema de transmisión troncal.
Así, el despacho de las centrales ubicadas cercanas a la central El Paso se ajustan para tomar
en consideración que el tramo más limitante de la línea 2x154kV Tinguiririca – Alto Jahuel es el
tramo 2x154kV Punta de Cortés – Tuniche con una capacidad nominal de ~127MVA.
A continuación, se mostrarán en detalle los escenarios E06 y E12, puesto que presentan una
respuesta, desde el punto de vista de régimen estacionario, más exigente para el sistema 154kV
Itahue – Tinguiririca – Alto Jahuel.
En la Figura 7-8 se puede observar que la línea con el mayor nivel de carga corresponde a
2x154kV Punta de Cortés – Tuniche, la cual presenta una transferencia de ~231MVA. El tramo
más cargado es el circuito C1 de la línea, el cual transporta ~127MVA (equivalentes al 99% de su
capacidad nominal). El detalle del flujo de carga del escenario E06 se puede apreciar en la Figura
7-7.
En las siguientes tablas se muestran los niveles de transferencia de las líneas del sistema
154kV Itahue – Tinguiririca – Alto Jahuel, información global de la operación del SIC, los despachos
de las unidades generadoras de interés y las tensiones de las barras cercanas a la central El Paso.
P:EE-2014-147/I:EE-ES-2015-0205/R:C
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Escenario - E06
Generación
Transmisión
Hidráulica
Térmica
Generador de interés
Elementos de interés
P[MW] [%] P[MW] [%]
Nombre
P[MW]
Nombre
S[MVA] Carga[%] Cumple RED N
La Confluencia - La Higuera (C2)
114,5
63,8
El Paso
60,3
La Higuera - Tinguiririca (C2)
177,7
44,3
Punta de Cortés - Tap Tuniche (C1)
124,8
98,7
San Andrés
25
Tinguiririca – Tap Teno (C2)
34,2
16
2427 (47,2%) 2677 (52%)
Alto Jahuel - Ancoa (C1)
315,3
20,5
La Confluencia 146,5
Ancoa – Colbún
392,2
64,2
Transformador Itahue 220/154/66kV
97,7
33,0
La Higuera
128,5
Transformador Ancoa 525/220kV
246,5
33,6
Tensiones
Barras
Nombre
V[pu] ¿NTSyCS?
El Paso
1,02
Punta de Cortés 0,99
San Andrés
1,02
La Confluencia
1,01
La Higuera
1,01
Tinguiririca
1,00
Itahue
1,03
Alto Jahuel
1,00
Tabla 7-7: Generación/Niveles de Carga/Tensiones de la zona de influencia de la central El Paso – Escenario E06.
Escenario - E12
Generación
Transmisión
Hidráulica
Térmica
Generador de interés
Elementos de interés
P[MW] [%] P[MW] [%]
Nombre
P[MW]
Nombre
S[MVA] Carga[%] Cumple RED N
La Confluencia - La Higuera (C2)
115,9
63,9
El Paso
60,3
La Higuera - Tinguiririca (C2)
179,8
44,4
Punta de Cortés - Tap Tuniche (C1)
126,8
99,4
San Andrés
31,5
Tinguiririca – Tap Teno (C2)
34,3
15,9
2926 (56,8%) 2228 (43,2%)
Alto Jahuel - Ancoa (C1)
543,7
35,3
La Confluencia 142,2
Ancoa – Colbún
484,8
77,6
Transformador Itahue 220/154/66kV
99,8
33,1
La Higuera
130
Transformador Ancoa 525/220kV
200,0
27,4
Tensiones
Barras
Nombre
V[pu] ¿NTSyCS?
El Paso
1,03
Punta de Cortés 1,00
San Andrés
1,02
La Confluencia
1,02
La Higuera
1,02
Tinguiririca
1,01
Itahue
1,04
Alto Jahuel
1,01
Tabla 7-8: Generación/Niveles de Carga/Tensiones de la zona de influencia de la central El Paso – Escenario E12.
A continuación, se presentan los flujos de carga de estos escenarios para la zona de influencia de la central El Paso.
P:EE-2014-147/I:EE-ES-2015-0205/R:C
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225.20
1.02
DIgSILENT
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1
2
1
1
H2
202.57
31.05
30.70
60.03
110.87
1.01
0
5.00
18.76
4.84
12.84
17.72
25.37
0
-3
0
-4.84
12.84
-17.71
25.37
153.66
1.00
S/E Alto Jahuel
-4.99
18.76
~
G
~
G
20.07
1.31
85.19
20.10
3.00
85.00
10.82
1.03
-24.03
14.28
0.04
153.51
1.00
-1.83
13.23
68.99
1.05
0
96.23
80.72
-39.14
17.88
64.26
4.50
76.69
64.26
4.50
76.69
0
299.07
18.89
K1
163.68
1.06
~
G
~
G
17.40
1.00
56.22
17.40
3.77
57.43
14.08
1.02
72.74
74.87
155.85
1.01
K2
513.44
1.03
163.68
1.06
246.51
33.61
~
G
19.68
17.52
13.52
0.98
S/E Ancoa
19.80
17.63
17.40
3.77
57.43
a Charrua
13.52
0.98
13
S/E Colbún
163.65
1.06
S/E Confluencia
114.38
63.78
114.38
63.78
51.00
-2.04
56.71
64.07
67.14
8
223.94
1.02
1
0.00
0.00
0.00
0.00
388.94
64.22
71.52
47.11
223.94
1.02
J2
J1
S/E Ancoa
S/E Currilinque
S/E La Higuera
177.57
44.34
245.37
33.61
S/E Cipreses
0.01
26.06
17.31
~
G
3
177.57
44.34
137.17
64.99
300.11
16.38
13.80
1.00
S/E El Paso
59.89
28.01
C
13.42
0.97
48.83
10.25
70.28
46.67
163.32
1.06
224.95
1.02
76.75
50.65
48.83
10.25
S/E Itahue
-97.66
32.98
G
~
269.95
51.67
270.05
51.77
223.61
1.02
J1
1
0
0.00
2.34
142.97
67.30
35.66
25.95
138.29
65.06
33.07
16.03
-0.00
1.18
S/E Tinguiririca
-35.63
25.95
S/E Malloa
32.94
32.59
S/E San Fernando
153.44
1.00
18.17
24.83
153.42
1.00
11.69
22.16
13
23.94
33.26
0
153.60
1.00
8.81
42.80
13
-11.68
22.16
65.45
0.99
7.15
35.50
4
0.00
-18.15
24.83
158.92
1.03
S/E Teno
-4
67.34
1.02
19.80
-2.03
55.61
0.12
13.52
0.98
153.56
1.00
12
19.80
-2.04
55.62
20.07
78.97
13.80
1.00
156.80
1.02
24.88
21.13
-16.80
31.18
152.59
0.99
16.86
31.18
S/E San Andrés
19.97
80.45
15.30
1.02
154.87
1.01
(2)
153.00
0.99
73.29
2.09
76.53
156.42
1.02
1
19.97
80.45
-141.78
67.30
-18.17
0.00
~
G
1
13.94
1.01
64.07
67.14
S/E Punta de Cortés
(1)
~
G
3
123.61
58.86
123.00
58.78
73.29
2.09
76.53
72.74
74.87
~
G
13.94
1.01
-22.21
38.45
22.28
38.45
122.11
98.67
~
G
1
12.57
49.57
~
G
-19.63
39.06
~
G
15.30
1.02
1
3
9
66.32
1.00
10.81
1.03
1
19.67
39.06
14.23
1.08
0.01
0.00 -0.00 0.00
-8.02 -5.35 0.00
S/E Rancagua
-21.75
30.52
10.50
1.00
27.84
3
-15.61
10.55
21.78
30.52
10.50
1.00
3
2
-0.00
0.18
~
G
20.07
1.31
85.19
12.57
49.57
153.10
0.99
152.94
0.99
~
G
12.50
2.59
54.06
~
G
9.83
17.43
-95.86
80.72
136.44
64.94
~
G
12.50
2.59
54.06
10.82
1.03
S/E Sauzal
64.38
0.98
-121.58
98.67
1
-297.81
16.92
-296.58
19.35
0
0
4
-30.60
60.03
499.18
1.00
202.57
31.05
0.57
-48.42
39.88
a Polpaico
17
7.05
1.02
(1)
17
0.23
(2)
1
-202.44
31.05
-23.90
33.26
66.36
1.01
6
4
63.66
0.96
21.59
99.73
13.32
0.97
97.67
32.98
13.28
29.52
0.06
10.19
16.55
B1
B2
S/E Itahue
270.00
1.00
93.10
270.00
1.00
93.10
G
~
G
~
0
6
-21.48
99.73
157.03
1.02
-13.21
29.52
S/E Maule
-7.13
35.50
Load Flow Balanced
Nodes
Branches
Shunt/Filter
3-Winding Transformer
2-Winding Transformer
Synchronous Machine
Ul, Magnitude [kV]
u, Magnitude [p.u.]
Active Power [MW]
Maximum Loading [%]
Active Power [MW]
Reactive Power [Mvar]
Active Power [MW]
Maximum Loading [%]
Apparent Power [MVA]
Loading [%]
Active Power [MW]
Reactive Power [Mvar]
Loading [%]
Figura 7-7: Flujo de Potencia en Zona de Influencia – Escenario E06.
P:EE-2014-147/I:EE-ES-2015-0205/R:C
13.32
0.97
69.98
1.06
3
-8.79
42.80
-0.00
1.18
3
-0.00
-25.98
152.89
0.99
1
-202.44
31.05
H1
S/E Alto Jahuel
154.11
1.00
0.00
0.00
5.94
1.00
54.76
126.79
48.68
0.00
0.00
1
-0.00
78.81
1
S/E Alto Jahuel
-126.75
48.68
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228.77
1.04
DIgSILENT
Ir al índice
1
2
1
1
H2
292.41
43.64
30.65
59.15
111.64
1.01
0
14.99
32.67
14.84
22.37
17.72
25.08
0
0
-14.84
22.37
-17.71
25.08
154.88
1.01
S/E Alto Jahuel
-14.97
32.67
~
G
~
G
20.07
1.38
85.21
20.10
5.00
86.63
10.81
1.03
-21.59
12.07
0.04
154.67
1.00
-11.83
13.52
67.93
1.03
0
-39.14
17.71
0
S/E San Andrés
13.99
1.01
164.55
1.07
~
G
~
G
17.40
-1.47
56.33
17.40
-0.40
56.14
14.01
1.01
73.57
75.02
529.71
34.08
K2
511.91
1.02
164.55
1.07
200.00
27.35
~
G
19.68
17.22
13.39
0.97
S/E Ancoa
19.80
17.32
17.40
-0.40
56.14
a Charrua
13.39
0.97
17
S/E Colbún
164.50
1.07
S/E Confluencia
115.74
63.95
115.74
63.95
51.00
0.47
56.67
64.83
67.29
8
229.12
1.04
1
-0.00
81.57
0.00
0.00
483.15
77.58
71.49
46.90
229.12
1.04
J2
J1
S/E Ancoa
S/E Currilinque
S/E La Higuera
179.68
44.44
194.25
27.35
S/E Cipreses
0.01
26.09
17.11
~
G
3
179.68
44.44
139.27
65.35
533.67
29.65
13.99
1.01
K1
59.90
27.83
157.31
1.02
C
13.74
1.00
47.65
10.18
70.26
46.43
164.29
1.07
228.67
1.04
76.77
50.41
47.65
10.18
S/E Itahue
-95.30
33.14
G
~
269.95
50.37
270.05
50.47
229.00
1.04
J1
1
0
0.00
2.36
145.07
67.62
35.65
25.69
140.40
65.41
33.06
15.91
-0.00
1.19
S/E Tinguiririca
-35.63
25.69
S/E Malloa
32.93
32.30
S/E San Fernando
154.91
1.01
18.17
24.58
12
19.80
1.00
55.39
0.12
S/E El Paso
-143.86
67.62
-18.17
0.00
19.80
1.00
55.39
20.31
79.11
15.45
1.03
156.35
1.02
155.03
1.01
154.90
1.01
11.69
21.96
13
23.93
32.93
0
155.10
1.01
8.81
42.58
13
-11.68
21.96
66.08
1.00
7.15
35.34
4
0.00
-18.15
24.58
160.22
1.04
S/E Teno
-4
67.98
1.03
19.97
79.67
158.38
1.03
25.88
21.42
-16.80
30.89
154.01
1.00
16.86
30.89
74.15
2.28
77.44
157.69
1.02
1
19.97
79.67
13.66
0.99
(2)
154.45
1.00
~
G
1
14.08
1.02
64.83
67.29
S/E Punta de Cortés
(1)
~
G
65.02
4.92
77.62
3
125.70
59.26
125.08
59.18
74.15
2.28
77.44
73.57
75.02
~
G
65.02
4.92
77.62
14.08
1.02
-22.20
38.08
22.27
38.08
124.18
99.34
98.31
81.50
~
G
1
12.94
50.60
~
G
-19.63
35.97
~
G
15.45
1.03
1
0.00 0.00
-7.87 0.00
3
8
66.97
1.01
11.00
1.05
1
19.67
35.97
14.10
1.07
0.01
0.00
0.00
S/E Rancagua
-26.83
37.01
10.60
1.01
27.84
3
-13.14
7.91
26.87
37.01
10.60
1.01
3
2
-0.00
0.18
~
G
20.07
1.38
85.21
12.94
50.60
154.39
1.00
154.38
1.00
~
G
13.00
0.88
55.19
~
G
29.81
30.22
-97.93
81.50
138.53
65.30
~
G
13.00
0.88
55.19
10.81
1.03
S/E Sauzal
65.19
0.99
-123.64
99.34
1
-526.56
29.21
-521.92
34.07
0
0
4
-3
-30.56
59.15
501.34
1.00
292.42
43.64
0.57
-48.37
39.35
16
7.00
1.01
(1)
16
a Polpaico
0.23
(2)
1
-292.15
43.64
-23.90
32.93
67.01
1.02
6
64.29
0.97
12.56
17.16
13.66
0.99
95.32
33.14
7.95
17.26
3
0.06
26.97
25.59
B1
S/E Itahue
270.00
3.36
93.11
G
~
G
~
0
158.43
1.03
-7.90
17.26
S/E Maule
68.66
1.04
-7.13
35.34
Load Flow Balanced
Nodes
Branches
Shunt/Filter
3-Winding Transformer
2-Winding Transformer
Synchronous Machine
Ul, Magnitude [kV]
u, Magnitude [p.u.]
Active Power [MW]
Maximum Loading [%]
Active Power [MW]
Reactive Power [Mvar]
Active Power [MW]
Maximum Loading [%]
Apparent Power [MVA]
Loading [%]
Active Power [MW]
Reactive Power [Mvar]
Loading [%]
Figura 7-8: Flujo de Potencia en Zona de Influencia – Escenario E12.
P:EE-2014-147/I:EE-ES-2015-0205/R:C
13.66
0.99
B2
270.00
3.36
93.11
6
-12.52
17.16
4
3
-8.79
42.58
-0.00
1.19
0.00
0.00
154.66
1.00
1
-292.14
43.64
H1
S/E Alto Jahuel
156.07
1.01
0.00
0.00
5.94
0.23
54.04
135.61
52.44
0.00
0.00
1
0.00
0.00
1
S/E Alto Jahuel
-135.56
52.44
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7.3 Análisis en RED N-1
En este apartado se analiza la respuesta de los escenarios de operación planteados frente a
las siguientes contingencias simples, de acuerdo a lo estipulado en la carta DO N° 0022-2015 por
parte de la dirección de operación del CDEC-SIC:
1. Línea Ancoa – Alto Jahuel 500kV (C2)
2. Cable Ancoa – Colbún 220kV
3. Línea Tinguiririca – Alto Jahuel 154kV (C2)
4. Línea Confluencia – La Higuera 154kV (C1)
5. Línea La Higuera – Tinguiririca 154kV (C1)
6. Línea Tinguiririca – Itahue 154kV (C1)
7. Salida de servicio de la Central Hidroeléctrica El Paso
En la Figura 7-9, se muestra un diagrama unilineal simplificado de la zona de influencia con
las contingencias establecidas previamente.
A continuación, se presentan las dos tablas resumen de los resultados obtenidos para estas
contingencias para todos los escenarios.
Así, en la Tabla 7-9 y en la Tabla 7-10 se muestran las principales características de los
escenarios de verano e invierno, respectivamente, proyectados a mediados 2015.
P:EE-2014-147/I:EE-ES-2015-0205/R:C
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Figura 7-9: Tipos de contingencias simples consideradas en el estudio.
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Estacionalidad - Verano
Escenario
E01
E02
E03
E04
E05
E06
Contingencia
Generación Desconectada/Reducida
EDAG/ERAG
Línea Ancoa - Alto Jahuel 500kV (C2)
Cable Ancoa - Colbún 220kV
Línea Tinguiririca - Alto Jahuel 154kV (C2)
Línea Confluencia - La Higuera 154kV (C1)
Línea La Higuera - Tinguiririca 154kV (C1)
Línea Tinguiririca - Itahue 154kV (C1)
Salida de servicio de la central El Paso
Línea Ancoa - Alto Jahuel 500kV (C2)
Cable Ancoa - Colbún 220kV
Línea Tinguiririca - Alto Jahuel 154kV (C2)
Línea Confluencia - La Higuera 154kV (C1)
Línea La Higuera - Tinguiririca 154kV (C1)
Línea Tinguiririca - Itahue 154kV (C1)
Salida de servicio de la central El Paso
Línea Ancoa - Alto Jahuel 500kV (C2)
Cable Ancoa - Colbún 220kV
Línea Tinguiririca - Alto Jahuel 154kV (C2)
Línea Confluencia - La Higuera 154kV (C1)
Línea La Higuera - Tinguiririca 154kV (C1)
Línea Tinguiririca - Itahue 154kV (C1)
Salida de servicio de la central El Paso
Línea Ancoa - Alto Jahuel 500kV (C2)
Cable Ancoa - Colbún 220kV
Línea Tinguiririca - Alto Jahuel 154kV (C2)
Línea Confluencia - La Higuera 154kV (C1)
Línea La Higuera - Tinguiririca 154kV (C1)
Línea Tinguiririca - Itahue 154kV (C1)
Salida de servicio de la central El Paso
Línea Ancoa - Alto Jahuel 500kV (C2)
Cable Ancoa - Colbún 220kV
Línea Tinguiririca - Alto Jahuel 154kV (C2)
Línea Confluencia - La Higuera 154kV (C1)
Línea La Higuera - Tinguiririca 154kV (C1)
Línea Tinguiririca - Itahue 154kV (C1)
Salida de servicio de la central El Paso
Línea Ancoa - Alto Jahuel 500kV (C2)
Cable Ancoa - Colbún 220kV
Línea Tinguiririca - Alto Jahuel 154kV (C2)
Línea Confluencia - La Higuera 154kV (C1)
Línea La Higuera - Tinguiririca 154kV (C1)
Línea Tinguiririca - Itahue 154kV (C1)
Salida de servicio de la central El Paso
0MW
EDAG-TE: La Higuera U1 (75MW)
EDAG-TE: La Higuera U1 (75MW) y La Confluencia U1 (86MW)
EDAG-HC: San Andrés U1 y U2 (40MW) y El Paso U1, U2 y U3 (60MW)
EDAG-HC: San Andrés U1 y U2 (40MW)
0MW
0MW
0MW
0MW
0MW
EDAG-HC: San Andrés U1 y U2 (40MW) y El Paso U1, U2 y U3 (60MW)
EDAG-HC: San Andrés U2 (20MW)
EDAG-TE: La Higuera U1 y U2 (150MW)
0MW
0MW
0MW
EDAG-TE: La Higuera U1 y U2 (150MW)
EDAG-HC: San Andrés U1 y U2 (40MW) y El Paso U1, U2 y U3 (60MW)
EDAG-HC: San Andrés U1 y U2 (40MW)
0MW
0MW
0MW
EDAG-TE: La Higuera U1 y U2 (150MW)
EDAG-TE: La Higuera U1 y U2 (150MW) y La Confluencia U1 (86MW)
EDAG-HC: San Andrés U1 y U2 (40MW) y El Paso U1, U2 y U3 (60MW)
EDAG-HC: San Andrés U2 (20MW)
EDAG-TE: La Higuera U1 (75MW)
0MW
0MW
0MW
0MW
EDAG-HC: San Andrés U1 y U2 (40MW) y El Paso U1, U2 y U3 (60MW)
EDAG-HC: San Andrés U2 (20MW)
EDAG-TE: La Higuera U1 y U2 (150MW)
0MW
0MW
0MW
EDAG-TE: La Confluencia U1 y U2 (146MW)
EDAG-HC: San Andrés U1 y U2 (40MW) y El Paso U1 (20MW)
0MW
0MW
0MW
Máximo nivel de carga experimentado
Menor tensión en Barra
Nombre
S[MVA]
Carga[%]
Nombre
V[pu]
Punta de Cortés - Tap Tuniche (C1)
Punta de Cortés - Tap Tuniche (C1)
Punta de Cortés - Tap Tuniche (C1)
La Confluencia - La Higuera (C2)
La Higuera - Tinguiririca (C2)
Punta de Cortés - Tap Tuniche (C1)
Transformador A.Jahuel 500/220/66kV
Cable Ancoa - Colbún 220kV
Transformador Ancoa 525/220kV
Transformador A.Jahuel 500/220/66kV
La Confluencia - La Higuera (C2)
La Higuera - Tinguiririca (C2)
Transformador Itahue 220/154/66kV
Transformador A.Jahuel 500/220/66kV
Punta de Cortés - Tap Tuniche (C1)
Transformador A.Jahuel 500/220/66kV
Transformador A.Jahuel 500/220/66kV
La Confluencia - La Higuera (C2)
La Higuera - Tinguiririca (C2)
Transformador A.Jahuel 500/220/66kV
Transformador A.Jahuel 500/220/66kV
Punta de Cortés - Tap Tuniche (C1)
Punta de Cortés - Tap Tuniche (C1)
Punta de Cortés - Tap Tuniche (C1)
La Confluencia - La Higuera (C2)
La Higuera - Tinguiririca (C2)
Punta de Cortés - Tap Tuniche (C1)
Punta de Cortés - Tap Tuniche (C1)
Transformador Itahue 220/154/66kV
Transformador Ancoa 525/220kV
Transformador Itahue 220/154/66kV
La Confluencia - La Higuera (C2)
La Higuera - Tinguiririca (C2)
Tinguiririca - Tap Teno (C2)
Transformador Itahue 220/154/66kV
Punta de Cortés - Tap Tuniche (C1)
Punta de Cortés - Tap Tuniche (C1)
Punta de Cortés - Tap Tuniche (C1)
La Confluencia - La Higuera (C2)
Punta de Cortés - Tap Tuniche (C1)
Punta de Cortés - Tap Tuniche (C1)
Punta de Cortés - Tap Tuniche (C1)
119,7
116,5
118,9
170,1
377,8
115,2
431,2
547,2
714,7
459,3
170,1
400,0
494,0
487,0
110,1
548,2
441,2
169,5
378,7
421,4
437,6
128,5
116,6
111,8
170,4
398,0
111,3
112,2
282,3
722,1
283,4
170,1
397,5
210,6
227,6
124,3
124,6
124,2
178,8
123,5
124,9
100,9
95,9
92,8
93,0
95,3
95,5
92,1
90,1
90,2
98,9
90,2
95,3
98,6
89,8
89,8
89,4
90,1
90,1
95,8
96,9
89,9
89,9
99,8
90,2
84,9
91,6
96,3
85,8
86,3
98,8
99,6
98,6
94,4
99,9
97,9
78,6
98,7
98,7
96,4
99,4
98,9
98,9
79,1
S/E Tinguiririca
S/E Punta de Cortes
S/E Alto Jahuel
S/E Tinguiririca
S/E Tinguiririca
S/E Tinguiririca
S/E Tinguiririca
S/E Alto Jahuel
S/E Alto Jahuel
S/E Itahue
S/E Alto Jahuel
S/E Tinguiririca
S/E Punta de Cortes
S/E Alto Jahuel
S/E Tinguiririca
S/E Tinguiririca
S/E Tinguiririca
S/E Tinguiririca
S/E Tinguiririca
S/E Tinguiririca
S/E Tinguiririca
S/E Alto Jahuel
S/E Alto Jahuel
S/E Alto Jahuel
S/E Alto Jahuel
S/E Alto Jahuel
S/E Punta de Cortes
S/E Alto Jahuel
S/E Alto Jahuel
S/E Itahue
S/E Itahue
S/E Alto Jahuel
S/E Tinguiririca
S/E Alto Jahuel
S/E Alto Jahuel
S/E Alto Jahuel
S/E Alto Jahuel
S/E Alto Jahuel
S/E Alto Jahuel
S/E Tinguiririca
S/E Tinguiririca
S/E Alto Jahuel
0,99
0,98
1,00
1,00
0,98
0,99
1,00
0,98
0,98
1,00
1,00
0,98
0,98
1,00
0,97
0,97
0,99
0,98
0,95
0,97
0,98
0,99
1,00
1,02
1,00
1,00
1,02
1,00
0,98
0,98
0,99
1,00
0,97
1,00
1,00
0,99
0,99
1,00
1,00
0,98
1,00
1,00
Tabla 7-9: Resumen de escenarios en RED N-1; E01 – E06 – Verano – Mediados 2015
P:EE-2014-147/I:EE-ES-2015-0205/R:C
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NTSyCS
Cumple
RED N-1
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Estacionalidad – Invierno
Escenario
E07
E08
Contingencia
Generación Desconectada/Reducida
EDAG/ERAG
Línea Ancoa - Alto Jahuel 500kV (C2)
Cable Ancoa - Colbún 220kV
Línea Tinguiririca - Alto Jahuel 154kV (C2)
Línea Confluencia - La Higuera 154kV (C1)
Línea La Higuera - Tinguiririca 154kV (C1)
Línea Tinguiririca - Itahue 154kV (C1)
Salida de servicio de la central El Paso
Línea Ancoa - Alto Jahuel 500kV (C2)
Cable Ancoa - Colbún 220kV
Línea Tinguiririca - Alto Jahuel 154kV (C2)
Línea Confluencia - La Higuera 154kV (C1)
Línea La Higuera - Tinguiririca 154kV (C1)
Línea Tinguiririca - Itahue 154kV (C1)
Salida de servicio de la central El Paso
Línea Ancoa - Alto Jahuel 500kV (C2)
Cable Ancoa - Colbún 220kV
E09
E10
E11
E12
Máximo nivel de carga experimentado
Menor tensión en Barra
Nombre
S[MVA]
Carga[%]
Nombre
V[pu]
0MW
0MW
EDAG-TE: La Higuera U1 y U2 (150MW)
EDAG-HC: San Andrés U1 y U2 (40MW) y El Paso U1, U2 y U3 (60MW)
EDAG-HC: San Andrés U1 (20MW)
0MW
0MW
0MW
0MW
0MW
EDAG-HC: San Andrés U1 y U2 (40MW) y El Paso U1, U2 y U3 (60MW)
EDAG-HC: San Andrés U2 (20MW)
EDAG-TE: La Higuera U1 y U2 (150MW)
0MW
0MW
Punta de Cortés - Tap Tuniche (C1)
Punta de Cortés - Tap Tuniche (C1)
Punta de Cortés - Tap Tuniche (C1)
La Confluencia - La Higuera (C2)
La Higuera - Tinguiririca (C2)
Transformador A.Jahuel 500/220/66kV
Transformador A.Jahuel 500/220/66kV
Transformador A.Jahuel 500/220/66kV
Transformador Ancoa 525/220kV
Transformador A.Jahuel 500/220/66kV
La Confluencia - La Higuera (C2)
La Higuera - Tinguiririca (C2)
Transformador A.Jahuel 500/220/66kV
Transformador A.Jahuel 500/220/66kV
Transformador A.Jahuel 500/220/66kV
124,1
122,8
123,1
171,2
397,5
514,9
526,9
520,2
720,4
540,4
169,8
400,9
575,4
567,8
475,5
99,5
97,6
96,6
95,1
99,2
93,2
93,2
90,5
99,2
92,6
92,8
99,1
92,1
92,1
91,7
S/E Alto Jahuel
S/E Alto Jahuel
S/E Alto Jahuel
S/E Alto Jahuel
S/E Tinguiririca
S/E Tinguiririca
S/E Alto Jahuel
S/E Alto Jahuel
S/E Itahue
S/E Itahue
S/E Alto Jahuel
S/E Itahue
S/E Punta de Cortes
S/E Itahue
S/E Tinguiririca
0,98
0,99
1,00
1,00
0,99
0,99
1,00
0,97
0,98
0,99
1,00
0,98
0,97
1,00
0,96
0MW
Transformador A.Jahuel 500/220/66kV
673,8
95,5
S/E Tinguiririca
0,96
Línea Tinguiririca - Alto Jahuel 154kV (C2)
EDAG-TE: La Higuera U1 y U2 (150MW)
Transformador A.Jahuel 500/220/66kV
534,4
93,1
S/E Tinguiririca
0,97
Línea Confluencia - La Higuera 154kV (C1)
EDAG-HC: San Andrés U1 y U2 (40MW) y El Paso U1, U2 y U3 (60MW)
La Confluencia - La Higuera (C2)
169,9
97,4
S/E Tinguiririca
0,97
Línea La Higuera - Tinguiririca 154kV (C1)
EDAG-HC: San Andrés U1 y U2 (40MW)
La Higuera - Tinguiririca (C2)
378,6
97,8
S/E Tinguiririca
0,94
Línea Tinguiririca - Itahue 154kV (C1)
0MW
Transformador A.Jahuel 500/220/66kV
512,3
92,9
S/E Tinguiririca
0,96
Salida de servicio de la central El Paso
0MW
Transformador A.Jahuel 500/220/66kV
529,5
92,9
S/E Tinguiririca
0,97
Punta de Cortés - Tap Tuniche (C1)
Punta de Cortés - Tap Tuniche (C1)
Punta de Cortés - Tap Tuniche (C1)
La Confluencia - La Higuera (C2)
Punta de Cortés - Tap Tuniche (C1)
Punta de Cortés - Tap Tuniche (C1)
Punta de Cortés - Tap Tuniche (C1)
Transformador Itahue 220/154/66kV
Transformador Ancoa 525/220kV
Transformador Itahue 220/154/66kV
La Confluencia - La Higuera (C2)
La Higuera - Tinguiririca (C2)
Tinguiririca - Tap Teno (C2)
Transformador Itahue 220/154/66kV
Punta de Cortés - Tap Tuniche (C1)
Punta de Cortés - Tap Tuniche (C1)
Punta de Cortés - Tap Tuniche (C1)
La Confluencia - La Higuera (C2)
Punta de Cortés - Tap Tuniche (C1)
Punta de Cortés - Tap Tuniche (C1)
Punta de Cortés - Tap Tuniche (C1)
121,9
114,0
120,6
170,0
126,1
112,8
115,1
289,5
719,7
292,6
171,3
397,4
214,0
235,5
126,2
126,4
126,3
180,9
125,5
126,9
102,6
95,2
88,6
92,5
92,7
98,8
87,5
89,0
97,8
99,1
98,1
95,1
99,9
99,0
78,5
99,4
99,4
97,3
99,5
99,5
99,6
79,8
S/E Punta de Cortes
S/E Punta de Cortes
S/E Alto Jahuel
S/E Alto Jahuel
S/E Alto Jahuel
S/E Punta de Cortes
S/E Alto Jahuel
S/E Alto Jahuel
S/E Alto Jahuel
S/E Tinguiririca
S/E Alto Jahuel
S/E Tinguiririca
S/E Alto Jahuel
S/E Alto Jahuel
S/E Alto Jahuel
S/E Alto Jahuel
S/E Alto Jahuel
S/E Alto Jahuel
S/E Tinguiririca
S/E Alto Jahuel
S/E Alto Jahuel
1,00
1,01
1,03
1,01
1,01
1,01
1,01
0,99
0,99
0,99
1,00
0,98
1,00
1,00
0,99
0,99
1,00
1,00
0,99
1,00
1,00
Línea Ancoa - Alto Jahuel 500kV (C2)
Cable Ancoa - Colbún 220kV
Línea Tinguiririca - Alto Jahuel 154kV (C2)
Línea Confluencia - La Higuera 154kV (C1)
Línea La Higuera - Tinguiririca 154kV (C1)
Línea Tinguiririca - Itahue 154kV (C1)
Salida de servicio de la central El Paso
Línea Ancoa - Alto Jahuel 500kV (C2)
Cable Ancoa - Colbún 220kV
Línea Tinguiririca - Alto Jahuel 154kV (C2)
Línea Confluencia - La Higuera 154kV (C1)
Línea La Higuera - Tinguiririca 154kV (C1)
Línea Tinguiririca - Itahue 154kV (C1)
Salida de servicio de la central El Paso
Línea Ancoa - Alto Jahuel 500kV (C2)
Cable Ancoa - Colbún 220kV
Línea Tinguiririca - Alto Jahuel 154kV (C2)
Línea Confluencia - La Higuera 154kV (C1)
Línea La Higuera - Tinguiririca 154kV (C1)
Línea Tinguiririca - Itahue 154kV (C1)
Salida de servicio de la central El Paso
EDAG-TE: La Higuera U1 (68MW)
EDAG-TE: La Higuera U1 y U2 (150MW) y La Confluencia U1 (86MW)
EDAG-TE: La Higuera U1 y U2 (134MW) y La Confluencia U1 (77MW)
EDAG-HC: San Andrés U1 y U2 (40MW) y El Paso U1 y U2 (40MW)
0MW
EDAG-TE: La Higuera U1 (67MW)
0MW
0MW
0MW
0MW
EDAG-HC: San Andrés U1 y U2 (40MW) y El Paso U1, U2 y U3 (60MW)
EDAG-HC: San Andrés U2 (20MW)
EDAG-TE: La Higuera U1 y U2 (150MW)
0MW
0MW
0MW
EDAG-TE: La Confluencia U1 y U2 (148MW)
EDAG-HC: San Andrés U1 y U2 (40MW) y El Paso U1 (20MW)
0MW
0MW
0MW
Tabla 7-10: Resumen de escenarios en RED N-1; E07 – E12 – Invierno – Mediados 2015
P:EE-2014-147/I:EE-ES-2015-0205/R:C
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Con los EDAG desarrollados por Tinguiririca Energía y por HydroChile disponibles,
se controlan las transferencias de potencia por las líneas del sistema de 154kV Alto
Jahuel – Tinguiririca – Itahue y Tinguiririca – La Higuera – La Confluencia. Más aún, se
verifica que las tensiones en barra se encuentran dentro del rango de operación
estipulado por la NTSyCS, para todas las contingencias definidas anteriormente.
Se destaca que el detalle de los flujos de carga en RED N-1 de todos los escenarios puede ser
consultado en el Anexo N°1 – Flujos de Carga.
A continuación, se analiza el efecto de cada una de las contingencias estudiadas.
7.3.1 Desvinculación de la línea Ancoa – Alto Jahuel 500kV (C2)
Con respecto a la operación para condiciones de contingencia simple, se realiza la apertura
de ambos extremos del circuito C2 de la línea 2x500kV Ancoa – Alto Jahuel.
A través del análisis en RED N, se verifica que las transferencias pre-contingencia por la línea
2x500kV Ancoa – Alto Jahuel son, en el peor de los casos, de ~1421MVA (equivalentes al 46% de
la capacidad nominal del doble circuito). Así, la salida de servicio de uno de los circuitos de la línea
2x500kV Ancoa – Alto Jahuel, es perfectamente tolerada por la capacidad remanente del circuito
paralelo.
Se destaca que el mayor nivel de carga experimentado por el circuito C1 de la línea 2x500kV
Ancoa – Alto Jahuel, se obtiene en los escenarios en donde las centrales Colbún o Machicura se
encuentran en servicio. La inyección de potencia, por parte de estas centrales, provoca una
reducción de los flujos de potencia por el cable 1x220kV Ancoa – Colbún hacia la S/E Colbún y un
aumento en las transferencias por el transformador de poder de Ancoa 500/220kV hacia la S/E
Ancoa 500kV. Por consiguiente, el escenario E08 es el caso de estudio que presenta una respuesta
post-contingencia más exigente, debido a que las dos unidades de la central Colbún se encuentran
en servicio e inyectando 400MW.
En este caso, la desvinculación del circuito C2 de la línea 2x500kV Ancoa – Alto Jahuel provoca
que las transferencias por el circuito sano sean ~1355MVA (equivalentes a un 87% de su
capacidad nominal). En la Figura 7-10, se muestra el flujo de potencia por la zona de influencia.
Finalmente, se destaca que esta contingencia provee una respuesta post-contingencia
satisfactoria, tanto en los niveles de carga de los elementos serie del sistema como en el perfil de
tensiones de barras.
P:EE-2014-147/I:EE-ES-2015-0205/R:C
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DIgSILENT
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1
0,00
0,00
2
-0,00
-49,90
-0,00
-64,87
1
1
1
1
-512,55
90,51
13
107,99
0,9818
0
0
-32,35
65,40
0
-22,31
34,42
-30,25
44,58
149,14
0,9684
S/E Alto Jahuel
-22,50
50,27
~
G
~
G
20,07
4,83
87,43
20,10
5,00
86,63
11,13
1,0600
0,04
0
8
-35,05
67,49
66,11
1,0017
0
~
G
~
G
75,60
23,62
94,29
75,60
23,62
94,29
15,75
1,0500
3
3
84,90
86,06
84,90
86,06
0,00
1,08
20,31
78,47
S/E San Andrés
134,41
73,80
3
77,45
80,17
77,45
80,17
59,90
28,15
134,41
73,80
~
G
~
G
17,40
8,50
62,47
17,40
5,00
58,40
8
136,35
64,00
34,35
16,19
13,37
0,9690
19,80
18,26
17,40
6,00
59,37
a Charrua
13,42
0,9725
13
229,43
31,69
S/E Cipreses
0,02
1
0,00
0,00
221,99
1,0091
0,00
0,00
488,67
80,75
71,59
49,44
26,10
19,19
221,99
1,0091
J2
J1
S/E Ancoa
S/E Currilinque
C
13,45
0,9746
89,77
18,99
70,28
49,93
160,40
1,0416
222,31
1,0105
76,78
53,89
-0,00
1,57
-179,55
64,13
89,77
18,99
G
~
S/E Itahue
0
163,66
76,82
-132,1..
63,95
S/E Tinguiririca
53,39
53,27
S/E San Fernando
34,28
46,54
153,02
0,9937
24,07
43,29
13
51,60
69,67
0
0
0
19,80
18,26
S/E Ancoa
270,68
51,60
249,32
47,42
224,07
1,0185
J1
0
153,04
0,9938
0
228,15
31,69
~
G
4
7 5,80
5 5,40
0
K2
504,03
1,0081
161,12
1,0462
S/E Colbún
~
G
S/E La Higuera
208,59
51,69
S/E Malloa
11
1353,93
87,04
K1
161,03
1,0456
S/E Confluencia
51,00
10,00
57,75
208,59
51,69
-0,00
0,98
152,90
0,9929
0,00
0,00
14,56
1,0548
161,12
1,0462
-34,28
16,19
-34,28
0,00
19,80
5,90
57,73
S/E El Paso
14,21
1,0300
-38,09
75,25
3
19,80
5,90 0,00
57,73
14,56
1,0548
159,71
1,0371
39,88
33,30
158,26
1,0277
14,35
1,0400
153,33
0,9956
0
12,43
57,69
0
0
-24,02
43,29
68,38
1,0360
150,90
0,9799
-51,45
69,67
67,96
1,0297
10,64
44,01
3
0
63,49
94,30
40,71
80,64
2
13,66
0,9900
179,62
64,13
0,06
96,48
93,04
B1
S/E Itahue
260,00
51,16
91,37
G
~
G
~
2
0
0
0
9
-63,21
94,30
145,97
0,9479
-40,48
80,64
0
7
S/E Maule
-12,38
57,69
-10,61
44,01
66,13
1,0019
Load Flow Ba lance d
Nodes
Branches
Shunt/Filter
Synchronous Machine
2-Winding Transformer 3-Winding Transformer
Ul, Magnitude [kV] Active Power [MW]
Active Power [MW]
Active Power [MW]
Apparent Po wer [MVA] Active Power [MW]
u, Magnitude [p.u.] Maximum Loading [%] Reactive Power [Mvar] Reactive Power [Mvar] Loading [%]
Maximum Loading [%]
Loading [%]
Figura 7-10: Flujo de potencia en RED N-1, desvinculación del circuito C2 de la línea 2x500kV Ancoa – Alto Jahuel
P:EE-2014-147/I:EE-ES-2015-0205/R:C
13,66
0,9900
B2
260,00
51,16
91,37
3
10
68,19
1,0332
-105,9..
51,41
150,68
0,9784
S/E Teno
11
0
-34,21
46,54
67,91
1,0289
3
20,47
79,01
1
156,75
1,0178
(2)
0,00
86,22
9,55
90,55
159,18
1,0336
0
20,47
79,01
13,55
0,9817
S/E Punta de Cortés
(1)
~
G
0,57
0
146,85
0,9536
38,29
75,25
0
0
-77,44
37,37
14,35
1,0400
-39,00
71,00
39,16
71,00
-0,00
0,45
-77,45
66,58
86,22
9,55
90,55
15,75
1,0500
0
63,19
0,9575
~
G
0
20,21
78,31
~
G
3
0
1
0,00 0,00 0,00
-7,62 -5,08 -2,76
2
~
G
3
1
35,17
67,49
0
0,00
0,58
148,87
0,9667
-38,81
38,55
13,87
1,0510
2,85
-29,95
45,70
11,09
1,0558
7,13
1,0338
9,54
9,02
S/E Rancagua
30,01
45,70
10,97
1,0450
3
-38,77
22,24
148,27
0,9628
10,97
1,0450
27,71
20,21
78,31
-0,00
0,45
-0,00
0,18
~
G
20,07
4,83
87,43
~
G
44,80
46,47
77,70
66,58
152,97
0,9933
~
G
20,07
5,28
87,89
11,13
1,0600
S/E Sauzal
62,66
0,9494
-0,00
0,58
~
G
20,07
5,28
87,89
0
0
0
0
487,11
0,9742
1
0,00
0,00
-1302,71
88,26
0
0
4
-3
513,48
90,51
1
0
22,52
50,27
22,32
34,42
30,27
44,58
513,46
90,51
0,22
(1)
32,47
65,40
0
0,00
-23,23
(2)
H2
149,41
0,9702
-62,74
52,95
0
5,94
2,00
56,98
151,42
0,9833
0
H1
S/E Alto Jahuel
a Polpaico
13
0
0
-171,53
61,87
-512,56
90,51
1
S/E Alto Jahuel
171,60
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7.3.2 Desvinculación del cable Ancoa – Colbún 220kV
Con respecto a la operación para condiciones de contingencia simple, se realiza la apertura
de ambos extremos del cable 1x220kV Ancoa – Colbún.
La salida de servicio del cable 1x220 Ancoa – Colbún provoca la pérdida del vínculo que une
directamente la S/E Ancoa con la S/E Colbún. Así, la generación proveniente de las centrales
ubicadas en el sistema 154kV Itahue – Tinguiririca – Alto Jahuel, se transmiten directamente hacia
la S/E Ancoa 500kV por el transformador de poder Ancoa 500/220kV, siendo este, el elemento
limitante en la distribución de los flujos de potencia post-contingencia. A pesar de lo anterior, se
verifica que, para todos los escenarios de operación, la carga del transformador de poder Ancoa
500/220kV permanece bajo su capacidad en operación normal.
El escenario que presenta una respuesta post-contingencia más exigente, es aquel que
maximiza las transferencias de potencia, en condiciones normales de operación, por el cable
1x220kV Ancoa – Colbún. Así, considerando abierto al sistema de 154kV Itahue – Tinguiririca –
Alto Jahuel en el extremo de la S/E Punta de Cortés y un despacho hidrotérmico de Verano
(minimizando la generación hidroeléctrica de las centrales Colbún y Machicura), las transferencias
en RED N por este cable son ~446MVA (equivalentes al 73% de su capacidad nominal en operación
normal), situación que se manifiesta en el escenario E02. Luego, como se mencionó anteriormente,
la desvinculación del cable 1x220kV Ancoa – Colbún produce un aumento en el nivel de carga del
transformador de poder Ancoa 500/220kV, y asimismo, un aumento en las transferencias por el
doble circuito 2x500kV Ancoa – Alto Jahuel. El máximo nivel de carga experimentado por el
transformador de poder es de ~715MVA (equivalentes al 99% de su capacidad nominal). En la
Figura 7-11 se muestra el flujo de potencia en la zona de influencia, producto de la desconexión
del cable 1x220kV Ancoa – Colbún.
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1
2
1
1
16
H2
32,32
62,97
641,23
91,14
110,01
1,0001
492,50
0,9850
0
0
-22,34
32,43
-30,25
43,29
152,51
0,9903
S/E Alto Jahuel
-22,48
47,36
S/E Sauzal
64,65
0,9796
~
G
~
G
~
G
~
G
~
G
20,07
8,28
91,95
20,07
8,28
91,95
20,07
3,11
86,01
20,07
3,11
86,01
20,10
4,00
85,71
10,81
1,0300
21,71
84,31
44,81
43,76
0,04
10,81
1,0300
~
G
152,29
0,9889
-38,82
36,67
-35,05
66,38
0
~
G
75,00
22,15
93,10
134,19
73,50
5
5
76,49
81,50
76,49
81,50
~
G
~
G
17,40
6,85
60,33
17,40
6,00
59,37
K2
505,89
1,0118
161,44
1,0483
714,67
98,89
~
G
19,80
17,88
13,45
0,9744
S/E Ancoa
19,80
18,04
17,40
6,00
59,37
a Charrua
13,45
0,9744
13
S/E Colbún
161,35
1,0477
S/E Confluencia
134,19
73,50
51,00
7,64
57,30
8
0,00
0,00
0,00
-65,21
0,00
0,00
71,59
48,92
220,35
1,0016
J2
J1
S/E Ancoa
S/E Currilinque
S/E La Higuera
207,77
51,31
710,56
98,89
S/E Cipreses
0,02
26,10
18,96
~
G
225,61
1,0255
1
C
13,29
0,9630
87,71
19,04
70,30
49,27
160,75
1,0438
219,79
0,9991
76,78
53,20
-175,42
62,76
87,71
19,04
G
~
S/E Itahue
269,95
51,83
270,05
51,85
221,44
1,0066
J1
2
0
135,46
63,39
34,43
16,17
-0,00
1,58
162,69
76,09
-131,3..
63,31
S/E Tinguiririca
7 6,06
5 5,48
53,48
53,08
S/E San Fernando
153,59
0,9973
34,36
48,60
153,58
0,9972
24,08
47,75
13
51,85
74,08
2
-0,00
47,75
-0,00
48,60
65,19
0,9878
84,76
85,72
786,90
50,63
K1
161,43
1,0482
14,17
1,0270
158,63
1,0300
S/E Malloa
14
0,00
59,90
27,74
792,10
43,75
14,20
1,0293
S/E El Paso
-34,36
16,17
-34,36
0,00
-0,00
0,18
14,17
1,0266
159,83
1,0378
39,84
34,28
19,80
5,00
57,06
1
13,94
1,0100
153,89
0,9993
153,52
0,9969
84,76
85,72
207,77
51,31
(2)
153,46
0,9965
S/E San Andrés
19,80
4,00 0,00
56,44
20,17
77,87
15,75
1,0500
157,14
1,0204
-0,00
0,98
(1)
20,15
77,73
13,52
0,9800
S/E Punta de Cortés
0,00
1,08
-0,00
0,58
86,00
8,38
90,20
159,85
1,0380
0
20,15
77,73
-38,07
73,14
150,67
0,9784
38,26
73,14
0
-77,39
36,34
0,00
0,58
~
G
75,00
22,15
93,10
13,94
1,0100
-38,98
69,07
39,13
69,07
-0,00
0,46
86,00
8,38
90,20
15,75
1,0500
67,79
1,0271
-77,40
64,75
~
G
0
20,81
84,31
~
G
8
1
3
-0,00
81,79
2
~
G
5
1
35,16
66,38
0,00 -0,00 -0,00
-8,01 -5,34 -2,90
2,85
64,57
0,9784
~
G
0,57
-3,98
5,32
14,22
1,0776
57,07
81,79
11,05
1,0528
5
S/E Rancagua
151,86
0,9861
10,97
1,0450
7,11
1,0306
-52,28
29,44
10,97
1,0450
27,71
77,63
64,75
-0,00
0,46
1
-776,37
43,90
-769,61
51,12
641,25
91,14
0
0
4
-3
-0,00
62,97
22,50
47,36
22,35
32,43
30,27
43,29
0
16
62,00
0,9394
151,82
0,9858
S/E Teno
151,67
0,9848
12,78
58,81
15
-4
10,38
48,28
4
-51,66
74,08
64,22
0,9731
6
-12,73
58,81
62,62
0,9488
-104,9..
50,90
64,01
95,81
42,71
95,65
0
-0,00
95,81
153,74
0,9983
-62,59
51,21
a Polpaico
0,22
(1)
1
-639,97
91,14
-0,00
-23,78
(2)
1
-639,96
91,14
H1
S/E Alto Jahuel
156,01
1,0131
0,00
0,00
5,94
2,00
56,98
-199,00
69,94
0,00
-53,26
1
0,00
0,00
1
S/E Alto Jahuel
199,08
69,94
13,39
0,9700
175,49
62,76
0,06
96,43
92,50
B1
S/E Itahue
270,00
33,10
93,80
G
~
G
~
2
7
146,98
0,9544
-42,39
95,65
S/E Maule
4
3
-10,34
48,28
67,00
1,0152
Load Flow Ba lance d
Nodes
Branches
Shunt/Filter
3-Winding Transformer 2-Winding Transformer Synchronous Machine
Ul, Magnitude [kV] Active Power [MW]
Active Power [MW]
Active Power [MW]
Apparent Po wer [MVA] Active Power [MW]
u, Magnitude [p.u.] Maximum Loading [%] Reactive Power [Mvar] Maximum Loading [%] Loading [%]
Reactive Power [Mvar]
Loading [%]
Figura 7-11: Flujo de potencia en RED N-1, desvinculación del cable 1x220kV Ancoa – Colbún
P:EE-2014-147/I:EE-ES-2015-0205/R:C
13,39
0,9700
B2
270,00
33,10
93,80
No se autorizan copias del presente documento sin autorización previa por
escrito de ESTUDIOS ELECTRICOS S.A.
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7.3.3 Desvinculación de la línea Tinguiririca – Alto Jahuel 154kV (C2)
Con respecto a la operación para condiciones de contingencia simple, se realiza la apertura
de ambos extremos del circuito C2 de la línea 2x154kV Tinguiririca – Alto Jahuel.
Sabiendo que el circuito que vincula a la S/E Punta de Cortés con el sistema 154kV es el
circuito C2 de la línea 2x154kV Tinguiririca – Alto Jahuel, se obtiene que la desvinculación de este
circuito provoca la pérdida de ~39MW y de ~76MW de consumo, respectivamente para los
escenarios de demanda baja y alta.
A pesar de que, el nivel de carga pre-contingencia de los circuitos de la línea 2x154kV
Tinguiririca – Alto Jahuel se encuentra cercano a su límite térmico (~90% de su capacidad nominal)
y que la salida de servicio de unos de estos vínculos aumente las transferencias por el circuito sano,
la actuación del EDAG-TE controla y reduce las transferencias por el circuito paralelo, a valores
equivalentes a la capacidad de régimen permanente para condiciones de 25°C.
En efecto, la mayor desconexión de generación experimentada se registra en los escenarios
de demanda alta, específicamente en el escenario E07. En este caso, mediante una desconexión
de ~150MW, como mínimo, de generación de las unidades de la central La Higuera, se logran
transferencias de potencia post-contingencia de ~123MVA (equivalentes a un ~97% de su
capacidad nominal).
En la Figura 7-12, se muestra el flujo de potencia por los elementos del sistema en la zona
de influencia.
P:EE-2014-147/I:EE-ES-2015-0205/R:C
No se autorizan copias del presente documento sin autorización previa por
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226,49
1,0295
1
0,00
0,00
2
0,00
-52,99
-0,00
-68,89
1
1
1
1
-523,08
93,32
13
H1
32,30
62,57
110,96
1,0087
0
0
0
-32,19
62,57
500,03
1,0001
154,40
1,0026
S/E Alto Jahuel
-22,45
45,44
~
G
~
G
~
G
20,07
-0,47
85,02
20,07
-0,47
85,02
20,10
5,00
86,63
10,92
1,0400
0,04
154,22
1,0014
-38,84
35,88
0
8
-35,05
65,78
68,77
1,0419
0
~
G
0,00
0,00
0,00
15,30
1,0200
3
3
86,11
88,05
86,11
88,05
0
0
39,88
33,13
59,90
27,79
134,35
74,69
134,35
74,69
~
G
~
G
17,40
-5,26
58,64
17,40
4,00
57,59
19,80
17,28
17,40
4,00
57,59
a Charrua
13,66
0,9899
17
1
8
0,00
0,00
0,00
0,00
432,55
69,03
71,56
46,66
26,13
17,13
230,13
1,0461
J2
J1
S/E Ancoa
S/E Currilinque
S/E La Higuera
133,07
33,20
138,43
19,42
S/E Cipreses
0,02
230,13
1,0461
C
13,94
1,0100
-27,19
6,63
70,33
46,31
164,90
1,0708
228,35
1,0380
76,81
50,18
-27,19
6,63
G
~
S/E Itahue
54,39
21,60
25,00
2,99
62,94
292,89
54,15
247,11
45,76
230,43
1,0474
J1
0
1,04
10,76
158,55
73,29
-0,00
0,00
0
27,80
16,67
-0,95
9,58
S/E Tinguiririca
-75,76
54,59
53,46
51,23
S/E San Fernando
34,28
46,70
155,44
1,0094
24,07
44,88
13
51,66
70,73
0
0
0
19,80
17,28
S/E Ancoa
1
155,46
1,0095
0
141,86
19,42
~
G
S/E Colbún
~
G
0,07
0,07
133,07
33,20
7 5,86
5 4,59
0
K2
511,24
1,0225
165,27
1,0732
13,66
0,9899
165,21
1,0728
S/E Confluencia
51,00
2,00
56,71
S/E Malloa
12
660,30
42,32
K1
165,27
1,0732
13,94
1,0100
156,89
1,0187
156,03
1,0132
-0,00
0,00
154,69
1,0045
665,13
36,69
14,09
1,0207
S/E El Paso
-157,14
73,29
-34,28
0,00
19,80
2,00
55,61
14,09
1,0207
157,74
1,0243
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,0000
122,85
57,60
S/E San Andrés
19,80
2,00 0,00
55,61
13,75
0,9961
155,75
1,0113
-4
12,77
57,23
0
0
-24,02
44,88
65,96
0,9993
157,09
1,0201
-51,50
70,73
67,01
1,0153
10,37
47,05
4
0
62,36
97,60
40,41
84,69
3
13,80
1,0000
-54,38
21,60
0,06
69,57
63,40
B1
S/E Itahue
270,00
11,63
93,19
G
~
G
~
2
0
0
0
6
-62,08
97,60
156,31
1,0150
-40,15
84,69
0
3
S/E Maule
-12,73
57,23
-10,33
47,05
68,49
1,0377
Load Flow Ba lance d
Nodes
Branches
Shunt/Filter
Synchronous Machine
2-Winding Transformer 3-Winding Transformer
Ul, Magnitude [kV] Active Power [MW]
Active Power [MW]
Active Power [MW]
Apparent Po wer [MVA] Active Power [MW]
u, Magnitude [p.u.] Maximum Loading [%] Reactive Power [Mvar] Reactive Power [Mvar] Loading [%]
Maximum Loading [%]
Loading [%]
Figura 7-12: Flujo de potencia en RED N-1, desvinculación del circuito C2 de la línea 2x154kV Tinguiririca – Itahue.
P:EE-2014-147/I:EE-ES-2015-0205/R:C
13,80
1,0000
B2
270,00
11,63
93,19
4
6
64,92
0,9836
25,90
15,13
159,60
1,0364
S/E Teno
13
0
-34,21
46,70
67,69
1,0257
20,30
79,42
3
0,07
0,07
(2)
0,00
3
19,96
77,96
1
13,98
1,0132
3
S/E Punta de Cortés
(1)
86,22
-0,18
90,00
157,58
1,0233
0
19,96
77,96
0,57
0
-0,00
0,00
122,27
57,53
~
G
0,00
0,00
0,00
13,98
1,0132
0,00
0,00
0,00
0,00
-0,00
0,00
86,22
-0,18
90,00
15,30
1,0200
0
EDAG-TE
121,43
96,59
~
G
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1,0103
3
0
~
G
0
19,98
78,17
~
G
0,00 -0,00 -0,00
-8,24 -5,50 -2,99
2
0
~
G
3
1
35,16
65,78
14,43
1,0930
2,85
1
S/E Rancagua
65,85
0,9978
10,95
1,0431
0,22
-0,00
0,02
-29,89
43,49
10,81
1,0300
3
-29,12
15,99
29,95
43,49
10,81
1,0300
27,71
19,98
78,17
153,96
0,9997
-0,00
0,18
~
G
20,07
3,21
86,08
~
G
44,82
41,98
0,00
0,00
-0,00
0,00
~
G
20,07
3,21
86,08
10,92
1,0400
S/E Sauzal
65,00
0,9849
-120,91
96,59
1
-654,16
36,46
-648,26
42,51
0
-22,37
31,11
-30,25
43,07
524,01
93,32
0
0
0
523,99
93,32
0
0
4
-3
0
22,47
45,44
22,38
31,11
30,27
43,07
0
1
H2
154,50
1,0033
-62,57
50,92
(1)
0
0
0,00
-24,89
156,15
1,0140
(2)
13
0
S/E Alto Jahuel
a Polpaico
5,94
1,00
54,76
28,04
16,47
-523,09
93,32
1
S/E Alto Jahuel
-28,04
16,47
0
154,47
1,0031
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7.3.4 Desvinculación de la línea Confluencia – La Higuera 154kV (C1)
Se analiza el efecto que produce sobre el sistema 154kV Itahue – Tinguiririca – Alto Jahuel la
pérdida del circuito C1 de la línea 2x154kV La Confluencia – La Higuera. La salida de uno de estos
circuitos disminuye la capacidad de transmisión efectiva del enlace a ~177MVA.
Considerando los casos de estudio requeridos por la DO del CDEC-SIC, en donde se solicita
desarrollar los escenarios de operación con una máxima generación por parte de las centrales La
Higuera, La Confluencia, San Andrés y El Paso, se pueden identificar respuestas post-contingencias
muy similares en la mayoría de los escenarios, ante la salida de servicio del circuito C1 de la línea
2x154kV La Confluencia – La Higuera.
Como se indicó anteriormente, la pérdida de uno de los circuitos de la línea 2x154kV La
Confluencia – La Higuera disminuye la capacidad de transmisión efectiva del enlace a ~177MVA,
siendo que, la generación neta por parte de las centrales La Confluencia, El Paso y San Andrés es
de ~272MW. De esta manera, para poder controlar y reducir las transferencias por el circuito
sano,
se
debe
considerar
la
actuación
del
EDAG-HC.
La
acción
del
EDAG-HC
busca
desconectar/reducir la generación proveniente de las centrales El Paso y San Andrés, y así,
mantener las transferencias de potencia en valores equivalentes a la capacidad de régimen
permanente para condiciones de 25°C.
A pesar de que, las respuestas post-contingencias de los escenarios de operación sean
bastante similares, se ilustrarán los flujos y los efectos de la pérdida del circuito C1 de la línea
2x154kV La Confluencia – La Higuera en el escenario E01. En este caso, para poder mantener las
transferencias por el circuito sano se deben desconectar las tres unidades de la central El Paso y
las dos unidades de la central San Andrés, como mínimo, equivalentes a una desvinculación de
~100MW. Así, el nivel de carga post-contingencia del circuito C2 es ~170MVA (equivalentes al
96% de la capacidad nominal).
En la Figura 7-13, se detallan los flujos de potencia en la zona de influencia ante la pérdida
del circuito C1 de la línea 2x154kV La Confluencia – La Higuera.
P:EE-2014-147/I:EE-ES-2015-0205/R:C
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228,27
1,0376
DIgSILENT
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1
2
1
1
16
H2
32,31
62,86
437,50
90,10
110,42
1,0038
22,49
46,71
22,36
31,99
30,27
43,23
0
501,08
1,0022
0
0
-22,35
31,99
-30,25
43,23
153,24
0,9950
S/E Alto Jahuel
-22,47
46,71
~
G
~
G
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
10,06
0,9578
0,04
-11,91
7,18
153,02
0,9937
-38,83
36,34
1
0
154,89
1,0058
13,80
1,0000
169,25
95,35
0,00
0,00
3
3
75,48
79,59
75,48
79,59
~
G
~
G
17,69
0,75
57,12
17,69
5,00
59,30
14,15
1,0250
K2
513,32
1,0266
164,12
1,0657
128,21
17,50
~
G
20,13
17,66
13,62
0,9867
S/E Ancoa
20,13
17,66
17,69
5,00
59,30
a Charrua
13,62
0,9867
13
S/E Colbún
164,07
1,0654
S/E Confluencia
8
129,00
17,50
S/E Cipreses
0,02
226,07
1,0276
1
0,00
0,00
0,00
-68,64
340,78
55,47
72,76
47,91
26,56
17,81
~
G
226,07
1,0276
J2
J1
S/E Ancoa
S/E Currilinque
S/E La Higuera
159,00
40,13
C
13,66
0,9900
-41,77
9,07
71,50
47,72
163,67
1,0628
224,56
1,0207
78,09
51,67
-41,77
9,07
G
~
S/E Itahue
83,55
29,53
15,00
2,13
37,88
277,28
52,28
262,72
49,64
226,20
1,0282
J1
1
0
-14,64
12,09
123,55
58,15
116,83
54,91
12,11
11,36
14,77
11,15
S/E Tinguiririca
7 5,93
5 5,54
S/E Malloa
53,48
52,01
S/E San Fernando
153,05
0,9938
34,31
47,35
12
510,93
32,56
K1
164,12
1,0657
51,85
2,93
57,70
153,34
0,9957
153,03
0,9937
24,08
45,60
13
51,73
72,01
0
154,77
1,0050
12,78
57,91
13
-4
-34,23
47,35
-24,02
45,60
64,91
0,9835
157,44
1,0223
S/E Teno
10,38
47,57
4
0,00
66,82
1,0124
-0,05
0,60
EDAG-HC
85,21
88,26
514,31
28,27
13,94
1,0100
S/E El Paso
1
159,00
40,13
116,03
54,87
88,36
42,45
~
G
75,60
1,50
90,02
20,13
0,66
56,28
13,94
1,0100
154,92
1,0060
-0,02
1,07
20,13
0,66 0,00
56,28
0,03
0,13
15,30
1,0200
153,85
0,9991
(2)
152,73
0,9918
S/E San Andrés
0,03
0,13
-122,67
58,15
-34,31
0,00
~
G
13,66
0,9900
S/E Punta de Cortés
(1)
154,92
1,0060
-38,06
72,50
151,87
0,9862
38,25
72,50
0
-77,37
36,03
88,03
42,35
86,22
5,90
90,21
85,21
88,26
~
G
75,60
1,50
90,02
13,80
1,0000
-38,97
68,49
39,12
68,49
87,56
71,01
37,38
41,60
86,22
5,90
90,21
15,30
1,0200
68,15
1,0326
65,06
0,9858
~
G
2
0,03
0,13
~
G
-35,05
66,15
~
G
2
0,05
0,18
1
3
8
0,00 -0,00 -0,00
-8,10 -5,40 -2,93
35,16
66,15
14,30
1,0833
2,85
-49,42
70,79
10,56
1,0059
27,71
5
S/E Rancagua
49,56
70,79
10,06
0,9581
0,57
-36,84
20,52
10,06
0,9581
5
2
-0,00
0,18
~
G
0,00
0,00
0,00
0,05
0,18
152,65
0,9912
152,79
0,9921
~
G
0,00
0,00
0,00
~
G
44,82
43,16
-37,27
41,60
115,51
54,84
~
G
0,00
0,00
0,00
10,06
0,9578
S/E Sauzal
64,75
0,9811
-87,30
71,01
1
-507,78
28,11
-503,78
32,70
437,52
90,10
0
0
4
-3
-32,21
62,86
16
7,09
1,0275
153,96
0,9997
-62,58
51,13
a Polpaico
0,23
(1)
1
-436,84
90,10
-51,56
72,01
65,91
0,9987
63,04
98,42
13,52
0,9800
-83,53
29,53
39,61
72,85
0,06
69,57
64,02
B1
S/E Itahue
270,00
8,77
93,15
G
~
G
~
0
6
-62,77
98,42
154,33
1,0021
-39,41
72,85
3
S/E Maule
-12,73
57,91
-10,34
47,57
68,98
1,0451
Load Flow Ba lance d
Nodes
Branches
Shunt/Filter
3-Winding Transformer 2-Winding Transformer Synchronous Machine
Ul, Magnitude [kV] Active Power [MW]
Active Power [MW]
Active Power [MW]
Apparent Po wer [MVA] Active Power [MW]
u, Magnitude [p.u.] Maximum Loading [%] Reactive Power [Mvar] Maximum Loading [%] Loading [%]
Reactive Power [Mvar]
Loading [%]
Figura 7-13: Flujo de potencia en RED N-1, desvinculación del circuito C1 de la línea 2x154kV La Confluencia – La Higuera.
P:EE-2014-147/I:EE-ES-2015-0205/R:C
13,52
0,9800
B2
270,00
8,77
93,15
4
6
63,94
0,9687
41,66
21,11
3
0,00
-25,30
(2)
1
-436,83
90,10
H1
S/E Alto Jahuel
155,99
1,0129
0,00
0,00
6,04
2,00
57,83
12,44
23,32
0,00
0,00
1
0,00
0,00
1
S/E Alto Jahuel
-12,43
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7.3.5 Desvinculación de la línea La Higuera – Tinguiririca 154kV (C1)
Con respecto a la operación para condiciones de contingencia simple, se realiza la apertura
de ambos extremos del circuito C1 de la línea 2x154kV La Higuera - Tinguiririca.
Teniendo en cuenta que, todos los escenarios de operación fueron desarrollados con la
consigna de una máxima generación por parte de las centrales La Higuera, La Confluencia, San
Andrés y El Paso, se evidencia que, el efecto que produce la pérdida del circuito C1 de la línea
2x154kV La Higuera – Tinguiririca es similar en la mayoría de los escenarios.
La salida de servicio de uno de los circuitos de la línea 2x154kV La Higuera – Tinguiririca
reduce la capacidad de transmisión del vínculo a ~398MVA. De esta manera, dado que la
generación neta de las centrales ubicadas en las cercanías de la central El Paso es de ~422MW, se
obtendría un nivel de carga post-contingencia superior a la capacidad nominal, sin embargo, esta
condición es factible de operación dado que las centrales El Paso y San Andrés tienen asociado un
esquema DAG/RAG, el cual controla las transferencias de potencia por el circuito sano en niveles
equivalentes a la capacidad de régimen permanente de los conductores.
A pesar de que, las respuestas post-contingencias de los escenarios de operación sean
bastante similares, se ilustrarán los flujos y los efectos de la pérdida del circuito C1 de la línea
2x154kV La Higuera - Tinguiririca en el escenario E09. En este caso, para poder mantener las
transferencias por el circuito sano se deben desconectar las dos unidades de la central San Andrés,
como mínimo, equivalentes a una desvinculación de ~40MW. Así, el nivel de carga postcontingencia del circuito C2 es ~398MVA (equivalentes al 96% de la capacidad nominal).
En la Figura 7-13, se detallan los flujos de potencia en la zona de influencia ante la pérdida
del circuito C1 de la línea 2x154kV La Higuera - Tinguiririca.
Finalmente, se destaca que esta contingencia provee una respuesta post-contingencia
satisfactoria, tanto en los niveles de carga de los elementos serie del sistema como en el perfil de
tensiones de barras.
P:EE-2014-147/I:EE-ES-2015-0205/R:C
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225,20
1,0236
DIgSILENT
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1
2
1
1
H2
203,14
29,44
30,66
59,28
112,50
1,0227
0
5,01
19,44
4,84
13,31
17,72
25,13
0
155,86
1,0121
~
G
-5,00
19,44
11,13
1,0600
S/E Sauzal
65,06
0,9858
0,04
-19,63
38,82
1
0
-22,20
37,85
22,27
37,85
0
S/E San Andrés
3
20,78
84,81
20,78
84,81
13,96
1,0113
61,34
27,75
160,95
1,0451
3
75,83
77,02
75,83
77,02
~
G
~
G
17,69
-0,97
57,15
17,69
0,23
57,07
K2
514,18
1,0284
164,18
1,0661
297,49
40,50
~
G
20,01
17,55
13,39
0,9700
S/E Ancoa
20,13
17,65
17,69
0,23
57,07
a Charrua
13,39
0,9700
17
S/E Colbún
1
8
-0,00
80,45
227,54
1,0343
0,00
0,00
397,05
63,98
72,71
47,72
227,54
1,0343
J2
J1
S/E Ancoa
S/E Currilinque
S/E La Higuera
397,95
96,27
285,87
40,50
S/E Cipreses
0,01
26,53
17,41
~
G
51,85
2,09
57,66
0,00
0,00
133,84
61,84
301,28
18,97
K1
164,13
1,0658
S/E Confluencia
124,52
67,17
124,52
67,17
3
307,44
16,58
13,96
1,0113
164,18
1,0661
14,08
1,0200
EDAG-HC
20,13
1,00
56,32
S/E El Paso
15,90
1,0600
85,21
84,93
20,13
1,00 0,12
56,32
20,08
76,28
1
14,49
1,0500
C
13,62
0,9867
45,97
9,44
71,46
47,30
163,89
1,0642
227,08
1,0322
78,07
51,31
-87,34
30,74
45,97
9,44
G
~
S/E Itahue
272,93
51,15
273,61
51,28
226,85
1,0311
J1
1
0
36,57
16,81
139,34
64,05
134,62
61,88
51,94
23,87
34,29
16,15
S/E Tinguiririca
3 5,65
2 5,42
S/E Malloa
33,33
31,82
S/E San Fernando
156,46
1,0159
18,16
24,36
12
156,44
1,0158
11,69
20,73
13
23,93
32,59
-2
157,77
1,0245
8,93
38,29
13
-4
-18,14
24,36
-11,68
20,73
70,31
1,0653
159,12
1,0333
S/E Teno
7,02
41,32
3
0,00
68,58
1,0391
3
162,42
1,0547
19,94
16,18
-16,80
30,70
154,91
1,0059
16,86
30,70
120,61
55,72
~
G
75,60
13,69
91,46
156,57
1,0167
0,00
0,18
86,22
5,89
90,21
159,75
1,0374
(2)
155,79
1,0116
86,22
5,89
90,21
161,27
1,0472
0,05
0,21
138,56
64,05
18,21
0,00
~
G
13,66
0,9900
S/E Punta de Cortés
(1)
~
G
85,21
84,93
~
G
75,60
13,69
91,46
14,49
1,0500
40,14
17,60
120,29
55,66
~
G
15,90
1,0600
69,10
1,0470
119,93
93,46
11,19
1,0657
1
3
8
0,00 -0,00 0,00
-8,25 -5,50 0,00
19,67
38,82
2
96,22
75,18
10,40
0,9900
28,68
155,70
1,0110
15,42
14,13
14,44
1,0936
0,01
67,37
1,0207
10,40
0,9900
3
S/E Rancagua
-26,83
36,77
~
G
20,10
3,00
85,00
3
21,46
11,91
26,87
36,77
~
G
20,07
6,15
88,90
0,58
28,30
15,56
155,27
1,0082
155,55
1,0101
10,99
1,0469
19,95
76,27
119,72
93,46
~
G
20,07
6,15
88,90
~
G
19,67
18,07
96,16
75,18
133,42
61,81
~
G
20,07
2,41
85,61
0
-4,84
13,31
-17,71
25,13
S/E Alto Jahuel
0
0
4
-3
-30,56
59,28
501,43
1,0029
1
301,11
16,65
296,60
19,15
203,14
29,44
7,05
1,0222
49,77
39,43
16
0,23
(1)
16
a Polpaico
-23,89
32,59
67,69
1,0256
6
-8,91
38,29
66,34
1,0051
19,62
9,81
25,44
98,15
13,46
0,9750
87,36
30,74
15,45
93,70
0
-0,00
-25,17
(2)
1
-203,02
29,44
~
G
154,39
1,0025
1
-203,02
29,44
H1
S/E Alto Jahuel
155,17
1,0076
0,00
0,00
6,04
2,00
57,83
115,25
42,06
0,00
0,00
1
-0,00
78,81
1
S/E Alto Jahuel
-115,22
42,06
0,06
59,83
54,30
B1
S/E Itahue
270,00
-8,63
93,15
G
~
G
~
2
3
-25,25
98,15
156,57
1,0167
-15,12
93,70
S/E Maule
4
3
-6,99
41,32
69,09
1,0469
Load Flow Ba lance d
Nodes
Branches
Shunt/Filter
3-Winding Transformer 2-Winding Transformer Synchronous Machine
Ul, Magnitude [kV] Apparent Po wer [MVA] Active Power [MW]
Active Power [MW]
Apparent Po wer [MVA] Active Power [MW]
u, Magnitude [p.u.] Maximum Loading [%] Reactive Power [Mvar] Maximum Loading [%] Loading [%]
Reactive Power [Mvar]
Loading [%]
Figura 7-14: Flujo de potencia en RED N-1, desvinculación del circuito C1 de la línea 2x154kV La Higuera – Tinguiririca.
P:EE-2014-147/I:EE-ES-2015-0205/R:C
13,46
0,9750
B2
270,00
-8,63
93,15
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7.3.6 Desvinculación de la línea Tinguiririca – Itahue 154kV (C1)
Se analiza el efecto que produce sobre el sistema la pérdida del circuito C1 de la línea 2x154kV
Tinguiririca - Itahue. La salida de uno de estos circuitos disminuye la capacidad de transmisión
efectiva del enlace a ~214MVA. Adicionalmente, se debe considerar la limitación que impone el
transformador de corriente por el lado de la S/E Itahue, restringiendo así la capacidad de
transmisión a 192MVA, entre el tramo Tap Teno – Itahue.
Si bien, el nivel de carga de los circuitos de la línea 2x154kV Tinguiririca – Itahue es mayor
al 50% de la capacidad de la línea en condiciones normales de operación, la salida de servicio de
unos de estos circuitos es perfectamente tolerada por el circuito sano. Esta situación se debe a que
las elevadas sobrecargas por este vínculo son eliminadas mediante la actuación del EDAG-TE,
permitiendo controlar y reducir las transferencias por el circuito paralelo, a valores equivalentes a
la capacidad de régimen permanente para condiciones de 25°C.
Justamente, la mayor desconexión de generación experimentada se registra en los escenarios
de demanda baja, específicamente en el escenario E11. En este caso, mediante una desconexión
de ~151MW, como mínimo, de generación de las unidades de la central La Higuera, se logran
transferencias de potencia post-contingencia de ~213MVA (equivalentes a un ~99% de su
capacidad nominal) en el circuito C2 de la línea 2x154kV Tinguiririca – Tap Teno, y ~184MVA
(equivalentes a un ~93% de la capacidad nominal del transformador de corriente de la S/E Itahue)
por el circuito C2 de la línea 2x154kV Tap Teno - Itahue. En la Figura 7-12, se muestra el flujo de
potencia por los elementos del sistema en la zona de influencia.
Finalmente, se destaca que esta contingencia provee una respuesta post-contingencia
satisfactoria, tanto en los niveles de carga de los elementos serie del sistema como en el perfil de
tensiones de barras.
P:EE-2014-147/I:EE-ES-2015-0205/R:C
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229,65
1,0439
DIgSILENT
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1
2
1
1
16
H2
30,54
57,15
359,99
50,21
114,57
1,0416
14,96
31,14
14,83
21,32
17,72
24,41
0
502,01
1,0040
0
0
-14,83
21,32
-17,71
24,41
159,18
1,0337
S/E Alto Jahuel
-14,95
31,14
~
G
~
G
20,07
-0,44
85,02
20,10
5,00
86,63
10,71
1,0200
-7,54
5,58
0,04
1
0
-39,13
17,22
0
1,65
0,80
5,12
0,12
59,89
27,93
620,02
39,57
K1
160,71
1,0436
~
G
~
G
1,45
0,80
5,34
1,45
0,50
4,95
13,81
1,0010
85,69
88,08
624,49
34,32
13,67
0,9908
S/E El Paso
15,30
1,0200
K2
513,46
1,0269
160,71
1,0436
201,72
27,50
~
G
1,53
1,65
1,65
1,74
1,45
0,50
4,95
13,14
0,9525
S/E Ancoa
a Charrua
13,14
0,9525
16
S/E Colbún
160,70
1,0435
S/E Confluencia
134,34
75,09
4,25
-5,79
7,98
0,07
0,07
8
155,21
1,0078
0,00
0,00
-0,00
-71,74
373,85
59,44
5,98
4,17
231,12
1,0505
J2
J1
S/E Ancoa
S/E Currilinque
S/E La Higuera
133,05
33,38
133,05
33,38
199,64
27,50
S/E Cipreses
0,01
2,04
3,95
~
G
231,12
1,0505
1
1
134,34
75,09
C
13,87
1,0054
65,79
14,69
5,41
6,44
160,51
1,0423
229,24
1,0420
6,02
6,33
EDAG-TE
-131,58
47,86
65,79
14,69
G
~
S/E Itahue
219,95
40,62
220,05
40,71
231,17
1,0508
J1
-0,00
0,99
1
0
-0,00
0,00
18,19
8,51
-0,00
1,59
209,35
98,99
-0,00
0,00
S/E Tinguiririca
3 5,65
2 5,71
S/E Malloa
32,93
32,13
S/E San Fernando
154,82
1,0053
18,16
24,52
12
1,65
0,80
5,12
20,30
79,83
13,67
0,9907
156,92
1,0190
39,88
33,30
-16,80
30,03
158,21
1,0274
16,86
30,03
19,95
80,29
S/E San Andrés
156,06
1,0134
154,94
1,0061
154,81
1,0052
11,69
21,98
13
23,93
32,95
0
155,95
1,0127
8,81
42,46
13
-4
-18,15
24,52
-11,68
21,98
66,04
1,0006
159,20
1,0338
S/E Teno
7,15
35,25
4
0,00
68,16
1,0327
~
G
13,25
0,9600
(2)
154,85
1,0055
156,45
1,0159
1
19,95
80,29
3
-18,17
8,51
-18,16
0,00
86,22
2,33
90,03
85,69
88,08
13,91
1,0078
0,07
0,07
S/E Punta de Cortés
(1)
~
G
0,00
0,00
0,00
3
0,00
1,09
0,00
0,58
~
G
0,00
0,00
0,00
13,91
1,0078
-22,20
37,03
22,27
37,03
-0,00
0,48
86,22
2,33
90,03
15,30
1,0200
69,89
1,0589
-39,13
30,68
~
G
1
19,99
78,73
~
G
-19,63
34,98
~
G
3
1
3
8
0,00 0,00 0,00
-8,33 0,00 0,00
19,67
34,98
14,50
1,0986
0,01
68,95
1,0446
10,90
1,0379
27,84
158,99
1,0324
-11,80
12,41
S/E Rancagua
-26,82
35,88
10,50
1,0000
0,57
-27,20
14,56
26,85
35,88
10,50
1,0000
3
2
-0,00
0,18
~
G
20,07
-0,44
85,02
19,99
78,73
158,76
1,0309
154,91
1,0059
~
G
20,07
0,59
85,04
~
G
29,78
28,80
39,18
30,68
-0,00
0,58
~
G
20,07
0,59
85,04
10,71
1,0200
S/E Sauzal
67,10
1,0167
-0,00
0,48
1
-614,89
34,08
-609,50
39,73
360,00
50,21
0
0
4
-3
-30,45
57,15
16
6,91
1,0012
158,87
1,0316
-48,26
38,13
a Polpaico
0,23
(1)
1
-359,62
50,21
-23,90
32,95
66,97
1,0148
6
-8,79
42,46
64,65
0,9796
-167,8..
83,58
12,85
99,23
7,76
18,55
3
0,00
-25,72
(2)
1
-359,61
50,21
H1
S/E Alto Jahuel
159,89
1,0383
0,00
0,00
0,50
0,10
4,59
-122,98
41,32
0,00
0,00
1
0,00
0,00
1
S/E Alto Jahuel
123,01
41,32
13,80
1,0000
131,62
47,86
0,06
26,93
25,41
B1
S/E Itahue
220,00
-1,17
75,86
G
~
G
~
0
6
-12,75
99,23
157,52
1,0229
-7,70
18,55
S/E Maule
4
3
-7,13
35,25
69,67
1,0556
Load Flow Ba lance d
Nodes
Branches
Shunt/Filter
3-Winding Transformer 2-Winding Transformer Synchronous Machine
Ul, Magnitude [kV] Active Power [MW]
Active Power [MW]
Active Power [MW]
Apparent Po wer [MVA] Active Power [MW]
u, Magnitude [p.u.] Maximum Loading [%] Reactive Power [Mvar] Maximum Loading [%] Loading [%]
Reactive Power [Mvar]
Loading [%]
Figura 7-15: Flujo de potencia en RED N-1, desvinculación del circuito C1 de la línea 2x154kV Tinguiririca - Itahue.
P:EE-2014-147/I:EE-ES-2015-0205/R:C
13,80
1,0000
B2
220,00
-1,17
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7.3.7 Salida de servicio de la Central Hidroeléctrica El Paso
Se analiza el efecto que produce sobre el SIC la pérdida de la central El Paso. La salida de la
central provoca la pérdida de 60MW de generación en el sistema 154kV Itahue – Tinguiririca – Alto
Jahuel.
La salida de servicio de la central El Paso, junto con generar una redistribución de los flujos
de potencia por el sistema 154kV Itahue – Tinguiririca – Alto Jahuel, provoca una caída en la
frecuencia del sistema, producto de la pérdida de los 60MW de generación, no obstante, este último
punto será analizado en el Capítulo 8 – Estudio de Estabilidad Transitoria.
En las siguientes tablas se realiza un análisis de la redistribución de los flujos de potencia y
de las tensiones en barra de los elementos de la zona de influencia sobre todos los escenarios
desarrollados en este estudio, haciendo una comparación entre:
En Verde los flujos de potencia por los elementos serie y las tensiones de la zona de
influencia, previo a la pérdida de la central El Paso.
En Rojo los flujos de potencia por los elementos serie y las tensiones de la zona de
influencia, después de la pérdida de la central El Paso.
De esta tabla, se pueden desprender las siguientes conclusiones:
En los escenarios de demanda alta y el sistema 154kV Itahue – Tinguiririca – Alto Jahuel
enlazado, la pérdida de la central El Paso modifica el sentido de los flujos de potencia por el
circuito C1 de la línea 2x154kV Tinguiririca – Itahue. Así, la desvinculación de ~60MW de
generación se redistribuyen, principalmente, por el transformador de poder Itahue
220/154/66kV.
Se observa que en el resto de los escenarios, los niveles de carga por las líneas de la zona
de influencia disminuyen en proporción a la desvinculación de la generación, sin alterar el
sentido de los flujos.
En todos los escenarios de operación, se puede apreciar que el perfil de tensiones de las
barras de la zona de influencia varía, en el peor de los casos, en ~1% respecto con las
condiciones normales de operación. Por ende, se verifica que en todo momento las tensiones
en barras se encuentran dentro del rango permitido por la NTSyCS.
P:EE-2014-147/I:EE-ES-2015-0205/R:C
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Escenario
E01
E02
Nombre
E04
E05
9,5
-4,9
Inversión de Flujo
Tap Teno - Itahue 154kV C2
-17,3
-31,6
Aumento de Transferencias
Tinguiririca - Tap Malloa 154 kV C1
147,3
133,3
Disminución de Transferencias
Tinguiririca - Tap Malloa 154kV C2
140,5
126,5
Disminución de Transferencias
Itahue 400 MVA 220/154/66 kV
35,2
63,8
Aumento de Transferencias
Tap Teno - Itahue 154kV C1
134,2
105,9
Disminución de Transferencias
Tap Teno - Itahue 154kV C2
106,3
78,9
Disminución de Transferencias
Tinguiririca - Tap Malloa 154 kV C1
34,4
34,4
No cambia
Tinguiririca - Tap Malloa 154kV C2
0,0
0,0
No cambia
-175,9
-122,6
Tap Teno - Itahue 154kV C1
0,0
0,0
No cambia
Tap Teno - Itahue 154kV C2
0,0
0,0
No cambia
Tinguiririca - Tap Malloa 154 kV C1
143,2
114,8
Disminución de Transferencias
Tinguiririca - Tap Malloa 154kV C2
136,3
108,1
Disminución de Transferencias
Itahue 400 MVA 220/154/66 kV
26,9
26,9
No cambia
Tap Teno - Itahue 154kV C1
35,6
21,2
Disminución de Transferencias
Tap Teno - Itahue 154kV C2
19,2
4,8
Disminución de Transferencias
Tinguiririca - Tap Malloa 154 kV C1
145,8
131,8
Disminución de Transferencias
Tinguiririca - Tap Malloa 154kV C2
141,1
127,2
Disminución de Transferencias
Itahue 400 MVA 220/154/66 kV
-99,1
-70,5
Disminución de Transferencias
Tap Teno - Itahue 154kV C1
166,3
138,9
Disminución de Transferencias
Tap Teno - Itahue 154kV C2
149,5
122,3
Disminución de Transferencias
Tinguiririca - Tap Malloa 154 kV C1
18,2
18,2
No cambia
No cambia
Tinguiririca - Tap Malloa 154kV C2
Itahue 400 MVA 220/154/66 kV
Tap Teno - Itahue 154kV C1
Tap Teno - Itahue 154kV C2
E06
Redistribución de los Flujos
Tap Teno - Itahue 154kV C1
Itahue 400 MVA 220/154/66 kV
E03
Elemento serie
Pre-Contingencia Post-Contingencia
P[MW]
P[MW]
Disminución de Transferencias
0,0
0,0
-277,9
-225,4
0,0
0,0
No cambia
No cambia
Disminución de Transferencias
0,0
0,0
Tinguiririca - Tap Malloa 154 kV C1
143,0
118,7
Disminución de Transferencias
Tinguiririca - Tap Malloa 154kV C2
138,3
114,0
Disminución de Transferencias
Itahue 400 MVA 220/154/66 kV
-97,7
-97,7
No cambia
Nombre
Tensiones en Barras
Pre-Contingencia
Post-Contingencia
V[pu]
V[pu]
S/E Itahue
1,02
1,02
S/E Confluencia
1,01
1,01
0,11
S/E Punta de Cortes
0,98
0,98
-0,42
S/E Tinguiririca
0,99
1,00
-0,34
S/E La Higuera
1,00
1,00
-0,13
S/E Itahue
1,00
1,01
-1,08
S/E Confluencia
1,03
1,03
-0,23
S/E Punta de Cortes
0,98
0,98
-0,03
S/E Tinguiririca
1,00
1,01
-0,93
S/E La Higuera
1,02
1,03
-0,49
S/E Itahue
1,04
1,04
0,05
S/E Confluencia
1,00
1,00
-0,10
S/E Punta de Cortes
0,97
0,97
-0,87
S/E Tinguiririca
0,97
0,98
-0,75
S/E La Higuera
0,99
0,99
-0,38
S/E Itahue
1,04
1,04
-0,33
S/E Confluencia
1,05
1,05
0,11
S/E Punta de Cortes
1,01
1,02
-0,50
S/E Tinguiririca
1,03
1,03
-0,38
S/E La Higuera
1,04
1,04
-0,13
S/E Itahue
0,99
1,00
-1,36
S/E Confluencia
1,01
1,01
-0,09
S/E Punta de Cortes
1,01
1,01
-0,05
S/E Tinguiririca
0,99
1,00
-1,02
S/E La Higuera
1,00
1,01
-0,44
S/E Itahue
1,03
1,03
0,02
S/E Confluencia
1,01
1,01
-0,07
S/E Punta de Cortes
0,99
1,00
-0,86
S/E Tinguiririca
1,00
1,00
-0,64
S/E La Higuera
1,01
1,01
-0,30
Tabla 7-11: Variación del flujo de potencia por los elementos de la zona de influencia ante la pérdida de la central El Paso – Verano.
P:EE-2014-147/I:EE-ES-2015-0205/R:C
Variación [%]
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Escenario
E07
E08
Nombre
E10
E11
6,4
-8,2
Inversión de Flujo
Tap Teno - Itahue 154kV C2
-20,5
-35,0
Aumento de Transferencias
Tinguiririca - Tap Malloa 154 kV C1
150,6
136,7
Disminución de Transferencias
Tinguiririca - Tap Malloa 154kV C2
143,8
130,0
Disminución de Transferencias
Itahue 400 MVA 220/154/66 kV
43,8
72,9
Aumento de Transferencias
Tap Teno - Itahue 154kV C1
134,3
106,8
Disminución de Transferencias
Tap Teno - Itahue 154kV C2
107,3
79,9
Disminución de Transferencias
Tinguiririca - Tap Malloa 154 kV C1
34,3
34,3
No cambia
Tinguiririca - Tap Malloa 154kV C2
0,0
0,0
No cambia
-179,9
-126,7
Tap Teno - Itahue 154kV C1
0,0
0,0
No cambia
Tap Teno - Itahue 154kV C2
0,0
0,0
No cambia
Tinguiririca - Tap Malloa 154 kV C1
143,0
114,6
Disminución de Transferencias
Tinguiririca - Tap Malloa 154kV C2
136,0
107,8
Disminución de Transferencias
Itahue 400 MVA 220/154/66 kV
-5,0
-4,9
Disminución de Transferencias
Tap Teno - Itahue 154kV C1
12,6
-0,4
Inversión de Flujo
Tap Teno - Itahue 154kV C2
-3,8
-16,8
Aumento de Transferencias
146,8
134,3
Disminución de Transferencias
Tinguiririca - Tap Malloa 154kV C2
142,2
129,7
Disminución de Transferencias
Itahue 400 MVA 220/154/66 kV
-103,8
-78,0
Disminución de Transferencias
Tap Teno - Itahue 154kV C1
166,3
138,9
Disminución de Transferencias
Tap Teno - Itahue 154kV C2
149,5
122,2
Disminución de Transferencias
Tinguiririca - Tap Malloa 154 kV C1
18,2
18,2
No cambia
No cambia
Tinguiririca - Tap Malloa 154 kV C1
Tinguiririca - Tap Malloa 154kV C2
Itahue 400 MVA 220/154/66 kV
Tap Teno - Itahue 154kV C1
Tap Teno - Itahue 154kV C2
E12
Redistribución de los Flujos
Tap Teno - Itahue 154kV C1
Itahue 400 MVA 220/154/66 kV
E09
Elemento serie
Pre-Contingencia Post-Contingencia
P[MW]
P[MW]
Disminución de Transferencias
0,0
0,0
-273,4
-220,8
0,0
0,0
No cambia
No cambia
Disminución de Transferencias
0,0
0,0
Tinguiririca - Tap Malloa 154 kV C1
145,1
120,5
Disminución de Transferencias
Tinguiririca - Tap Malloa 154kV C2
140,4
115,8
Disminución de Transferencias
Itahue 400 MVA 220/154/66 kV
-95,3
-95,3
No cambia
Nombre
Tensiones en Barras
Pre-Contingencia
Post-Contingencia
V[pu]
V[pu]
S/E Itahue
1,03
1,03
S/E Confluencia
1,02
1,02
0,07
S/E Punta de Cortes
0,98
0,99
-0,43
S/E Tinguiririca
1,00
1,00
-0,35
S/E La Higuera
1,01
1,01
-0,16
S/E Itahue
0,99
1,00
-1,13
S/E Confluencia
1,03
1,03
-0,08
S/E Punta de Cortes
0,97
0,97
-0,05
S/E Tinguiririca
1,00
1,01
-0,86
S/E La Higuera
1,02
1,02
-0,38
S/E Itahue
1,04
1,04
0,08
S/E Confluencia
0,98
0,98
0,17
S/E Punta de Cortes
0,96
0,96
-0,79
S/E Tinguiririca
0,96
0,97
-0,60
S/E La Higuera
0,98
0,98
-0,18
S/E Itahue
1,04
1,04
-0,37
S/E Confluencia
1,03
1,03
0,00
S/E Punta de Cortes
1,01
1,01
-0,49
S/E Tinguiririca
1,02
1,02
-0,40
S/E La Higuera
1,03
1,03
-0,19
S/E Itahue
1,01
1,02
-1,23
S/E Confluencia
1,01
1,01
-0,24
S/E Punta de Cortes
1,03
1,03
0,03
S/E Tinguiririca
1,00
1,01
-1,05
S/E La Higuera
1,00
1,01
-0,54
S/E Itahue
1,04
1,04
0,04
S/E Confluencia
1,02
1,02
-0,01
S/E Punta de Cortes
1,00
1,01
-0,81
S/E Tinguiririca
1,01
1,01
-0,59
S/E La Higuera
1,02
1,02
-0,25
Tabla 7-12: Variación del flujo de potencia por los elementos de la zona de influencia ante la pérdida de la central El Paso – Invierno.
P:EE-2014-147/I:EE-ES-2015-0205/R:C
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8 ESTUDIO DE ESTABILIDAD TRANSITORIA
En este capítulo se analiza el desempeño dinámico del sistema tomando en cuenta la nueva
central El Paso en su operación interconectada al sistema. Para ello se ejecutan múltiples
simulaciones en el dominio del tiempo introduciendo distintas perturbaciones, principalmente en el
área de influencia del proyecto.
La definición de las contingencias se encuentra en concordancia con el análisis realizado en
estado estacionario, de manera de verificar los resultados obtenidos y así, corroborar la factibilidad
de operación del sistema ante las diversas condiciones planteadas durante el desarrollo del estudio.
Se efectúan perturbaciones que incluyen fallas bifásicas a tierra con la posterior
desvinculación de líneas o cables, y desconexiones intempestivas de unidades generadoras y de
transformadores de poder. Específicamente, se simulan las siguientes fallas en concordancia con
las fallas requeridas por la dirección de operación del CDEC-SIC estipuladas en la carta DO
N°0022/2015:
Contingencias en el Sistema de Transmisión:
Falla de severidad tipo 4 en la línea 500kV Ancoa – Alto Jahuel C2
Falla de severidad tipo 4 en el cable 220kV Ancoa – Colbún
Contingencias en el Sistema de Subtransmisión:
Falla de severidad tipo 4 en la línea 154kV Tinguiririca – Alto Jahuel C2
Falla de severidad tipo 4 en la línea 154kV Confluencia – La Higuera C1
Falla de severidad tipo 4 en la línea 154kV La Higuera - Tinguiririca C1
Falla de severidad tipo 4 en la línea 154kV Tinguiririca – Itahue C1
Falla de severidad tipo 4 en la línea 154kV Tinguiririca – San Fernando
Falla de severidad tipo 4 en la línea 154kV San Andrés – Confluencia
Falla de severidad tipo 4 en la línea 154kV El Paso – Confluencia
Desconexión Intempestiva de Transformadores de Poder:
Desconexión
intempestiva
del
Transformador
de
Alto
Jahuel
300/300/90MVA
–
220/154/66kV
Desconexión intempestiva del Transformador de Itahue 300/300/90MVA – 220/154/66kV
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Desconexión Intempestiva de Generación:
Desconexión intempestiva del ciclo combinado que se encuentre conectado en S/E San Luis
con mayor generación
Desconexión intempestiva de una unidad de la central Pehuenche
Desconexión intempestiva de la totalidad de la generación de la central El Paso
Para cada uno de estos elementos, se analizan los cortocircuitos en ambos extremos de la
línea por separado (al 5% y al 95% de la longitud de la línea).
8.1 Criterios de Evaluación del Desempeño Dinámico
El análisis de estabilidad transitoria del SIC consiste en evaluar la evolución temporal de
variables claves durante los primeros 20 segundos luego de que el sistema sea sometido a una
gran perturbación.
La estabilidad en régimen transitorio del SIC se evalúa sobre la base de los siguientes
parámetros:
1) Excursión del ángulo del rotor en primera oscilación. Estabilidad angular no oscilatoria
2) Amortiguamiento de las oscilaciones. Estabilidad angular oscilatoria
3) Recuperación de la frecuencia. Estabilidad en frecuencia
4) Recuperación y control de la tensión. Estabilidad en tensión
Cuando se verifiquen simultáneamente los cuatro criterios de desempeño, se podrá concluir
que el SIC resulta estable para la falla analizada.
8.1.1 Estabilidad Angular No Oscilatoria
El criterio para determinar la estabilidad transitoria en la primera oscilación rotórica se ha
establecido mediante dos parámetros claves: máximo ángulo rotórico y mínima tensión transitoria.
Se adopta como referencia de ángulos un generador cercano al centro inercial del SIC y se
considera un ángulo de 120º como máximo ángulo de carga admitido para máquinas vinculadas al
sistema de transmisión.
Se verifica que la tensión en los nodos del SIC no descienda por debajo de 0.7pu ni
permanezca más de 1 segundo por debajo de 0.8pu luego del despeje de una falla.
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8.1.2 Estabilidad Angular Oscilatoria
Factor de amortiguamiento relativo (ξ) aplicado a los modos de oscilación:
Escenario crítico (red N): ξ ≥ 0,10pu. Las oscilaciones de potencia se deben reducir al 15%
de su valor inicial en el curso de 3 ciclos.
Escenario post contingencia: ξ ≥ 0,05pu. Las oscilaciones de potencia se deben reducir al
40% de su valor inicial en el curso de 3 ciclos.
8.1.3 Estabilidad de Frecuencia
Se verifica que en el caso de una contingencia simple, la frecuencia mínima admitida en
instalaciones del Sistema de Transmisión Troncal de tensión igual o superior a 200kV sea
igual o mayor a 48,3Hz, aceptándose en instalaciones de Sistemas de Subtransmisión o
Sistemas de Transmisión Adicional, un descenso transitorio de la frecuencia por debajo de
48,3Hz durante un tiempo inferior a los 200ms. (Art. 5-44 NTSyCS).
Se verifica que la frecuencia en las barras de generación supere el nivel de 47,5Hz dentro
de los 5s de iniciada la falla y que ingrese en un entorno (50 ± 1)Hz dentro de los 90s de
iniciada la falla. (Art. 3-10 NTSyCS).
8.1.4 Estabilidad en Tensión
Se considera aceptable la recuperación de la tensión (20s desde el inicio de la perturbación)
en cada nodo de la red de alta tensión si la misma presenta valores comprendidos entre:
±5 % para nodos de 500kV
±7 % para nodos de 220kV
±10 % para nodos de 154kV
8.2 Análisis de Contingencias
En este apartado se lleva a cabo el estudio de contingencias, realizando una breve descripción
de las mismas y resumiendo los principales resultados que emergen de la observación de las
evoluciones temporales y flujos post-falla.
El estudio de las contingencias se ha realizado para todos los escenarios de operación
indicados en el Capítulo 7, sin embargo, es esta sección se presentarán los escenarios que presentes
las evoluciones dinámicas más exigentes para el sistema.
Las respuestas dinámicas para cada una de las contingencias estudiadas y para
todos los escenarios de operación se pueden observar en detalle en el Anexo N°2 –
Simulaciones Dinámicas
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8.2.1 Fallas en el Sistema de Transmisión
Las simulaciones de las contingencias en el sistema de transmisión poseen la siguiente
secuencia de eventos:
t = 0seg
Inicio de la simulación.
t = 1seg
Implantación de la falla.
t = 1,12seg
Despeje de la falla y apertura de los interruptores de la línea.
t = 1,62seg
Actuación del EDAG – TE, en caso que corresponda.
t = 20seg
Fin de la simulación.
F2FT en la línea Ancoa – Alto Jahuel 500kV (C2)
Se analiza el efecto dinámico que produce sobre el SIC la pérdida del circuito C2 de la línea
2x500kV Ancoa – Alto Jahuel, producto de un cortocircuito bifásico a tierra en uno de los extremos
de la línea.
La salida de uno de los circuitos disminuye la capacidad de transmisión efectiva del enlace a
~1803MVA.
Los escenarios que implican una respuesta transitoria más exigente para el SIC corresponden
a aquellos en donde las centrales Colbún o Machicura se encuentren en servicio. La inyección de
potencia, por parte de estas centrales, provoca una reducción de los flujos de potencia por el cable
1x220kV Ancoa – Colbún hacia la S/E Colbún y un aumento en las transferencias por el
transformador de poder de Ancoa 500/220kV hacia la S/E Ancoa 500kV. En función de lo anterior,
el escenario E08 es el caso de estudio que presenta una respuesta dinámica más severa, puesto a
que las dos unidades de la central Colbún se encuentran en servicio e inyectando 400MW.
A continuación, se muestra en la Tabla 8-1 un resumen con las características más relevantes
que permiten verificar las condiciones exigidas por la NTSyCS.
Escenario
E08
Máxima Excursión Angular [°]
Mínima Tensión Transitoria V[pu]
Confluencia U1 (35.7°)
0.96
2x500kV Ancoa - Alto Jahuel
1290.3 (71.6%)
12%
Nivel de Carga [MVA/%]
Factor de Amortiguamiento [ξ]
Cumplimiento NTSyCS
Tabla 8-1: Resumen de resultados dinámicos
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Se destaca, que la recuperación de las tensiones por sobre el umbral de los 0.7pu ocurre
inmediatamente después del despeje de la falla. Asimismo, las oscilaciones angulares se
encuentran contenidas y debidamente amortiguadas.
La Figura 8-1 muestra la evolución de la potencia transferida por el circuito sano de la línea
2x500kV Ancoa – Alto Jahuel y por el transformador de poder Ancoa 500/220kV, comprobándose
que al término de la simulación estos elementos no presentan sobrecargas. Se puede observar que
el aumento de potencia producto de la pérdida del circuito paralelo, provoca un aumento de
potencia equivalente a ~566MVA y ~120MVA, respectivamente por el circuito sano y por el
transformador de poder de Ancoa 500/220kV.
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1 81 0 ,
1 44 8 ,
N ivel de c arga 1 0 0 %
DIgSILENT
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4 .7 5 s
1 3 1 0 .3 4 M V A
1 08 6 ,
6 .2 3 s
1 2 9 7 .4 3 M V A
1 9 .1 5 s
1 2 9 0 .2 8 M V A
7 24 ,
3 62 ,
0 ,00
0 ,00
4 ,00
8 ,00
1 2,0
1 6,0
[s]
2 0,0
1 6,0
[s]
2 0,0
Ancoa - Alto Jahuel 500 kV\Alto Jahuel - Ancoa 500 kV L1: S[MVA]
Ancoa - Polpaico 500kV\Alto Jahuel - Ancoa 500 kV L2: S[MVA]
-15 0 ,
3 .8 7 s
- 2 0 4 .6 6 M W
-19 3 ,
1 9 .4 0 s
- 2 3 4 .7 5 M W
-23 6 ,
-28 0 ,
-32 3 ,
-36 6 ,
0 ,00
5 .3 4 s
- 2 2 0 .4 8 M W
4 ,00
8 ,00
1 2,0
Ancoa 1 525/220kV_750MVAx4: P[MW]
Figura 8-1: Transferencias por la línea 2x500kV Ancoa – Alto Jahuel (arriba) y por el Transformador Ancoa 500/220kV
(abajo).
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F2FT en el cable Ancoa – Colbún 220kV
Se procede a analizar la pérdida del cable 1x220kV Ancoa – Colbún, producto de un
cortocircuito bifásico a tierra próximo al nodo de la S/E Ancoa.
La salida de servicio del cable 1x220 Ancoa – Colbún provoca la pérdida del vínculo que une
directamente la S/E Ancoa con la S/E Colbún. Así, la generación proveniente de las centrales
ubicadas en el sistema 154kV Itahue – Tinguiririca – Alto Jahuel, se transmiten directamente hacia
la S/E Ancoa 500kV por el transformador de poder Ancoa 500/220kV, siendo este, el elemento
limitante en la distribución de los flujos de potencia post-contingencia.
El escenario testigo para verificar el comportamiento dinámico del impacto de la central El
Paso en el SIC, es aquel que maximiza las transferencias de potencia, en condiciones normales de
operación, por el cable 1x220kV Ancoa – Colbún. Así, se selecciona el escenario E02 de demanda
alta – verano – abierto en S/E Punta de Cortés, puesto que es donde se presenta la mayor
transferencia previa por el elemento en falla.
En la Tabla 8-2 se resumen las características más relevantes de este escenario y que
permiten verificar los parámetros de desempeño dinámico.
Escenario
E02
Máxima Excursión Angular [°]
Mínima Tensión Transitoria V[pu]
San Andrés U2 (49.7°)
0.93
Transformador Ancoa
525/220kV
753.9 (95.7%)
8.16%
Nivel de Carga [MVA/%]
Factor de Amortiguamiento [ξ]
Cumplimiento NTSyCS
Tabla 8-2: Resumen de resultados dinámicos
En la Figura 8-2 se presentan las evoluciones temporales de las tensiones de barras de interés
para este estudio. Se puede observar que las oscilaciones de las tensiones de las barras se
encuentran contenidas, amortiguadas y dentro del rango de operación definido por la NTSyCS.
Por otro lado, se puede observar en la Figura 8-3 que las transferencias post-contingencias
por el transformador de poder de Ancoa 500/220kV y las líneas 2x220kV Itahue – Ancoa se
estabilizan en valores permisibles, menores al 100% de la capacidad permanente de estos
elementos.
Finalmente, el comportamiento del sistema frente a la ocurrencia de esta contingencia es
aceptable, verificándose los parámetros de desempeño dinámico indicados en la NTSyCS.
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1 ,20
1 ,10
V = 1.07pu
V = 1.05pu
1 ,00
V = 0.93pu
V = 0.95pu
0 ,90
V = 0.8pu
0 ,80
0 ,70
0 ,00
V = 0.7pu
4 ,00
8 ,00
1 2,0
1 6,0
[s]
2 0,0
Pehu\J1: V[pu]
Col\6: V[pu]
Ita\J: V[pu]
Anc\J1: V[pu]
AJah\J1: V[pu]
1 ,20
1 ,10
V = 1.1pu
V = 1.07pu
1 ,00
0 ,90
V = 0.9pu
V = 0.93pu
V = 0.8pu
0 ,80
0 ,70
0 ,00
V = 0.7pu
4 ,00
8 ,00
1 2,0
1 6,0
[s]
2 0,0
AJah\A: V[pu]
Mau\A: V[pu]
P.Cort\A: V[pu]
Ita\A1: V[pu]
Fdo\A1: V[pu]
Confl\A1: V[pu]
LHigue\A1: V[pu]
Figura 8-2: Tensiones de barras de la Zona de Influencia: (arriba) 220kV, (abajo) 154kV.
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1 00 ,0 0
Nivel de Carga 100%
DIgSILENT
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8 0,0 0 0
6 0,0 0 0
19.58 s
24.27 %
4 0,0 0 0
2 0,0 0 0
0 ,00 0 0
0 ,00
4 ,00
8 ,00
1 2,0
1 6,0
[s]
2 0,0
[s]
2 0,0
Ancoa - Itahue 220 kV L1: Loading in %
Ancoa - Itahue 220 kV L2: Loading in %
1 0,1 0 3
-20 9 ,65
-42 9 ,40
19.63 s
-753.99 MW
-64 9 ,16
-86 8 ,91
-10 8 8,7
0 ,00
4 ,00
8 ,00
1 2,0
1 6,0
Ancoa 1 525/220kV_750MVAx4: Total Active Power/HV-Side in MW
Figura 8-3: Transferencias por: (arriba) Línea 2x220kV Ancoa – Itahue, (abajo) Transformador Itahue
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8.2.2 Fallas en el Sistema de Subtransmisión
En este apartado se analiza el desempeño dinámico del sistema de subtransmisión 154kV
Itahue – Tinguiririca – Alto Jahuel, tomando en cuenta la nueva central El Paso en su operación
interconectada al sistema. Previo a ello, es importante verificar que la respuesta dinámica en la
zona de influencia sea estable y acorde a las normativas exigidas por la NTSyCS.
El comportamiento dinámico del sistema de subtransmisión, previa interconexión de la central
El Paso, se comprueba en el escenario de demanda alta de la base de datos oficial del CDEC-SIC
de Febrero 2015. El flujo de carga de este escenario que se utiliza como condición inicial de la
simulación de la falla se muestra en la Figura 8-4.
Así, se ejecuta una simulación en el dominio del tiempo introduciendo una perturbación en
las cercanías de la interconexión de la central El Paso.
Específicamente, se procede a analizar la pérdida de uno de los circuitos de la línea 2x154kV
La Higuera - Tinguiririca, producto de un cortocircuito bifásico a tierra próximo al nodo de la S/E La
Higuera. Se elige esta contingencia como prueba, debido a que en condiciones de máxima
generación por parte de las centrales La Higuera, La Confluencia y San Andrés, es la línea por la
cual se transfiere la mayor cantidad de potencia. Los eventos asociados a la simulación de la falla
son los siguientes:
t = 0seg
Inicio de la simulación.
t = 1seg
Implantación de la falla.
t = 1,4seg
Despeje de la falla y apertura de los interruptores de la línea.
t = 20seg
Fin de la simulación.
En la parte superior de la Figura 8-5 se muestra la evolución de los ángulos rotóricos de las
máquinas de la zona de influencia de la central. Se puede observar que el comportamiento dinámico
es inestable, puesto que las unidades de las centrales La Higuera, La Confluencia y San Andrés
pierden el sincronismo con el sistema durante la ocurrencia de la falla.
Por otro lado, en la parte inferior de la Figura 8-5 se puede apreciar la evolución de las
tensiones de las barras de 154kV de la zona de influencia. Se observa que en algunas de las barras
del sistema, la tensión post-contingencia se establece por debajo de 0.8pu por más de un segundo,
y que ciertas tensiones se mantienen por debajo de 0.7pu una vez despejada la falla.
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G
~
SAN ANDRES
H1
~
G
20,0
-0,117
LA CONFLUENCIA
G
~
H2
1,028
2,005
~
G
~
G
65,0
3,759
65,0
3,759
1,005
17,369
G
~
~
G
~
G
~
G
24,0
2,327
24,0
2,332
(1)
84,285
47,392
84,285
47,392
75,0
2,013
83,815
47,392
93,341
74,311
0,999
15,283
158,640
39,868
83,815
47,392
~
G
~
G
75,0
2,013
~
G
~
G
13,0
3,952
13,0
3,952
65,0
0,519
~
G
LA HIGUERA
~
G
~
G
13,0
2,703
7,0
-0,357
G
~
1,003
16,489
58,919
47,271
(2)
~
G
20,0
-0,117
158,640
39,868
10,0
4,262
10,0
-0,000
G
~
G
~
74,555
49,755
82,694
54,690
27,358
15,129
(1)
157,373
39,868
(2)
157,373
39,868
20,984
11,604
24,284
14,090
A1
1,020
11,808
0,993
10,850
C2
B1
47,942
26,399
8 4,38 0
2 8,82 7
A2
4,0
1,247
0,5
-2,292
0,5
-0,000
G
~
G
~
G
~
B2
CDEC-SIC
G
~
Sistema Centro 154 kV
Diagrama de Flujos de Carga
PowerFactory 15.1.5
Figura 8-4: Flujo de carga – Escenario de demanda alta - BD SIC febrero 2015.
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Graphic: 07-Sistema 154kV
Date: 3/23/2015
Annex:
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200,0
San Andrés U1
Confluencia U1
120,0
120°
La Higuera U1
40,00
-40,00
-120°
-120,0
-200,0
0,00
0,88
1,76
2,64
3,52
[s]
1,150
4,39
1.1
0,980
0.9pu
Incumplimiento
0.8pu
0,810
0.7pu
0,640
0,470
0,300
0,00
0,88
1,76
2,64
3,52
[s]
4,39
Figura 8-5: Ángulos rotóricos de las máquinas (arriba), Tensiones del sistema de subtransmisión 154kV (abajo)
Así, se evidencia que la respuesta dinámica del sistema, previo a la interconexión
de la central El Paso, es inestable ante la ocurrencia de una falla en las líneas del sistema
154kV Itahue – Tinguiririca – Alto Jahuel.
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De esta manera, considerando la pre-existencia del fenómeno recién presentando, se
procederá a verificar el impacto del comportamiento dinámico ante la interconexión de la central El
Paso. Para ello, se definirá un despacho máximo por parte de las centrales La Confluencia y La
Higuera, para cada contingencia, con el objeto de obtener una respuesta dinámica estable y acorde
a las exigencias que impone la NTSyCS.
Finalmente, las simulaciones de las fallas en el sistema de subtransmisión poseerán la
siguiente secuencia de eventos:
t = 0seg
Inicio de la simulación.
t = 1seg
Implantación de la falla.
t = 1,4seg
Despeje de la falla y apertura de los interruptores de la línea.
t = 1,9seg
Actuación del EDAG – TE o EDAG – HC, en caso que corresponda.
t = 20seg
Fin de la simulación.
Cabe mencionar que en las simulaciones de las actuaciones de los EDAG-TE o EDAG-HC, se
considerarán tiempos conservadores, realizando la desconexión de algunas centrales 500
milisegundos después de despejada la falla. Las unidades a desvincular dependerán de cada
escenario, respetándose los valores mínimos determinados en el análisis de las contingencias en
estado estacionario.
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F2FT en la línea Tinguiririca – Alto Jahuel 154kV (C2)
Esta contingencia provoca la salida de servicio del circuito C2 de la línea 2x154kV Tinguiririca
– Alto Jahuel, producto de un cortocircuito próximo a uno de los nodos de las SS/EE Tinguiririca o
Alto Jahuel. Esta condición, provoca la pérdida de los consumos ubicados aguas abajo de la S/E
Punta de Cortés 154kV equivalentes a ~39MW y de ~76MW, respectivamente para los escenarios
de demanda baja y alta.
La ocurrencia de esta falla pretende evidenciar la necesidad de un recurso como el EDAG-TE
en escenarios con elevadas transferencias por esta línea en condiciones normales de operación.
Cabe mencionar que en las simulaciones realizadas para esta falla, se determinó un despacho
máximo por parte de las centrales La Higuera y La Confluencia de ~240MW.
El escenario que presenta una respuesta dinámica más exigente es aquel que posee las
mayores transferencias por la línea 2x154kV Tinguiririca – Alto Jahuel, previo a la ocurrencia de la
perturbación. De esta manera, para evaluar el comportamiento dinámico del sistema se elige como
caso testigo el escenario E04-A, el cual es una variante del escenario E04 presentado en la parte
estática, puesto que considera el redespacho de las centrales La Higuera y La Confluencia. En la
Figura 8-6 se muestra el flujo de potencia que se utiliza como condición inicial a la simulación de
la falla.
La actuación del EDAG-TE en este escenario se simula mediante la desvinculación de las dos
unidades de la central La Higuera.
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225,63
1,0256
1
-0,00
79,11
2
0,00
0,00
1
1
0,00
0,00
1
-204,07
29,42
1
16
H1
30,60
58,37
114,33
1,0394
0
0
0
-30,51
58,37
501,98
1,0040
158,57
1,0297
S/E Alto Jahuel
-4,99
18,13
~
G
~
G
~
G
20,07
0,99
85,10
20,07
0,99
85,10
20,10
3,00
85,00
11,13
1,0600
0,04
158,42
1,0287
-1,83
12,92
0
8
-19,63
38,54
70,35
1,0660
15,90
1,0600
3
3
~
G
60,00
4,75
71,65
59,54
58,99
59,54
58,99
39,89
32,06
3
59,85
60,34
59,85
60,34
59,89
26,95
~
G
~
G
17,69
-1,44
57,25
17,69
-0,15
57,07
13,39
0,9700
20,13
17,63
17,69
-0,15
57,07
a Charrua
13,39
0,9700
17
276,92
39,18
S/E Cipreses
0,01
1
-0,00
80,67
227,85
1,0357
0,00
0,00
392,78
63,27
72,69
47,68
26,52
17,39
227,85
1,0357
J2
J1
S/E Ancoa
C
13,63
0,9876
0,57
S/E Currilinque
S/E La Higuera
168,08
40,36
22,56
10,65
124,67
56,27
36,61
7,91
71,43
47,24
164,12
1,0657
227,55
1,0343
78,05
51,26
109,80
49,62
-73,22
25,76
36,61
7,91
G
~
S/E Itahue
0
39,25
18,20
-22,44
10,35
S/E Tinguiririca
-35,60
24,93
32,92
31,50
S/E San Fernando
18,15
23,89
159,42
1,0352
11,69
20,38
13
23,91
31,94
-2
0
0
20,01
17,52
S/E Ancoa
269,95
51,16
270,05
51,30
227,06
1,0321
J1
0
159,44
1,0353
0
288,05
39,18
~
G
1
3 5,62
2 4,93
0
K2
514,60
1,0292
164,41
1,0676
S/E Colbún
~
G
51,85
1,19
57,63
S/E Malloa
12
299,76
19,03
K1
164,36
1,0673
S/E Confluencia
0,00
0,00
109,16
49,58
158,74
1,0308
301,24
16,64
13,98
1,0127
164,41
1,0676
-123,83
56,27
-18,15
0,00
20,13
1,00
56,32
S/E El Paso
14,08
1,0200
109,00
58,49
109,00
58,49
3
20,13
1,00 0,12
56,32
13,98
1,0127
162,80
1,0572
8
0,00
0,0000
105,68
48,07
20,08
76,10
S/E San Andrés
161,91
1,0514
14,49
1,0500
168,08
40,36
159,55
1,0360
-4
-11,68
20,38
71,67
1,0858
159,56
1,0361
8,93
37,93
0
159,65
1,0367
7,02
41,35
3
0
0
-8,91
37,93
69,01
1,0455
25,07
61,74
15,70
74,09
0
13,46
0,9750
73,23
25,76
0,06
59,70
54,12
B1
S/E Itahue
270,00
-10,73
93,18
G
~
G
~
2
0
0
0
3
-24,95
61,74
3
157,08
1,0200
-15,48
74,09
S/E Maule
67,78
1,0270
-6,99
41,35
67,10
1,0167
Load Flow Ba lance d
Nodes
Branches
Shunt/Filter
Synchronous Machine
2-Winding Transformer 3-Winding Transformer
Ul, Magnitude [kV] Active Power [MW]
Active Power [MW]
Active Power [MW]
Apparent Po wer [MVA] Active Power [MW]
u, Magnitude [p.u.] Maximum Loading [%] Reactive Power [Mvar] Reactive Power [Mvar] Loading [%]
Maximum Loading [%]
Loading [%]
Figura 8-6: Flujo de Potencia – Escenario E04-A.
P:EE-2014-147/I:EE-ES-2015-0205/R:C
13,46
0,9750
B2
270,00
-10,73
93,18
4
0
6
-23,88
31,94
-6,16
2,94
S/E Teno
13
0
-18,13
23,89
69,89
1,0590
3
19,95
81,18
1
160,98
1,0453
(2)
0,00
60,00
1,71
62,66
162,35
1,0542
3
19,95
81,18
13,66
0,9900
S/E Punta de Cortés
(1)
60,00
1,71
62,66
15,90
1,0600
0
0
0,00
0,00
0
0
-0,00
0,01
105,27
48,03
~
G
60,00
4,75
71,65
14,49
1,0500
0,00
0,00
0,00
0,00
0
104,68
80,66
108,10
83,22
~
G
3
19,97
75,81
~
G
3
0
1
0,00 -0,00 0,00
-8,55 -5,70 0,00
2
0
~
G
3
1
19,67
38,54
14,70
1,1133
0,01
68,61
1,0396
~
G
7,05
1,0222
-30,40
17,07
-26,82
36,07
11,22
1,0682
3
S/E Rancagua
26,86
36,07
10,40
0,9900
0,23
-14,31
10,30
10,40
0,9900
27,84
19,97
75,81
158,03
1,0261
-0,00
0,19
~
G
20,07
0,92
85,09
~
G
9,82
16,86
-107,72
83,22
108,73
49,54
~
G
20,07
0,92
85,09
11,13
1,0600
S/E Sauzal
65,91
0,9987
-104,32
80,66
1
-298,95
16,67
-297,28
19,19
0
-4,84
12,41
-17,71
24,82
204,19
29,42
0
0
0
204,19
29,42
0
0
4
-3
0
4,99
18,13
4,84
12,41
17,72
24,82
0
1
H2
156,26
1,0147
-48,32
38,88
(1)
0
0
0,00
0,00
156,55
1,0166
(2)
16
0
S/E Alto Jahuel
a Polpaico
6,04
2,00
57,83
116,98
40,56
-204,07
29,42
1
S/E Alto Jahuel
-116,96
40,56
0
158,43
1,0288
DIgSILENT
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A continuación, en la Tabla 8-3 se resumen las características más relevantes de este
escenario y los parámetros que permiten verificar los requerimientos de desempeño dinámico
definidos por la NTSyCS.
Escenario
E04
Máxima Excursión Angular [°]
Mínima Tensión Transitoria V[pu]
El Paso U3 (-44.9°)
0.93
2x154kV Punta de Cortés - Tuniche
126.2 (99%)
16%
Nivel de Carga [MVA/%]
Factor de Amortiguamiento [ξ]
Cumplimiento NTSyCS
Tabla 8-3: Resumen de resultados dinámicos
La Figura 8-7 muestra la evolución de las tensiones y de los ángulos de interés. En este caso,
se observa que las oscilaciones de las tensiones de las barras se encuentran contenidas y
amortiguadas. Específicamente, se puede apreciar que la mínima tensión transitoria es de 0.93pu.
Por otro lado, las oscilaciones angulares de las unidades La Higuera, La Confluencia, San Andrés y
El Paso y sus consecuentes oscilaciones de potencia tienen un nivel de amortiguamiento del 16%.
La carga por el circuito sano, gracias a la actuación del EDAG-TE, se estabiliza en 146MVA,
equivalente a un 68% de la capacidad nominal de la línea 2x154kV Tinguiririca – Tap Malloa. No
obstante, el elemento limitante es la línea 2x154kV Punta de Cortés – Tuniche. El nivel de carga
por esta línea es de 126MVA, equivalentes a un 99% de su capacidad nominal (ver Figura 8-8).
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1 30 ,0
120°
1.45 s
40.63 deg
7 8,0 0
DIgSILENT
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Confluencia U1
2 6,0 0
-26 ,0 0
El Paso U3
2.20 s
-44.86 deg
-78 ,0 0
-120°
-13 0 ,0
0 ,00
4 ,00
8 ,00
1 2,0
1 6,0
[s]
2 0,0
1 ,20 0
V = 1.1pu
1 ,09 0 V = 1.07pu
0 ,98 0
0 ,87 0
V = 0.93pu
1.46 s
0.93 p.u.
V = 0.9pu
V = 0.8pu
0 ,76 0
V = 0.7pu
0 ,65 0
0 ,00
4 ,00
8 ,00
1 2,0
1 6,0
[s]
2 0,0
C H E P \A : T ens ión, V [pu]
C uri\A : T ens ión, V [pu]
P .C ort\A : T ens ión, V [pu]
I ta\A 1 : T ens ión, V [pu]
Fdo\A 1 : T ens ión, V [pu]
C onfl\A 1 : T ens ión, V [pu]
S/E T inguiriric a\A 1 : T ens ión, V [pu]
Figura 8-7: Ángulos rotóricos de las máquinas de la zona de influencia (arriba); Tensiones en barras 154kV (abajo).
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3 00 ,0
2.78 s
181.25 MVA
2 40 ,0
4.04 s
158.89 MVA
Capacidad nominal = 214[MVA]
1 80 ,0
1 20 ,0
19.04 s
146.25 MVA
6 0,0 0
0 ,00 0
0 ,00
4 ,00
8 ,00
1 2,0
1 6,0
[s]
2 0,0
Tinguiririca - Tap Malloa 154 kV C1: S[MVA]
Tinguiririca - Tap Malloa 154kV C2: S[MVA]
2 50 ,0
2 00 ,0
1 50 ,0
Capacidad nominal = 127[MVA]
1 00 ,0
19.40 s
126.23 MVA
5 0,0 0
0 ,00 0
0 ,00
4 ,00
8 ,00
1 2,0
1 6,0
[s]
2 0,0
Rancagua - Tap Punta Cortes 154 kV\Tuniche - Punta de Cortes 154 kV C1: S[MVA]
Alto Jahuel - Tap P.de Cortes 154kV\Tuniche - Punta de Cortes 154 kV C2: S[MVA]
Figura 8-8: Nivel de carga por las líneas Tinguiririca – Tap Malloa (arriba) y Punta de Cortés – Tuniche (abajo).
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F2FT en la línea Confluencia – La Higuera 154kV (C1)
Se simula una falla bifásica franca con contacto a tierra en el circuito C1 de la línea 2x154kV
La Confluencia – La Higuera. La simulación considera la ocurrencia de la falla en uno de los extremos
de las SS/EE La Confluencia o La Higuera, al 5% y al 95% de la línea, y la posterior desconexión
del circuito que vincula ambas subestaciones.
Esta contingencia busca verificar el impacto del EDAG-HC propuesto por HydroChile asociados
a las centrales San Andrés y El Paso.
Para los efectos de las simulaciones dinámicas y el fenómeno de inestabilidad angular preexistente, se determina un despacho por parte de las centrales La Higuera y La Confluencia de
~206MW.
El escenario testigo E04-B (variante del escenario E04) tiene por objetivo evaluar de manera
sistémica una condición de máxima transferencia por la línea 2x154kV La Confluencia – La Higuera.
Así, en la Figura 8-9 se muestra el flujo de carga que se utiliza como condición inicial para la
simulación de esta contingencia.
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225.47
1.02
DIgSILENT
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1
2
1
1
H2
219.43
31.41
30.60
58.34
114.16
1.04
0
4.99
18.25
4.84
12.50
17.72
24.81
0
-3
0
-4.84
12.50
-17.71
24.81
158.32
1.03
S/E Alto Jahuel
-4.99
18.25
~
G
~
G
20.07
0.66
85.05
20.10
3.00
85.00
11.13
1.06
10.40
0.99
10.40
0.99
3
3
3
-26.48
15.25
-18.24
11.74
0.04
72.91
57.39
1
0
-39.13
17.29
S/E San Andrés
0
164.49
1.07
~
G
~
G
17.69
-1.60
57.30
17.69
-0.28
57.07
14.08
1.02
42.69
42.28
K2
513.59
1.03
164.49
1.07
259.54
35.37
~
G
20.01
17.51
13.39
0.97
S/E Ancoa
20.13
17.62
17.69
-0.28
57.07
a Charrua
13.39
0.97
17
S/E Colbún
1
161.97
1.05
164.44
1.07
S/E Confluencia
92.34
49.50
92.34
49.50
51.85
0.88
57.62
59.83
60.28
8
227.75
1.04
1
-0.00
80.60
0.00
0.00
393.17
63.36
72.69
47.66
227.75
1.04
J2
J1
S/E Ancoa
S/E Currilinque
S/E La Higuera
151.64
36.38
249.84
35.37
S/E Cipreses
0.01
26.52
17.38
~
G
3
151.64
36.38
113.16
51.34
319.92
20.37
K1
59.89
26.93
C
13.62
0.99
21.74
4.89
71.43
47.22
164.21
1.07
227.52
1.03
78.05
51.24
21.74
4.89
S/E Itahue
-43.47
15.93
G
~
269.95
51.16
270.05
51.29
226.99
1.03
J1
1
0
7.59
4.18
118.47
53.44
35.62
24.92
113.86
51.35
24.25
11.50
-7.58
3.63
S/E Tinguiririca
-3 5.60
2 4.92
S/E Malloa
32.92
31.48
S/E San Fernando
159.48
1.04
18.15
23.89
159.46
1.04
11.69
20.37
13
23.91
31.93
-2
-4
-18.13
23.89
-11.68
20.37
71.68
1.09
159.83
1.04
S/E Teno
159.69
1.04
8.93
37.90
13
7.01
41.36
3
0.00
69.90
1.06
321.63
17.80
13.98
1.01
13.66
0.99
159.59
1.04
12
20.13
1.00
56.32
0.12
S/E El Paso
-117.72
53.44
-18.15
0.00
20.13
1.00
56.32
20.08
76.09
13.98
1.01
162.83
1.06
39.89
32.05
-16.80
30.16
157.55
1.02
16.86
30.16
162.40
1.05
19.94
81.13
15.90
1.06
161.10
1.05
(2)
158.75
1.03
43.00
1.50
44.91
42.69
42.28
14.49
1.05
59.83
60.28
S/E Punta de Cortés
(1)
~
G
60.00
3.95
71.58
3
99.57
45.24
99.21
45.20
~
G
60.00
3.95
71.58
14.49
1.05
-22.20
37.20
22.27
37.20
98.68
75.93
43.00
1.50
44.91
15.90
1.06
70.24
1.06
68.50
1.04
~
G
19.94
81.13
~
G
-19.63
38.56
~
G
19.97
75.80
1
3
8
0.00 -0.00 0.00
-8.52 -5.68 0.00
19.67
38.56
14.67
1.11
0.01
-26.82
36.13
~
G
27.84
158.17
1.03
-1.83
13.03
S/E Rancagua
26.86
36.13
11.22
1.07
3
2
-0.00
0.19
~
G
20.07
0.66
85.05
19.97
75.80
157.77
1.02
158.40
1.03
~
G
20.07
0.85
85.08
~
G
9.83
16.97
-72.72
57.39
112.70
51.32
~
G
20.07
0.85
85.08
11.13
1.06
S/E Sauzal
65.95
1.00
-98.37
75.93
1
-319.01
17.75
-317.09
20.49
0
0
4
-30.51
58.34
501.16
1.00
219.43
31.41
0.57
-48.32
38.86
16
7.05
1.02
(1)
16
a Polpaico
0.23
(2)
1
-219.29
31.41
6
-23.88
31.93
25.07
61.75
13.46
0.98
43.48
15.93
15.70
74.16
0
0.06
59.69
54.06
B1
S/E Itahue
270.00
-10.05
93.17
G
~
G
~
2
157.26
1.02
-15.47
74.16
S/E Maule
67.86
1.03
-6.99
41.36
67.15
1.02
Load Flow Balanced
Nodes
Branches
Shunt/Filter
3-Winding Transformer
2-Winding Transformer
Sy
Ul, Magnitude [kV]
u, Magnitude [p.u.]
Active Power [MW]
Maximum Loading [%]
Active Power [MW]
Reactive Power [Mvar]
Active Power [MW]
Maximum Loading [%]
Apparent Power [MVA]
Loading [%]
Ac
Re
Lo
Figura 8-9: Flujo de potencia – Escenario E04-B.
P:EE-2014-147/I:EE-ES-2015-0205/R:C
13.46
0.98
B2
270.00
-10.05
93.17
3
-24.95
61.75
4
3
-8.91
37.90
69.02
1.05
8.74
4.11
0.00
0.00
156.33
1.02
1
-219.29
31.41
H1
S/E Alto Jahuel
156.69
1.02
0.00
0.00
6.04
2.00
57.83
76.91
26.75
0.00
0.00
1
-0.00
78.99
1
S/E Alto Jahuel
-76.90
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La Figura 8-10 presenta las tensiones en barra y ángulos de interés. La recuperación de las
tensiones por sobre el umbral de los 0.7pu ocurre inmediatamente después del despeje (tiempo
V>0.7pu = 1.4seg), sin embargo, se observa una subtensión por el backswing rotórico de las
unidades sincrónicas del área. La máxima excursión angular de San Andrés/El Paso es de -107°
con respecto a la máquina de referencia y las oscilaciones angulares se encuentran amortiguadas.
Las oscilaciones de potencia producto del cortocircuito tienen un nivel adecuado de
amortiguamiento, ξ = 8%. Se observa que las transferencias post-contingencia por circuito sano
de la línea 2x154kV La Confluencia – La Higuera se estabiliza en valores permisibles, menores al
100% de la capacidad permanente de la línea (25°C). La Figura 8-11 muestra el nivel de carga por
las líneas 2x154kV La Confluencia – La Higuera y 2x154kV La Higuera – Tinguiririca.
Finalmente, se muestra en la siguiente tabla los parámetros, más relevantes, que verifican el
cumplimiento de los estándares de la NTSyCS.
Escenario
E04
Máxima Excursión Angular [°]
Mínima Tensión Transitoria V[pu]
El Paso U3 (-107.1°)
0.72
2x154kV La Higuera - La Confluencia
159 (89.5%)
8%
Nivel de Carga [MVA/%]
Factor de Amortiguamiento [ξ]
Cumplimiento NTSyCS
Tabla 8-4: Resumen de resultados dinámicos
P:EE-2014-147/I:EE-ES-2015-0205/R:C
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125.
120°
DIgSILENT
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75.0
25.0
-25.0
San Andrés U2
2.3 s
-102.5 deg
-75.0
El Paso U3
2.4 s
-107.1 deg
-125.
-0.00
4.00
8.00
-120°
12.0
16.0
1.15
[s]
20.0
V = 1.1pu
V = 1.07pu
1.04
0.93
V = 0.93pu
V = 0.9pu
1.61 s
0.72 p.u.
0.82
V = 0.8pu
0.71
V = 0.7pu
0.60
-0.00
4.00
8.00
12.0
16.0
[s]
20.0
A J ah\A : V oltage , M ag nitude in p.u. (bas e : 1 .0 1 p.u.)
P .C o rt\A : V oltage , M agnitude in p .u. (b as e : 1 .0 1 p.u.)
I ta\A 1 : V olta ge , M agnitude in p.u. (ba s e : 1 .0 1 p.u.)
F do\A 1 : V oltage , M ag nitude in p.u. (bas e : 1 .0 1 p.u.)
C onfl\A 1 : V o ltag e , M agnitude in p.u. (bas e : 1 .0 1 p .u.)
L H igue \A 1 : V oltage , M ag nitud e in p.u. (bas e : 1 .0 1 p.u.)
S /E T ing uiriric a\A 1 : V olta ge , M agnitude in p.u. (ba s e : 1 .0 1 p.u.)
Figura 8-10: Ángulos rotóricos de las máquinas de la zona de influencia (arriba); Tensiones en barras 154kV (abajo).
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250.
3.0 s
194.0 %
200.
4.3 s
153.3 %
150.
C argabilidad 100%
100.
50.0
0.00
-0.00
19.5 s
89.5 %
4.00
8.00
12.0
16.0
[s]
20.0
L a H igue ra - C onflue nc ia 1 5 4 k V L 1 : L oading in %
L a H igue ra - C onflue nc ia 1 5 4 k V L 2 : L oading in %
110.
C argabilidad 100%
88.0
66.0
19.3 s
34.7 %
44.0
22.0
0.00
-0.00
=
4.00
8.00
12.0
16.0
[s]
20.0
L a H igue ra - T ing uiriric a 1 5 4 k V L 1 : L oading in %
L a H igue ra - T ing uiriric a 1 5 4 k V L 2 : L oading in %
Figura 8-11: Nivel de carga por las líneas La Higuera – La Confluencia (arriba) y La Higuera – Tinguiririca (abajo)
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F2FT en la línea La Higuera – Tinguiririca 154kV (C1)
Se analiza el efecto dinámico que produce sobre el SIC la pérdida del circuito C1 de la línea
2x154kV La Higuera - Tinguiririca, producto de un cortocircuito bifásico a tierra en uno de los
extremos de la línea. La falla de este circuito, en condiciones de alta generación, es aún más crítica
que la falla anterior. La desconexión del circuito C1 disminuye la capacidad de transmisión efectiva
del enlace a ~398MVA. Una vez despejado el cortocircuito, este vínculo debe ser capaz de
transferir toda la potencia generada por las centrales La Higuera, La Confluencia, San Andrés y El
Paso.
Las simulaciones dinámicas, al igual que en la contingencia anterior, se realizan considerando
un despacho máximo por parte de las centrales La Higuera y La Confluencia de ~206MW.
Considerando los casos de estudio requeridos por la DO del CDEC-SIC, en donde se solicita
desarrollar los escenarios de operación con una máxima generación por parte de las centrales La
Higuera, La Confluencia, San Andrés y El Paso, se evalúa el comportamiento dinámico de esta
contingencia en el escenario E01-A, el cual tiene en cuenta la variación del despacho de las
centrales La Higuera y La Confluencia.
En la siguiente tabla se presentan los valores de desempeño dinámico que permiten verificar
las condiciones establecidas en la NTSyCS.
Escenario
E04
Máxima Excursión Angular [°]
Mínima Tensión Transitoria V[pu]
El Paso U3 (-88.4°)
0.85
2x154kV La Higuera - Tinguiririca
302 (75.7%)
5.3%
Nivel de Carga [MVA/%]
Factor de Amortiguamiento [ξ]
Cumplimiento NTSyCS
Tabla 8-5: Resumen de resultados dinámicos.
La Figura 8-12 muestra la evolución de la tensión de las barras del sistema 154kV Itahue –
Tinguiririca – Alto Jahuel y de los ángulos rotóricos de las máquinas de la zona de influencia. A
pesar de que la máxima excursión angular de las centrales El Paso sea de -88° respecto de la
máquina de referencia, se puede verificar que el comportamiento dinámico del sistema es aceptable
de acuerdo a los estándares de desempeño de la NTSyCS (±120°).
La Figura 8-13 muestra las transferencias de potencia por las líneas de interés. Se puede
observar que las oscilaciones de potencia por las líneas 2x154kV La Higuera – Tinguiririca y
2x154kV La Confluencia – La Higuera poseen un nivel de amortiguamiento que puede ser
considerado cercano al límite impuesto por la normativa vigente, ξ = 5.3% (ξn-1 > 5%).
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125.
120°
DIgSILENT
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75.0
25.0
-25.0
2.27 s
-88.37 deg
-75.0
El Paso U3
-120°
-125.
-0.00
4.00
8.00
12.0
16.0
1.15
[s]
20.0
V = 1.1pu
V = 1.07pu
1.04
0.93
V = 0.93pu
1.49 s
0.85 p.u.
V = 0.9pu
0.82
V = 0.8pu
0.71
V = 0.7pu
0.60
-0.00
4.00
8.00
12.0
16.0
[s]
20.0
A J ah\A : V oltage , M ag nitude in p.u. (bas e : 1 .0 1 p.u.)
P .C o rt\A : V oltage , M agnitude in p .u. (b as e : 1 .0 1 p.u.)
I ta\A 1 : V olta ge , M agnitude in p.u. (ba s e : 1 .0 1 p.u.)
F do\A 1 : V oltage , M ag nitude in p.u. (bas e : 1 .0 1 p.u.)
C onfl\A 1 : V o ltag e , M agnitude in p.u. (bas e : 1 .0 1 p .u.)
L H igue \A 1 : V oltage , M ag nitud e in p.u. (bas e : 1 .0 1 p.u.)
S /E T ing uiriric a\A 1 : V olta ge , M agnitude in p.u. (ba s e : 1 .0 1 p.u.)
Figura 8-12: Ángulos rotóricos de las máquinas de la zona de influencia (arriba); Tensiones en barras 154kV (abajo).
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150.
3.01 s
109.45 %
120.
4.44 s
99.85 %
C argabilidad 100%
90.0
60.0
19.42 s
75.74 %
30.0
0.00
-0.00
4.00
8.00
12.0
16.0
[s]
20.0
L a H igue ra - T ing uiriric a 1 5 4 k V L 1 : L oading in %
L a H igue ra - T ing uiriric a 1 5 4 k V L 2 : L oading in %
150.
120.
C argabilidad 100%
90.0
19.28 s
51.67 %
60.0
30.0
0.00
-0.00
4.00
8.00
12.0
16.0
[s]
20.0
L a H igue ra - C onflue nc ia 1 5 4 k V L 1 : L oading in %
L a H igue ra - C onflue nc ia 1 5 4 k V L 2 : L oading in %
Figura 8-13: Nivel de carga por las líneas La Higuera – Tinguiririca (arriba) y La Higuera – La Confluencia (abajo)
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F2FT en la línea Tinguiririca – Itahue 154kV (C1)
Se simula una falla bifásica franca con contacto a tierra en el circuito C1 de la línea 2x154kV
Tinguiririca – Itahue. Se considera la ocurrencia de la falla al 5% y al 95% de la línea.
El escenario que posee una respuesta dinámica más exigente corresponde a aquel que
maximiza las transferencias de potencia por la línea 2x154kV Tinguiririca – Itahue. De esta manera,
se selecciona el escenario E11-A, el cual es de demanda baja, opera abierto en el extremo de la
S/E Punta de Cortés y contempla un máximo despacho por parte de las centrales La Higuera y La
Confluencia de ~240MW.
Se destaca que la actuación del EDAG-TE se simula mediante la desvinculación de las dos
unidades de la central La Higuera.
La Figura 8-14 muestra la evolución de las tensiones del sistema de subtransmisión y de los
ángulos rotóricos durante el transitorio de la falla. Si bien, la recuperación de la tensión es
satisfactoria, se pueden observar fenómenos transitorios de subtensión por el backswing rotórico
de las unidades sincrónicas de la zona de influencia. A pesar de lo anterior, las oscilaciones de las
tensiones se encuentran dentro de los márgenes esperados. Por otro lado, se puede observar que
las oscilaciones rotóricas son contenidas y la máxima excursión angular permanece dentro de los
límites (±120°).
En la Figura 8-15 se muestran las transferencia de potencia por el circuito sano de la línea
2x154kV Tinguiririca – Itahue. Los flujos de potencia post-contingencia por este circuito se logran
controlar y reducir, mediante la actuación del EDAG-TE. El circuito C1 de la línea 2x154kV
Tinguiririca – Tap Teno queda al 80% de carga, mientras que el tramo Tap Teno – Itahue queda al
73% de carga respecto a la capacidad nominal del TTCC. Si bien, el elemento limitante en este
último tramo es el TTCC Itahue, los niveles de carga post-contingencia son menores al 100% de la
capacidad nominal de este elemento.
Finalmente, se muestra en la siguiente tabla los parámetros, más relevantes, que verifican el
cumplimiento de los estándares de la NTSyCS.
Escenario
E11
Máxima Excursión Angular [°]
Mínima Tensión Transitoria V[pu]
El Paso U3 (-84°)
0.78
2x154kV Tinguiririca - Tap Teno
174.6 (80%)
7.5%
Nivel de Carga [MVA/%]
Factor de Amortiguamiento [ξ]
Cumplimiento NTSyCS
Tabla 8-6: Resumen de resultados dinámicos
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125,0
120°
DIgSILENT
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1.75 s
68.12 deg
San Andrés U2
75,00
25,00
-25,00
-75,00
El Paso U3
2.42 s
-84.36 deg
-125,0
-0,00
-120°
4,00
8,00
12,0
16,0
[s]
1,120
20,0
1.1pu
1.07pu
1,036
0,952
0.93pu
0.9pu
0,868
1.51 s
0.78 p.u.
0,784
0,700
-0,00
0.7pu
4,00
C onfl\A 1: V[pu]
C HEP\A: V[pu]
LHigue\A1: V[pu]
AJah\A: V[pu]
Ita\A1: V[pu]
P.C ort\A : V [pu]
Fdo\A1: V[pu]
S/E Tinguiririca\A1: V[pu]
8,00
12,0
16,0
[s]
20,0
Figura 8-14: Ángulos rotóricos de las máquinas de la zona de influencia (arriba); Tensiones en barras 154kV (abajo).
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373,4
295,2
3.16 s
154.32 %
217,0
4.57 s
126.04 %
138,7
Nivel de carga 100%
60,46
19.55 s
79.60 %
-17,78
-0,00
4,00
8,00
Tap Teno - Tinguiririca 154kV C 1: Loading in %
Tap Teno - Tinguiririca 154kV C 2: Loading in %
12,0
16,0
[s]
20,0
Actuación EDAG-TE
373,4
295,2
C apacidad Nominal de la línea 214[MVA]
217,0
C apacidad del TTC C Itahue 192[MVA ]
138,7
19.43 s
140.62 MVA
60,46
-17,78
-0,00
4,00
8,00
12,0
Itahue - Tap Teno 154 kV C 1: Total Apparent Power/Terminal i in MVA
Itahue - Tap Teno 154 kV C 2: Total Apparent Power/Terminal i in MVA
16,0
[s]
20,0
Figura 8-15: Nivel de carga por las líneas Tap Teno – Tinguiririca (arriba) e Itahue – Tap Teno (abajo)
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F2FT en la línea Tinguiririca – San Fernando 154kV
Se procede a analizar la pérdida de la línea 1x154kV Tinguiririca – San Fernando, producto
de un cortocircuito bifásico a tierra próximo a uno de los nodos de las SS/EE Tinguiririca o San
Fernando.
Sabiendo que el circuito que vincula a la S/E San Fernando con el sistema 154kV es la línea
1x154kV Tinguiririca – San Fernando, se obtiene que la desconexión de esta línea provoca la
pérdida de ~35MW y de ~73MW de consumo, respectivamente para los escenarios de demanda
baja y alta.
Aguas abajo de la S/E San Fernando 66kV se conectan, únicamente, consumos del tipo
industrial y residencial. Los flujos de potencia por los transformadores de poder San Fernando
154/66/13.8kV están determinados, exclusivamente, por el tipo de demanda (alta o baja) del
escenario. Luego, para verificar el comportamiento dinámico del sistema, se utiliza como caso
testigo al escenario E06-A (variante del caso E06).
En este caso, las simulaciones dinámicas se realizan considerando un despacho máximo por
parte de las centrales La Higuera y La Confluencia de ~240MW. En la Figura 8-16 se muestra el
flujo de potencia que se utiliza como condición inicial a la simulación de la falla.
Se destaca que la actuación del EDAG-TE se simula mediante la desvinculación de una unidad
de la central La Higuera.
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225,61
1,0255
DIgSILENT
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1
2
1
1
H2
17
30,63
58,79
0
113,05
1,0278
4,98
17,21
4,84
11,78
499,37
0,9987
0
0
-4,83
11,78
-17,71
24,96
156,89
1,0188
S/E Alto Jahuel
-4,97
17,21
~
G
~
G
20,00
2,17
85,21
20,00
0,00
83,65
10,92
1,0400
0,04
-15,67
10,35
1
0
~
G
60,00
7,24
71,95
59,67
27,20
159,81
1,0377
14,35
1,0400
3
59,95
61,17
59,95
61,17
~
G
17,40
0,92
56,21
17,40
3,71
57,39
K2
513,43
1,0269
163,72
1,0631
239,35
32,63
~
G
19,68
17,53
13,52
0,9800
S/E Ancoa
19,80
17,64
17,40
3,71
57,39
a Charrua
13,52
0,9800
13
S/E Colbún
1
0,00
0,00
395,74
65,36
224,05
1,0184
J2
J1
S/E Ancoa
C
13,43
0,9729
0,57
8
0,00
0,00
224,06
1,0184
71,52
47,10
S/E Currilinque
S/E La Higuera
158,12
38,43
238,37
32,63
S/E Cipreses
0,01
26,06
17,29
~
G
51,00
-2,20
56,72
48,79
10,24
70,28
46,66
163,36
1,0608
225,08
1,0231
76,75
50,65
-97,58
32,94
48,79
10,24
G
~
S/E Itahue
269,95
51,67
270,05
51,77
223,69
1,0168
J1
0
0,00
2,40
124,16
56,73
3 5,63
2 5,23
119,53
54,59
33,05
15,70
-0,00
1,22
S/E Tinguiririca
-35,61
25,23
S/E Malloa
32,92
31,78
S/E San Fernando
157,62
1,0235
18,16
24,16
12
~
G
163,69
1,0629
S/E Confluencia
98,92
53,89
98,92
53,89
3
313,21
19,80
K1
163,72
1,0631
14,08
1,0200
59,88
60,11
314,42
17,18
13,80
1,0000
S/E El Paso
1
157,74
1,0243
157,61
1,0234
11,69
21,61
13
23,92
32,33
0
157,85
1,0250
8,81
42,19
13
-4
-18,14
24,16
-11,68
21,61
67,25
1,0189
159,04
1,0327
S/E Teno
7,14
35,07
4
0,00
69,13
1,0474
13,80
1,0000
160,67
1,0433
19,92
16,26
19,80
-2,12
55,64
1
158,12
38,43
118,74
54,55
105,16
48,45
S/E San Andrés
19,80
-2,12 0,12
55,64
19,97
76,70
15,60
1,0400
159,08
1,0330
(2)
157,02
1,0196
19,98
76,64
-123,31
56,73
-18,16
0,00
~
G
13,52
0,9800
S/E Punta de Cortés
(1)
160,03
1,0391
0
19,98
76,64
-16,80
30,46
156,09
1,0135
16,86
30,46
0
-39,13
17,46
104,74
48,40
60,00
-1,24
62,64
59,88
60,11
~
G
60,00
7,24
71,95
14,35
1,0400
-22,20
37,56
22,27
37,56
104,14
81,27
78,34
62,97
60,00
-1,24
62,64
15,60
1,0400
70,51
1,0683
67,81
1,0275
~
G
0
9,98
38,47
~
G
-19,63
38,70
~
G
3
1
3
9
0,00 -0,00 0,00
-8,37 -5,58 0,00
19,67
38,70
14,54
1,1016
0,01
-21,74
29,78
10,95
1,0430
27,84
156,75
1,0178
-1,81
11,80
S/E Rancagua
21,76
29,78
11,03
1,0500
7,05
1,0214
-23,97
13,90
11,03
1,0500
3
2
-0,00
0,19
~
G
20,00
2,17
85,21
9,98
38,47
156,39
1,0155
156,77
1,0180
~
G
10,00
-0,16
42,36
~
G
9,81
16,00
-78,11
62,97
118,22
54,52
~
G
10,00
-0,16
42,36
10,92
1,0400
S/E Sauzal
65,52
0,9927
-103,78
81,27
1
-311,92
17,62
-310,49
20,21
213,64
32,15
0
0
4
-3
-30,54
58,79
17
213,64
32,15
17,72
24,96
a Polpaico
0,23
155,39
1,0090
-48,35
39,13
(1)
1
-213,50
32,15
6
-23,89
32,33
-8,78
42,19
68,21
1,0334
-0,00
1,21
21,76
97,85
13,32
0,9650
97,60
32,94
13,18
50,93
3
-0,00
-25,01
(2)
1
-213,50
32,15
H1
S/E Alto Jahuel
156,03
1,0132
0,00
0,00
5,94
1,00
54,76
92,41
33,25
0,00
0,00
1
-0,00
79,09
1
S/E Alto Jahuel
-92,39
33,25
0,06
10,20
16,65
B1
S/E Itahue
270,00
0,22
93,10
G
~
G
~
2
6
-21,65
97,85
157,13
1,0203
-13,06
50,93
S/E Maule
4
3
68,74
1,0415
-7,12
35,07
65,45
0,9917
Load Flow Ba lance d
Nodes
Branches
Shunt/Filter
3-Winding Transformer 2-Winding Transformer Synchronous Machine
Ul, Magnitude [kV] Active Power [MW]
Active Power [MW]
Active Power [MW]
Apparent Po wer [MVA] Active Power [MW]
u, Magnitude [p.u.] Maximum Loading [%] Reactive Power [Mvar] Maximum Loading [%] Loading [%]
Reactive Power [Mvar]
Loading [%]
Figura 8-16: Flujo de Potencia – Escenario E06-A
P:EE-2014-147/I:EE-ES-2015-0205/R:C
13,32
0,9650
B2
270,00
0,22
93,10
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A continuación, en la Figura 8-8 se resumen las características más relevantes de este
escenario y los parámetros que permiten verificar los requerimientos de desempeño dinámico
definidos por la NTSyCS.
Escenario
E06
Máxima Excursión Angular [°]
Mínima Tensión Transitoria V[pu]
San Andrés U1 (-84°)
0.83
2x154kV Tinguiririca – Tap Malloa
114.4 (54%)
8.9%
Nivel de Carga [MVA/%]
Factor de Amortiguamiento [ξ]
Cumplimiento NTSyCS
Tabla 8-7: Resumen de resultados dinámicos
En la Figura 8-17 se muestran las tensiones en barra y el ángulo de las máquinas de la zona
de influencia. La recuperación de las tensiones es satisfactoria (tiempo V>0.7pu = 1.4seg) y la
máxima excursión angular de San Andrés U1 es aproximadamente -84°.
La amplitud de las oscilaciones de potencia por las líneas son contenidas y el coeficiente de
amortiguamiento tiene un valor aproximado al 8.9%. El circuito C1 de la línea 2x154kV Punta de
Cortés – Tuniche, gracias a la actuación del EDAG-TE, queda al 76% de su capacidad nominal (ver
Figura 8-18).
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1 25 ,0
120°
DIgSILENT
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1 .5 2 s
5 1 .0 7 deg
7 5,0 0
La H iguera U 2
2 5,0 0
-25 ,0 0
2 .3 3 s
- 8 4 .3 7 deg
-75 ,0 0
San A ndrés U 1
-12 0 °
-12 5 ,0
-0,0 0
4 ,00
8 ,00
1 2,0
1 6,0
[s]
2 0,0
1 ,12 0
V = 1 .0 7 pu
V = 1 .1 pu
V = 0 .9 3 pu
V = 0 .9 pu
1 ,03 2
0 ,94 4
0 ,85 6
V = 0 .8 pu
1 .5 2 s
0 .8 3 p.u.
0 ,76 8
V = 0 .7 pu
0 ,68 0
-0,0 0
4 ,00
8 ,00
1 2,0
1 6,0
[s]
2 0,0
Confl\A1: V[pu]
CHEP\A: V[pu]
LHigue\A1: V[pu]
AJah\A: V[pu]
Ita\A1: V[pu]
P.Cort\A: V[pu]
Fdo\A1: V[pu]
S/E Tinguiririca\A1: V[pu]
Figura 8-17: Ángulos rotóricos de las máquinas de la zona de influencia (arriba) – Tensiones de barra 1544kV (abajo).
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3 00 ,0
2 40 ,0
2 .9 2 s
1 7 3 .7 4 M V A
C apac idad nominal 2 1 4 [M V A ]
4 .3 2 s
1 4 8 .3 1 M V A
1 80 ,0
1 9 .0 1 s
1 1 4 .4 8 M V A
1 20 ,0
6 0,0 0
0 ,00 0
-0,0 0
4 ,00
8 ,00
1 2,0
1 6,0
[s]
2 0,0
Tinguiririca - Tap Malloa 154 kV C1: S[MVA]
Tinguiririca - Tap Malloa 154kV C2: S[MVA]
2 00 ,0
1 60 ,0
C apac idad nominal 1 2 7 [M V A ]
1 20 ,0
1 9 .0 6 s
9 5 .0 7 M V A
8 0,0
4 0,0
0 ,0
-0,0 0
4 ,00
8 ,00
1 2,0
1 6,0
[s]
2 0,0
Rancagua - Tap Punta Cortes 154 kV\Tuniche - Punta de Cortes 154 kV C1: S[MVA]
Alto Jahuel - Tap P.de Cortes 154kV\Tuniche - Punta de Cortes 154 kV C2: S[MVA]
Figura 8-18: Transferencias por las líneas 2x154kV Tinguiririca – Tap Malloa (arriba) y 2x154kV Punta de Cortés – Tuniche
(abajo)
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F2FT en la línea San Andrés – Confluencia 154kV
Esta contingencia provoca la salida de servicio de la línea 1x154kV San Andrés – La
Confluencia, producto de un cortocircuito próximo a uno de los nodos de las SS/EE San Andrés o
La Confluencia. La apertura de los interruptores en ambos extremos de la línea provoca la pérdida
del vínculo que conecta a la central San Andrés con el sistema. De esta manera, junto con el evento
del cortocircuito bifásico a tierra, se desconectan del sistema 40MW de generación.
Todos los escenarios de operación han sido desarrollados con la consigna de una máxima
generación por parte de las centrales de la zona de El Paso. Por consiguiente, la severidad del
comportamiento dinámico estará dado por la condición topológica y el nivel de demanda de los
escenarios de estudio. Particularmente, se selecciona el escenario E07-A el cual maximiza las
transferencias por las líneas del sistema 154kV Itahue – Tinguiririca – Alto Jahuel, ante una
generación máxima de ~240MW por parte de las centrales La Confluencia y La Higuera.
A continuación, en la Tabla 8-8 se resumen las características más relevantes de este
escenario y los parámetros que permiten verificar los requerimientos de desempeño dinámico
definidos por la NTSyCS.
Escenario
E07
Máxima Excursión Angular [°]
Mínima Tensión Transitoria V[pu]
El Paso U3 (-77.6°)
0.9
2x154kV La Higuera – La Confluencia
90 (50.3%)
10%
Nivel de Carga [MVA/%]
Factor de Amortiguamiento [ξ]
Cumplimiento NTSyCS
Tabla 8-8: Resumen de resultados dinámicos
La Figura 8-19 muestra la evolución de la potencia transferida por las líneas 2x154kV La
Confluencia – La Higuera y 2x154kV La Higuera - Tinguiririca. Se verifica que el sistema al término
de la simulación no presenta sobrecargas y que las oscilaciones de potencia por las líneas son
contenidas. El coeficiente de amortiguamiento tiene un valor de 10%.
Finalmente, observándose las respuestas obtenidas y los valores indicados en la tabla
anterior, se concluye que esta falla es tolerada por el sistema.
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1 50 ,0
1 20 ,0
2 .6 8 s
7 6 .0 7 %
N ivel de C arga nominal 1 0 0 %
9 0,0 0
3 .8 6 s
6 4 .2 9 %
6 0,0 0
1 8 .9 1 s
5 0 .3 2 %
3 0,0 0
0 ,00 0
-0,0 0
4 ,00
8 ,00
1 2,0
1 6,0
La Higu e ra - C o n flu e ncia 1 5 4k V L1 : Lo a din g in %
La Higu e ra - C o n flu e ncia 1 5 4k V L2 : Lo a din g in %
[s]
2 0,0
1 11 ,0
N ivel de C arga nominal 1 0 0 %
8 8,8 2
6 6,6 1
1 9 .0 4 s
3 7 .3 8 %
4 4,4 1
2 2,2 0
-0,0 0 0
-0,0 0
4 ,00
8 ,00
1 2,0
1 6,0
La Higu e ra - T in g uiririca 15 4 k V L1 : Lo a d in g in %
La Higu e ra - T in g uiririca 15 4 k V L2 : Lo a d in g in %
[s]
2 0,0
Figura 8-19: Nivel de carga por las líneas 2x154kV La Higuera – La Confluencia (arriba) y La Higuera – Tinguiririca (abajo)
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F2FT en la línea El Paso – Confluencia 154kV
Esta perturbación es de especial interés para efectos de este estudio. En particular, la falla
en la línea 1x154kV El Paso – La Confluencia desencadena la desconexión del vínculo que une
directamente a la S/E El Paso con la S/E La Confluencia. Así, junto con la desvinculación de la línea
se desconecta la totalidad de la generación de la central El Paso, equivalentes a 60MW de
generación.
En escenarios de demanda baja y máxima generación, la pérdida de la línea 1x154kV El Paso
– La Confluencia resulta en una reducción del desbalance de generación – demanda y por ende una
disminución en los niveles de carga de las líneas del sistema 154kV Itahue – Tinguiririca – Alto
Jahuel. En algunos casos, puede provocarse la inversión de los flujos por las líneas 2x154kV
Tinguiririca – Itahue.
Con respecto al máximo despacho por parte de las centrales La Higuera y La Confluencia se
determina que la máxima cantidad potencia inyectada es de ~240MW.
Se selecciona al escenario E04-C como caso testigo para verificar el comportamiento
dinámico de esta contingencia.
En la Tabla 8-9 se resumen las principales características que verifican el cumplimiento del
desempeño dinámico de las variables estipuladas en la NTSyCS.
Escenario
E04
Máxima Excursión Angular [°]
Mínima Tensión Transitoria V[pu]
La Confluencia U2 (68.7°)
0.82
2x154kV La Higuera - Tinguiririca
142.2 (36%)
9%
Nivel de Carga [MVA/%]
Factor de Amortiguamiento [ξ]
Cumplimiento NTSyCS
Tabla 8-9: Resumen de resultados dinámicos
En la Figura 8-20 se presentan las evoluciones temporales de las tensiones de barras de
interés para este estudio. Se puede observar que las oscilaciones de las tensiones de las barras se
encuentran contenidas, amortiguadas y dentro del rango de operación definido por la NTSyCS.
Por otro lado, se puede observar en la Figura 8-21 que las transferencias post-contingencias
por la línea 2x154kV La Confluencia – La Higuera se estabilizan en valores permisibles, menores al
100% de la capacidad permanente de la línea. En este caso, el coeficiente de amortiguamiento
tiene un valor de 9%. Adicionalmente, como se mencionó anteriormente, en la misma figura se
puede apreciar la inversión en el sentido de los flujos de potencia por la línea 2x154kV Tap Teno –
Itahue, producto de la pérdida de los 60MW de generación por parte de la central El Paso.
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1 ,12 0
V = 1 .1 pu
V = 1 .0 7 pu
DIgSILENT
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1 ,03 2
0 ,94 4
V = 0 .9 3 pu
0 ,85 6
V = 0 .9 pu
1 .4 6 s
0 .8 2 p.u.
V = 0 .8 pu
0 ,76 8
V = 0 .7 pu
0 ,68 0
-0,0 0
4 ,00
8 ,00
C o n fl\A1 : V[p u]
C HEP \A: V[p u ]
LHig ue \A1 : V[p u]
AJa h \A: V[p u]
I ta \A1: V[p u ]
P .C o rt\A: V[p u]
Fd o\A1: V[p u ]
S/E Ting u iririca \A1 : V[p u]
1 2,0
1 6,0
[s]
2 0,0
1 ,12 0
V = 1 .0 7 pu
V = 1 .0 5 pu
1 ,03 2
0 ,94 4
V = 0 .9 3 pu
1 .4 6 s
0 .9 9 p.u.
V = 0 .9 5 pu
0 ,85 6
V = 0 .8 pu
0 ,76 8
V = 0 .7 pu
0 ,68 0
-0,0 0
4 ,00
C o l\6 : V[pu ]
I ta \J: V[pu ]
Anc\J1 : V[p u]
P e h u \J1 : V[pu ]
AJa h \J1 : V[pu ]
8 ,00
1 2,0
1 6,0
[s]
2 0,0
Figura 8-20: Tensiones de barras 154kV (arriba) y 220kV (abajo)
P:EE-2014-147/I:EE-ES-2015-0205/R:C
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4 00 ,0
N ivel de C arga nominal 3 9 8 [M V A ]
3 20 ,0
3 .8 3 s
1 6 3 .0 1 M V A
2 40 ,0
4 .9 6 s
1 5 4 .0 5 M V A
1 9 .0 4 s
1 4 2 .2 4 M V A
1 60 ,0
8 0,0 0
0 ,00 0
-0,0 0
4 ,00
8 ,00
1 2,0
La Higu e ra - T in g uiririca 15 4 k V L1 : S[MVA]
La Higu e ra - T in g uiririca 15 4 k V L2 : S[MVA]
1 6,0
[s]
2 0,0
2 00 ,0
N ivel de C arga nominal T T C C 1 9 2 [M V A ]
1 40 ,0
0 .5 5 s
2 2 .3 9 M W
8 0,0 0
1 7 .6 7 s
1 0 .1 2 M W
2 0,0 0
-40 ,0 0
-10 0 ,0
-0,0 0
Inversión del Flujo de Potencia
0 .5 9 s
6 .0 2 M W
1 7 .6 7 s
-6 .2 3 M W
4 ,00
8 ,00
1 2,0
I ta h u e - T a p T e no 1 54 k V C 1: P [MW ]
I ta h u e - T a p T e no 1 54 k V C 2: P [MW ]
1 6,0
[s]
2 0,0
Figura 8-21: Transferencias por las líneas 2x154kV La Higuera – Tinguiririca (arriba) y 2x154kV Itahue – Tap Teno (abajo)
P:EE-2014-147/I:EE-ES-2015-0205/R:C
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8.2.3 Desconexión intempestiva de transformadores de poder
Las simulaciones de las desconexiones intempestivas de los transformadores de poder del
sistema de transmisión poseen la siguiente secuencia de eventos:
t = 0seg
Inicio de la simulación.
t = 1seg
Desconexión del transformador de poder.
t = 1,5seg
Actuación del EDAG – TE, en caso que corresponda.
t = 20seg
Fin de la simulación.
Desconexión del transformador Alto Jahuel 300/300/90MVA – 220/154/66kV
Esta contingencia provoca la salida de servicio del transformador de Alto Jahuel
300/300/90MVA – 220/154/66kV.
Ante la desvinculación del transformador de poder de Alto Jahuel 220/154/66kV es importante
destacar dos cosas:
Para los casos en que el sistema 154kV Itahue – Tinguiririca – Alto Jahuel se encuentre
enlazado, la pérdida del transformador de Alto Jahuel provoca una redistribución de los
flujos de carga por las líneas de la zona de influencia. El aumento en el nivel de carga se
manifiesta principalmente por la línea 2x154kV Tinguiririca – Itahue y por el transformador
de poder Itahue 220/154/66kV.
Cuando el sistema 154kV Itahue – Tinguiririca – Alto Jahuel se encuentra abierto por uno
de los extremos de las SS/EE Itahue o Punta de Cortés, la pérdida del transformador de Alto
Jahuel provoca la operación en isla del sistema de subtransmisión. Para los casos en que el
sistema esté abierto por el lado de la S/E Itahue, la isla quedará compuesta, principalmente,
por las centrales Sauzal, La Higuera, La Confluencia, San Andrés y El Paso, junto con los
consumos ubicados aguas abajo de las SS/EE Teno, San Fernando, Malloa, Punta de Cortes,
Rancagua y Sauzal. Por otro lado, cuando el sistema opera abierto en el extremo de la S/E
Punta de Cortes, la isla se forma por las centrales Sauzal y los consumos ubicados aguas
abajo de las SS/EE Rancagua y Sauzal.
A continuación, se evaluará el desempeño dinámico para ambas condiciones de operación. El
objetivo del primer caso es determinar el impacto en el sistema de subtransmisión producto de la
redistribución de los flujos de potencia por las líneas de la zona de influencia, mientras que en el
segundo caso, se mostrará el comportamiento temporal del sistema de subtransmisión en los
instantes en que el sistema queda operando en isla. Para ello, se eligen como casos de análisis los
escenarios E04 y E12, respectivamente para cada una de las condiciones de operación.
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Sistema 154kV Itahue – Tinguiririca – Alto Jahuel Enlazado
El escenario E04 se caracteriza por presentar niveles de demanda baja, un despacho
hidrotérmico de verano, un enlazamiento del sistema 154kV Itahue – Tinguiririca – Alto Jahuel y
una máxima transferencia del sistema 154kV hacia el sistema 220kV por el transformador de poder
de Alto Jahuel.
La Figura 8-22 muestra las transferencias de potencia por las líneas 2x154kV Tinguiririca –
Itahue y por el transformador de poder de Itahue 220/154/66kV. Se puede observar el aumento
en el nivel de carga producto de la pérdida del transformador de Alto Jahuel, sin embargo, las
transferencias post-contingencia por estos elementos se estabiliza en valores permisibles, menores
al 100% de la capacidad permanente de la línea (25°C).
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3 00 ,0
C apac idad nominal 3 0 0 [M V A ]
2 58 ,0
2 16 ,1
1 9 .3 2 s
2 3 0 .6 3 M W
1 74 ,1
1 32 ,1
0 .6 2 s
9 9 .1 3 M W
9 0,1 3
-0,0 0
4 ,00
8 ,00
1 2,0
1 6,0
[s]
2 0,0
I ta h u e 4 0 0 MVA 22 0 /1 5 4/6 6 k V: T o ta l Active P owe r/MV-Side in MW
2 00 ,0
N ivel de C arga nominal T T C C 1 9 2 [M V A ]
1 40 ,0
8 0,0 0
1 8 .7 4 s
1 0 1 .6 4 M W
2 0,0 0
0 .4 7 s
3 5 .6 1 M W
-40 ,0 0
-10 0 ,0
-0,0 0
1 8 .7 9 s
8 5 .2 8 M W
0 .4 2 s
1 9 .1 8 M W
4 ,00
8 ,00
1 2,0
I ta h u e - T a p T e no 1 54 k V C 1: P [MW ]
I ta h u e - T a p T e no 1 54 k V C 2: P [MW ]
1 6,0
[s]
2 0,0
Figura 8-22: Transferencias por el transformador Itahue 220/154/66kV (arriba) y las líneas 2x154kV Itahue – Tap Teno
(abajo)
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Sistema 154kV Itahue – Tinguiririca – Alto Jahuel abierto en la S/E Itahue
El escenario E12 se caracteriza por presentar niveles de demanda baja, un despacho
hidrotérmico de invierno, apertura del sistema 154kV Itahue – Tinguiririca – Alto Jahuel en la S/E
Itahue y una máxima transferencia del sistema 154kV hacia el sistema 220kV por el transformador
de poder de Alto Jahuel.
En la Figura 8-23 se muestra la evolución temporal de las tensiones en barra y frecuencia de
la operación en Isla:
Si bien se observa que la respuesta temporal de la frecuencia es oscilatoria, finalmente
resulta amortiguada. El valor máximo de sobre frecuencia experimentado es de 53.68Hz,
lo que puede derivar en desconexión de algunas de las unidades (en función del artículo
3-9 de la NTSyCS, es una exigencia que las unidades hidráulicas queden vinculadas a la
red para valores de frecuencia iguales o inferiores a 53Hz, sin embargo, no hay
exigencias por encima de ese valor).
Las oscilaciones de las tensiones de las barras son contenidas (por límites de excitación),
sin embargo, estas oscilaciones no se encuentran amortiguadas.
El balance que se debe establecer entre la generación y el consumo, ante la operación en
forma aislada, se puede observar en la Figura 8-24. Acá, se aprecia que los generadores de la zona
disminuyen la potencia generada para compensar el déficit de los ~136MW de consumo que
pasaban al sistema de transmisión por medio del transformador Alto Jahuel 220/154/66kV.
Finalmente, se recomienda que para poder validar una operación en isla con estas unidades,
resulta necesario contar con modelos homologados de cada uno de sus reguladores. Como
referencia, actualmente la única central que tiene modelos ensayados y homologados es San
Andrés.
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5 7,0
5 .1 3 s
5 3 .6 8 p.u.
5 5,0
5 3,0
5 1,0
4 9,0
4 7,0
-0,0 0
1 ,2
1 ,1
4 ,00
8 ,00
1 2,0
1 6,0
[s]
2 0,0
1 2,0
1 6,0
[s]
2 0,0
2 .8 9 s
1 .0 8 p.u.
1 ,0
0 ,9
0 ,8
0 ,7
-0,0 0
6 .1 1 s
0 .8 9 p.u.
4 ,00
8 ,00
C o n fl\A1 : V[p u]
C HEP \A: V[p u ]
LHig ue \A1 : V[p u]
AJa h \A: V[p u]
P .C o rt\A: V[p u]
Fd o\A1: V[p u ]
S/E Ting u iririca \A1 : V[p u]
Figura 8-23: Frecuencia (arriba) y tensiones en barras 154kV (abajo) de la operación en Isla.
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8 0,0
0 .5 9 s
7 4 .1 5 M W
1 9 .4 0 s
4 0 .7 8 M W
6 0,0
4 0,0
0 .5 2 s
6 5 .0 2 M W
1 9 .3 4 s
3 4 .2 2 M W
2 0,0
0 ,0
1 9 .2 4 s
1 3 .2 6 M W
0 .5 2 s
1 7 .2 9 M W
-20 ,0
-0,0 0
4 ,00
8 ,00
1 2,0
1 6,0
[s]
C o n flu e ncia U1 : P o sitive -Se q u e n ce , Active P o we r in MW
C o n flu e ncia U2 : P o sitive -Se q u e n ce , Active P o we r in MW
El P a so U1 : P o sitive -Se q ue n ce , Active P owe r in MW
El P a so U2 : P o sitive -Se q ue n ce , Active P owe r in MW
El P a so U3 : P o sitive -Se q ue n ce , Active P owe r in MW
La Higu e ra U1: P os itive -Se qu e nce , Active P o we r in MW
La Higu e ra U2: P os itive -Se qu e nce , Active P o we r in MW
Sa n And ré s U1 : P o sitive -Se q ue n ce , Active P owe r in MW
Sa n And ré s U2 : P o sitive -Se q ue n ce , Active P owe r in MW
2 0,0
Figura 8-24: Generación por parte de las centrales que se encuentran dentro de la Isla.
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Desconexión del transformador Itahue 300/300/90MVA – 220/154/66kV
Se analiza el efecto dinámico que produce sobre el SIC la pérdida del transformador de Itahue
300/300/90MVA – 220/154/66kV.
Esta condición tiene un efecto similar a la contingencia anterior, no obstante, con la
desconexión del transformador de poder de Itahue se pierde el vínculo directo entre las barras de
Itahue 154kV y 220kV. De este modo, se enfatizan dos condiciones operativas:
Para los casos en que el sistema 154kV Itahue – Tinguiririca – Alto Jahuel se encuentra
enlazado, la pérdida del transformador de Itahue provoca una redistribución de los flujos de
carga por las líneas de la zona de influencia. El aumento en el nivel de carga se manifiesta
principalmente por la línea 2x154kV Tinguiririca – Alto Jahuel y por el transformador de
poder Alto Jahuel 220/154/66kV.
Cuando el sistema 154kV Itahue – Tinguiririca – Alto Jahuel se encuentra abierto por uno
de los extremos de las SS/EE Itahue o Punta de Cortés, la pérdida del transformador de
Itahue provoca la operación en isla del sistema de subtransmisión. Para los casos en que el
sistema esté abierto por el lado de la S/E Itahue, la isla queda compuesta, principalmente,
por las centrales Ojos de Agua, Cipreses, Isla y Currillinque, junto con los consumos
ubicados aguas abajo de las SS/EE Cipreses, Itahue y Maule. Por otro lado, cuando el
sistema opera abierto en el extremo de la S/E Punta de Cortes, la isla se forma por las
centrales La Higuera, La Confluencia, San Andrés, El Paso, Ojos de Agua, Cipreses, Isla y
Currillinque y los consumos ubicados aguas abajo de las SS/EE Cipreses, Maula, Tinguiririca,
San Fernando, Malloa y Teno.
Para evaluar el desempeño dinámico ante esta contingencia, se seleccionan como escenario
testigo los casos de operación E03 y E10.
Sistema 154kV Itahue – Tinguiririca – Alto Jahuel Enlazado
El escenario E10 se caracteriza por presentar niveles de demanda baja, un despacho
hidrotérmico de invierno, un enlazamiento del sistema 154kV Itahue – Tinguiririca – Alto Jahuel y
una máxima transferencia del sistema 154kV hacia el sistema 220kV por el transformador de poder
de Itahue.
La Figura 8-25 muestra las transferencias de potencia por las líneas 2x154kV Tinguiririca –
Punta de Cortes y Punta de Cortés – Tuniche; y por el transformador de poder de Alto Jahuel
220/154/66kV. Las oscilaciones de potencia producto del cortocircuito tienen un nivel adecuado de
amortiguamiento, ξ = 6.6%. Se puede observar que, a pesar del aumento en las transferencias
de potencia por las líneas y por el transformador, los flujos de potencia post-contingencia por estos
elementos se estabiliza en valores menores a la capacidad permanente de la línea (25°C).
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3 00 ,0
C apac idad nominal 3 0 0 [M V A ]
2 40 ,0
1 9 .5 7 s
1 2 5 .8 5 M W
1 80 ,0
1 20 ,0
6 0,0 0
0 ,00 0
-0,0 0
4 ,00
8 ,00
1 2,0
1 6,0
[s]
2 0,0
Alto Jahuel 220/154kV-300MVA: Total Active Power/MV-Side in MW
1 50 ,0
4 .4 5 s
1 1 0 .2 1 %
1 20 ,0
5 .9 3 s
1 0 4 .7 6 %
N ivel de C arga nominal 1 0 0 %
9 0,0 0
6 0,0 0
1 9 .3 0 s
9 4 .2 7 %
3 0,0 0
0 ,00 0
-0,0 0
4 ,00
8 ,00
1 2,0
1 6,0
[s]
2 0,0
Tinguiririca - Tap Malloa 154 kV C1: Loading %
Tinguiririca - Tap Malloa 154kV C2: Loading %
Rancagua - Tap Punta Cortes 154 kV\Tuniche - Punta de Cortes 154 kV C1: Loading %
Alto Jahuel - Tap P.de Cortes 154kV\Tuniche - Punta de Cortes 154 kV C2: Loading %
Figura 8-25: Transferencias por el transformador Alto Jahuel 220/154/66kV (arriba) y las líneas 2x154kV Tinguiririca –
Tap Malloa y Punta de Cortés - Tuniche (abajo).
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Sistema 154kV Itahue – Tinguiririca – Alto Jahuel abierto en la S/E Itahue
El escenario E03 se caracteriza por presentar niveles de demanda alta, un despacho
hidrotérmico de verano y la apertura del sistema 154kV Itahue – Tinguiririca – Alto Jahuel en la
S/E Itahue.
En este caso, la desconexión intempestiva del transformador Itahue 220/154/66kV, deja a
las centrales Ojos de Agua, Isla, Cipreses y Currillinque operando de forma aislada del resto del
sistema.
En la Figura 8-26 se muestra la evolución temporal de la frecuencia del sistema como de la
del sistema operando en isla. Si bien, se observa que la recuperación de la frecuencia es lenta,
producto de la baja inercia de los generadores del sistema aislado, la frecuencia entra dentro de la
banda de 50±1Hz, antes de los 20 segundos de la simulación. Particularmente, el mínimo valor que
alcanza la frecuencia de este sistema es de 48.9Hz. Por otro lado, el SIC observa a la pérdida del
transformador de Itahue 220/154/66kV, como un evento de desconexión de consumo. Es así que
el máximo valor de la respuesta temporal de la frecuencia en el sistema es de 50.04Hz. Finalmente,
dada la inercia del sistema, este evento no se propaga hacia el resto del SIC.
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5 1,0 0
5 .9 9 s
5 0 .0 4 p.u.
5 0,6 0
5 0,2 0
4 9,8 0
1 9 .5 4 s
5 0 .0 3 p.u.
4 9,4 0
4 9,0 0
-0,0 0
4 ,00
8 ,00
1 2,0
1 6,0
[s]
2 0,0
[s]
2 0,0
El Paso U1: frecuencia [Hz]
5 1,0 0
5 0,5 0
1 9 .7 9 s
4 9 .5 5 p.u.
5 0,0 0
4 9,5 0
4 9,0 0
4 .3 1 s
4 8 .9 0 p.u.
4 8,5 0
-0,0 0
4 ,00
8 ,00
1 2,0
1 6,0
Curillinque: frecuencia [Hz]
Figura 8-26: Frecuencia de la zona aislada (arriba) y la frecuencia del sistema (abajo)
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8.2.4 Desconexión Intempestiva de unidades Generadoras
Las simulaciones de las desconexiones intempestivas de las unidades generadoras poseen la
siguiente secuencia de eventos:
t = 0seg
Inicio de la simulación.
t = 1seg
Desconexión de la unidad generadora.
t = 20seg
Fin de la simulación.
Desconexión del ciclo combinado con mayor generación de la S/E San Luis
Se demuestra que el sistema es capaz de sobrellevar la desvinculación del ciclo combinado
que se encuentra conectado en la S/E San Luis de mayor generación (360MW) y que esta
contingencia no tiene un impacto importante sobre las transferencias ni tensiones en la zona de
influencia. Para ello se elige como escenario de análisis aquel que minimiza la generación al norte
de la S/E Polpaico.
En este caso, se evalúa el comportamiento dinámica en el escenario E07 donde se tiene un
nivel de demanda alta – sistema 154kV Itahue – Tinguiririca – Alto Jahuel enlazado – Invierno, por
el cual se tiene la mayor transferencia desde la SS/EE Ancoa y Alto Jahuel hacia la S/E Polpaico.
La Figura 8-27 muestra que la desconexión intempestiva de la central Nehuenco no afecta la
capacidad de regulación de tensión y la evolución de la frecuencia del SIC. Las oscilaciones
angulares de las unidades de la zona de influencia son contenidas. Por otro lado, se puede observar
que el transitorio de subfrecuencia es limitado y alcanza los 49.5Hz.
En la Figura 8-28 se muestran las transferencias de potencia por las líneas de sistema de
transmisión troncal. Se puede apreciar que el déficit de generación provocado en la zona norte del
SIC es contrarrestado con un aumento de generación por parte de las unidades de la zona sur del
SIC.
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5 1,5 0
51[Hz]
5 0,8 0
19.75 s
49.75 p.u.
5 0,1 0
4 9,4 0
7.61 s
49.55 p.u.
49[Hz]
4 8,7 0
4 8,0 0
-0,0 0
4 ,00
8 ,00
1 2,0
1 6,0
[s]
2 0,0
El Paso U1: ángulo rotórico [°]
1 ,20 0
V = 1.1pu
1 ,09 0 V = 1.07pu
0 ,98 0
0 ,87 0
1.54 s
0.97 p.u.
V = 0.93pu
V = 0.9pu
V = 0.8pu
0 ,76 0
V = 0.7pu
0 ,65 0
-0,0 0
4 ,00
8 ,00
1 2,0
1 6,0
[s]
2 0,0
Confl\A1: Tensión, V[pu]
CHEP\A: Tensión, V[pu]
LHigue\A1: Tensión, V[pu]
Ita\A1: Tensión, V[pu]
P.Cort\A: Tensión, V[pu]
Fdo\A1: Tensión, V[pu]
S/E Tinguiririca\A1: Tensión, V[pu]
AJah\A: Tensión, V[pu]
Figura 8-27: Frecuencia del sistema (arriba) – Tensiones de la zona de influencia (abajo).
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8 00 ,0
7 40 ,0
19.81 s
708.45 MVA
6 80 ,0
19.91 s
703.52 MVA
0.52 s
630.86 MVA
6 20 ,0
0.56 s
625.21 MVA
5 60 ,0
5 00 ,0
-0,0 0
4 ,00
8 ,00
1 2,0
1 6,0
[s]
2 0,0
Ancoa - Alto Jahuel 500 kV\Alto Jahuel - Ancoa 500 kV L1: S[MVA]
Ancoa - Polpaico 500kV\Alto Jahuel - Ancoa 500 kV L2: S[MVA]
Figura 8-28: Transferencias por la línea 2x500kV Ancoa – Alto Jahuel.
A continuación, en la Tabla 8-10 se resumen las características más relevantes de este
escenario y los parámetros que permiten verificar los requerimientos de desempeño dinámico
definidos por la NTSyCS.
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Escenario
E07
Máxima Excursión Angular [°]
Mínima Tensión Transitoria V[pu]
Santa María (23.1°)
0.97
mínima 49.5Hz
20seg 49.8Hz
Frecuencia [Hz]
Cumplimiento NTSyCS
Tabla 8-10: Resumen de resultados dinámicos
Se concluye que la desvinculación del ciclo combinado con mayor generación de la S/E San
Luis puede ser sobrellevada por el sistema de manera satisfactoria.
Desconexión de una unidad de la central Pehuenche
La siguiente contingencia involucra la desvinculación de una unidad de la central Pehuenche.
En los escenarios estudiados las unidades de la central Pehuenche se encuentran despachando
bloques significativos de potencia, con lo cual se produce un importante desbalance de generación
– demanda en el sistema pudiéndose verificar la estabilidad transitoria y de frecuencia del mismo
en estado post-contingencia.
La desconexión intempestiva de la unidad de la central Pehuenche genera un impacto en el
los escenarios que poseen enlazado el sistema 154kV Itahue – Tinguiririca – Alto Jahuel. En los
otros casos no se genera una redistribución de los flujos de potencia por las líneas del sistema de
subtransmisión. Es por esto que se presenta el comportamiento dinámico del sistema en el E01.
En la Tabla 8-11 se resumen las características más relevantes de estos escenarios, y se
verifican los parámetros de desempeño dinámico.
Escenario
E01
Máxima Excursión Angular [°]
Mínima Tensión Transitoria V[pu]
Taltal (31.3°)
0.99
mínima 49.6Hz
20seg 49.8Hz
Frecuencia
Cumplimiento NTSyCS
Tabla 8-11: Resumen de resultados dinámicos.
En la Figura 8-29 se muestra la evolución temporal de la frecuencia del sistema. Se puede
observar que la resulta es aceptable, retornando a valores superiores de 49.7Hz antes de los 20
segundos de simulada la contingencia.
Por último, en la Figura 8-30 se muestran los niveles de transferencias por el sistema 154kV
Itahue – Tinguiririca – Alto Jahuel. Se observa que debido a la ubicación de la central Pehuenche,
la desvinculación de esta máquina afecta las transferencias en el sistema 154kV, disminuyendo las
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transferencias de potencia desde Tinguiririca hacia Punta de Cortés y aumentando las transferencias
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de potencia desde Tinguiririca hacia Itahue.
5 1,5 0
51[Hz]
5 0,9 0
5 0,3 0
19.60 s
49.77 p.u.
4 9,7 0
7.91 s
49.67 p.u.
4 9,1 0
49[Hz]
4 8,5 0
-0,0 0
4 ,00
8 ,00
1 2,0
1 6,0
[s]
2 0,0
El Paso U1: Frecuencia [Hz]
Figura 8-29: Frecuencia del sistema
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1 51 ,0 0
0.63 s
147.58 MVA
19.49 s
142.50 MVA
1 47 ,0 0
1 43 ,0 0
1 39 ,0 0
0.49 s
139.72 MVA
19.61 s
134.71 MVA
1 35 ,0 0
1 31 ,0 0
-0,0 0
4 ,00
8 ,00
1 2,0
1 6,0
[s]
2 0,0
[s]
2 0,0
Tinguiririca - Tap Malloa 154 kV C1: Total Apparent Power/Terminal i in MVA
Tinguiririca - Tap Malloa 154kV C2: Total Apparent Power/Terminal i in MVA
7 0,0 0
19.27 s
52.83 MVA
6 0,0 0
5 0,0 0
0.60 s
44.65 MVA
18.87 s
33.86 MVA
4 0,0 0
3 0,0 0
2 0,0 0
-0,0 0
0.52 s
28.31 MVA
4 ,00
8 ,00
1 2,0
1 6,0
Tap Teno - Tinguiririca 154kV C1: Total Apparent Power/Terminal i in MVA
Tap Teno - Tinguiririca 154kV C2: Total Apparent Power/Terminal i in MVA
Figura 8-30: Transferencias por las líneas 2x154kV Tinguiririca – Tap Malloa (arriba) y 2x154kV Tinguiririca – Tap Teno
(abajo)
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Desconexión de la central El Paso
Se verifica el comportamiento dinámico del sistema de subtransmisión al ocurrir la
desvinculación de la central El Paso. Esta condición ya fue verificada en la falla que resulta en la
salida de la línea 1x154kV La Confluencia – El Paso. No obstante, la desvinculación sin considerar
un evento de cortocircuito, si bien es de menor exigencia para el sistema, tiene una mayor
probabilidad de ocurrencia.
En este caso, se elige como escenario testigo el caso E04 de verano - demanda baja – sistema
154kV Itahue – Tinguiririca – Alto Jahuel enlazado.
La desvinculación de la central El Paso es aceptable y no resulta en ninguna condición
inadmisible para el sistema.
En la Figura 8-31 se muestran las evoluciones temporales de las variables consideradas más
relevantes para el sistema complementada con la información presentada en la Tabla 8-12. En esta
última, se puede observar el cumplimiento de los parámetros de desempeño dinámico impuestos
por la NTSyCS.
Escenario
E04
Máxima Excursión Angular [°]
Mínima Tensión Transitoria V[pu]
San Isidro U2 TV (13.1°)
1
mínima 49.9Hz
20seg 49.94Hz
Frecuencia
Cumplimiento NTSyCS
Tabla 8-12: Resumen de resultados dinámicos
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5 1,5 0
5 1 [H z]
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5 0,9 0
1 9 .0 9 s
4 9 .9 4 p.u.
5 0,3 0
4 9,7 0
3 .6 2 s
4 9 .9 0 p.u.
4 9 [H z]
4 9,1 0
4 8,5 0
-0,0 0
4 ,00
8 ,00
1 2,0
1 6,0
[s]
2 0,0
1 25 ,0
120°
7 5,0 0
2 5,0 0
-25 ,0 0
-75 ,0 0
-12 5 ,0
-0,0 0
-12 0 °
4 ,00
8 ,00
1 2,0
1 6,0
[s]
2 0,0
1 ,12 0
1 ,07 4
1 .0 7 pu
1 .1 pu
1 ,02 8
2 .1 3 s
1 .0 0 p.u.
0 ,98 2
0 ,93 6
0 .9 pu
0 .9 3 pu
0 ,89 0
-0,0 0
4 ,00
8 ,00
1 2,0
1 6,0
[s]
2 0,0
LHigue\A1: V[pu]
AJah\A: V[pu]
Ita\A1: V[pu]
P.Cort\A: V[pu]
Fdo\A1: V[pu]
S/E Tinguiririca\A1: V[pu]
Figura 8-31: Frecuencia del sistema (arriba), ángulos rotóricos de las máquinas (centro) y tensiones en barras 154kV
(abajo).
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9 ESTUDIO DE CORTOCIRCUITO
A fin de analizar el impacto de la interconexión de la central El Paso sobre los niveles de
cortocircuito del SIC, se resuelven cortocircuitos trifásicos, bifásicos (con y sin contacto a tierra) y
monofásicos en los nodos del sistema considerados directamente afectados por el acceso del
mismo.
Se destaca que el escenario identificado como «Cortocircuito» en la BD, se utiliza
exclusivamente para el desarrollo de este análisis.
Este escenario se desarrolla sobre la base de los lineamientos establecidos en el
procedimiento de la Dirección de Operaciones (DO) “CÁLCULO DE NIVEL MÁXIMO DE
CORTOCIRCUITO” presente en la página web del CDEC SIC. Específicamente, se consideran:
Todas las unidades generadoras existentes, con todos sus componentes en servicio.
Todas las unidades generadoras asociadas a proyectos futuros, con todos sus componentes
en servicio, que a la fecha de realización del cálculo estén informadas a la DO y DP.
Todas las líneas de transmisión existentes, energizadas en ambos extremos.
Todas las líneas de transmisión asociadas a proyectos futuros existentes, energizadas en
ambos extremos, que a la fecha de realización del cálculo estén informadas a la DP.
El mencionado procedimiento establece el método de cálculo de las corrientes de falla
correspondiente al definido por la Norma IEC 60909-0:2001 - “Cálculo de corrientes de cortocircuito
en sistemas trifásicos de corriente alterna” [7], especificándose las siguientes condiciones de
cálculo:
a) Factor de tensión (c).
De acuerdo con los niveles de tensión de las instalaciones del SIC que contempla este
procedimiento, se deberá considerar un factor de tensión c igual a 1,1. Esto corresponde a una
tensión pre-falla igual a 1.1 veces la tensión nominal de la instalación directamente afectada.
b) Topología de la red.
Se deberá considerar la configuración del sistema que presente la mayor contribución de
las centrales de generación al cortocircuito, esto significa, tener conectadas todas las unidades
de generación, todas las líneas y transformadores en servicio, tal que se configure el mayor
enmallamiento del sistema.
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c) Tiempo mínimo de separación de los contactos de un interruptor.
En el cálculo de las corrientes de cortocircuito de interrupción, simétrica y asimétrica, y de la
componente continua de la corriente de cortocircuito, se deberá emplear 40 milisegundos como
tiempo mínimo en la separación de los contactos de un interruptor.
d) Duración de la corriente de cortocircuito.
Se deberá considerar un tiempo de duración, o tiempo de despeje de falla, de 1seg.
e) Reactancias de máquinas sincrónicas: reactancia subtransitoria saturada.
f)
Reactancia de máquinas asincrónicas: reactancia de rotor bloqueado.
En todos los casos de cortocircuitos se reportan las corrientes simétricas (Ib) y asimétricas de
interrupción (Iasy):
Corrientes simétricas: son definidas como el valor de la componente simétrica de la corriente
de cortocircuito en el instante de separación de los polos de los interruptores.
Corrientes asimétricas: son definidas como el valor de la componente asimétrica de la
corriente de cortocircuito en el instante de separación de los polos de los interruptores. Las
mismas son calculadas mediante la composición de la componente simétrica (Ib) y la
componente de continua (IDC), calculadas en el instante especificado.
Se destaca que únicamente para el caso de cortocircuitos trifásicos se cuenta con los valores
necesarios para el cálculo de la corriente asimétrica (corriente simétrica y componente de
continua). Por lo tanto, se establece que para los restantes tipos de cortocircuito (1F, 2FT, 2F), los
cálculos de estas corrientes se realizan a partir de la aplicación de las siguientes expresiones:
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Para aquellos nodos en donde el incremento de la potencia de cortocircuito (Skss) resulte
superior al 1% ante la interconexión de la central El Paso, se detallan los valores de corrientes de
cortocircuito comparando los resultados obtenidos de considerar en servicio (E/S) y fuera de
servicio (F/S) el proyecto de generación en estudio para poder evaluar su impacto sobre las
instalaciones existentes en el SIC.
Los cálculos a realizar contemplan dos instancias:
Cortocircuitos en BARRAS
Cortocircuitos en ELEMENTOS SERIE
El cálculo de cortocircuito en BARRAS considera el aporte de TODAS las ramas que acometen
a la misma, por lo que ciertamente muestra resultados conservadores para el análisis de las
capacidades de los interruptores. El objeto es realizar un primer filtro, ya que si los cortocircuitos
en barra son tolerados por todos los interruptores, no será necesario analizar cada uno de estos de
manera independiente.
Luego, y sólo para los interruptores que presenten una capacidad de ruptura inferior al
cortocircuito calculado en barra, se realiza el cálculo de cortocircuito en ELEMENTO SERIE.
9.1 Selección de barras
Se presenta una tabla con los valores de potencia de cortocircuitos previos y posteriores a las
nuevas instalaciones, indicando el porcentaje de incremento de la misma.
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S/E
Tensión
Nominal
[kV]
CH El Paso F/S
CH El Paso E/S
Skss [MVA]
Skss [MVA]
Máximo
∆Skss/Skss [%]
3
2
2T
1
3
2
2T
1
Central Cipreses
154
1650,2
1658,0
1353,8
1584,4
1652,0
1659,9
1355,4
1585,6
0,11
Central Confluencia
154
2465,0
2585,1
2051,0
2546,2
2786,0
2953,9
2314,7
2888,3
12,49
Central Curilinque
154
1575,6
1552,1
1314,7
1468,6
1577,3
1553,9
1316,2
1469,8
0,12
Central La Higuera
154
2871,9
3082,7
2380,2
3054,6
3138,8
3357,1
2600,1
3301,1
8,5
Central San Andrés
154
1435,2
1398,0
1214,0
1314,0
1526,9
1483,2
1292,1
1378,0
6,04
S/E Alto Jahuel
154
3626,0
4227,0
3129,7
4361,6
3640,2
4242,2
3142,2
4375,7
0,4
S/E Alto Jahuel
220
13255,7
14317,7
11438,4
14793,9
13271,7
14334,1
11452,6
14807,7
0,12
S/E Alto Jahuel
500
12347,8
12139,6
10660,2
11885,8
12356,5
12145,7
10668,1
11891,5
0,07
S/E Ancoa
500
12500,8
11862,8
10788,7
10224,7
12508,1
11868,3
10795,3
10228,1
0,06
S/E Ancoa
220
9466,1
9494,2
8058,1
9365,3
9477,0
9502,0
8067,9
9373,0
0,12
S/E Itahue
154
3565,0
4398,2
3044,8
4412,2
3594,3
4430,5
3070,6
4443,7
0,84
S/E Itahue
220
4126,5
4650,7
3543,5
4747,2
4138,8
4663,0
3554,7
4758,8
0,31
S/E Malloa
154
2968,6
2783,6
2526,0
2498,5
3057,6
2865,6
2603,3
2546,1
2,97
S/E Paine
154
2583,5
2489,9
2230,3
2357,5
2595,5
2501,6
2240,8
2364,4
0,47
S/E Punta de Cortes
154
2859,8
2763,4
2449,8
2592,4
2903,8
2804,9
2488,4
2617,7
1,55
S/E Rancagua
154
2601,2
2601,8
2230,1
2509,9
2628,7
2621,9
2254,3
2527,6
1,07
S/E San Fernando
154
2974,2
2841,5
2518,9
2577,4
3092,7
2951,2
2620,3
2642,6
3,87
S/E Teno
154
2687,5
2377,4
2291,8
1587,6
2732,7
2419,3
2331,1
1599,1
1,73
S/E Tinguiririca
154
3317,5
3128,0
2801,5
2877,1
3468,4
3265,2
2930,7
2961,5
4,41
Central El Paso
154
-
-
-
-
1672,7
1689,4
1396,3
1591,0
100
Tabla 9-1: Impacto de la central El Paso en las potencias de cortocircuito de las Barras de la zona de influencia
9.2 Cortocircuitos en barras
Se presentan los resultados de las corrientes de cortocircuito trifásicas, monofásicas y
bifásicas (con y sin contacto a tierra) para cada una de las barras eléctricamente cercanas al punto
de vinculación de la central El Paso.
En la Tabla 9-2, Tabla 9-3, Tabla 9-4 y Tabla 9-5 se presentan en detalle los resultados de
los cálculos de nivel máximo de cortocircuito para cada uno de los tipos de fallas establecidos.
Finalmente, en la Tabla 9-6 se presentan los máximos niveles encontrados para cada una de
las corrientes de interés, que posteriormente serán contrastadas con las correspondientes
capacidades de ruptura del equipamiento existente.
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Corrientes de Cortocircuito Trifásico
CH El Paso E/S
Subestación
Central Confluencia
Central La Higuera
Central San Andrés
S/E Malloa
S/E Punta de Cortes
S/E Rancagua
S/E San Fernando
S/E Teno
S/E Tinguiririca
Central El Paso
Tensión
Nominal
[kV]
I”k
[kArms]
ip
[kA]
i dc
[kA]
Ib
[kArms]
Ik
[kArms]
Ith
[kArms]
Iasi
[kArms]
k dc
[%]
X/R
154
15
154
13,8
154
10,5
154
66
154
66
154
66
154
66
154
66
154
154
10,5
10,44 (+13%)
38,75 (+1%)
11,77 (+9%)
54,79 (+2%)
5,72 (+6%)
33,03 (+1%)
11,46 (+3%)
10,61 (+1%)
10,89 (+2%)
10,21 (+1%)
9,86 (+1%)
11,39 (+1%)
11,59 (+4%)
11,12 (+1%)
10,25 (+2%)
8,4 (+100%)
13 (+100%)
6,27 (+100%)
76,79 (+100%)
24,79
97,54
28,28
141,77
13,06
83,39
26,64
24,86
25,45
23,95
23,07
25,81
26,03
25,02
23,04
18,81
30,58
14,49
170,25
3,1
21,58
3,88
39,72
1,13
25,28
2,4
1,21
2,45
1,51
2,27
1,04
1,66
0,69
1,48
0,47
3,13
1,48
9,52
10,14
34,85
11,41
51,08
5,68
30,75
11,43
10,61
10,87
10,21
9,82
11,39
11,53
11,12
10,22
8,34
12,89
6,09
73,4
10,41
38,69
11,73
54,66
5,71
32,97
11,4
10,61
10,81
10,21
9,78
11,39
11,54
11,12
10,2
8,37
12,94
6,25
76,59
10,58
39,52
11,93
56,24
5,78
33,71
11,59
10,74
11,01
10,33
9,97
11,5
11,7
11,23
10,34
8,48
13,16
6,34
77,47
10,6
40,99
12,05
64,71
5,79
39,8
11,68
10,68
11,14
10,32
10,08
11,43
11,65
11,15
10,33
8,35
13,27
6,26
74,01
21,6
43,8
24
55
14,1
58,1
14,8
8
15,9
10,5
16,3
6,4
10,2
4,4
10,3
4
17,2
17,2
9,2
7,4
11,7
7,9
15,6
6
16,7
6,1
4,7
6,4
5,2
6,4
4,4
5,2
3,8
5,2
3,7
6,6
6,5
4,9
CH El Paso F/S
Subestación
Central Confluencia
Central La Higuera
Central San Andrés
S/E Malloa
S/E Punta de Cortes
S/E Rancagua
S/E San Fernando
S/E Teno
S/E Tinguiririca
Tensión
Nominal
[kV]
I”k
[kArms]
ip
[kA]
i dc
[kA]
Ib
[kArms]
Ik
[kArms]
Ith
[kArms]
Iasi
[kArms]
k dc
[%]
X/R
154
15
154
13,8
154
10,5
154
66
154
66
154
66
154
66
154
66
154
9,24
38,37
10,77
53,82
5,38
32,7
11,13
10,48
10,72
10,15
9,75
11,32
11,15
10,98
10,08
8,37
12,44
21,9
96,55
25,97
139,08
12,31
82,51
25,94
24,58
25,11
23,82
22,86
25,68
25,14
24,72
22,72
18,75
29,34
2,57
21,21
3,57
38,3
1,07
24,82
2,37
1,2
2,45
1,51
2,28
1,04
1,65
0,68
1,49
0,48
3,04
9,06
34,47
10,49
50,1
5,35
30,42
11,1
10,48
10,7
10,15
9,71
11,32
11,09
10,98
10,05
8,3
12,34
9,21
38,31
10,72
53,67
5,36
32,63
11,06
10,48
10,65
10,15
9,68
11,32
11,09
10,98
10,03
8,33
12,37
9,36
39,13
10,92
55,22
5,44
33,37
11,26
10,61
10,85
10,27
9,87
11,43
11,26
11,09
10,17
8,45
12,59
9,42
40,47
11,08
63,06
5,45
39,26
11,35
10,55
10,98
10,26
9,98
11,37
11,21
11
10,16
8,32
12,71
20,1
43,5
24,1
54,1
14,2
57,7
15,1
8,1
16,2
10,5
16,6
6,5
10,5
4,4
10,5
4,1
17,4
7,1
11,6
7,9
15,2
6
16,5
6,2
4,7
6,4
5,3
6,5
4,4
5,2
3,9
5,2
3,7
6,6
Tabla 9-2: Resultados de cálculo de nivel máximo de cortocircuito trifásico
P:EE-2014-147/I:EE-ES-2015-0205/R:C
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Corrientes de Cortocircuito Monofásico
CH El Paso E/S
Subestación
Central Confluencia
Central La Higuera
Central San Andrés
S/E Malloa
S/E Punta de Cortes
S/E Rancagua
S/E San Fernando
S/E Teno
S/E Tinguiririca
Central El Paso
Tensión
Nominal
[kV]
I”k
[kArms]
ip
[kA]
i dc
[kA]
Ib
[kArms]
Ik
[kArms]
Ith
[kArms]
Iasi
[kArms]
k dc
[%]
X/R
154
15
154
13,8
154
10,5
154
66
154
66
154
66
154
66
154
66
154
154
10,5
10,83 (+13%)
39,42 (+1%)
12,38 (+8%)
45,72 (+1%)
5,17 (+5%)
32,77 (+1%)
9,55 (+2%)
13,21 (+1%)
9,81 (+1%)
12,69 (+1%)
9,48 (+1%)
13,53 (+0%)
9,91 (+3%)
13,43 (+1%)
5,99 (+1%)
9,05 (+0%)
11,1 (+3%)
5,96 (+100%)
54,6 (+100%)
25,7
99,23
29,74
118,3
11,79
82,73
22,19
30,94
22,94
29,77
22,18
30,67
22,24
30,21
13,48
20,27
26,11
13,78
121,04
2,54
29,18
3,62
25,83
0,64
0,47
1,85
1,94
2,28
2,2
1,46
1,64
1,62
1,19
0,93
1,09
2,28
0,97
0,2
10,83
39,42
12,38
45,72
5,17
32,77
9,55
13,21
9,81
12,69
9,48
13,53
9,91
13,43
5,99
9,05
11,1
5,96
54,6
10,83
39,42
12,38
45,72
5,17
32,77
9,55
13,21
9,81
12,69
9,48
13,53
9,91
13,43
5,99
9,05
11,1
5,96
54,6
10,97
40,21
12,55
46,93
5,22
33,44
9,65
13,37
9,93
12,84
9,59
13,66
10
13,56
6,05
9,13
11,24
6,03
55,08
11,12
49,05
12,89
52,51
5,21
32,77
9,72
13,35
10,07
12,88
9,59
13,63
10,04
13,48
6,07
9,12
11,33
6,04
54,6
16,6
52,3
20,7
39,9
8,8
1
13,7
10,4
16,4
12,3
10,9
8,6
11,5
6,2
11
8,5
14,5
11,5
0,3
7
19,4
8
13,7
5,2
2,7
6,3
5,5
7
6
5,7
5,1
5,8
4,5
5,7
5,1
6,5
5,8
2,1
CH El Paso F/S
Subestación
Central Confluencia
Central La Higuera
Central San Andrés
S/E Malloa
S/E Punta de Cortes
S/E Rancagua
S/E San Fernando
S/E Teno
S/E Tinguiririca
Tensión
Nominal
[kV]
I”k
[kArms]
ip
[kA]
i dc
[kA]
Ib
[kArms]
Ik
[kArms]
Ith
[kArms]
Iasi
[kArms]
k dc
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9,41
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1,7
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39,1
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4,93
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9,37
13,07
9,72
12,63
9,41
13,47
9,66
13,28
5,95
9,03
10,79
9,55
39,1
11,45
45,19
4,93
32,51
9,37
13,07
9,72
12,63
9,41
13,47
9,66
13,28
5,95
9,03
10,79
9,67
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46,37
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9,47
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9,83
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10,92
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14,4
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5,6
7,1
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5,7
5,2
6
4,6
5,8
5,1
6,8
Tabla 9-3: Resultados de cálculo de nivel máximo de cortocircuito monofásico
P:EE-2014-147/I:EE-ES-2015-0205/R:C
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Corrientes de Cortocircuito Bifásico
CH El Paso E/S
Subestación
Central Confluencia
Central La Higuera
Central San Andrés
S/E Malloa
S/E Punta de Cortes
S/E Rancagua
S/E San Fernando
S/E Teno
S/E Tinguiririca
Central El Paso
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Nominal
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154
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154
154
10,5
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9,17
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6,4
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3,8
5,2
3,8
6,2
5,1
3,7
CH El Paso F/S
Subestación
Central Confluencia
Central La Higuera
Central San Andrés
S/E Malloa
S/E Punta de Cortes
S/E Rancagua
S/E San Fernando
S/E Teno
S/E Tinguiririca
Tensión
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[kV]
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9,47
9,01
9,18
8,76
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9,78
9,44
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7,3
10,5
7,79
31,21
9,05
44,6
4,6
27,44
9,58
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7,86
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9,06
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9,52
9,46
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13,1
7
14,3
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14,7
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9,1
3,8
9,4
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14,8
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14,6
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5,1
4,2
6,2
4,7
6,5
5,3
6,6
4,4
5,2
3,8
5,3
3,9
6,6
Tabla 9-4: Resultados de cálculo de nivel máximo de cortocircuito bifásico
P:EE-2014-147/I:EE-ES-2015-0205/R:C
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Corrientes de Cortocircuito Bifásico con contacto a Tierra
CH El Paso E/S
Subestación
Central Confluencia
Central La Higuera
Central San Andrés
S/E Malloa
S/E Punta de Cortes
S/E Rancagua
S/E San Fernando
S/E Teno
S/E Tinguiririca
Central El Paso
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Nominal
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24,58
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30,43
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20,7
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4,02
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13,5
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6,33
73,25
11,07
40,48
12,59
50,82
5,56
35,34
10,74
13,3
10,52
12,6
9,83
13,42
11,06
13,5
9,07
9,24
12,24
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11,22
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12,76
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5,62
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13,46
10,64
12,75
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6,65
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15,9
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7,1
8,4
1,9
CH El Paso F/S
Subestación
Central Confluencia
Central La Higuera
Central San Andrés
S/E Malloa
S/E Punta de Cortes
S/E Rancagua
S/E San Fernando
S/E Teno
S/E Tinguiririca
Tensión
Nominal
[kV]
I”k
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13,35
10,65
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19,1
20,4
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15,9
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10,5
22,8
12,3
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5,9
7,6
7
Tabla 9-5: Resultados de cálculo de nivel máximo de cortocircuito bifásico con contacto a tierra
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Corrientes de Cortocircuito Máximas
CH El Paso E/S
Subestación
Central Confluencia
Central La Higuera
Central San Andrés
S/E Malloa
S/E Punta de Cortes
S/E Rancagua
S/E San Fernando
S/E Teno
S/E Tinguiririca
Central El Paso
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40,48
12,59
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11,59
13,5
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9,24
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6,33
76,79
26,28
101,9
30,25
141,77
13,06
89,22
26,64
31,16
25,45
29,77
23,07
30,67
26,03
30,37
23,04
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30,58
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1,48
0,47
3,13
1,48
9,52
11,07
40,48
12,59
51,08
5,68
35,34
11,43
13,3
10,87
12,69
9,83
13,53
11,53
13,5
10,22
9,24
12,89
6,33
73,4
11,07
40,48
12,59
54,66
5,71
35,34
11,4
13,3
10,81
12,69
9,83
13,53
11,54
13,5
10,2
9,24
12,94
6,33
76,59
11,22
41,29
12,76
56,24
5,78
36,06
11,59
13,46
11,01
12,84
9,97
13,66
11,7
13,63
10,34
9,33
13,16
6,4
77,47
11,5
45,88
13,17
64,71
5,79
43,45
11,68
13,36
11,14
12,78
10,09
13,57
11,65
13,52
10,33
9,26
13,27
6,5
74,01
33,9
58,7
37,3
55
15,9
58,1
15,9
21,4
19,4
20,5
16,3
15,9
16,4
14,1
12
19,3
17,2
22,6
9,2
11,07
40,48
12,59
54,79
5,72
35,34
11,46
13,3
10,89
12,69
9,86
13,53
11,59
13,5
10,25
9,24
13
6,33
76,79
Tabla 9-6: Resultados de cálculo de los máximos niveles de cortocircuito
9.3 Verificación del equipamiento
Para los nodos seleccionados en el apartado anterior se llevan a cabo la recopilación de datos
de los distintos interruptores involucrados, siendo fuente de información las planillas de datos que
presenta el CDEC-SIC en su página web [8].
Durante este proceso de recopilación se encuentra la problemática de falta de datos
relevantes para algunos de los interruptores en referencia a normas de fabricación, capacidad de
interrupción simétrica y asimétrica.
A partir de los resultados obtenidos y de las características conocidas del equipamiento
existente, se verifica su capacidad y se determina la capacidad de interrupción que deberán
soportar los interruptores producto de la conexión de la central El Paso.
La Tabla 9-7, resume los resultados de la comparación. Los valores que se encuentran
resaltados en rojo son los casos en donde se supera la capacidad de ruptura informada de los
interruptores. Por otro lado, las celdas que indican VERIFICAR son aquellas donde no se
encuentran los datos necesarios para la verificación de las corrientes de ruptura simétricas y
asimétricas. Así, se recomienda contar con esta información para comprobar el cumplimiento de la
capacidad de interrupción de los interruptores de la zona de influencia de la central.
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Corrientes Simétricas [kA]
Subestación
Central Confluencia
Central La Higuera
Central San Andrés
S/E Malloa
S/E Punta de Cortes
S/E Rancagua
S/E San Fernando
S/E Teno
S/E Tinguiririca
Central El Paso
Tensión
Nominal [kV]
Corrientes Asimétricas [kA]
Capacidad de
Ruptura
Paño limitante
Máx. Icc
Cumplimiento
Capacidad de
Ruptura
Paño limitante
Máx. Icc
Cumplimiento
40
S/D
40
63
40
S/D
40
31,5
40
31,5
10
31,5
40
11,9
40
25
40
50
S/D
11,07
40,48
12,59
51,08
5,68
35,34
11,43
13,3
10,87
12,69
9,83
13,53
11,53
13,5
10,22
9,24
12,89
6,33
73,4
CUMPLE
VERIFICAR
CUMPLE
CUMPLE
CUMPLE
VERIFICAR
CUMPLE
CUMPLE
CUMPLE
CUMPLE
CUMPLE
CUMPLE
CUMPLE
NO CUMPLE
CUMPLE
CUMPLE
CUMPLE
CUMPLE
VERIFICAR
S/D
S/D
63
63
S/D
S/D
64
50,4
64
35,35
16
35,35
44,9
14,6
64
40
55,2
125
S/D
11,5
45,88
13,17
64,71
5,79
43,45
11,68
13,36
11,14
12,78
10,09
13,57
11,65
13,52
10,33
9,26
13,27
6,5
74,01
VERIFICAR
VERIFICAR
CUMPLE
NO CUMPLE
VERIFICAR
VERIFICAR
CUMPLE
CUMPLE
CUMPLE
CUMPLE
CUMPLE
CUMPLE
CUMPLE
CUMPLE
CUMPLE
CUMPLE
CUMPLE
CUMPLE
VERIFICAR
154
15
154
13,8
154
10,5
154
66
154
66
154
66
154
66
154
66
154
154
10,5
Tabla 9-7: Verificación de Interruptores
9.4 Verificación de la corriente de cortocircuito para elementos serie
Es necesario verificar aquellos interruptores cuya capacidad de ruptura simétrica y asimétrica
sean inferiores al valor del cortocircuito en barra.
La capacidad del interruptor deberá satisfacer la máxima de las corrientes de cortocircuito
que se determinen en las distintas condiciones de aplicación de la falla, que se señalan en la Figura
9-1.
Figura 9-1: Condición de aplicación de falla por el interruptor
Por lo tanto, se debe verificar que la máxima corriente de cortocircuito para cada una de las
condiciones de aplicación de la falla sea menor a la capacidad de ruptura del interruptor.
max {Icclínea , (𝐼𝑐𝑐𝑏𝑎𝑟𝑟𝑎 − 𝐼𝑐𝑐𝑙í𝑛𝑒𝑎 ), 𝐼𝑐𝑐𝑙𝑖𝑛𝑒𝑜𝑢𝑡 , 𝐼𝑐𝑐𝑜𝑝𝑒𝑛𝑒𝑛𝑑 } < 𝐼𝑟𝑢𝑝𝑡𝑢𝑟𝑎
En la Tabla 9-8, Tabla 9-9, Tabla 9-10 y Tabla 9-11 se presentan en detalle los resultados de
los cálculos de nivel máximo de cortocircuito para cada una de las condiciones de aplicación de las
fallas planteadas.
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Corrientes de Cortocircuito Trifásico
CH El Paso E/S
Ib [kArms]
Elemento Serie
CH La Higuera
S/E San
Fernando 66kV
Transformador 154/13.8kV BT1
Transformador 154/13.8kV BT2
1x66kV La Ronda - San Fernando
Transformador 154/66kV TR1
Transformador 154/66kV TR2
Transformador 154/66kV TR2
1x66kV Tap la Paloma - San Fernando
1x66kV Chimbarongo - San Fernando
𝑰𝒄𝒄𝒍í𝒏𝒆𝒂
1,35
2,45
0
3,56
1,85
1,57
𝑰𝒄𝒄𝒃𝒂𝒓𝒓𝒂−𝒍í𝒏𝒆𝒂
9,78
8,68
11,12
7,57
9,27
9,55
𝑰𝒄𝒄𝒍𝒊𝒏𝒆𝒐𝒖𝒕
10,85
9,44
10,93
8,55
10,64
9,82
Iasy [kArms]
𝑰𝒄𝒄𝒐𝒑𝒆𝒏𝒆𝒏𝒅
4,94
3,34
0
4,58
5,85
1,81
𝑰𝒄𝒄𝒍í𝒏𝒆𝒂
39,37
39,37
-
𝑰𝒄𝒄𝒃𝒂𝒓𝒓𝒂−𝒍í𝒏𝒆𝒂
25,34
25,34
-
𝑰𝒄𝒄𝒍𝒊𝒏𝒆𝒐𝒖𝒕
21,86
21,86
-
𝑰𝒄𝒄𝒐𝒑𝒆𝒏𝒆𝒏𝒅
42,01
42,01
-
Tabla 9-8: Niveles de cortocircuito trifásico por elementos serie
Corrientes de Cortocircuito Monofásico
CH El Paso E/S
Ib [kArms]
Elemento Serie
CH La Higuera
S/E San
Fernando 66kV
Transformador 154/13.8kV BT1
Transformador 154/13.8kV BT2
1x66kV La Ronda - San Fernando
Transformador 154/66kV TR1
Transformador 154/66kV TR2
Transformador 154/66kV TR2
1x66kV Tap la Paloma - San Fernando
1x66kV Chimbarongo - San Fernando
Iasy [kArms]
𝑰𝒄𝒄𝒍í𝒏𝒆𝒂
𝑰𝒄𝒄𝒃𝒂𝒓𝒓𝒂−𝒍í𝒏𝒆𝒂
𝑰𝒄𝒄𝒍𝒊𝒏𝒆𝒐𝒖𝒕
𝑰𝒄𝒄𝒐𝒑𝒆𝒏𝒆𝒏𝒅
𝑰𝒄𝒄𝒍í𝒏𝒆𝒂
𝑰𝒄𝒄𝒃𝒂𝒓𝒓𝒂−𝒍í𝒏𝒆𝒂
𝑰𝒄𝒄𝒍𝒊𝒏𝒆𝒐𝒖𝒕
𝑰𝒄𝒄𝒐𝒑𝒆𝒏𝒆𝒏𝒅
1,24
3,46
0
5,3
1,69
1,41
12,19
9,97
13,43
8,13
11,74
12,02
13,14
11,61
13,43
10,67
12,93
12,04
3,63
4,22
0
5,87
3,83
1,21
22,49
22,49
-
30,02
30,02
-
27,99
27,99
-
0
0
-
Tabla 9-9: Niveles de cortocircuito monofásico por elementos serie
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Corrientes de Cortocircuito Bifásico
CH El Paso E/S
Ib [kArms]
Elemento Serie
CH La Higuera
S/E San
Fernando 66kV
Transformador 154/13.8kV BT1
Transformador 154/13.8kV BT2
1x66kV La Ronda - San Fernando
Transformador 154/66kV TR1
Transformador 154/66kV TR2
Transformador 154/66kV TR2
1x66kV Tap la Paloma - San Fernando
1x66kV Chimbarongo - San Fernando
𝑰𝒄𝒄𝒍í𝒏𝒆𝒂
1,16
2,1
0
3,05
1,82
1,38
𝑰𝒄𝒄𝒃𝒂𝒓𝒓𝒂−𝒍í𝒏𝒆𝒂
8,41
7,47
9,57
6,52
7,75
8,19
𝑰𝒄𝒄𝒍𝒊𝒏𝒆𝒐𝒖𝒕
9,34
8,14
9,57
7,38
9,16
8,44
Iasy [kArms]
𝑰𝒄𝒄𝒐𝒑𝒆𝒏𝒆𝒏𝒅
4,27
2,89
0
3,95
4,62
1,58
𝑰𝒄𝒄𝒍í𝒏𝒆𝒂
34,7
34,7
-
𝑰𝒄𝒄𝒃𝒂𝒓𝒓𝒂−𝒍í𝒏𝒆𝒂
18,8
18,8
-
𝑰𝒄𝒄𝒍𝒊𝒏𝒆𝒐𝒖𝒕
18,84
18,84
-
𝑰𝒄𝒄𝒐𝒑𝒆𝒏𝒆𝒏𝒅
34,71
34,71
-
Tabla 9-10: Niveles de cortocircuito bifásico por elementos serie
Corrientes de Cortocircuito Bifásico a Tierra
CH El Paso E/S
Ib [kArms]
Elemento Serie
CH La Higuera
S/E San
Fernando 66kV
Transformador 154/13.8kV BT1
Transformador 154/13.8kV BT2
1x66kV La Ronda - San Fernando
Transformador 154/66kV TR1
Transformador 154/66kV TR2
Transformador 154/66kV TR2
1x66kV Tap la Paloma - San Fernando
1x66kV Chimbarongo - San Fernando
Iasy [kArms]
𝑰𝒄𝒄𝒍í𝒏𝒆𝒂
𝑰𝒄𝒄𝒃𝒂𝒓𝒓𝒂−𝒍í𝒏𝒆𝒂
𝑰𝒄𝒄𝒍𝒊𝒏𝒆𝒐𝒖𝒕
𝑰𝒄𝒄𝒐𝒑𝒆𝒏𝒆𝒏𝒅
𝑰𝒄𝒄𝒍í𝒏𝒆𝒂
𝑰𝒄𝒄𝒃𝒂𝒓𝒓𝒂−𝒍í𝒏𝒆𝒂
𝑰𝒄𝒄𝒍𝒊𝒏𝒆𝒐𝒖𝒕
𝑰𝒄𝒄𝒐𝒑𝒆𝒏𝒆𝒏𝒅
1,35
1,35
0
5,2
1,82
1,54
12,15
10,11
13,5
8,3
11,68
11,96
13,2
11,79
13,5
10,92
13,04
12,06
4,8
4,12
0
5,79
5,1
1,73
31,83
31,83
-
24,08
24,08
-
26,59
26,59
-
31,67
31,67
-
Tabla 9-11: Niveles de cortocircuito bifásico a tierra por elementos serie
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La Tabla 9-12 indica los máximos niveles de cortocircuito en los elementos serie de cada una
de las instalaciones y su comparación con las capacidades de ruptura simétrica y asimétrica
informadas de cada uno de los interruptores.
VERIFICACIÓN DE LA CORRIENTE DE CORTOCIRCUITO POR LOS INTERRUPTORES – CH EL PASO E/S
Corrientes Simétricas [kA]
Corrientes Asimétricas [kA]
Elemento Serie
Capacidad de
Capacidad de
Ruptura
Máx. Icc Cumplimiento
Ruptura
Máx. Icc Cumplimiento
Interruptor
Interruptor
Transformador 154/13.8kV BT1
Transformador 154/13.8kV BT2
1x66kV La Ronda - San Fernando
Transformador 154/66kV TR1
Transformador 154/66kV TR2
Transformador 154/66kV TR2
1x66kV Tap la Paloma - San Fernando
1x66kV Chimbarongo - San Fernando
11,9
11,9
11,9
11,9
11,9
11,9
13,2
11,79
13,5
10,92
13,04
12,06
NO CUMPLE
CUMPLE
NO CUMPLE
CUMPLE
NO CUMPLE
NO CUMPLE
63
63
-
42,01
42,01
-
CUMPLE
CUMPLE
-
Tabla 9-12: Verificación de Interruptores
A partir de la tabla anterior, se observa que los interruptores asociados al lado de baja tensión
del transformador de la central La Higuera cuentan con la capacidad requerida para tolerar las
condiciones de falla de mayor severidad posible.
Por otro lado, para los casos de los interruptores asociados a la S/E San Fernando 66kV, se
aprecia que 4 de los 6 interruptores no cuentan con la suficiente capacidad para la apertura de las
corrientes de falla simétricas. No obstante, como se indica en la Tabla 9-13, esta situación también
se presenta sin considerar la interconexión de la central El Paso, por lo que, la puesta en servicio
de la central no sería el elemento que provoca esta condición.
VERIFICACIÓN DE LA CORRIENTE DE CORTOCIRCUITO POR LOS
INTERRUPTORES - CH El PASO F/S
Corrientes Simétricas [kA]
Capacidad de
Elemento Serie
Ruptura
Máx. Icc
Cumplimiento
Interruptor
1x66kV La Ronda - San Fernando
Transformador 154/66kV TR1
Transformador 154/66kV TR2
Transformador 154/66kV TR2
1x66kV Tap la Paloma - San Fernando
1x66kV Chimbarongo - San Fernando
11,9
11,9
11,9
11,9
11,9
11,9
13,06
11,69
13,35
10,84
12,89
11,92
NO CUMPLE
CUMPLE
NO CUMPLE
CUMPLE
NO CUMPLE
NO CUMPLE
Tabla 9-13: Verificación de Interruptores – Sin la interconexión de la central El Paso
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10 CONCLUSIONES
Han sido ejecutados estudios de flujos de carga, cortocircuitos y estabilidad transitoria
mediante transitorios electromecánicos, con datos del sistema proporcionados por el CDEC-SIC, y
datos de las nuevas instalaciones proporcionados por HydroChile, para distintos escenarios de
operación.
Dichos escenarios representan estados del sistema de demanda alta y baja proyectados a
mediados de 2015. Se consideraron distintos estados operativos de las líneas Itahue – Tinguiririca
– Alto Jahuel 154kV (sistema 154kV enlazado, sistema abierto en S/E Punta de Cortés y sistema
abierto en S/E Itahue).
El detalle de los principales resultados se presenta a continuación:
Estudio de Flujos de Carga
Para los 12 escenarios desarrollados en este estudio, se estudió el comportamiento estático
del sistema en condiciones de RED N y para un conjunto de contingencias simples.
Se analizaron de manera individual desvinculaciones de:
1. Línea Ancoa – Alto Jahuel 500kV (C2)
2. Cable Ancoa – Colbún 220kV
3. Línea Tinguiririca – Alto Jahuel 154kV (C2)
4. Línea Confluencia – La Higuera 154kV (C1)
5. Línea La Higuera – Tinguiririca 154kV (C1)
6. Línea Tinguiririca – Itahue 154kV (C1)
7. Salida de servicio de la Central Hidroeléctrica El Paso
Se pueden obtener las siguientes conclusiones con respecto al análisis del estado
estacionario:
El balance generación – demanda en el sistema 154kV Itahue – Tinguiririca – Alto Jahuel es
uno de los principales factores en las posibles restricciones de despacho y congestiones en el
sistema. En condiciones de máxima generación se encontrarían congestiones para la línea 2x154kV
Tinguiririca – Alto Jahuel, específicamente en el tramo Punta de Cortés – Tuniche, el cual posee
una capacidad nominal de transmisión reducida. Estas congestiones limitarían el nivel de
generación máxima de la zona. No obstante, a fin de evitar cualquier tipo de restricción local de
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despacho, se encuentran disponibles los recursos de desconexión/reducción de generación de
Tinguiririca Energía (EDAG-TE) e HydroChile (EDAG-HC), los cuales controlan y reducen las
transferencias por los circuitos de la línea Itahue – Tinguiririca – Punta de Cortés 154kV y
Confluencia – Higuera – Tinguiririca 154kV, respectivamente.
En ninguno de los escenarios desarrollados se registran problemáticas en condiciones de RED
N, ni frente a la ocurrencia de una contingencia simple en líneas del sistema de transmisión como
en las líneas del sistema.
Así, considerando la conexión de la central El Paso en el sistema 154kV Itahue –
Tinguiririca – Alto Jahuel para un horizonte de estudio a mediados de 2015, no se
registran tensiones fuera del rango estipulado por la NTSyCS ni sobrecargas que no
puedan ser efectivamente resueltas mediante la actuación de los EDAG-TE y EDAG-HC.
Estudio de Transitorios Electromecánicos
Para los 12 escenarios desarrollados en este estudio, se estudió el comportamiento dinámico
del sistema para un conjunto de fallas, monitoreando distintas variables significativas del sistema
y verificando el cumplimiento estipulado en la NTSyCS.
Se pueden obtener las siguientes conclusiones con respecto al análisis de estabilidad
transitoria:
Previo a la interconexión de la central hidroeléctrica El Paso, el sistema 154kV Itahue –
Tinguiririca – Alto Jahuel presenta problemas de inestabilidad angular ante condiciones de máxima
generación por parte de las centrales La Higuera, La Confluencia y San Andrés (ver análisis de
página 96).
Considerando la pre-existencia del fenómeno angular en el sistema de subtransmisión, se
destacan dos variables que influyen directamente en la estabilidad del sistema: El tiempo de
actuación de las protecciones y el despacho máximo permisible por parte de las centrales La
Confluencia, La Higuera y San Andrés.
Con respecto al primer punto, es importante verificar el tiempo de actuación real de las
protecciones de la zona, puesto que cuanto menores sean los tiempos de despeje de falla, menores
serán las restricciones de potencia para las centrales de esta zona.
En el segundo caso, si se consideran tiempos de actuación de las protecciones de 400
milisegundos, se evidencia la necesidad de determinar un despacho máximo por parte de las
centrales La Higuera, La Confluencia y San Andrés. Así, se prevé mitigar el problema de la
inestabilidad angular del sistema de subtransmisión.
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Con respecto al impacto de la central El Paso, considerando un despacho máximo posible por
parte de las centrales La Higuera y La Confluencia para subsanar la inestabilidad angular preexistente, se verifica un comportamiento dinámico aceptable para todas las fallas, en todos los
escenarios desarrollados, teniendo en cuenta los modelos dinámicos disponibles en la base de datos
oficial del CDEC-SIC. Específicamente, no se observan problemas en la recuperación de las
tensiones, oscilaciones angulares de las centrales de la zona ni en el amortiguamiento de las
oscilaciones de potencia por las líneas del sistema de subtransmisión. Al término de las simulaciones
no se registran niveles de carga por sobre las capacidades nominales de los elementos del sistema
a excepción de determinadas contingencias, en donde se requiere de la actuación de los EDAG-TE
y EDAG-HC, para finalmente controlar y reducir las transferencias por las líneas del sistema 154kV
Itahue – Tinguiririca – Alto Jahuel.
Se destaca que contingencias en el sistema de transmisión no tienen un gran impacto en el
sistema de subtransmisión en cuanto al incremento de las transferencias por la redistribución del
flujo de carga, siendo perfectamente toleradas por el SIC.
La desconexión intempestiva de los transformadores de poder de Itahue y Alto Jahuel, cuando
el sistema 154kV Itahue – Tinguiririca – Alto Jahuel se encuentra enlazado, resulta aceptable. La
pérdida de dichos transformadores de poder no tendría un mayor impacto en el perfil de tensiones
del sistema troncal, y la excursión de la frecuencia del sistema es contenida.
Por otro lado, cuando el sistema de subtransmisión opera abierto en uno de los extremos de
las SS/EE Punta de Cortés o Itahue, el impacto de la desvinculación de los transformadores de
poder de Itahue y Alto Jahuel se vuelve significativo. Si bien se observa que la respuesta temporal
de la frecuencia es oscilatoria, finalmente resulta amortiguada. Ante la operación aislada del
sistema, se registra, en algunos escenarios que el valor máximo de sobre frecuencia es superior a
53Hz, lo que puede derivar en la desconexión de algunas de las unidades de la zona (en función
del artículo 3-9 de la NTSyCS, es una exigencia que las unidades hidráulicas queden vinculadas a
la red para valores de frecuencia iguales o inferiores a 53Hz, sin embargo, no hay exigencias por
encima de ese valor). Por lo tanto, considerando los modelos dinámicos de la zona de influencia,
no se puede concluir de forma certera sobre la factibilidad de la operación en isla del sistema de
subtransmisión.
Se recomienda que para poder validar una operación en isla con estas unidades, resulta
necesario contar con modelos homologados de cada uno de los reguladores. Como referencia,
actualmente la única central que tiene modelos ensayados y homologados es CH San Andrés.
La desvinculación de las unidades generadoras es aceptable, y similarmente al caso anterior,
no impactaría de manera significativa en el perfil de tensiones del sistema de transmisión y
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subtransmisión. En todos los casos de estudio se verifico que la respuesta temporal de la frecuencia
es contenida y se establece dentro de la banda 50±1Hz antes de los 20 segundos de simulación.
Los esquemas de control/reducción de generación permiten la utilización eficiente de la
capacidad disponible del sistema de subtransmisión y por ende la integración exitosa de la central
El Paso.
Estudio de Cortocircuitos
La incorporación de la central El Paso afecta los niveles de cortocircuito máximo en los
elementos del sistema 154kV Itahue – Tinguiririca – Alto Jahuel cercanos a la S/E El Paso.
El mayor aumento de potencia de cortocircuito registrado para un cortocircuito en la barra La
Confluencia 154kV es de ~12%.
Se evidencia que, previo a la interconexión de la central hidroeléctrica El Paso, 4 de los 6
interruptores asociados a la S/E San Fernando 66kV no cuentan con la capacidad suficiente para
realizar la apertura de las corrientes de falla simétricas.
Finalmente, a través de la verificación de la corriente de cortocircuito para los elementos
serie, se obtiene que la interconexión de la central El Paso no genera inconvenientes en las
capacidades de ruptura simétrica y asimétrica de los interruptores asociados a la zona de influencia.
Por todo lo anterior, y dentro de los supuestos y alcances de los estudios eléctricos realizados,
se concluye que es técnicamente factible la incorporación al SIC en la S/E La Confluencia de la
central hidroeléctrica El Paso.
Adicionalmente, la implementación del esquema de desconexión/reducción de generación
desarrollado por HydroChile asociado a las unidades de San Andrés y El Paso, permitiría la operación
de estas centrales a máxima capacidad.
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11 BIBLIOGRAFÍA
[1] Norma Técnica de Seguridad y Calidad de Servicio (NTSyCS). Chile.
[2] CONECTA, OT5043 – FILOSOFIA OPERACIONAL SIPS-ERAG HYDROCHILE.
[3] Procedimiento de la dirección de operación del CDEC-SIC, “CÁLCULO NIVEL MÁXIMO DE
CORTOCIRCUITO”, disponible en su página web. Chile
[4] Comisión Nacional de Energía (CNE), Informe Técnico Definitivo de Precio de Nudo (ITD),
Octubre 2014. Chile
[5] CDEC-SIC, “Catastro de Nuevos Proyectos Informados al CDEC.xlsx”, con fecha de publicación
06/01/2015. Chile
[6] Dirección de operación del CDEC-SIC, “Carta D.O. N°022/2015.pdf”.
[7] Norma IEC 60909-0:2001 - “Cálculo de corrientes de cortocircuito en sistemas trifásicos de
corriente alterna”.
[8] CDEC-SIC, “CDEC_Interruptores_13-02-2015.xlsx”.
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