ingeniería de detalle subestaciones carén bajo

INGENIERÍA DE DETALLE
SUBESTACIONES CARÉN BAJO,
MELIPEUCO Y RÍO TOLTÉN
LAP01-1000-E-RP-0010
ÁREA GENERAL
ANÁLISIS DEL DESBALANCE DE TENSIONES DE LA LÍNEA
1x220 kV CAUTÍN - CIRUELOS
Para:
LATIN AMERICA POWER
Preparado por:
INPROLEC S.A./ESINEL.
Emisión:
Responsables
Nombre y Apellido
Líder de disciplina
Javier Ayala
Gerente de ingeniería
José Salazar
Cliente
Historial de Revisiones:
Roberto González
Rev.
Por
3
R. Alvarez
2
R. Alvarez
1
R. Alvarez
0
C. Albistur
B
C. Albistur
A
C. Albistur
Comentarios:
Firma
Ultima Rev.
3
Emitido para
Fecha
Construcción
Construcción
Construcción
Construcción
Revisión y comentarios
Revisión Interna
01/12/2015
27/11/2015
23/11/2015
28/07/2015
14/07/2015
08/07/2015
Revisado
por
J. Ayala
J. Ayala
J. Ayala
J. Ayala
J. Ayala
M. Palm
Aprobado
por
J. Salazar
J. Salazar
J. Salazar
J. Salazar
J. Salazar
R. Alvarez
ÁREA GENERAL
ANÁLISIS DEL DESBALANCE DE TENSIONES DE LA
LÍNEA 1x220 kV CAUTÍN - CIRUELOS
LAP01-1000-E-RP-0010 Rev. 3
CONTENIDO
1
INTRODUCCIÓN ............................................................................................................................. 3
2
OBJETIVO ....................................................................................................................................... 3
3
ALCANCES ..................................................................................................................................... 3
4
ANTECEDENTES ............................................................................................................................ 3
4.1
4.2
5
CONSIDERACIONES ...................................................................................................................... 7
5.1
5.2
6
Artículo 3-22 ............................................................................................................................. 7
Metodología ............................................................................................................................. 8
RESULTADOS ................................................................................................................................ 9
6.1
6.2
6.3
7
Datos de entrada ...................................................................................................................... 3
Nuevas instalaciones................................................................................................................ 4
Desbalance en tramo Cautín – Ciruelos – Valdivia 220 kV ....................................................... 9
Desbalance en línea 110 kV Melipeuco – Río Toltén.............................................................. 18
Desbalance en línea 23 kV Carén Bajo – Melipeuco .............................................................. 18
CONCLUSIONES .......................................................................................................................... 20
PROYECTO SUBESTACIONES CARÉN BAJO, MELIPEUCO, RÍO TOLTÉN
CONTRATO: LAP01
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LÍNEA 1x220 kV CAUTÍN - CIRUELOS
LAP01-1000-E-RP-0010 Rev. 3
1
INTRODUCCIÓN
LatinAmericaPower (LAP) se encuentra actualmente realizando estudios asociados al
desarrollo de las centrales hidroeléctricas de pasada Carilafquen y Malalcahuello,
conectadas a la Subestación Carén Bajo en 23 kV. El proyecto tiene una capacidad
instalada de 35 MVA y se conecta en TapOff a la línea de transmisión en 220 kV Cautín Ciruelos, propiedad de Transelec.
2
OBJETIVO
El presente documento tiene como objetivo principal verificar que el desbalance de
tensiones en las líneas de transmisión involucradas en el proyecto, cumplan con las
exigencias de la Norma Técnica de Seguridad y Calidad de Servicio (NTSyCS).
Se verificará la línea que conecta las centrales de pasada al Sistema Interconectado
Central (SIC) 220 kV Ciruelos – Cautín. También se verificará la línea del sistema troncal
1x220 kV Cautín – Ciruelos.
3
ALCANCES
El alcance de este estudio se concentra en determinar el índice de desbalance de
tensiones de la línea existente 220 kV entre las SS/EE Cautín y Ciruelos, transmitiendo
potencia correspondiente a su límite térmico a 25°C con sol.
4
ANTECEDENTES
4.1 Datos de entrada
4.1.1 Determinación eléctrica del conductor. Frontel S.A. Enero 2014.
4.1.2 Especificaciones de la línea. Frontel S.A. Febrero 2014.
4.1.3 TDS.TOS3061.V001 Transformer Technical Datasheet.
4.1.4 TDS.TOS3062.V001 Transformer Technical Datasheet.
4.1.5 MLLC.390.030. Motortecnica. Septiembre 2014.
4.1.6 CRLF.390.030. Motortecnica. Septiembre 2014.
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4.2 Nuevas instalaciones
4.2.1 Centrales
Las centrales de paso en estudio se conectan a la barra en 23 kV de la denominada
subestación Carén Bajo. La Tabla 4.1 muestra los parámetros de las unidades de
generación.
Tabla 4.1 Parámetros unidades de generación
Parámetros
Unidades
Potencia por unidad MVA
Tensión kV
Factor de potencia
Velocidad sincrónica rpm
Número de polos
Reactancia sincrónica eje directo % (*)
Reactancia sincrónica eje cuadratura % (*)
Reactancia subtransitoria eje directo % (*)
Reactancia subtransitoria en cuadratura % (*)
Carilafquén
2
12
13,8
0,9
750
8
151
86
30
38
Malalcahuello
2
5,5
13,8
0,9
1000
6
175
87
24
32
DIgSILENT
(*) Valores para reactancias no saturadas
Charrúa
Tap El Rosal
Mulchen
Temuco
Cautín
0
0
1
1
0
Tap Río Toltén
G
~
10
Melipeuco - Río Toltén
G
~
10
Melipeuco
G
~
Angostura
Rucatayo
~
G
Los Ciruelos
Carén Bajo
0
Valdivia
1
1
G
~
Carilafquén
G
~
Malalcahuello
Nodes Branches
Project:
Graphic: zona de interés
Zona de Interés
PowerFactory 14.1.3
Date:
Annex:
Figura 4.1: Esquemático Sistema de Potencia
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4.2.2 Transformadores
Los parámetros para modelar los transformadores del proyecto se presentan en la Tabla
4.2 y en la Tabla 4.3
Tabla 4.2 Parámetros de los transformadores de las centrales de pasada
Parámetros
Potencia MVA
Tensión kV
Grupo de conexión
Impedancia sec.+ %
Impedancia sec.0 %
Pérdidas en cobre kW
Pérdidas en vacío kW
TR. Carilafquén
25
23 / 13,8
YNd11
10
6,5
123
14,8
TR. Malalcahuello
12
23 / 13,8
YNd11
9
6,5
65
11
Tabla 4.3 Parámetros de los transformadores del sistema de potencia
Parámetros
Potencia MVA
Tensión kV
Grupo de conexión
Impedancia sec.+ %
P-S
S-T
P-T
Impedancia sec.0 %
P-S
S-T
P-T
Pérdidas en vacío kW (P-S)
Pérdidas en cobre kW (P-S)
Cambiador de taps (bajo carga)
Melipeuco
60/60/20
110/23/13,8
YNyn0d1
Río Toltén
60/60/8
220/110/13,8
YNyn0d1
10
1,37
5,48
10
5,48
3,68
9,1
1,24
4,93
34
260
±10x1,25%
9,1
4,92
3,31
51
235
±10x1,25%
4.2.3 Líneas aéreas
En las nuevas instalaciones del proyecto existen dos líneas de transmisión, la línea
2x23 kV que conecta las subestaciones Carén Bajo - Melipeuco, y la línea de 1x110 kV
Melipeuco - Tap-Off Río Toltén.

Línea 110 kV Tap-Off Río Toltén - Melipeuco: Línea de un circuito y 100 km de
longitud. Consta de un conductor AAAC Greeley (927,2 MCM) en disposición
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triangular y un cable de guardia tipo OPGW con radio medio geométrico 5,18 mm y
0,62 [Ω/km] de resistencia DC. Adicionalmente, según lo presentado en el Anexo 1,
tiene un ciclo de transposición completo.

Línea 23 kV Melipeuco – Carén Bajo: línea de 21,5 km de longitud. Consta de dos
conductores AAC de 300 mm2 protegido bicapa (capa aislante y semiconductora) en
disposición triangular sin cable de guardia.
Los parámetros de las líneas fueron informados por el cliente, y se muestran en la
siguiente tabla.
Tabla 4.4: Parámetros de las líneas de transmisión. Por circuito.
Línea de
Transmisión
110 kV Tap off Río
Toltén - Melipeuco
23 kV Melipeuco –
Carén Bajo
R1
[Ω/km]
X1
[Ω/km]
R0
[Ω/km]
X0
[Ω/km]
B1
[uS/km]
B0
[uS/km]
0,081
0,341
0,225
1,464
3,419
1,432
0,058
0,108
0,202
1,494
11,084
1,406
Tabla 4.5: Coordenadas de los circuitos de las líneas.
Circuito
Circuito 1
Circuito 11
Circuito 2
X1 [m]
X2 [m]
X3 [m]
Y1 [m]
Y2 [m]
Y3 [m]
Línea 1x110 kV Tap-off Melipeuco - Río Toltén
-1,50
-1,50
1,50
12,49
13,99
12,49
Línea 23 kV Melipeuco - Toltén
-0,89
-0,64
-0,76
11,40
11,40
11,20
0,89
0,64
0,76
11,40
11,40
11,20
1
La línea es de simple circuito con dos conductores por fase. Para facilitar el modelamiento en PowerFactory es que se modela
como una línea de doble circuito
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5
CONSIDERACIONES
5.1 Artículo 3-22
Las de líneas de transmisión deben garantizar que al transmitir la potencia
correspondiente a su límite térmico a 25°C con sol, en Estado Normal, el desbalance de
tensiones en su extremo receptor no supere los límites siguientes:
a) Inferior al 1,0% para líneas de tensión igual o superior a 200 [kV];
b) Inferior al 1,5% para líneas de tensión inferior a 200 [kV].
En caso de no cumplir los límites anteriores, se debe incluir los ciclos de transposiciones
necesarios para cumplir los límites indicados. El estudio del impacto de la nueva
instalación que el Coordinado que la explote debe presentar a la aprobación de la DO,
debe demostrar el cumplimiento de esta exigencia mediante una simulación, que
considere en el extremo transmisor una fuente ideal balanceada sólidamente puesta a
tierra y en el extremo receptor una carga ideal balanceada con factor de potencia 0,98
inductivo, también puesta a tierra. En conformidad con la norma IEEE 1159, el índice de
desbalance se debe medir como la máxima desviación, en módulo, de las tensiones entre
fases respecto del promedio de ellas, dividida por dicho promedio, donde los subíndices i
y j corresponden a las fases A, B y C, de acuerdo a lo siguiente (8.1).
Uij − Uprom
u = 100 ∗ máx [
]
𝑈𝑝𝑟𝑜𝑚
(8.1)
Asimismo, en el caso de un proyecto de seccionamiento de una línea existente mediante
una subestación para efectuar inyecciones o retiros, así como mediante la conexión de
una inyección o retiro en derivación, los estudios técnicos realizados por el Coordinado
que solicita la conexión, deben verificar que el impacto del Nuevo Proyecto mantiene el
cumplimiento de los límites de desbalance establecidos en el presente artículo. En caso
contrario, corresponderá adaptar los ciclos de transposición de la línea a las nuevas
condiciones.
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5.2 Metodología
De acuerdo a las disposiciones técnicas indicadas en el punto 5.1, la metodología
consiste en la modelación del sistema eléctrico concentrándose en:

Tramo 220 kV Cautín – Ciruelos – Valdivia.

Línea 110 kV Melipeuco – Río Toltén

Línea 23 kV Carén Bajo – Melipeuco
El modelo consiste en una fuente ideal balanceada sólidamente aterrizada conectada en
el extremo transmisor y en el extremo receptor un carga ideal balanceada con factor de
potencia 0,98 inductivo, con valor de potencia tal que por la línea se transmita la potencia
correspondiente a su límite térmico a 25°C con sol. La capacidad considerada en el
presente estudio es la siguiente:

Tramo 220 kV Cautín – Ciruelos – Valdivia: 193 MVA

Línea 110 kV Melipeuco – Río Toltén: 144,23 MVA

Línea 23 kV Carén Bajo – Melipeuco: 26,93. MVA
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6
RESULTADOS
6.1 Desbalance en tramo Cautín – Ciruelos – Valdivia 220 kV
De acuerdo a la información disponible, el tramo Cautín-Ciruelos-Valdivia posee dos
estructuras de transposición, definiéndose los siguientes segmentos y secuencia de fases:
Tabla 6.1: Características del tramo Cautín-Los Ciruelos-Valdivia
Segmentos
Secuencia
Longitud
Estructura
Conductor
[km]
Tipo
Tipo
ACSR 636 MCM
Grosbeak
ACSR 636 MCM
Grosbeak
ACSR 636 MCM
Grosbeak
ACSR 636 MCM
Grosbeak
ACSR 636 MCM
Grosbeak
Cautín
Tap Off Río Toltén
A-B-C
32
22AD
Tap Off Río Toltén
TR1
A-B-C
6,383
22AD
TR1
TR2
C-A-B
38,383
22AD
TR2
Los Ciruelos
B-C-A
38,383
22AD
Los Ciruelos
Valdivia
B-C-A
34,65
22AD
C. Guardia
-
Tabla 6.2: Características del tramo Cautín-Valdivia
Segmentos
Secuencia
Longitud
Estructura
Conductor
[km]
Tipo
Tipo
C. Guardia
Cautín
TR1
TR1
TR2
C-B-A
B-A-C
38,383
38,383
22AD
22AD
ACSR 636 MCM Grosbeak
ACSR 636 MCM Grosbeak
-
TR2
Valdivia
A-C-B
73,033
22AD
ACSR 636 MCM Grosbeak
-
A partir de los comentarios realizados por el CDEC SIC, en la Figura 6.1 se muestra con
mayor detalle los segmentos considerados en el estudio. Las principales características
de la línea son las siguientes:

Estructuras de doble circuito del tipo 22AD

Conductor ACSR 636 MCM Grosbeak

1 Ciclo de transposición completo
Debido a que el proyecto modifica una línea existente mediante una derivación Tap-off, se
verifica que el impacto de este nuevo proyecto mantiene el cumplimiento de la normativa
descrita en el artículo 3-22 de la NTSyCS.
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6.1.1 Caso Base
DIgSILENT
El caso base considera una carga concentrada de 193 MVA conectada en la S/E Valdivia
y se procede a determinar el desbalance en las barras de 220 kV de la subestación
Ciruelos y Valdivia.
~
V
6.38 km
6.38 km
32.00 km
32.00 km
Cautín 220 kV
38.38 km
38.38 km
Primera Transposición
1x110 kV Melipeuco-Río Toltén
100.0 km
38.38 km
38.38 km
Segunda Transposición
34.65 km
34.65 km
Los Ciruelos 220 kV
Valdivia 220 kV
G
~
G
~
Nodes Branches
Estudio de desbalance de tensión
T ramo Cautín-Ciruelos-Valdivia
Project: 14052
Graphic: Grid
Date:
PowerFactory 14.1.3
Annex:
Figura 6.1: Esquemático Caso Base
La Tabla 6.3 y la Tabla 6.4, muestran los índices de desbalance en las barras de 220 kV
de las subestaciones Valdivia y Ciruelos, considerando la conexión de los 35 MVA
aportados por las unidades generadoras Carilafquen y Malalcahuello.
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Tabla 6.3: Tensión en Barras
Barra
Uab [kV]
Ubc [kV]
Uca [kV]
Promedio [kV]
Ciruelos 220 kV
211,92
211,93
211,82
211,89
Valdivia 220 kV
208,52
209,77
208,88
209,06
Tabla 6.4: Índice de desbalance
Desbalance [%]
Barra
Ubc
Uca
Ciruelos 220 kV
0,01
0,02
0,03
Valdivia 220 kV
0,26
0,34
0,09
DIgSILENT
Uab
~
V
173.71 MVA
0.94
Cautín 220 kV
Ul:A 220.00 kV
Ul:B 220.00 kV
Ul:C 220.00 kV
6.4 km
Ul:A 112.34 kV
Ul:B 112.40 kV
Ul:C 112.34 kV
38.4 km
1x110 kV Melipeuco-Río Toltén
38.4 km
31.80 MVA
0.99
Primera Transposición
-16.06 MW
2.61 Mvar
76.93 %
32.01
-6.91
21.40
-16.06 MW
2.61 Mvar
76.93 %
Ul:A 112.77 kV
Ul:B 112.77 kV
Ul:C 112.80 kV
-31.34
5.37
21.40
Ul:A 22.56 kV
Ul:B 22.56 kV
Ul:C 22.57 kV
6.4 km
31.99 MVA
-0.98
32.0 km
94.22 MW
11.41 Mvar
49.53 %
32.0 km
69.48 MW
16.71 Mvar
37.95 %
Los Ciruelos 220 kV
23.80 MVA
-1.00
10.91 MVA
-1.00
Ul:A 211.92 kV
Ul:B 211.93 kV
Ul:C 211.82 kV
38.4 km
-98.52 MW
-17.25 Mv..
54.05 %
-92.08 MW
-18.77 Mv..
50.70 %
92.08 MW
18.77 Mvar
51.18 %
98.52 MW
17.25 Mvar
54.70 %
34.7 km
Ul:A 24.06 kV
Ul:B 24.09 kV
Ul:C 24.04 kV
17.36 MW
-0.26 Mvar
76.93 %
Ul:A 14.19 kV
Ul:B 14.19 kV
Ul:C 14.17 kV
23.99 MVA
1.00
Ul:A 14.20 kV
Ul:B 14.19 kV
Ul:C 14.18 kV
-97.74 MW
-18.26 Mvar
54.70 %
11.01 MVA
1.00
193.00 MVA
0.98
G
~
Load Flow 3-phase(ABC)
Nodes
Line to Line Positive-Sequence Voltage, Magnitude [kV]
Line-Ground Positive-Sequence Voltage, Magnitude [p.u.]
Line-Ground Positive-Sequence Voltage, Angle [deg]
-91.40 MW
-20.15 Mvar
51.18 %
Valdivia 220 kV
Ul:A 208.52 kV
Ul:B 209.77 kV
Ul:C 208.88 kV
G
~
34.7 km
17.36 MW
-0.26 Mvar
76.93 %
38.4 km
Segunda Transposición
Estudio de desbalance de tensión
T ramo Cautín-Ciruelos-Valdivia
Project: 14052
Graphic: Grid
Date:
PowerFactory 14.1.3
Annex:
Figura 6.2: Resultados
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6.1.2 Caso 1
DIgSILENT
El Caso 1 considera una carga concentrada de 193 MVA conectada en la S/E Cautín y
una fuente controlada en la barra de 220 kV de la S/E Ciruelos.
6.38 km
6.38 km
32.00 km
32.00 km
Cautín 220 kV
38.38 km
1x110 kV Melipeuco-Río Toltén
100.0 km
38.38 km
Primera Transposición
38.38 km
38.38 km
Segunda Transposición
V
~
34.65 km
34.65 km
Los Ciruelos 220 kV
Valdivia 220 kV
G
~
G
~
Nodes Branches
Estudio de desbalance de tensión
T ramo Cautín-Ciruelos-Valdivia
Caso 1
PowerFactory 14.1.3
Project: 14052
Graphic: Grid
Date:
Annex:
Figura 6.3: Esquemático Caso 1
La Tabla 6.5 y Tabla 6.6, muestran los resultados para determinar el índice de desbalance
en la barra de 220 kV de la subestación Cautín, considerando la conexión de los 35 MVA
aportados por las unidades generadoras Carilafquen y Malalcahuello.
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Tabla 6.5: Tensión en Barras
Barra
Cautín 220 kV
Uab [kV]
Ubc [kV]
Uca [kV]
Promedio [kV]
206,44
206,7
206,52
206,55
Tabla 6.6: Índice de desbalance
Desbalance [%]
Barra
Ubc
Uca
0,06
0,07
0,02
DIgSILENT
Cautín 220 kV
Uab
193.00 MVA
0.98
Cautín 220 kV
Ul:A 206.44 kV
Ul:B 206.70 kV
Ul:C 206.52 kV
6.4 km
6.4 km
Ul:A 113.06 kV
Ul:B 112.83 kV
Ul:C 113.00 kV
0.00 MVA
-1.00
38.4 km
1x110 kV Melipeuco-Río Toltén
38.4 km
31.81 MVA
0.99
Primera Transposición
-16.07 MW
2.57 Mvar
76.40 %
32.04
-6.80
21.25
-16.07 MW
2.57 Mvar
76.40 %
Ul:A 113.50 kV
Ul:B 113.26 kV
Ul:C 113.51 kV
-31.38
5.19
21.25
Ul:A 22.71 kV
Ul:B 22.66 kV
Ul:C 22.72 kV
32.0 km
-65.48 MW
-31.30 Mvar
40.14 %
32.0 km
-123.66 MW
-33.55 Mvar
70.74 %
Los Ciruelos 220 kV
Ul:A 24.20 kV
Ul:B 24.21 kV
Ul:C 24.19 kV
23.99 MVA
1.00
Ul:A 14.27 kV
Ul:B 14.26 kV
Ul:C 14.26 kV
23.99 MVA
1.00
Ul:A 220.00 kV
Ul:B 220.00 kV
Ul:C 220.00 kV
11.01 MVA
1.00
Ul:A 14.27 kV
Ul:B 14.27 kV
Ul:C 14.27 kV
38.4 km
95.50 MW
36.97 Mva..
54.31 %
67.46 MW
14.68 Mvar
36.41 %
66.76 MW
21.09 Mva..
38.02 %
170.95 MVA
0.95
V
~
-67.12 MW
-17.95 Mvar
36.41 %
11.01 MVA
1.00
-66.76 MW
-21.09 Mvar
37.16 %
34.7 km
17.36 MW
-0.25 Mvar
76.40 %
34.7 km
17.36 MW
-0.25 Mvar
76.40 %
38.4 km
Segunda Transposición
67.12 MW
17.95 Mvar
37.16 %
Valdivia 220 kV
Ul:A 217.86 kV
Ul:B 218.10 kV
Ul:C 217.91 kV
G
~
G
~
Load Flow 3-phase(ABC)
Nodes
Line to Line Positive-Sequence Voltage, Magnitude [kV]
Line-Ground Positive-Sequence Voltage, Magnitude [p.u.]
Line-Ground Positive-Sequence Voltage, Angle [deg]
Estudio de desbalance de tensión
T ramo Cautín-Ciruelos-Valdivia
Caso 1
PowerFactory 14.1.3
Project: 14052
Graphic: Grid
Date:
Annex:
Figura 6.4: Resultados Caso 1
PROYECTO SUBESTACIONES CARÉN BAJO, MELIPEUCO, RÍO TOLTÉN
CONTRATO: LAP01
Página 13 de 22
ÁREA GENERAL
ANÁLISIS DEL DESBALANCE DE TENSIONES DE LA
LÍNEA 1x220 kV CAUTÍN - CIRUELOS
LAP01-1000-E-RP-0010 Rev. 3
6.1.3 Caso 2
DIgSILENT
El Caso 2 considera una carga concentrada de 193 MVA conectada en la S/E Ciruelos y
una fuente controlada en la barra de 220 kV de la S/E Cautín.
~
V
6.38 km
6.38 km
32.00 km
32.00 km
Cautín 220 kV
38.38 km
1x110 kV Melipeuco-Río Toltén
100.0 km
38.38 km
Primera Transposición
38.38 km
38.38 km
Segunda Transposición
34.65 km
34.65 km
Los Ciruelos 220 kV
Valdivia 220 kV
G
~
G
~
Nodes Branches
Estudio de desbalance de tensión
T ramo Cautín-Ciruelos-Valdivia
Caso 2
PowerFactory 14.1.3
Project: 14052
Graphic: Grid
Date:
Annex:
Figura 6.5: Esquemático Caso 2
La Tabla 6.7 y Tabla 6.8, muestran los resultados para determinar el índice de desbalance
en la barra de 220 kV de la subestación Ciruelos, considerando la conexión de los 35
MVA aportados por las unidades generadoras Carilafquen y Malalcahuello.
PROYECTO SUBESTACIONES CARÉN BAJO, MELIPEUCO, RÍO TOLTÉN
CONTRATO: LAP01
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ANÁLISIS DEL DESBALANCE DE TENSIONES DE LA
LÍNEA 1x220 kV CAUTÍN - CIRUELOS
LAP01-1000-E-RP-0010 Rev. 3
Tabla 6.7: Tensión en Barras
Barra
Ciruelos 220 kV
Uab [kV]
Ubc [kV]
Uca [kV]
Promedio [kV]
209,91
210,06
209,83
209,93
Tabla 6.8: Índice de desbalance
Ciruelos 220 kV
Uab
Ubc
Uca
0,01
0,06
0,05
DIgSILENT
Desbalance [%]
Barra
~
V
172.42 MVA
0.95
Cautín 220 kV
Ul:A 220.00 kV
Ul:B 220.00 kV
Ul:C 220.00 kV
6.4 km
6.4 km
Ul:A 113.51 kV
Ul:B 113.70 kV
Ul:C 113.53 kV
0.00 MVA
-1.00
38.4 km
1x110 kV Melipeuco-Río Toltén
38.4 km
31.78 MVA
0.99
Primera Transposición
-16.06 MW
2.62 Mvar
77.05 %
32.01
-6.87
21.19
-16.06 MW
2.62 Mvar
77.05 %
Ul:A 113.97 kV
Ul:B 114.09 kV
Ul:C 114.01 kV
-31.35
5.18
21.19
Ul:A 22.54 kV
Ul:B 22.55 kV
Ul:C 22.55 kV
32.0 km
72.94 MW
3.28 Mvar
38.21 %
32.0 km
90.29 MW
22.24 Mvar
48.98 %
Los Ciruelos 220 kV
Ul:A 24.04 kV
Ul:B 24.09 kV
Ul:C 24.02 kV
23.99 MVA
1.00
Ul:A 14.19 kV
Ul:B 14.18 kV
Ul:C 14.16 kV
23.99 MVA
1.00
Ul:A 209.91 kV
Ul:B 210.06 kV
Ul:C 209.83 kV
11.01 MVA
1.00
Ul:A 14.19 kV
Ul:B 14.19 kV
Ul:C 14.16 kV
38.4 km
-118.26 M..
-18.50 Mv..
65.16 %
-70.88 MW
-19.90 Mvar
40.14 %
-71.70 MW
-14.44 Mv..
39.16 %
193.00 MVA
0.98
71.30 MW
17.24 Mvar
40.14 %
11.01 MVA
1.00
71.70 MW
14.44 Mvar
39.55 %
34.7 km
17.36 MW
-0.27 Mvar
77.05 %
34.7 km
17.36 MW
-0.27 Mvar
77.05 %
38.4 km
Segunda Transposición
-71.30 MW
-17.24 Mvar
39.55 %
Valdivia 220 kV
Ul:A 212.33 kV
Ul:B 212.28 kV
Ul:C 212.21 kV
G
~
G
~
Load Flow 3-phase(ABC)
Nodes
Line to Line Positive-Sequence Voltage, Magnitude [kV]
Line-Ground Positive-Sequence Voltage, Magnitude [p.u.]
Line-Ground Positive-Sequence Voltage, Angle [deg]
Estudio de desbalance de tensión
T ramo Cautín-Ciruelos-Valdivia
Caso 2
PowerFactory 14.1.3
Project: 14052
Graphic: Grid
Date:
Annex:
Figura 6.6: Resultados Caso 2
PROYECTO SUBESTACIONES CARÉN BAJO, MELIPEUCO, RÍO TOLTÉN
CONTRATO: LAP01
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ÁREA GENERAL
ANÁLISIS DEL DESBALANCE DE TENSIONES DE LA
LÍNEA 1x220 kV CAUTÍN - CIRUELOS
LAP01-1000-E-RP-0010 Rev. 3
6.1.4 Caso 3
A continuación se presentan los resultados del Caso 3:
3
Tabla 6.9: Tensión en Barras
Barra
Ciruelos 220 kV
Uab [kV]
Ubc [kV]
Uca [kV]
Promedio [kV]
197,84
197,62
197,69
197,72
Tabla 6.10: Índice de desbalance
Ciruelos 220 kV
Uab
Ubc
Uca
0,06
0,05
0,01
DIgSILENT
Desbalance [%]
Barra
~
V
188.65 MVA
0.89
Cautín 220 kV
Ul:A 220.00 kV
Ul:B 220.00 kV
Ul:C 220.00 kV
6.4 km
6.4 km
Ul:A 112.84 kV
Ul:B 113.40 kV
Ul:C 112.90 kV
0.00 MVA
-1.00
38.4 km
1x110 kV Melipeuco-Río Toltén
38.4 km
31.81 MVA
0.99
Primera Transposición
-16.08 MW
2.56 Mvar
32.04
-6.79
21.36
-16.08 MW
2.56 Mvar
Ul:A 113.36 kV
Ul:B 113.79 kV
Ul:C 113.41 kV
-31.38
5.17
21.36
Ul:A 22.69 kV
Ul:B 22.76 kV
Ul:C 22.70 kV
32.0 km
-0.00 MW
-0.03 Mvar
32.0 km
167.85 MW
71.11 Mvar
Los Ciruelos 220 kV
Ul:A 24.19 kV
Ul:B 24.28 kV
Ul:C 24.18 kV
23.99 MVA
1.00
Ul:A 14.29 kV
Ul:B 14.28 kV
Ul:C 14.24 kV
23.99 MVA
1.00
Ul:A 197.84 kV
Ul:B 197.62 kV
Ul:C 197.69 kV
11.01 MVA
1.00
Ul:A 14.30 kV
Ul:B 14.29 kV
Ul:C 14.25 kV
38.4 km
-189.14 M..
-38.41 Mv..
-0.00 MW
0.00 Mvar
-0.00 MW
0.02 Mvar
193.00 MVA
0.98
0.00 MW
-0.01 Mvar
11.01 MVA
1.00
0.00 MW
-0.02 Mvar
34.7 km
17.36 MW
-0.25 Mvar
34.7 km
17.36 MW
-0.25 Mvar
38.4 km
Segunda Transposición
-0.00 MW
0.01 Mvar
Valdivia 220 kV
Ul:A 9.28 kV
Ul:B 8.52 kV
Ul:C 11.42 kV
G
~
G
~
Load Flow 3-phase(ABC)
Nodes
Line to Line Positive-Sequence Voltage, Magnitude [kV]
Line-Ground Positive-Sequence Voltage, Magnitude [p.u.]
Line-Ground Positive-Sequence Voltage, Angle [deg]
Estudio de desbalance de tensión
T ramo Cautín-Ciruelos-Valdivia
Caso 3
PowerFactory 14.1.3
Project: 14052
Graphic: Grid
Date:
Annex:
Figura 6.7: Resultados Caso 3
PROYECTO SUBESTACIONES CARÉN BAJO, MELIPEUCO, RÍO TOLTÉN
CONTRATO: LAP01
Página 16 de 22
ÁREA GENERAL
ANÁLISIS DEL DESBALANCE DE TENSIONES DE LA
LÍNEA 1x220 kV CAUTÍN - CIRUELOS
LAP01-1000-E-RP-0010 Rev. 3
6.1.5 Caso 4
A continuación se presentan los resultados del Caso 4:
3
Tabla 6.11: Tensión en Barras
Barra
Cautín 220 kV
Uab [kV]
Ubc [kV]
Uca [kV]
Promedio [kV]
195,22
195,44
195,39
195,35
Tabla 6.12: Índice de desbalance
Desbalance [%]
Barra
Uab
Ubc
Uca
0,07
0,05
0,02
DIgSILENT
Cautín 220 kV
193.00 MVA
0.98
Cautín 220 kV
Ul:A 195.22 kV
Ul:B 195.44 kV
Ul:C 195.39 kV
6.4 km
6.4 km
Ul:A 113.23 kV
Ul:B 112.53 kV
Ul:C 113.15 kV
0.00 MVA
-1.00
38.4 km
1x110 kV Melipeuco-Río Toltén
38.4 km
31.77 MVA
0.99
Primera Transposición
-16.04 MW
2.66 Mvar
31.97
-6.98
21.26
-16.04 MW
2.66 Mvar
Ul:A 113.58 kV
Ul:B 112.94 kV
Ul:C 113.61 kV
-31.32
5.37
21.26
Ul:A 22.45 kV
Ul:B 22.33 kV
Ul:C 22.46 kV
32.0 km
-0.00 MW
-0.02 Mvar
32.0 km
-189.14 MW
-50.23 Mvar
Los Ciruelos 220 kV
Ul:A 23.93 kV
Ul:B 23.89 kV
Ul:C 23.93 kV
23.99 MVA
1.00
Ul:A 14.09 kV
Ul:B 14.09 kV
Ul:C 14.11 kV
23.99 MVA
1.00
Ul:A 220.00 kV
Ul:B 220.00 kV
Ul:C 220.00 kV
11.01 MVA
1.00
Ul:A 14.10 kV
Ul:B 14.10 kV
Ul:C 14.12 kV
38.4 km
167.12 MW
80.00 Mva..
-0.00 MW
0.00 Mvar
-0.00 MW
0.01 Mvar
185.28 MVA
0.90
V
~
0.00 MW
-0.01 Mvar
11.01 MVA
1.00
0.00 MW
-0.01 Mvar
34.7 km
17.36 MW
-0.28 Mvar
34.7 km
17.36 MW
-0.28 Mvar
38.4 km
Segunda Transposición
-0.00 MW
0.01 Mvar
Valdivia 220 kV
Ul:A 8.20 kV
Ul:B 9.10 kV
Ul:C 8.64 kV
G
~
G
~
Load Flow 3-phase(ABC)
Nodes
Line to Line Positive-Sequence Voltage, Magnitude [kV]
Line-Ground Positive-Sequence Voltage, Magnitude [p.u.]
Line-Ground Positive-Sequence Voltage, Angle [deg]
Estudio de desbalance de tensión
T ramo Cautín-Ciruelos-Valdivia
Caso 4
PowerFactory 14.1.3
Project: 14052
Graphic: Grid
Date:
Annex:
Figura 6.8: Resultados Caso 4
PROYECTO SUBESTACIONES CARÉN BAJO, MELIPEUCO, RÍO TOLTÉN
CONTRATO: LAP01
Página 17 de 22
ÁREA GENERAL
ANÁLISIS DEL DESBALANCE DE TENSIONES DE LA
LÍNEA 1x220 kV CAUTÍN - CIRUELOS
LAP01-1000-E-RP-0010 Rev. 3
6.2 Desbalance en línea 110 kV Melipeuco – Río Toltén
A continuación se muestran los índices de desbalance en la barra de 110 kV de S/E Río
Toltén. El modelamiento de la línea se realizó según lo presentado en el punto 4.2.3 y la
secuencia de fases presentada en el Anexo 1. Según lo informado por el cliente la
capacidad de la línea a 25°C con sol es de 144,23 MVA (0,757 kA)2.
Tabla 6.13: Tensión en barras
Barra
Uab [kV]
Ubc [kV]
Uca [kV]
Promedio [kV]
Río Toltén 110 kV
87,61
87,47
87,39
87,49
Tabla 6.14: Índice de desbalance
Desbalance [%]
Barra
Río Toltén 110 kV
Uab
Ubc
Uca
0,14
0,02
0,12
6.3 Desbalance en línea 23 kV Carén Bajo – Melipeuco
A continuación se muestran los índices de desbalance en la barra de 23 kV de S/E
Melipeuco. El modelamiento de la línea se realizó según lo presentado en el punto 4.2.3 y
la secuencia de fases presentada en el Anexo 1.
Tabla 6.15: Tensión en barras
Barra
Melipeuco 23 kV
Uab [kV]
Ubc [kV]
Uca [kV]
Promedio [kV]
20,62
20,60
20,75
20,66
Tabla 6.16: Índice de desbalance
Desbalance [%]
Barra
Melipeuco 23 kV
Uab
Ubc
Uca
0,18
0,27
0,45
En la Figura 6.9 se presentan los resultados para ambos casos.
2
Dado la longitud de la línea, el flujo de potencia no converge para potencias superiores a los 100 MVA, por consiguiente, se
evaluará el desbalance con dicha carga.
PROYECTO SUBESTACIONES CARÉN BAJO, MELIPEUCO, RÍO TOLTÉN
CONTRATO: LAP01
Página 18 de 22
PROYECTO SUBESTACIONES CARÉN BAJO, MELIPEUCO, RÍO TOLTÉN
CONTRATO: LAP01
108.51 MW
60.81 Mvar
83.64 %
33.3 k m
33.3 k m
PowerFactory 14.1.3
16.7 k m
Ul:A 87.61 kV
Ul:B 87.47 kV
Ul:C 87.39 kV
Línea 110 kV Melipeuco-Río Toltén
Línea 23 kV Carén Bajo-Melipeuc o
Estudio de desbalanc e de tensión
Ul:A 20.62 kV
Ul:B 20.60 kV
Ul:C 20.75 kV
14.25 MW
4.59 Mvar
70.29 %
14.25 MW
4.59 Mva..
70.29 %
-98.00 MW
-19.90 Mvar
84.35 %
-13.20 MW
-2.68 Mvar
70.29 %
-13.20 M..
-2.68 Mv..
70.29 %
Ul:A 23.00 kV
Ul:B 23.00 kV
Ul:C 23.00 kV
V
V
Line to Line Positive-Sequence Voltage, Magnitude [kV]
Line-G round Positive-Sequence Voltage, Magnitude [p.u.]
Line-G round Positive-Sequence Voltage, Angle [deg]
Load Flow 3-phase(ABC)
Nodes
~
124.39 MVA
0.87
29.95 MVA
0.95
~
100.00 MVA
0.98
26.93 MVA
0.98
Ul:A 110.00 kV
Ul:B 110.00 kV
Ul:C 110.00 kV
Annex:
Date:
Graphic: Grid(1)
Project: 14052
ÁREA GENERAL
ANÁLISIS DEL DESBALANCE DE TENSIONES DE LA
LÍNEA 1x220 kV CAUTÍN - CIRUELOS
LAP01-1000-E-RP-0010 Rev. 3
Figura 6.9: Resultados
Página 19 de 22
DIgSILENT
ÁREA GENERAL
ANÁLISIS DEL DESBALANCE DE TENSIONES DE LA
LÍNEA 1x220 kV CAUTÍN - CIRUELOS
LAP01-1000-E-RP-0010 Rev. 3
7
CONCLUSIONES
En el presente estudio se ha obtenido el índice de desbalance de tensión debido a la
incorporación las centrales de pasada Carilafquén y Malalcahuello.
De acuerdo a la metodología indicada en la NTSyCS, se determinó que el máximo índice
de desbalance es el siguiente:

Tramo 220 kV Cautín – Ciruelos – Valdivia: 0,34%

Tramo 220 kV Cautín – Ciruelos: 0,07%

Línea 110 kV Melipeuco – Río Toltén: 0,14 %

Línea 23 kV Carén Bajo – Melipeuco: 0,45%
Por lo tanto en base a los resultados obtenidos, se concluye que el seccionamiento de la
línea debido a la incorporación del proyecto, no genera un impacto considerable desde
este punto de vista y no es necesario adaptar ciclos de transposición de la línea.
Adicionalmente, se verificó el desbalance en las líneas del proyecto, las cuales cumplen
con las exigencias de la NTSyCS.
PROYECTO SUBESTACIONES CARÉN BAJO, MELIPEUCO, RÍO TOLTÉN
CONTRATO: LAP01
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ÁREA GENERAL
ANÁLISIS DEL DESBALANCE DE TENSIONES DE LA
LÍNEA 1x220 kV CAUTÍN - CIRUELOS
LAP01-1000-E-RP-0010 Rev. 3
ANEXO 1
Transposición y Secuencia de Fases
PROYECTO SUBESTACIONES CARÉN BAJO, MELIPEUCO, RÍO TOLTÉN
CONTRATO: LAP01
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.................................