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 Página 2 de 22 ÁREA GENERAL ANÁLISIS DEL DESBALANCE DE TENSIONES DE LA 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. PROYECTO SUBESTACIONES CARÉN BAJO, MELIPEUCO, RÍO TOLTÉN CONTRATO: LAP01 Página 3 de 22 ÁREA GENERAL ANÁLISIS DEL DESBALANCE DE TENSIONES DE LA LÍNEA 1x220 kV CAUTÍN - CIRUELOS LAP01-1000-E-RP-0010 Rev. 3 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 PROYECTO SUBESTACIONES CARÉN BAJO, MELIPEUCO, RÍO TOLTÉN CONTRATO: LAP01 Página 4 de 22 ÁREA GENERAL ANÁLISIS DEL DESBALANCE DE TENSIONES DE LA LÍNEA 1x220 kV CAUTÍN - CIRUELOS LAP01-1000-E-RP-0010 Rev. 3 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 PROYECTO SUBESTACIONES CARÉN BAJO, MELIPEUCO, RÍO TOLTÉN CONTRATO: LAP01 Página 5 de 22 ÁREA GENERAL ANÁLISIS DEL DESBALANCE DE TENSIONES DE LA LÍNEA 1x220 kV CAUTÍN - CIRUELOS LAP01-1000-E-RP-0010 Rev. 3 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 PROYECTO SUBESTACIONES CARÉN BAJO, MELIPEUCO, RÍO TOLTÉN CONTRATO: LAP01 Página 6 de 22 ÁREA GENERAL ANÁLISIS DEL DESBALANCE DE TENSIONES DE LA LÍNEA 1x220 kV CAUTÍN - CIRUELOS LAP01-1000-E-RP-0010 Rev. 3 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. PROYECTO SUBESTACIONES CARÉN BAJO, MELIPEUCO, RÍO TOLTÉN CONTRATO: LAP01 Página 7 de 22 ÁREA GENERAL ANÁLISIS DEL DESBALANCE DE TENSIONES DE LA LÍNEA 1x220 kV CAUTÍN - CIRUELOS LAP01-1000-E-RP-0010 Rev. 3 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 PROYECTO SUBESTACIONES CARÉN BAJO, MELIPEUCO, RÍO TOLTÉN CONTRATO: LAP01 Página 8 de 22 ÁREA GENERAL ANÁLISIS DEL DESBALANCE DE TENSIONES DE LA LÍNEA 1x220 kV CAUTÍN - CIRUELOS LAP01-1000-E-RP-0010 Rev. 3 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. PROYECTO SUBESTACIONES CARÉN BAJO, MELIPEUCO, RÍO TOLTÉN CONTRATO: LAP01 Página 9 de 22 ÁREA GENERAL ANÁLISIS DEL DESBALANCE DE TENSIONES DE LA LÍNEA 1x220 kV CAUTÍN - CIRUELOS LAP01-1000-E-RP-0010 Rev. 3 6.1.1 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. PROYECTO SUBESTACIONES CARÉN BAJO, MELIPEUCO, RÍO TOLTÉN CONTRATO: LAP01 Página 10 de 22 ÁREA GENERAL ANÁLISIS DEL DESBALANCE DE TENSIONES DE LA LÍNEA 1x220 kV CAUTÍN - CIRUELOS LAP01-1000-E-RP-0010 Rev. 3 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 PROYECTO SUBESTACIONES CARÉN BAJO, MELIPEUCO, RÍO TOLTÉN CONTRATO: LAP01 Página 11 de 22 ÁREA GENERAL ANÁLISIS DEL DESBALANCE DE TENSIONES DE LA LÍNEA 1x220 kV CAUTÍN - CIRUELOS LAP01-1000-E-RP-0010 Rev. 3 6.1.2 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. PROYECTO SUBESTACIONES CARÉN BAJO, MELIPEUCO, RÍO TOLTÉN CONTRATO: LAP01 Página 12 de 22 ÁREA GENERAL ANÁLISIS DEL DESBALANCE DE TENSIONES DE LA LÍNEA 1x220 kV CAUTÍN - CIRUELOS LAP01-1000-E-RP-0010 Rev. 3 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 Página 14 de 22 ÁREA GENERAL 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 Página 15 de 22 ÁREA GENERAL ANÁLISIS DEL DESBALANCE DE TENSIONES DE LA LÍNEA 1x220 kV CAUTÍN - CIRUELOS LAP01-1000-E-RP-0010 Rev. 3 6.1.4 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 Página 20 de 22 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 Página 21 de 22 .................................