Minuta DDGP N 07/2015. Guía de Criterios de Diseño de las Nuevas Subestaciones Eléctricas que Seccionan el Sistema de Transmisión Troncal CDEC SIC

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1 Minuta DDGP N 07/2015 Guía de Criterios de Diseño de las Nuevas Subestaciones Eléctricas que Seccionan el Sistema de Transmisión Troncal CDEC SIC 9 de Septiembre de 2015

2 Pág. 2 de 11 INDICE Pág. 1 Objetivo 3 2 Nuevas Subestaciones Eléctricas 3 3 Aplicación de los Criterios 3 4 Criterio de Modularidad de la Nueva Subestación 3 5 Configuración de las Barras 4 6 Interruptor y Medio con Doble Barra 4 7 Despeje de las Fallas 4 8 Protecciones 4 9 Interruptores 5 10 Transformadores de Corriente 5 11 Crecimiento de las Barras 5 12 Casa Principal y Casetas de Diagonales 6 13 Servicios Auxiliares de Corriente Alterna 6 14 Grupo Electrógeno 8 15 Servicios Auxiliares de Corriente Continua 8 16 Servicios de Protección y Control 9 17 Servicios de Scada y Comunicaciones 9 18 Localización de Casetas 9 19 Accesos, Vías de Circulación y Estacionamientos Seguridad y Vigilancia de la Subestación Cercos Interiores y Exteriores Sala Común 10

3 Pág. 3 de 11 GUÍA DE CRITERIOS DE DISEÑO DE LAS NUEVAS SUBESTACIONES ELÉCTRICAS QUE SECCIONAN EL SISTEMA DE TRANSMISIÓN TRONCAL 1) Objetivo El objetivo del presente documento es establecer una guía con los criterios de diseño de las nuevas subestaciones eléctricas que se incorporan seccionando el sistema de transmisión troncal, que la Dirección de Planificación y Desarrollo del CDEC SIC, en adelante la DPD, podrá proponer a todo propietario, arrendatario, usufructuario o quien explote a cualquier título instalaciones que deben ser sujetas a la coordinación del CDEC SIC y que manifieste su decisión de conectar las nuevas instalaciones y equipamientos asociados al Sistema Interconectado Central, en adelante SIC., sobre la base de criterios de seguridad y calidad de servicio, de forma que la conexión sea técnica y económicamente la más óptima para el SIC garantizando el acceso abierto, conforme a la normativa vigente, en particular el Artículo 2-7, letras e) y f), de la Norma Técnica de Seguridad de Calidad de Servicio, en adelante la NTSyCS, de junio de 2015 y el Artículo 3, letras a) y c) del decreto 291, del 5 de agosto de 2007, del Ministerio de Economía, Fomento y Reconstrucción. 2) Nuevas Subestaciones Eléctricas Para el fin exclusivo de establecer los alcances de aplicación de esta guía se entenderá por nueva subestación eléctrica a aquella cuyo proyecto y construcción no considera la interconexión de su malla de puesta a tierra con otra de una subestación eléctrica existente. Además, la nueva subestación eléctrica, en adelante subestación, seccionará la o las líneas de transmisión, nuevas o existentes, pertenecientes al sistema de transmisión troncal. 3) Aplicación de los Criterios Los criterios de diseño indicados en este documento son aplicables a las instalaciones pertenecientes a los patios de maniobra de 200 kv o superior de las nuevas subestaciones que seccionan el sistema de transmisión troncal, así como a los edificios, vías de circulación, obras civiles y sistemas de control, protección, medida, comunicaciones y servicios auxiliares asociados a los patios mencionados. 4) Criterio de Modularidad de la Nueva Subestación Con el fin de facilitar el acceso abierto del sistema de transmisión troncal, el principio de diseño conceptual de la nueva subestación que debe aplicarse en lo posible a todas las disciplinas de ingeniería involucradas en el proyecto es el criterio de modularidad. Es decir, se deben realizar los proyectos de ingeniería de las diferentes disciplinas de tal forma que sea posible su crecimiento futuro mediante la simple agregación de módulos típicos, minimizando la modificación o adaptación de las instalaciones existentes.

4 Pág. 4 de 11 5) Configuración de las Barras La configuración de las barras de la nueva subestación debe corresponder a interruptor y medio con doble barra. La configuración indicada permite el crecimiento de las barras en forma modular, sin requerir la modificación de las instalaciones existentes para satisfacer la exigencia de redundancia requerida para la realización del mantenimiento de los interruptores indicada en el artículo 3-24 de la NTSyCS. Adicionalmente, la configuración indicada posibilita contener la propagación de una falla severidad 9, permitiendo adicionalmente mantener en servicio todas las instalaciones conectadas a la barra fallada. 6) Interruptor y Medio con Doble Barra La configuración de barras tipo interruptor y medio consiste de dos barras principales, normalmente energizadas, entre las cuales se conectan tres paños en serie, cada uno de ellos consistente en un interruptor con transformadores de corriente a cada lado y sus respectivos desconectadores, a cuyos nudos eléctricos (sección entre los interruptores) se conectan las posiciones de las líneas de transmisión, transformadores de poder, bancos de condensadores u otras instalaciones de la subestación eléctrica. Se le llama diagonal al tren de elementos serie entre las dos barras indicadas, normalmente conformada por tres interruptores, seis desconectadores y seis tríos de transformadores de corriente. También forman parte de esta diagonal los dos tríos de transformadores de potencial instalados en las posiciones de las líneas de transmisión o equipos de la subestación. 7) Despeje de las Fallas Las fallas de las líneas de transmisión y de las instalaciones conectadas a las barras de la subestación serán despejadas por los dos interruptores que alimentan la correspondiente posición de la diagonal para interruptor y medio. No se permitirán esquemas de ninguna naturaleza, permanentes o temporales, que despejen fallas en las líneas de transmisión o instalaciones conectadas a las barras mediante la apertura de más de dos interruptores de la misma subestación. Las fallas de las barras serán despejadas mediante la apertura de todos los interruptores de las posiciones conectadas a la barra fallada. 8) Protecciones

5 Pág. 5 de 11 De acuerdo a lo exigido en el artículo 3-23 de la NTSyCS, cada nueva posición de línea deberá contar con un doble esquema de protecciones redundante y dedicado, asistido por comunicaciones (teleprotecciones), cada uno alimentado desde núcleos diferentes de los transformadores de corriente y alambrado independiente desde los transformadores de potencial. Además, cada interruptor de línea deberá contar con un esquema de protección contra falla de interruptor. Como criterio general, las diferentes zonas de protección deberán superponerse unas con otras, de tal forma que cada interruptor de la diagonal quede protegido simultáneamente por dos zonas de protección adyacentes. Los esquemas de protecciones de línea a utilizar serán de tipo distancia asistido por comunicaciones para configurar esquemas permisivos tipo POTT. Alternativamente, también es posible utilizar un esquema diferencial de línea en uno de los sistemas de protecciones. En caso que se requiera una conexión provisoria, de acuerdo a lo contemplado en el artículo 3-24 numeral IV de la NTSyCS, se requerirá cumplir con las exigencias indicadas en la letra a) de dicho numeral. 9) Interruptores De acuerdo a lo exigido por la NTSyCS, los interruptores de las líneas de transmisión del STT deberán tener la posibilidad de abrir cada polo en forma independiente ante fallas monofásicas y efectuar su posterior reconexión automática monopolar. Además, deberán poseer doble bobina de desenganche. 10) Transformadores de Corriente Los transformadores de corriente deberán poseer al menos tres núcleos tipo protección, para alambrar separadamente en cada uno de ellos los sistemas de protecciones de línea y la protección diferencial de la barra. Además, deberá poseer al menos dos núcleos tipo medida, uno de ellos para uso exclusivo de la medida de facturación de acuerdo a lo indicado en el artículo 4-29 de la NTSyCS y el otro para la medida en tiempo real. 11) Crecimiento de las Barras El crecimiento futuro de las barras se realizará mediante la ampliación longitudinal de las barras y la construcción de una o más diagonales, las cuales se conectarán a las ampliaciones. El crecimiento indicado también podrá ser realizado construyendo solo las diagonales las cuales, en este caso, se conectarán a las barras existentes. En cualquiera de los casos indicados en el párrafo anterior, las subestaciones que seccionan una línea de transmisión de doble circuito deberán dejar espacio para construir al menos dos diagonales adicionales y las subestaciones que seccionan una línea de simple circuito deberán dejar espacio para construir al menos tres diagonales adicionales.

6 Pág. 6 de 11 En la etapa inicial de la subestación se aceptará una configuración de barra diferente a interruptor y medio siempre que la propuesta cumpla con todas las exigencias de la NTSyCS y permita en el futuro mudar a la configuración de interruptor y medio con doble barra, o doble interruptor con doble barra, sin requerir modificar las instalaciones salvo la agregación de los equipos faltantes y la modificación de las conexiones de los conductores para completar la configuración indicada. En particular, podrá ser autorizada por parte de la DPD la configuración en anillo de tres puntas en la etapa inicial de una subestación que secciona una línea de simple circuito, siempre que todas las instalaciones que conforman el anillo pertenezcan al mismo coordinado y no existan terceros conectados a las barras. 12) Casa Principal y Casetas de Diagonales Los servicios que tradicionalmente son alojados en la casa de comando de la subestación, serán alojados en una Casa Principal y en las diferentes Casetas asociadas a las diagonales. Los servicios indicados son los siguientes: Los servicios auxiliares de corriente alterna y continua. Los servicios de protección y control. Los servicios de scada y comunicaciones. En una Caseta se alojarán exclusivamente los servicios requeridos por la diagonal atendida por esa Caseta. El proyecto y construcción de la Caseta de la diagonal será responsabilidad del propietario de la diagonal atendida por esa Caseta. La Casa Principal alojará exclusivamente los servicios comunes requeridos por todos los usuarios de la subestación. La responsabilidad del proyecto, construcción, mantenimiento y administración de los servicios comunes será de quien construye la subestación. El objetivo de esta parcialización es posibilitar la independencia de los servicios de las futuras instalaciones disponiendo de ellos en sus propias Casetas, salvo estrictamente los servicios comunes que por diferentes motivos conviene que sean proveídos desde la Casa Principal. 13) Servicios Auxiliares de Corriente Alterna Los servicios auxiliares de corriente alterna de las instalaciones de la subestación deben ser suministrados desde dos fuentes alternativas e independientes, de tal forma que al fallar la fuente principal sea posible suministrar al menos los servicios básicos de emergencia mediante la fuente alternativa.

7 Pág. 7 de 11 La fuente principal de los servicios auxiliares de corriente alterna de la subestación debe consistir en un transformador de servicios auxiliares conectado al enrollado terciario de un transformador de poder, o bien, un transformador de servicios auxiliares conectado a una barra de media tensión de la misma subestación. La fuente alternativa puede consistir en otro transformador de servicios auxiliares conectado al terciario de un transformador de poder distinto, o bien, otro transformador de servicios auxiliares conectado a una barra de media tensión alimentada por un transformador de poder distinto, de tal forma que al fallar un transformador de poder no se produzca la pérdida total de los servicios auxiliares de corriente alterna de la subestación. Otra posible fuente alternativa de servicios auxiliares puede consistir en un transformador de distribución energizado desde un alimentador local, el cual debe ser alimentado desde una subestación cuya recuperación de servicio se produzca antes que la energización de la línea a la cual se conecta la nueva subestación. Los transformadores de servicios auxiliares deben ser dimensionados apropiadamente para que cada uno por separado suministre la totalidad de los consumos de corriente alterna de la subestación. Es decir, cada uno de ellos debe ser capaz de suministrar los servicios auxiliares de corriente alterna de todas las Casetas de las diagonales y los servicios auxiliares comunes de la subestación. Los servicios auxiliares de corriente alterna de las Casetas de las diagonales comprenden los siguientes consumos: Cargadores de los bancos de baterías de la Caseta. Climatización y calefacción de las instalaciones atendidas desde la Caseta. Iluminación interior y enchufes de la Caseta. Iluminación de trabajo y enchufes de patio de la diagonal asociada a la Caseta. Ventilación forzada de los transformadores de poder conectados a la diagonal. Motores y accionamientos diversos. Otros consumos no previstos. Los servicios auxiliares comunes de corriente alterna de la subestación comprenden los siguientes consumos: Cargadores de los bancos de baterías de la Casa Principal. Climatización y calefacción de la Casa Principal. Iluminación interior y enchufes de la Casa Principal. Iluminación de las vías de circulación de la subestación. Seguridad y control de acceso de la subestación.

8 Pág. 8 de 11 Iluminación de letreros y edificios comunes Otros consumos no previstos. Se aceptará como fuente alternativa de emergencia de los servicios auxiliares de corriente alterna al suministro provisto desde los enrollados secundarios de un grupo de transformadores de potencial tipo inductivo que alimente al menos los siguientes consumos: Consumos propios de la Casa Principal. Todos los cargadores de los bancos de baterías de las Casetas Iluminación de todos los edificios de la subestación. El tablero principal de distribución de los servicios auxiliares de corriente alterna estará alojado en la Casa Principal de la subestación, desde donde se suministrarán los servicios auxiliares de corriente alterna de todas las Casetas y los servicios auxiliares comunes de corriente alterna de la subestación. 14) Grupo Electrógeno Se dispondrá de un grupo electrógeno dimensionado adecuadamente para abastecer los servicios auxiliares de corriente alterna de la subestación. Es decir, el grupo electrógeno deberá tener la capacidad para abastecer simultáneamente los servicios auxiliares de corriente alterna de todas las Casetas y los servicios auxiliares comunes de corriente alterna de la subestación. El grupo electrógeno deberá estar alojado en una sala aislada e independiente, con la ventilación apropiada y con todos los elementos de seguridad requeridos. Además, se deberá disponer de un estanque de combustible con una reserva suficiente para suministrar los consumos indicados en el párrafo anterior por veinticuatro horas. 15) Servicios Auxiliares de Corriente Continua En cada Caseta existirá una Sala de Baterías aislada del resto del edificio, con la ventilación adecuada, elementos de seguridad y entrada independiente, en donde se alojarán los cargadores y los bancos de baterías. Por cada diagonal se instalarán al menos dos bancos de baterías con sus correspondientes cargadores, con el fin alimentar con cada uno de ellos en forma separada e independiente un sistema de protecciones, control y medida, de las instalaciones atendidas desde la Caseta. Además, en caso de ser requerido, en la misma Sala de Baterías se podrá instalar un banco de baterías adicional, con su respectivo cargador, para alimentar los equipos de teleprotecciones y comunicaciones. Cada banco de baterías y su respectivo cargador deberá ser dimensionado adecuadamente considerando exclusivamente los consumos atendidos por la Caseta. En forma similar, en la Casa Principal existirá una Sala de Baterías aislada del resto del edificio, con la ventilación adecuada, elementos de seguridad y entrada independiente, en donde se alojarán los cargadores y los bancos de baterías requeridos para los servicios comunes de corriente continua de la

9 Pág. 9 de 11 subestación. Cada banco de baterías y su respectivo cargador deberá ser dimensionado adecuadamente considerando los consumos comunes actuales y futuros de la subestación. 16) Servicios de Protección y Control En cada Caseta se instalarán los equipos de control y protecciones asociados a las instalaciones conectadas a la diagonal asociada. En la Caseta podrán además instalarse los medidores multifunción y los medidores de facturación asociados a estas mismas instalaciones. Los esquemas de protecciones diferenciales de las barras de la subestación serán alojados en la Casa Principal de la subestación por constituir un servicio común de protecciones. Serán aceptables esquemas de protecciones diferenciales de inteligencia distribuida si se detectan dificultades de burden o se desea simplificar el alambrado de los equipos. Sin perjuicio de lo indicado, solo en casos justificados será aceptable la instalación de los esquemas de protecciones diferenciales de las barras en una Caseta perteneciente al propietario de la subestación. 17) Servicios de Scada y Comunicaciones En la Casa Principal se instalarán los equipos que permitirán proporcionar los servicios comunes de telecomunicaciones y scada a los propietarios de las diagonales de la subestación. Estos servicios comunes son los siguientes: Servicio de recepción y transmisión de voz y datos desde/hacia el CDEC SIC Servicio recepción y transmisión de datos desde/hacia las Casetas de la subestación Supervisión y control local Servicios de telecomunicaciones de la subestación Otros servicios no previstos. En forma similar, en cada Caseta se instalarán los equipos de comunicaciones requeridos para la supervisión, medida, control y protección de las instalaciones conectadas a la diagonal asociada. En particular, en cada Caseta se instalarán los equipos de teleprotecciones requeridos por las protecciones de las líneas de transmisión conectadas a la diagonal asociada. También se instalarán los equipos necesarios para transmitir las señales scada a la Casa Principal. 18) Localización de la Sala Principal y Casetas

10 Pág. 10 de 11 La Casa Principal se localizará en el lugar más conveniente determinado por la ubicación de la antena de comunicaciones o por los espacios disponibles. En cualquier caso, su localización no debe interferir con las instalaciones existentes, vías de circulación o con los desarrollos futuros de la subestación. Las Casetas de las diagonales se localizarán lo más cerca posible de las instalaciones primarias asociadas, minimizando de esta forma las canalizaciones requeridas entre la Caseta y los equipos de patio. 19) Accesos, Vías de Circulación y Estacionamientos El acceso de la subestación debe permitir el ingreso de un camión de carga pesada y giro amplio. Se aceptará que el portón de acceso posea una hoja fija desmontable en caso de ser necesario, de tal forma que sea posible habilitar el acceso indicado al momento de requerirse. Por otra parte, las vías de circulación deben permitir llegar con el camión de carga pesada y giro amplio hasta el sector donde se ampliarán las barras y se instalarán los equipos en el futuro. Se dispondrá de suficientes estacionamientos para los vehículos de los empleados, visitas y contratistas que requieran realizar una actividad al interior de la subestación. 20) Seguridad y Vigilancia de la Subestación La distribución espacial de las instalaciones primarias debe ser adecuada para cumplir con al menos las distancias eléctricas mínimas requeridas y los espacios necesarios para la circulación segura de las personas y vehículos al interior de la subestación. Los equipos deben ser instalados al interior del terreno de la subestación suficientemente lejos de la periferia como para evitar que desde el exterior puedan ser alcanzados fácilmente por objetos arrojados por las personas. Adicionalmente, la subestación debe ser vigilada mediante sistemas de vigilancia y cámaras de seguridad. 21) Cercos Interiores y Exteriores Todos los patios de maniobras deben ser cercados mediante una malla alta tipo acmafor y mantenidos cerrados permanentemente. A su vez, el perímetro del terreno de la subestación debe ser cercado por un muro de al menos dos metros de altura, que permita aislar apropiadamente las instalaciones de la subestación del entorno externo. Este muro podrá tener elementos adicionales de seguridad, tales como estructuras antiescalamiento o cercos eléctricos. 22) Sala Común

11 Pág. 11 de 11 La subestación debe disponer de una Sala Común de uso compartido con mobiliario adecuado para la realización de tareas administrativas, tales como reuniones de coordinación o revisión de planos. Esta Sala Común debe ser independiente de la Casa Principal, aunque puede ser parte del mismo edificio. La sala Común debe poseer al menos un baño completo y funcional. Además debe disponer de al menos dos sillas y una mesa con buena iluminación. La Sala Común se considera parte de los servicios comunes que el propietario de la subestación debe ofrecer a los coordinados que conectan sus instalaciones a las barras.

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