ESTUDIO DE CORTOCIRCUITOS PARQUE EÓLICO PUNTA PALMERAS

Transcripción

1 V A L O R Y G E S T I Ó N

2 RESUMEN EJECUTIVO De acuerdo a lo solicitado por el ro de Despacho Económico de Carga del Sistema Interconectado ral, CDEC-SIC, en el marco de los estudios de conexión del Parque Eólico Punta Palmeras, se realizó el estudio de cortocircuitos, cuyo objetivo consiste en analizar el impacto que provoca en los niveles de cortocircuito, la incorporación de la potencia que dicha central espera inyectar en el Sistema Interconectado ral. Esta central se conecta al sistema por intermedio de un paño de línea que se construirá en la subestación Las Palmas de la empresa Transelec. Para tal efecto, se analizó el escenario operacional más desfavorable para la ocurrencia de falla, esto es, con todo el parque de generación disponible y con el máximo enmallamiento posible del sistema. En éste se simularon fallas monofásicas a tierra, bifásicas, bifásicas a tierra y trifásicas, en puntos del sistema aledaños a la central, a fin de verificar el correcto dimensionamiento de los equipos involucrados, considerando los nuevos niveles de cortocircuito que se tendrán en las instalaciones, producto de la incorporación de la central despachada con su máxima potencia. Se analizaron las componentes de la corriente de cortocircuito exigidas en el Procedimiento de la Dirección de Operación (DO) del ro de Despacho Económico de Carga (CDEC): TÉRMINOS Y CONDICIONES DEL CÁLCULO DE CORRIENTES DE CORTOCIRCUITO PARA LA VERIFICACIÓN DEL DIMENSIONAMIENTO DE INTERRUPTORES EN EL SIC. Para todos los cálculos antes mencionados, se utilizó la base de datos enviada por el CDEC correspondiente a diciembre de 2013, actualizada al momento de puesta en servicio de la central, a decir Agosto de Se revisó la capacidad de los interruptores y desconectadores de las subestaciones cercanas. Los transformadores de corriente (saturación) serán revisados en otro estudio que se desarrolla paralelamente al presente informe. Respecto de las trampas de onda, será incorporado su análisis una vez que Transelec haya enviado la información de éstas. El resultado del estudio indica que el comportamiento de las instalaciones del Parque Eólico Punta Palmeras, cumplen con las disposiciones establecidas en el procedimiento de la Dirección de Operación. En el caso de la S/E Talinay, no se pudo obtener la capacidad de ruptura del interruptor, sin embargo, de acuerdo a la experiencia del consultor y tomando como antecedente la licitación para el interruptor 52J9 de Las Palmas que corresponde al interruptor de Punta 2

3 Palmeras, el equipo de menor capacidad disponible en el mercado considerando un nivel de tensión de 220 kv, está especificado para: Ib = 31,5 ka - (Talinay = 5,90 ka) Iasy = 31,5 ka - (Talinay = 5,93 ka) Ip = 80,0 ka - (Talinay = 12,91 ka) De acuerdo a este antecedente se observa una holgura de más de 5 veces. Finalmente, lo analizado en el presente informe, considerando la incorporación del Parque Eólico Punta Palmeras al Sistema Interconectado ral, verifica que los equipos involucrados están correctamente dimensionados, ya que no se ven sobrepasadas sus capacidades de ruptura existentes, debido a que no se produce un aumento significativo en los niveles de cortocircuito con la central despachada, manteniéndose el sistema operando en forma normal. De esta manera, no es necesario realizar modificaciones o cambios en los equipos asociados a las instalaciones aledañas a la central. 3

4 CÁLCULO DE AUMENTO EN LOS NIVELES DE CORRIENTE DE CORTOCIRCUITO POR INYECCIÓN DEL PARQUE EÓLICO PUNTA PALMERAS Y SU IMPACTO EN INSTALACIONES DE TRANSMISIÓN REV. FECHA PREPARÓ REVISÓ APROBÓ DESCRIPCIÓN F.R.S L.C.B. J.A.C. Emitido para revisión Cliente F.R.S L.C.B. J.A.C. Emitido para revisión Cliente VALGESTA ENERGÍA S.A. Alonso de Córdova Nº 5900 Piso 4, Of. 402 Las des Santiago Chile Tel: (+562) Fax: (+562) ENERO 2014 EL PRESENTE INFORME HA SIDO ELABORADO POR VALGESTA ENERGÍA, PARA EL CDEC-SIC POR ORDEN DE ACCIONA ENERGIA QUIEN LO RECIBE Y ACEPTA PARA SU USO CONFIDENCIAL, NO PUDIENDO DIVULGARLO A TERCEROS PREP AR AD O P AR A: CDEC-SIC POR ORDE N DE AC CIONA ENERGÍ A CHIL E S. A. 4

5 TABLA DE CONTENIDOS 1 INTRODUCCIÓN OBJETIVOS RECOPILACION DE ANTECEDENTES ANTECEDENTES GENERALES DEL PROYECTO DIAGRAMA UNILINEAL DE LA INSTALACIÓN ACTUALIZACIÓN DE LA BASE DE DATOS DETALLE DE LOS EQUIPOS PRINCIPALES CONSIDERACIONES Supuestos Y Simplificaciones diciones Capacidades De Ruptura NORMA TÉCNICA DE SEGURIDAD Y CALIDAD DE SERVICIO NIVELES DE CORTOCIRCUITO Corrientes de Cortocircuito Simétrica Inicial Ikss [ka] Corrientes de Cortocircuito Simétrica de Interrupción r.m.s Ib [ka] Corrientes de Cortocircuito Asimétrica de Interrupción r.m.s IbAsy [ka] Corrientes de Cortocircuito Máxima Instantánea (peak) ip [ka] Corrientes de Cortocircuito en Régimen Permanente Ik [ka] Mayores Niveles de las Corrientes de Cortocircuito Capacidad de Ruptura CONCLUSIONES ANEXO: Resultados de SImulaciones en Digsilent PF Anexo 1. central, Cortocircuito trifásico Anexo 2. central, Cortocircuito bifásico a tierra Anexo 3. central, Cortocircuito bifásico Anexo 4. central, Cortocircuito monofásico a tierra Anexo 5. central, Cortocircuito trifásico

6 8.6 Anexo 6. central, Cortocircuito bifásico a tierra Anexo 7. central, Cortocircuito bifásico Anexo 8. central, Cortocircuito monofásico a tierra

7 ÍNDICE DE TABLAS Tabla 1: rales en construcción ITD Octubre Tabla 2: rales recomendadas ITD Octubre Tabla 3: Obras de Transmisión en construcción ITD Octubre Tabla 4: Obras de Transmisión recomendadas ITD Octubre Tabla 5: Proyectos de generación carta D.O. Nº10988/ Tabla 6: Datos Generador Tabla 7: Datos Cables Media Tensión Tabla 8: Datos Transformador de poder Tabla 9: Datos Línea de Transmisión Tabla 10: Factor de Tensión C. (Norma IEC ) Tabla 11: Capacidad de Ruptura de los Equipos Analizados Tabla 12: Corrientes de Cortocircuito Simétrica Inicial Ikss [ka] Tabla 13: Corrientes de Cortocircuito Simétrica de Interrupción r.m.s. Ib [ka] Tabla 14: Corrientes de Cortocircuito Asimétrica de Interrupción r.m.s. IbAsy [ka] Tabla 15: Corrientes de Cortocircuito Máxima Instantánea (peak) ip [ka] Tabla 16: Corrientes de Cortocircuito en Régimen Permanente Ik [ka] Tabla 17: Mayores Niveles de las Corrientes de Cortocircuito [ka] ral conectada Tabla 18: Comparación entre el valor de Ib máximo obtenido con el existente para cada interruptor Tabla 19: Comparación entre el valor de IbAsy máximo obtenido con el existente para cada interruptor Tabla 20: Comparación entre el valor de Ip máximo obtenido con el existente para cada interruptor Tabla 21: Comparación entre el valor de Ik máximo obtenido con el existente para cada interruptor ÍNDICE DE FIGURAS Figura 1. Modelo DigSilent Power Factory de Diagrama de Unilineal Parque Eólico Punta Palmeras Figura 2. Unilineal Parque Eólico y S/E Punta Palmeras Figura 3. Diagrama Unilineal Digsilent de la S/E Punta Palmeras en el SIC Figura 4. Diagrama Unilineal simplificado de la zona

8 1 INTRODUCCIÓN La empresa ACCIONA Energía Chile S.A. se encuentra construyendo un Parque Eólico, denominado Punta Palmeras, en adelante la central, en la zona cercana a la localidad de Canela en la cuarta región, y espera conectarla al SIC, específicamente a la subestación Las Palmas 220 [kv]. Dicha subestación es propiedad de la empresa Transelec. En el marco de la normativa vigente, toda central de generación que desee conectarse al SIC, debe cumplir con requerimientos técnicos asociados a la estabilidad y a los impactos de dicha conexión. Los estudios necesarios para verificar que la incorporación de la central no causará un impacto negativo en el sistema, son los que se indican a continuación: A. Estudios Estáticos B. Cálculo de Cortocircuito C. Estudio de Coordinación de Protecciones D. Análisis de Estabilidad Dinámica El presente documento corresponde al Cálculo de Cortocircuitos, el cual se enfoca en determinar, mediante un estudio estático, los niveles de cortocircuito en las barras aledañas a la central, producto de la inyección de ésta, para así verificar que sus capacidades de ruptura no sean sobrepasadas con los nuevos niveles de cortocircuito, producto de dicha inyección. Se proyecta que la central inyectará en el SIC, en condición de generación normal, una potencia de 45 [MW]. Se estima que la central se incorporará al SIC en el mes de Agosto de

9 2 OBJETIVOS el fin de verificar el correcto dimensionamiento de los equipos existentes en el sistema en que se conectará la central, de acuerdo con los nuevos niveles de cortocircuito considerando la inyección de esta, es que se realiza un estudio de cortocircuitos, el cual es efectuado en base a las disposiciones expuestas en las normativas vigentes. Los parámetros analizados corresponden a niveles de corrientes de cortocircuitos en barras, de acuerdo con lo exigido en el procedimiento de la Dirección de Operación: TÉRMINOS Y CONDICIONES DEL CÁLCULO DE CORRIENTES DE CORTOCIRCUITO PARA LA VERIFICACIÓN DEL DIMENSIONAMIENTO DE INTERRUPTORES EN EL SIC. El análisis del presente estudio se realizó con la base de datos enviada por el CDEC-SIC actualizada al mes de puesta en servicio de la central en Agosto de Cabe destacar que se analizó el escenario más desfavorable para la ocurrencia de falla, efectuando los cálculos considerando tener conectadas todas las unidades de generación, todas las líneas y transformadores en servicio, cerrados todos los interruptores, talque se configure el mayor enmallamiento del sistema. Esto con el objetivo de identificar qué instalaciones pueden verse afectadas debido a la incorporación de los 45 [MW] de potencia que generará la central, además de comprobar que el dimensionamiento de los equipos, tanto de las instalaciones de la central como las aledañas, sea el correcto, es decir, que dispongan de la capacidad de ruptura suficiente para que estas no se vean superadas por los nuevos niveles de corriente de cortocircuito considerando dicha potencia. Para realizar tal verificación se procede a evaluarlas técnicamente, mediante simulaciones estáticas o de régimen permanente, para determinar el comportamiento del sistema considerando el aporte de dicha central. Los cálculos para efectuar este estudio fueron realizados en el software Power Factory de Digsilent, el cual permite el cálculo de las componentes de cortocircuito requeridas en el procedimiento DO, y en donde se consideraron los criterios y supuestos establecidos en dicho procedimiento. 9

10 3 RECOPILACION DE ANTECEDENTES 3.1 ANTECEDENTES GENERALES DEL PROYECTO A objeto de poder realizar las modelaciones, el cliente ha enviado la información necesaria de las instalaciones de la central y de la subestación de conexión, y los equipos de ambas. Además se cuenta con la base de datos del programa Power Factory de DigSilent, enviada por el CDEC-SIC de fecha Diciembre de 2013 en archivos de dicho software de simulación, actualizada a Agosto de 2014, mes en que se espera que la central comience su inyección al SIC. Está proyectado que la central genere en 12 [kv] mediante 15 turbinas modelo AW IECIIa [50Hz] Acciona Windpower de 3 [MW] de potencia cada una, con un total de 45 [MW] para el parque eólico. Dichas unidades generadoras se conectarán mediante tres alimentadores a la barra de 12 [kv] que conecta con el transformador de 12/220 [kv] y 50 [MVA] de potencia, ver Figura 1. Finalmente, y por medio de un línea en 220 [kv] y de 6,4 [km] de longitud, se inyecta la potencia generada por la central al SIC conectándose a un paño de la subestación Las Palmas de Transelec. 3.2 DIAGRAMA UNILINEAL DE LA INSTALACIÓN El diagrama unilineal que se expone a continuación, en la Figura 1, muestra la configuración de la central en estudio modelo Digsilent, en la Figura 2 el unilineal detallado de la S/E Punta Palmeras y en la Figura 3 la subestación de conexión y parte del sistema SIC en la zona de conexión extraída de Digsilent. 10

11 Line(27) Line(29) Line(31) Line(26) Line(28) Line(30) P Palmeras 220/12kV 50 MVA Line(32) ESTUDIO DE CORTOCIRCUITOS Figura 1. Modelo DigSilent Power Factory de Diagrama de Unilineal Parque Eólico Punta Palmeras Las Palmas J2 Punta Palmeras J 11 Punta Palmeras C Line(17) Line(18) Line(20) Line(21) Line(25) A.5.3(1) A5.2(2) A5.1(3) A3.3(6) A3.2(7) A3.1(8) A1.2(12) A1.1(13) AW(3) AW(2) AW(1) AW(6) AW(7) AW(8) AW(1.. AW(1.. Line(19) Line(22) Line(23) Line(24) A4.2(4) A4.1(5) A2.3(9) A2.2(10) A2.1(11) A6.2(15) A6.1(14) AW(4) AW(5) AW(9) AW(1.. AW(1.. AW(1.. AW(1.. 11

12 Figura 2. Unilineal Parque Eólico y S/E Punta Palmeras unilineal.pdf 12

13 12 R. Marbella 110 kv Carga R I. Pto. Chungo + SS/AA Los Vilos 110 kv Carga I 0 Punta Palmeras(43.. AAAC FLINT 375 mm.. I. SS/AA Las Palma.. Carga I SS/AA Olivos Carga I 1 Monte Redond.. Tap Talin.. Tap Talin.. Los Cururos_.. Talinay (1) 2-Winding Talina.. Pan de Az.. Pan de Az.. -8 El Arrayan ESTUDIO DE CORTOCIRCUITOS Marquesa 66 kv Figura 3. Diagrama Unilineal Digsilent de la S/E 0 Punta Palmeras en el SIC TOTORAL PAN DE AZUCAR Totoral PAzu/J1 PAzu/H Totora/Z PAz.. El Arrayan (.. 2-Winding Tra.. EL ARRAYAN 0 4 PAzu/Reg 2 R. Anda Ca V 0 4 PAzu.. SJo/H Totora/E2 TALINAY 0 PAz.. Totora/E1 0 I. MCDA Carga I LOS CURUROS Los Cururos.. 2-Winding T.. Peñon/H R. San Joaquin 110 kv Carga R R. Vic Ca 0 Totora/B2 Talinay MONTE REDONDO Monte Redondo (.. 2-Winding Transf.. 2 Ov alle/c Ov al Totora/B1 S/E Las Piedras.. I. SS/AA El Peñón Carga I Ov.. Totora/J V V Espino/E 0 0 Peñon/E Las Palmas/J2 LAS PALMAS 0 I. SS/AA Los Espinos Carga I Espino/J EL PEÑON Ov alle/c2 I. Ovalle 66 kv Carga I CANELA II Oliv os/e R. Ovalle 66 kv Carga R Punta Palmer.. CANELA I Ca.. LOS VILOS LVilos/J2 PUNTA PALMERAS 10 Choapa/H R. Quereo 110 kv Carga R Illape/H 0 NOGALES Nog.. Nog.. 2 I. Los Piuq uenes 220 kv Carga I Quill/H Quill/R Quinq 3 CVieja/H Qui.. L... 3 Ventan/J Qui.. R. Casas Viejas 110 kv Carga R 13

14 3.3 ACTUALIZACIÓN DE LA BASE DE DATOS La base de datos entregada por el CDEC-SIC de diciembre de 2013 fue actualizada a Agosto de 2014 ingresando en esta las obras en construcción de generación, transmisión y proyección de demanda publicadas en el informe de fijación de precio de nudos vigente: FIJACION DE PRECIOS DE NUDO OCTUBRE DE 2013 SISTEMA INTERCONECTADO CENTRAL (SIC), OCTUBRE DE 2013, INFORME TECNICO DEFINITIVO. Así también los proyectos de generación indicados en la carta D.O. Nº10988/2013 generada por el CDEC-SIC a petición del cliente. Dichas actualizaciones se muestran en las tablas siguientes. Para llevar el SIC al escenario futuro, se seleccionaron las obras que debieran estar en servicio en agosto de 2014 y que se muestran a continuación. Tabla 1: rales en construcción ITD Octubre

15 Tabla 2: rales recomendadas ITD Octubre

16 Tabla 3: Obras de Transmisión en construcción ITD Octubre 2013 Tabla 4: Obras de Transmisión recomendadas ITD Octubre

17 Tabla 5: Proyectos de generación carta D.O. Nº10988/2013 Proyecto Generación Punto de exión Capacidad Fecha de Puesta en Servicio Instalada MW Proyecto Fotovoltaico Javiera Barra seccionadora en LT 220 kv Diego de Almagro - Paposo 70 4º trimestre 2014 Proyecestos Fotovoltaicos Canto del Agua, Denersol II y Denersol III S/E Maitencillo 110 kv 59 Julio 2014 ral Fotovoltaica Llano de Llampos Barra seccionadora en LT 220 kv Cardones - Cerro Negro Norte 100 Diciembre 2013 Parque Eólico El Arrayán Barra seccionadora en LT 220 kv Las Palmas - Pan de Azúcar C Proyecto Fotovoltaico San Andrés Barra seccionadora en LT 220 kv Cardones - Carrera Pinto 50 Diciembre 2013 Parque Eólico Pacífico y La Cebada (Los S/E Seccionadora circuito 1 Las Palmas - Pan de Cururos) Azúcar 220 kv (a 30 km de Las Palmas) 72 Fines de 2013 Proyectos Fotovoltaicos Inca de Varas I y II S/E Carrera Pinto 50 1º semestre 2014 Proyecto Fotovoltaico "PV Salvador" Tap off en LT 110 kv Diego de Almagro - Salvador 68 1º semestre 2014 Proyectos Fotovoltaicos Valleland I y Valleland II Tap-Off en LT 220 kv Maitencillo - Cardones c1 67 1º semestre 2014 Proyectos Fotovoltaica Solar Atacama S/E Carrera Pinto 135 Julio 2014 Proyecto Solar SolaireDirect Generation x S/E Los Loros º trimestre 2014 Suma 836 Nota: De acuerdo a lo observado en la base de datos Digsilent del SIC los parques eólicos no aportarían corriente de cortocircuito. Por otra parte, es sabido que los aportes de las centrales fotovoltaicas también son despreciables al corto circuito. Por lo tanto, se consideraron principalmente las centrales indicadas en el Informe de Precio de Nudo de Octubre. En la Tabla 6 se observan los datos de cortocircuito de los generadores de Punta Palmeras. En la siguiente figura se muestra un unilineal simplificado de la zona con las actualizaciones en Gx. 17

18 Figura 4. Diagrama Unilineal simplificado de la zona 18

19 3.4 DETALLE DE LOS EQUIPOS PRINCIPALES Tabla 6: Datos Generador Datos Generador Cantidad de unidades del Parque 15 Modelo AW109/3000 IECIIa [50Hz] Fabricante Acciona Windpower S.A. Tipo de generador Máquina asíncrona Tipo de máquina Doblemente alimentada (DFIG) Voltaje nominal 12 kv Potencia Aparente Nominal 3599 kva Potencia activa nominal 3000 kw Frecuencia nominal 50 Hz Zecuencia cero R p.u. Zecuencia cero X0 0.1 p.u. Resistencia estator Rs p.u. Mreactancia mag. Xm p.u. Reactancia estator Xs p.u. Resistencia rotor RrA p.u. Reactancia estator XrA p.u. Corriente de rotor bloqueado (IIr/In) 2.25 p.u. R/X de roto bloqueado p.u. Tabla 7: Datos Cables Media Tensión Cables de Media Tensión (1) Tipo (cable aislado) Sección Voltaje nominal Corriente nominal (subt.) Corriente nominal (aéreo) Frecuencia nominal Resistencia R1 (20 ºC) Reactancia X1 Resistencia R0 (20 ºC) Reactancia X0 XLPE Al 500 kcm 15 kv ka 1 ka 50 Hz Ω/km Ω/km 0.42 Ω/km Ω/km 19

20 Cables de Media Tensión (2) Tipo (cable aislado) XLPE Al Sección 1000 kcm Voltaje nominal 15 kv Corriente nominal (subt.) 0.65 ka Corriente nominal (aéreo) 1 ka Frecuencia nominal 50 Hz Resistencia R1 (20 ºC) Ω/km Reactancia X Ω/km Resistencia R0 (20 ºC) 0.26 Ω/km Reactancia X Ω/km Cables de Media Tensión (3) Tipo (cable aislado) XLPE Al Sección 1250 kcm Voltaje nominal 15 kv Corriente nominal (subt.) 0.8 ka Corriente nominal (aéreo) 1 ka Frecuencia nominal 50 Hz Resistencia R1 (20 ºC) Ω/km Reactancia X Ω/km Resistencia R0 (20 ºC) Ω/km Reactancia X0 0.4 Ω/km Cables de Media Tensión (4) Tipo (cable desnudo) LA-180 Sección (total) 182 mm2 Voltaje nominal 15 kv Corriente nominal (subt.) --- Corriente nominal (aéreo) ka Frecuencia nominal 50 Hz Resistencia R1 (20 ºC) Ω/km Reactancia X Ω/km Resistencia R0 (20 ºC) Ω/km Reactancia X Ω/km 20

21 Tabla 8: Datos Transformador de poder Datos Transformador de poder Tipo de transformador 2 enrollados Potencia nominal 50 MVA Tensión 220/12 kv Tipo de conexión YNd11 R1 0,00392 p.u. X1 0, p.u. R0 0,0 p.u. X0 0,06 p.u. Corriente en vacío 0,08 % Pérdidas en vacío 23,5 kw (a 100% de voltaje primario; 220/12 kv) Cambiador de Tap lado AT Taps ± 10 x 1,25 % (bajo carga Tabla 9: Datos Línea de Transmisión Datos Transform ador de Poder Línea de transmisión T ipo de transformador 2 enrollados Tipo AAAC Flint Potencia nominal 50 MVA Sección 375 mm2 T ensión 220/12 kv Largo 6.4 km Voltaje nominal T ipo de conexión 220 kv YNd11 Corriente nominal R ka p.u. Frecuencia nominal X1 50 Hz p.u. Resistencia R1 (20º C) R Ohm/km 0 p.u. Reactancia X1 X Ohm/km 0.06 p.u. Resistencia R0 Corriente en vacío Ohm/km 0.08 % Reactancia X0 Pérdidas en vacío Ohm/km kw Cambiador de Tap lado AT Taps ± 11 x 1.25% (bajo carga) 21

22 4 CONSIDERACIONES 4.1 Supuestos Y Simplificaciones El cálculo de las corrientes de cortocircuito efectuado para realizar este informe, está basado en el procedimiento DO nombrado anteriormente, en el cual se exige realizar dicho cálculos considerando los siguientes supuestos y simplificaciones: Durante el tiempo de duración del cortocircuito no existe cambio en el tipo de cortocircuito, esto es, un cortocircuito trifásico permanece trifásico y un cortocircuito monofásico permanece monofásico durante todo el tiempo del cortocircuito. Durante el tiempo de duración del cortocircuito, no existen cambios topológicos en la red. La impedancia de los transformadores es referida a la posición nominal del cambiador de tomas. No obstante, el cálculo de corrientes de cortocircuito debe considerar un factor de corrección que represente a la posición del cambiador de tomas que de origen a la menor impedancia de cortocircuito. Las magnitudes de la resistencia del arco de cortocircuito y de la impedancia de falla se consideran despreciables. No se consideran: las capacitancias de las líneas, las admitancias shunt y las cargas estáticas (no-rotatorias), excepto las correspondientes a la red de secuencia cero del sistema. El tiempo mínimo de separación de los contactos de un interruptor a considerar será de 40 milisegundos. Dicho valor, está constituido por la suma del tiempo de operación del relé más rápido que actúa sobre el trip del interruptor y del tiempo de inicio de la separación de sus contactos. 22

23 4.2 diciones Para realizar el cálculo de las corrientes de cortocircuito, es necesario contemplar las siguientes condiciones, en base a lo estipulado en el procedimiento DO. La tensión pre - falla es igual a C veces la tensión nominal, donde C es un factor de tensión, el cual depende de la tensión, de acuerdo a la Norma IEC Tabla 10: Factor de Tensión C. (Norma IEC ) Tensión Nominal Factor de Tensión C 230 [V] [V] [kv] < Vn 1 [kv] 1,05 1 [kv] Vn 1,1 La resistencia de las líneas aéreas y cables es considerada para una temperatura de 20 ºC o en su defecto, las correspondientes resistencias disponibles en la base de datos de las instalaciones del CDEC - SIC que emplean en el cálculo de flujos de potencia. 4.3 Capacidades De Ruptura Las capacidades de ruptura simétrica (I SC ), asimétrica (I SCAsy ) y de cierre contra falla (i pnom ) de los equipos aledaños a la central, fueron obtenidas de la página del CDEC-SIC. La capacidad de ruptura asimétrica, de los equipos que no se encontró en la página del CDEC-SIC, se calculó de acuerdo a lo expuesto en las consideraciones. 23

24 Tabla 11: Capacidad de Ruptura de los Equipos Analizados Nivel de Capacidad de Ruptura Ubicación Paño del Equipo Tensión Simétrica Asimet. Peak [kv] Ib [ka] Iasy [ka] Ip [ka] Canela II JT Los Espinos (*) Las Palmas J2 J3 J4 J6 J7 J8 JS Las Palmas J9 (P. Palmeras) ,5 31,5 100 Las Palmas JT1 (Canela I) Los Vilos J1 J2 J3 J4 JS Nogales J1 J2 J3 J4 JJ5 J6 J7 J8 J9 J10 J11 J Pan de Azúcar J1 J2 J3 J4 JT3 JT4 JT5 JT6 JS Pan de Azúcar JR Pan de Azúcar J Pan de Azúcar JCES Pan de Azúcar J Punta Palmeras J Tap MR J Tap Talinay JL J1 220 S/I S/I S/I Totoral JT ,5 31,5 82 Punta Palmeras Trafo. Lado BT 12 31,5 31,5 80 (*) En central Los Espinos no existe interruptor en el lado de 220 [kv] del transformador de poder de dicha subestación. S/I: información. Solamente la capacidad de un interruptor no pudo ser encontrada tras la búsqueda realizada, el tap-off Talinay. embargo, como se mostrará más adelante, la corriente de cortocircuito a la que es sometido este interruptor es bastante menor que la capacidad mínima de ruptura para un equipo de 220 kv. El equipo de menor capacidad disponible en el mercado está especificado para Ib = 31,5 ka Iasy = 31,5 ka Ip = 80,0 ka Más aún el efecto de la incorporación de la central es escaso, tal como se verá en la sección 6. 24

25 5 NORMA TÉCNICA DE SEGURIDAD Y CALIDAD DE SERVICIO El procedimiento en el cual se basó este estudio de cortocircuito, cumple con lo dispuesto en la Norma Técnica de Seguridad y Calidad de Servicio, en adelante NT de SyCS. En esta norma, de acuerdo a los artículos 1-4, 1-5 y 2-7, todas sus disposiciones son aplicables a las nuevas instalaciones de la ral en estudio, tanto en los aspectos de diseño de las instalaciones que la interconectan al SIC, como en cuanto a las condiciones de operación y su correspondiente coordinación operativa con el CDEC - SIC. Los estudios desarrollados permiten la verificación del cumplimiento de aquellos aspectos que tienen relación con las condiciones de operación de la nueva instalación con el resto del SIC. Enmarcado en las exigencias generales del capítulo 3 de la NT de SyCS, el Art. 3-3 dispone que las instalaciones de unidades generadoras que operen en sincronismo y las instalaciones del Sistema de Transmisión deben cumplir con ciertas exigencias mínimas y condiciones básicas. Entre éstas se encuentra que las instalaciones nombradas con anterioridad deberán soportar al menos el máximo nivel de corriente de cortocircuito existente en cada punto del SI. Las condiciones y la forma en que se calcule el máximo nivel de corriente de cortocircuito se establecen en el Procedimiento DO TÉRMINOS Y CONDICIONES DEL CÁLCULO DE CORRIENTES DE CORTOCIRCUITO PARA LA VERIFICACIÓN DEL DIMENSIONAMIENTO DE INTERRUPTORES EN EL SIC. 25

26 6 NIVELES DE CORTOCIRCUITO Este estudio de cortocircuitos verificará el dimensionamiento de los equipos cercanos a la central, debiendo tener estos la capacidad de ruptura suficiente para soportar los nuevos niveles de cortocircuito tras la incorporación de la potencia que generará la central en estudio. Para esto, los equipos deberán ser capaces de soportar tanto la corriente de cortocircuito que se establezca a través de estos durante el tiempo de despeje de la falla, como la máxima corriente de cortocircuito de cierre contra falla, ya sea por cierre de operación normal o por cierre con reconexión automática. Además deberán tener la capacidad de interrumpir la máxima corriente de cortocircuito, que se establezca a través de estos, de acuerdo con su ubicación en la red y la localización de la falla. Este estudio se realiza en base a las exigencias establecidas en el Procedimiento DO, el cual está en conformidad a la NT de SyCS. Los criterios y supuestos utilizados en éste, emplean como referencia las normas y estándares IEC (2001), IEC (2000) e IEC (2001). En este procedimiento se indica que el equipo debe ser capaz de interrumpir, bajo condiciones de uso y comportamiento establecidas en la norma IEC , cualquier corriente de cortocircuito hasta su corriente de cortocircuito de interrupción nominal (ISC), que contenga cualquier componente de corriente alterna hasta su valor nominal y, asociada con cualquier porcentaje de la componente de corriente continua hasta el valor especificado. Lo anterior debido a que esta corriente es caracterizada por dos valores: el valor r.m.s. de la componente de corriente alterna, y el porcentaje de la componente de corriente continua. embargo, cabe destacar que si la componente de corriente continua no excede el 20%, la corriente de interrupción nominal se determinará sólo por el valor r.m.s. de la componente de corriente alterna. Además, el equipo debe ser capaz de soportar la máxima corriente de cortocircuito dada durante el primer ciclo de la corriente de cortocircuito. La capacidad de esta corresponderá a la corriente de cortocircuito máxima nominal de dicho interruptor/desconectador. Las corrientes de cortocircuito deberán ser determinadas para fallas trifásicas (3Φ), bifásicas aisladas (2Φ), bifásicas a tierra (2Φ-T) y monofásicas a tierra (1Φ-T). En cada una de ellas se determinarán las componentes simétrica inicial r.m.s., Ikss [ka], simétrica, Ib [ka], y asimétrica de interrupción IbAsy [ka] (ambas r.m.s y evaluadas en el instante de 40 milisegundos después de iniciada la falla), corriente de cortocircuito 26

27 máxima instantánea (peak), correspondiente a la corriente de cierre contra falla, ip [ka] y la corriente de cortocircuito en régimen permanente r.m.s., Ik [ka]. De las componentes de las corrientes de cortocircuito expuestas anteriormente, se deberá determinar el mayor valor de cada una de ellas, considerando todas las fallas calculadas, con las que posteriormente se comparará la capacidad de ruptura existente en cada equipo estudiado, y con esto verificar si éste es capaz de soportar los nuevos niveles de cortocircuito debidos a la nueva generación incorporada al sistema. El cálculo de los niveles de cortocircuito se realizó en las barras de la central, de la subestación Las Palmas, y en las barras aledañas esta, en distintos niveles de tensión. El respaldo gráfico de cada una de las simulaciones, se muestran en los Anexos 1 al 8. 27

28 6.1 Corrientes de Cortocircuito Simétrica Inicial Ikss [ka] A continuación se presentan las corrientes de cortocircuito simétrica inicial para fallas de tipo trifásico, bifásico aislado, bifásico a tierra y monofásico a tierra, en los puntos analizados, con la central y sin la central. Se determina el mayor nivel obtenido de esta en cada punto. Tabla 12: Corrientes de Cortocircuito Simétrica Inicial Ikss [ka] Subestación Tens [kv] Cortocircuito 1f Cortocircuito 2f Cortocircuito 2ft Cortocircuito 3f Canela II 220 7,34 6,91 5,27 5,07 6,81 6,40 6,10 5,86 7,34 6,22 Los Espinos 220 6,83 6,75 7,03 6,92 7,44 7,32 8,16 8,04 8,16 1,49 Las Palmas 220 7,76 7,22 5,61 5,38 7,22 6,73 6,49 6,22 7,76 7,48 Los Vilos 220 7,66 7,55 8,03 7,88 8,49 8,34 9,32 9,15 9,32 1,86 Nogales ,39 21,36 25,92 25,85 27,61 27,54 29,80 29,72 29,80 0,27 Pan de Azucar 220 6,68 6,63 5,21 5,15 6,14 6,08 6,00 5,93 6,68 0,75 Punta Palmeras 220 6, , , , , Tap MR 220 6,62 6,45 4,37 4,25 6,38 6,21 5,05 4,91 6,62 2,64 Tap Talinay 220 5,90 5,79 3,89 3,80 5,69 5,59 4,49 4,40 5,90 1,90 Totoral 220 7,69 7,16 5,59 5,36 7,16 6,68 6,46 6,20 7,69 7,40 Punta Palmeras 12 0, , , , , I k Máx Varió I K [%] De los valores expuestos en la tabla, se determinaron los mayores valores de corriente de cortocircuito simétrica inicial en cada punto analizado, considerando el sistema con la inyección de potencia de la central. 28

29 6.2 Corrientes de Cortocircuito Simétrica de Interrupción r.m.s Ib [ka] A continuación se presentan las corrientes de cortocircuito simétrica de interrupción r.m.s., evaluada en el instante de 40 [ms] después de iniciada la falla, para fallas de tipo trifásico, bifásico aislado, bifásico a tierra y monofásico a tierra, en los puntos analizados, con la central y sin la central. Se determina el mayor nivel obtenido de esta en cada punto. Tabla 13: Corrientes de Cortocircuito Simétrica de Interrupción r.m.s. Ib [ka] Subestación Tens [kv] Cortocircuito 1f Cortocircuito 2f Cortocircuito 2ft Canela II 220 7,34 6,91 5,27 5,07 6,81 6,40 6,08 5,85 7,34 6,22 Los Espinos 220 6,83 6,75 7,03 6,92 7,44 7,32 8,14 8,01 8,14 1,62 Las Palmas 220 7,76 7,22 5,61 5,38 7,22 6,73 6,47 6,21 7,76 7,48 Los Vilos 220 7,66 7,55 8,03 7,88 8,49 8,34 9,29 9,12 9,29 1,86 Nogales ,39 21,36 25,92 25,85 27,61 27,54 29,69 29,61 29,69 0,27 Pan de Azucar 220 6,68 6,63 5,21 5,15 6,14 6,08 5,99 5,92 6,68 0,75 Punta Palmeras 220 6, , , , , Tap MR 220 6,62 6,45 4,37 4,25 6,38 6,21 5,04 4,91 6,62 2,64 Tap Talinay 220 5,90 5,79 3,89 3,80 5,69 5,59 4,49 4,40 5,90 1,90 Totoral 220 7,69 7,16 5,59 5,36 7,16 6,68 6,45 6,19 7,69 7,40 Punta Palmeras 12 0, , , , , Cortocircuito 3f Ib Máx Varió Ib [%] De los valores expuestos en la tabla se han determinado los mayores valores de corriente de cortocircuito simétrica de interrupción, evaluada en el instante de 40 [ms] después de iniciada la falla, en cada punto analizado, considerando el sistema con la inyección de potencia de la central. 29

30 6.3 Corrientes de Cortocircuito Asimétrica de Interrupción r.m.s IbAsy [ka] A continuación se presentan las corrientes de cortocircuito asimétrica de interrupción r.m.s., evaluada en el instante de 40 [ms] después de iniciada la falla, para fallas de tipo trifásico, bifásico aislado, bifásico a tierra y monofásico a tierra, en los puntos analizados, con la central y la central. Se determina el mayor nivel obtenido de esta en cada punto. Tabla 14: Corrientes de Cortocircuito Asimétrica de Interrupción r.m.s. IbAsy [ka] Subestación Tens [kv] Cortocircuito 1f Cortocircuito 2f Cortocircuito 2ft Canela II 220 7,39 6,95 5,31 5,10 6,86 6,44 6,12 5,89 7,39 6,33 Los Espinos 220 6,90 6,82 7,10 6,99 7,52 7,39 8,22 8,09 8,22 1,67 Las Palmas 220 7,82 7,26 5,65 5,41 7,28 6,77 6,52 6,25 7,82 7,65 Los Vilos 220 7,74 7,63 8,12 7,96 8,58 8,43 9,39 9,21 9,39 1,93 Nogales ,12 23,09 28,01 27,94 29,84 29,77 32,09 32,01 32,09 0,25 Pan de Azucar 220 6,72 6,67 5,24 5,18 6,17 6,11 6,02 5,95 6,72 0,77 Punta Palmeras 220 6, , , , , Tap MR 220 6,66 6,48 4,40 4,27 6,42 6,24 5,07 4,94 6,66 2,70 Tap Talinay 220 5,93 5,82 3,91 3,82 5,72 5,62 4,51 4,42 5,93 1,94 Totoral 220 7,75 7,20 5,63 5,39 7,21 6,72 6,50 6,23 7,75 7,52 Punta Palmeras 12 0, , , , , Cortocircuito 3f Iasi Máx Varió Iasi [%] De los valores expuestos en la tabla se han determinado los mayores valores de corriente de cortocircuito asimétrica de interrupción, evaluada en el instante de 40 [ms] después de iniciada la falla, en cada punto analizado, considerando el sistema con la inyección de potencia de la central. 30

31 6.4 Corrientes de Cortocircuito Máxima Instantánea (peak) ip [ka] A continuación se presentan las corrientes de cortocircuito máxima instantánea (peak), considerada para el cierra contra falla, para fallas de tipo trifásico, bifásico aislado, bifásico a tierra y monofásico a tierra, en los puntos analizados, con la central y sin la central. Se determina el mayor nivel obtenido de esta en cada punto. Tabla 15: Corrientes de Cortocircuito Máxima Instantánea (peak) ip [ka] Subestación Tens [kv] Cortocircuito 1f Cortocircuito 2f Cortocircuito 2ft Cortocircuito 3f Canela II ,22 15,18 11,65 11,13 15,07 14,05 13,47 12,88 16,22 6,85 Los Espinos ,32 15,12 15,78 15,51 16,69 16,41 18,32 18,01 18,32 1,72 Las Palmas ,17 15,87 12,42 11,83 15,99 14,79 14,36 13,68 17,17 8,19 Los Vilos ,23 16,95 18,07 17,69 19,12 18,72 20,97 20,54 20,97 2,09 Nogales ,91 52,85 64,11 63,96 68,29 68,14 73,72 73,54 73,72 0,24 Pan de Azucar ,64 14,50 11,41 11,26 13,44 13,30 13,14 12,97 14,64 0,97 Punta Palmeras , , , , , Tap MR ,54 14,11 9,59 9,29 14,00 13,57 11,08 10,73 14,54 3,05 Tap Talinay ,91 12,62 8,50 8,30 12,46 12,20 9,82 9,58 12,91 2,30 Totoral ,03 15,74 12,36 11,78 15,85 14,68 14,30 13,63 17,03 8,20 Punta Palmeras 12 0, , , , , Ip Máx Varió Ip [%] De los valores expuestos en la tabla se han determinado los mayores valores de corriente de cortocircuito máxima instantánea (peak), considerada para el cierra contra falla, en cada punto analizado, considerando el sistema con la inyección de potencia de la central. 31

32 6.5 Corrientes de Cortocircuito en Régimen Permanente Ik [ka] A continuación se presentan las corrientes de cortocircuito en régimen permanente, para fallas de tipo trifásico, bifásico aislado, bifásico a tierra y monofásico a tierra, en los puntos analizados, con la central y sin la central. Se determina el mayor nivel obtenido de esta en cada punto. Tabla 16: Corrientes de Cortocircuito en Régimen Permanente Ik [ka] Subestación Tens [kv] Cortocircuito 1f Cortocircuito 2f Cortocircuito 2ft Cortocircuito 3f Canela II 220 7,34 6,91 5,27 5,07 6,81 6,40 6,10 5,86 7,34 6,22 Los Espinos 220 6,83 6,75 7,03 6,92 7,44 7,32 8,16 8,04 8,16 1,49 Las Palmas 220 7,76 7,22 5,61 5,38 7,22 6,73 6,49 6,22 7,76 7,48 Los Vilos 220 7,66 7,55 8,03 7,88 8,49 8,34 9,32 9,15 9,32 1,86 Nogales ,39 21,36 25,92 25,85 27,61 27,54 29,80 29,72 29,80 0,27 Pan de Azucar 220 6,68 6,63 5,21 5,15 6,14 6,08 6,00 5,93 6,68 0,75 Punta Palmeras 220 6, , , , , Tap MR 220 6,62 6,45 4,37 4,25 6,38 6,21 5,05 4,91 6,62 2,64 Tap Talinay 220 5,90 5,79 3,89 3,80 5,69 5,59 4,49 4,40 5,90 1,90 Totoral 220 7,69 7,16 5,59 5,36 7,16 6,68 6,46 6,20 7,69 7,40 Punta Palmeras 12 0, , , , , Ik Máx Varió Ik [%] De los valores expuestos en la tabla se han determinado los mayores valores de corriente de cortocircuito en régimen permanente, en cada punto analizado, considerando el sistema con la inyección de potencia de la central. 32

33 6.6 Mayores Niveles de las Corrientes de Cortocircuito A continuación se presentan los mayores niveles de las corrientes de cortocircuito expuestas anteriormente, correspondientes a las capacidades de ruptura requeridas por cada interruptor/desconectador. Las cuales posteriormente serán comparadas con las capacidades existentes en cada uno de estos. Tabla 17: Mayores Niveles de las Corrientes de Cortocircuito [ka] ral conectada Subestación Tens [kv] Ib [ka] Mayor. Mayores Corrientes de cortocircuito calculadas y su variación en los casos con y sin Proyecto Ib [ka] Mayor. Varió Ib [%] IbAsy [ka] Mayor. IbAsy [ka] Mayor. Varió IbAsy [%] Ip [ka] Mayor. Ip [ka] Mayor. Varió Ip [%] Ik [ka] Mayor. Ik [ka] Mayor. Nogales ,61 29,69 0,27 32,01 32,09 0,25 73,54 73,72 0,24 29,72 29,80 0,27 Pan de Azucar 220 6,63 6,68 0,75 6,67 6,72 0,77 14,50 14,64 0,97 6,63 6,68 0,75 Los Espinos 220 8,01 8,14 1,62 8,09 8,22 1,67 18,01 18,32 1,72 8,04 8,16 1,49 Los Vilos 220 9,12 9,29 1,86 9,21 9,39 1,93 20,54 20,97 2,09 9,15 9,32 1,86 Tap Talinay 220 5,79 5,90 1,90 5,82 5,93 1,94 12,62 12,91 2,30 5,79 5,90 1,90 Tap MR 220 6,45 6,62 2,64 6,48 6,66 2,70 14,11 14,54 3,05 6,45 6,62 2,64 Canela II 220 6,91 7,34 6,22 6,95 7,39 6,33 15,18 16,22 6,85 6,91 7,34 6,22 Totoral 220 7,16 7,69 7,40 7,20 7,75 7,52 15,74 17,03 8,20 7,16 7,69 7,40 Las Palmas 220 7,22 7,76 7,48 7,26 7,82 7,65 15,87 17,17 8,19 7,22 7,76 7,48 Punta Palmeras , , , , Punta Palmeras , , , , Varió Ik [%] De la Tabla 17 se observa que en las siguientes SS/EE, el aumento de la corriente de cortocircuito es inferior al 3% Nogales Pan de Azúcar Los Espinos Los Vilos Tap Talinay Tap Monte Redondo De este modo, el mayor efecto relativo de la incorporación de la central Punta Palmeras se observa, además de en la S/E Las palmas, hasta las Subestaciones Totoral y Canela II con un aumento de alrededor de un 7,5 %. 33

34 6.7 Capacidad de Ruptura En base al procedimiento, se verifica el adecuado dimensionamiento de los equipos, al corroborar que estos satisfacen ciertas condiciones, las que se exponen a continuación. Esto sujeto a las mayores corrientes de cortocircuito determinadas. La capacidad de ruptura simétrica nominal del interruptor, deberá ser mayor que la corriente de cortocircuito simétrica de interrupción que se establezca a través de éste, en el instante de 40 milisegundos después de iniciado el cortocircuito (I b ). La capacidad de ruptura asimétrica del interruptor, deberá ser mayor que la corriente de cortocircuito de interrupción asimétrica que se establezca a través de éste, en el instante de 40 milisegundos después de iniciado el cortocircuito (I basy ). La capacidad de cierre contra cortocircuito nominal del interruptor, deberá ser mayor que la corriente de cortocircuito máxima instantánea (peak), que se establezca a través de éste (i p ). La corriente de cortocircuito de duración nominal del interruptor dada por el (I 2 t) de diseño, deberá ser mayor que el (I 2 k t) correspondiente a la corriente de cortocircuito en régimen permanente para un período de operación de la primera protección de respaldo. A continuación, en la siguiente tabla, se presentan las comparaciones entre las capacidades existentes y las requeridas, de acuerdo a lo estipulado anteriormente, para así verificar el correcto dimensionamiento de los equipos asociados a cada punto. 34

35 Tabla 18: Comparación entre el valor de Ib máximo obtenido con el existente para cada interruptor Subestación S/I: información Tensión [kv] (*): En central Los Espinos no existe interruptor en el lado de 220 [kv] del transformador de poder. Paño Ib Mayor Obtenido [KA] Cap. de Rupt. Sim. Exist. [KA] Canela II 220 JT 7,34 50 Los Espinos (*) , Las Palmas 220 J2 J3 J4 J6 J7 J8 JS 7,76 40 Las Palmas 220 J9 (P. Palmeras) 7,76 31,5 Las Palmas 220 JT1 (Canela I) 7,76 40 Los Vilos 220 J1 J2 J3 J4 JS 9,29 40 Nogales 220 J1 J2 J3 J4 JJ5 J6 J7 J8 J9 J10 J11 J12 29,69 40 Pan de Azúcar 220 J1 J2 J3 J4 JT3 JT4 JT5 JT6 JS 6,68 40 Pan de Azúcar 220 JR 6,68 40 Pan de Azúcar 220 J7 6,68 40 Pan de Azúcar 220 JCES 6,68 40 Pan de Azúcar 220 J7 6,68 40 Punta Palmeras 220 J1 6,60 40 Tap MR 220 J1 6,62 32 Tap Talinay 220 JL J1 5,90 S/I Totoral 220 JT2 7,69 31,5 Punta Palmeras 12 Trafo. Lado BT 24,63 31,5 Tabla 19: Comparación entre el valor de IbAsy máximo obtenido con el existente para cada interruptor Subestación S/I: información Tensión [kv] Paño Iasi Mayor Obtenido [KA] Cap. de Rupt. Asim. Exist. [KA] Canela II 220 JT 7,39 59 Los Espinos (*) , Las Palmas 220 J2 J3 J4 J6 J7 J8 JS 7,82 40 Las Palmas 220 J9 (P. Palmeras) 7,82 31,5 Las Palmas 220 JT1 (Canela I) 7,82 40 Los Vilos 220 J1 J2 J3 J4 JS 9,39 44 Nogales 220 J1 J2 J3 J4 JJ5 J6 J7 J8 J9 J10 J11 J12 32,09 46 Pan de Azúcar 220 J1 J2 J3 J4 JT3 JT4 JT5 JT6 JS 6,72 44 Pan de Azúcar 220 JR 6,72 48 Pan de Azúcar 220 J7 6, Pan de Azúcar 220 JCES 6,72 51 Pan de Azúcar 220 J7 6, Punta Palmeras 220 J1 6,64 40 Tap MR 220 J1 6,66 40 Tap Talinay 220 JL J1 5,93 S/I Totoral 220 JT2 7,75 31,5 Punta Palmeras 12 Trafo. Lado BT 28,88 31,5 (*): En central Los Espinos no existe interruptor en el lado de 220 [kv] del transformador de poder. 35

36 Tabla 20: Comparación entre el valor de Ip máximo obtenido con el existente para cada interruptor Subestación S/I: información Tensión [kv] Paño Ip Mayor Obtenido [KA] Cap. de Cierre en C. Ccto. Exist. [KA] Canela II 220 JT 16, Los Espinos (*) , Las Palmas 220 J2 J3 J4 J6 J7 J8 JS 17, Las Palmas 220 J9 (P. Palmeras) 17, Las Palmas 220 JT1 (Canela I) 17, Los Vilos 220 J1 J2 J3 J4 JS 20, Nogales 220 J1 J2 J3 J4 JJ5 J6 J7 J8 J9 J10 J11 J12 73, Pan de Azúcar 220 J1 J2 J3 J4 JT3 JT4 JT5 JT6 JS 14, Pan de Azúcar 220 JR 14, Pan de Azúcar 220 J7 14, Pan de Azúcar 220 JCES 14, Pan de Azúcar 220 J7 14, Punta Palmeras 220 J1 14, Tap MR 220 J1 14,54 79 Tap Talinay 220 JL J1 12,91 S/I Totoral 220 JT2 17,03 82 Punta Palmeras 12 Trafo. Lado BT 64,00 80 (*): En central Los Espinos no existe interruptor en el lado de 220 [kv] del transformador de poder. Tabla 21: Comparación entre el valor de Ik máximo obtenido con el existente para cada interruptor Subestación S/I: información Tensión [kv] Paño Ik Mayor Obtenido [KA] Capacidad de ruptura permanente [KA] Canela II 220 JT 7,34 50 Los Espinos (*) , Las Palmas 220 J2 J3 J4 J6 J7 J8 JS 7,76 40 Las Palmas 220 J9 (P. Palmeras) 7,76 31,5 Las Palmas 220 JT1 (Canela I) 7,76 40 Los Vilos 220 J1 J2 J3 J4 JS 9,32 40 Nogales 220 J1 J2 J3 J4 JJ5 J6 J7 J8 J9 J10 J11 J12 29,80 40 Pan de Azúcar 220 J1 J2 J3 J4 JT3 JT4 JT5 JT6 JS 6,68 40 Pan de Azúcar 220 JR 6,68 40 Pan de Azúcar 220 J7 6,68 40 Pan de Azúcar 220 JCES 6,68 40 Pan de Azúcar 220 J7 6,68 40 Punta Palmeras 220 J1 6,60 40 Tap MR 220 J1 6,62 32 Tap Talinay 220 JL J1 5,90 S/I Totoral 220 JT2 7,69 31,5 Punta Palmeras 12 Trafo. Lado BT 24,83 31,5 (*): En central Los Espinos no existe interruptor en el lado de 220 [kv] del transformador de poder. 36

37 Las Tabla 18 a la Tabla 21 muestran que todos los interruptores en evaluación, considerando el sistema con la central conectada, y sin ella, no superan las capacidades existentes de los equipos analizados. Lo anterior determina que los equipos estudiados están adecuadamente dimensionados para operar en el sistema, ya que satisfacen las condiciones exigidas por el procedimiento, con la nueva central conectada, por lo que no se requiere reemplazarlos. Solamente la capacidad de un interruptor no pudo ser encontrada tras la búsqueda realizada, el tap-off Talinay. embargo, la corriente de cortocircuito a la que es sometido este interruptor es bastante menor que la capacidad mínima de ruptura para cualquier equipo interruptor de 220 kv. En efecto, de acuerdo a la experiencia del consultor y tomando como antecedente la licitación para el interruptor 52J9 de Las Palmas, que corresponde al interruptor de Punta Palmeras, el equipo de menor capacidad disponible en el mercado está especificado para: Ib = 31,5 ka - (Talinay = 5,90 ka) Iasy = 31,5 ka - (Talinay = 5,93 ka) Ip = 80,0 ka - (Talinay = 12,91 ka) Al observar la comparación entre el interruptor con menor capacidad disponible en el mercado, esto para un nivel de tensión de 220 kv, y los niveles obtenidos para la corriente de cortocircuito en el Tap.off Talinay, se observa una holgura de más de 5 veces. 37

38 7 CONCLUSIONES Como se ha descrito a lo largo del informe, Acciona Energía S.A. requiere realizar estudios de cortocircuito para la central eólica Punta Palmeras, con el fin de determinar el comportamiento del SIC con el aporte de dicha ral. El análisis de los resultados del estudio de cortocircuitos permite concluir que al entrar en funcionamiento la central, esta no produce inconvenientes en el correcto funcionamiento del SIC. Esto debido a que los niveles de cortocircuito aumentan levemente considerando la incorporación de la central al SIC. Por otra parte, los niveles de cortocircuitos obtenidos en los puntos aledaños a las nuevas instalaciones de la central, no sobrepasan la capacidad de ruptura de los equipos estudiados, por lo que se concluye que no es necesario el cambio de dichos equipos. Se revisó la capacidad de los interruptores y desconectadores de las subestaciones cercanas. Los transformadores de corriente (saturación) serán revisados en otro estudio que se desarrolla paralelamente al presente informe. Respecto de las trampas de onda, será incorporado su análisis una vez que Transelec haya enviado la información de éstas. En el caso de la S/E Talinay, de acuerdo a la experiencia del consultor y tomando como antecedente la licitación para el interruptor 52J9 de Las Palmas que corresponde al interruptor de Punta Palmeras, el equipo de menor capacidad disponible en el mercado considerando un nivel de tensión de 220 kv, está especificado para: Ib = 31,5 ka - (Talinay = 5,90 ka) Iasy = 31,5 ka - (Talinay = 5,93 ka) Ip = 80,0 ka - (Talinay = 12,91 ka) Más aún, el efecto en el nivel de cortocircuito de la incorporación de la central es escaso en el caso de la S/E Talinay, presentando un aumento porcentual inferior al 2,3% de la corriente de cortocircuito. En base a estos antecedente, el consultor estima que queda demostrado que la incorporación de la S/E Punta Palmeras no afectará el funcionamiento normal de interruptores instalados en las cercanías de la subestación Punta Palmeras. Así también se comprueba el correcto dimensionamiento al interior del parque eólico Punta palmeras. 38

39 Finalmente, el resultado del estudio realizado indica que el comportamiento de las instalaciones de la central, cumple con las disposiciones establecidas en el procedimiento de la Dirección de Operación: Términos y condiciones de cálculo de corrientes de cortocircuito para la verificación del dimensionamiento de interruptores en el Sistema Interconectado ral. 39

40 8 ANEXO: RESULTADOS DE SIMULACIONES EN DIGSILENT PF 8.1 Anexo 1. central, Cortocircuito trifásico 8.2 Anexo 2. central, Cortocircuito bifásico a tierra 8.3 Anexo 3. central, Cortocircuito bifásico 8.4 Anexo 4. central, Cortocircuito monofásico a tierra 8.5 Anexo 5. central, Cortocircuito trifásico 8.6 Anexo 6. central, Cortocircuito bifásico a tierra 8.7 Anexo 7. central, Cortocircuito bifásico 8.8 Anexo 8. central, Cortocircuito monofásico a tierra 40