SUMINISTRO DE ENERGÍA EN 138 kv A EL PORVENIR Y ATACOCHA PROYECTO Nº ESTUDIO DE OPERATIVIDAD RESUMEN EJECUTIVO DEL PROYECTO EO-001

Transcripción

1 MAConsultoresS.A.C Nº EO-001 Rev. 0 APROBADO POR: Jefe de Proyecto Cliente Ing. Hubler Montes Milpo Andina Perú S.A.C. Revisión Hecho Por Descripción Fecha Revisado Aprobado 0 MG Emitido para aprobación del cliente 12/01/2016 H. Montes H. Montes COMENTARIOS DEL CLIENTE:

2 CONTENIDO 1.0 GENERALIDADES Antecedentes Ubicación Características eléctricas generales del proyecto DESCRIPCIÓN DE LAS INSTALACIONES PROYECTADAS Ampliación de la Subestación Paragsha II 138 kv LT- 1146, Línea de transmisión en 138 kv Subestación Milpo El Porvenir 138/50/10 kv, LT- 6576, Línea de transmisión 50 kv Milpo Nueva Chicrín LT-6575; Línea de transmisión en 50 kv Milpo C.H. Candelaria LT-6574, Línea de transmisión en 50 kv Milpo S.E. N Sistema de protección Sistema de comunicaciones CONCLUSIONES DE LOS ESTUDIOS ELECTRICOS Del Análisis de flujo de carga normal Del Análisis de flujo de carga en contingencia Del Análisis de Cortocircuito CONCLUSIONES DEL ESTUDIO DE COORDINACION DE PROTECCIONES PLANOS DOCUMENTOS ANEXOS... 12

3 1.0 GENERALIDADES ENCIA 1.1 Antecedentes Milpo Andina Perú S.A.C. ha iniciado el desarrollo de las obras del proyecto LT 138 kv Paragsha II Milpo y Subestaciones Asociadas que servirá para mejorar el sistema de suministro de energía eléctrica a las unidades mineras El Porvenir y Atacocha, ambas ubicadas en la provincia de Pasco. En la actualidad el proyecto está en la etapa final de compra de materiales y equipos y culminando la construcción de obras. El proyecto cuenta con Estudio de Pre Operatividad aprobado según comunicación COES/D/DP del En el EPO se determino que el punto de suministro de energía sería la barra de 138 kv de la subestación Paragsha II; desde esta subestación se construirá una línea de transmisión en 138 kv hasta las inmediaciones de la UM El Porvenir donde se construirá una subestación transformadora 138/50/10 kv. Desde las barras de 50 kv se dará suministro de energía las unidades mineras El Porvenir y Atacocha. 1.2 Ubicación La zona del proyecto se ubica en la sierra central del Perú, departamento y provincia de Pasco, distritos de: Simón Bolívar, Yanacancha y San Francisco de Yarusyacán. La altitud de la zona del proyecto está sobre los 4300 m.s.n.m. El acceso a la zona del proyecto es a través de la carretera Lima Huanuco, vía totalmente asfaltada y en buen estado de conservación. Por esta vía, a 325 Km de la ciudad de Lima se encuentra la subestación Paragsha II, punto de inicio del proyecto. Según información de SENAMHI las condiciones climáticas de la zona son: Altitud : 4300 m.s.n.m. Temperatura máxima promedio : 30 ºC Temperatura media anual : 10 ºC 2

4 Temperatura mínima promedio : -10 ºC Meses de lluvia : Noviembre a Marzo Clima : Seco lluvioso Geográficamente las instalaciones del proyecto se ubican en las coordenadas WGS 84 de la zona UTM 18: LT 1146: LINEA DE TRANSMISION 138 KV PARAGSHA II MILPO COORDENADAS WGS 84 Norte Este Subestación de Inicio Paragsha II 8,820, , Subestación de llegada Milpo 8,827, , LT 6574: LINEA DE TRANSMISION 50 KV MILPO SE N 3 COORDENADAS WGS 84 Norte Este Subestación de Inicio Milpo 8,827, , Subestación de llegada SE N 3 8,826, , LT 6575: LINEA DE TRANSMISION 50 KV MILPO C.H. CANDELARIA COORDENADAS WGS 84 Norte Este Subestación de Inicio Milpo 8,827, , Subestación de llegada Candelaria 8,826, , LT 6576: LINEA DE TRANSMISION 50 KV MILPO NUEVA CHICRIN COORDENADAS WGS 84 Norte Este Subestación de Inicio Milpo 8,827, , Subestación de llegada N. Chicrin 8,830, , SUBESTACION MILPO 138/50/10 KV VERTICE COORDENADAS WGS 84 Norte Este A 8,827, , B 8,827, , C 8,827, , D 8,827, ,

5 AMPLIACION SUBESTACION PARAGSHA II 138 KV PATIO DE CONEXIÓN VERTICE COORDENADAS WGS 84 Norte Este A 8,820, , B 8,820, , C 8,820, , D 8,820, , Características eléctricas generales del proyecto Nivel de aislamiento Para la selección de los aislamientos externos, se ha tomado en cuenta la altitud sobre el nivel de mar, donde se ubicarán las instalaciones proyectadas que son las siguientes: S. E. Milpo : 4300 m.s.n.m. Ampliación S.E. Paragsha II : 4300 m.s.n.m. Además se ha considerado el siguiente sistema de conexión a tierra: 138 kv : Neutro directamente puesto a tierra. 50 kv : Neutro directamente puesto a tierra. 10 kv : Neutro aislado. Niveles de Aislamiento Interno en aceite o gas (SF6) S. E. Milpo Tensión nominal kv Tensión máxima kv Clase de aislamiento kv ,5 12 Tensión de sostenimiento del aislamiento : al impulso tipo rayo BIL kv Pico a frecuencia industrial kv RMS Ampliación S.E. Paragsha II Tensión nominal kv 138 Tensión máxima kv 145 Clase de aislamiento kv 145 Tensión de sostenimiento del aislamiento : al impulso tipo rayo BIL kv Pico 650 a frecuencia industrial kv RMS 275 4

6 Niveles de Aislamiento Externo en aire S. E. Milpo Tensión nominal kv Tensión máxima kv Clase de aislamiento kv ,5 Tensión de sostenimiento del aislamiento : al impulso tipo rayo BIL kv Pico a frecuencia industrial kv RMS Ampliación S.E. Paragsha II Tensión nominal kv 138 Tensión máxima kv 145 Clase de aislamiento kv 170 Tensión de sostenimiento del aislamiento : al impulso tipo rayo BIL kv Pico 750 a frecuencia industrial kv RMS Nivel de Cortocircuito De acuerdo a los resultados de los análisis de cortocircuito para la zona del proyecto, y a las características de los equipos existentes se considera que los equipos e instalaciones a ser diseñados deberán soportar los siguientes valores mínimos de cortocircuito: S. E. Milpo 138 kv 50 kv 10 kv Capacidad nominal de interrupción (ka RMS simétrico) : 31, Capacidad de sostenimiento, 3 segundos (ka RMS) : Capacidad momentánea de sostenimiento (ka pico) : Ampliación S.E. Paragsha II 138 kv Capacidad nominal de interrupción (ka RMS simétrico) : 31,5 Capacidad de sostenimiento, 3 segundos (ka RMS) : 80 Capacidad momentánea de sostenimiento (ka pico) : DESCRIPCIÓN DE LAS INSTALACIONES PROYECTADAS El esquema eléctrico proyectado considera que el suministro de energía será desde la barra de 138 kv de la subestación Paraghsa II; desde donde se construirá una línea de transmisión en 138 kv hasta la subestación proyectada 5

7 Milpo, que se ubicará en la Unidad Minera El Porvenir; esta subestación será de 138/50/10 kv. Desde las barras de 50 kv de esta nueva subestación se dará suministro de energía a las unidades mineras El Porvenir y Atacocha. En el plano Nº , se muestra el diagrama unifilar con las instalaciones consideradas en el proyecto que son las siguientes: Ampliación de la subestación Paragsha II 138 kv Línea de transmisión 138 kv S.E. Paragsha II S.E. Milpo Subestación Milpo 138/50/10 kv Línea de transmisión 50 kv, S.E. Milpo S.E. Nueva Chicrín (UM Atacocha) Línea de transmisión 50 kv, S.E. Milpo C.H. Candelaria Línea de transmisión 50 kv, S.E. Milpo S.E. N 3 (UM El Porvenir) 2.1 Ampliación de la Subestación Paragsha II 138 kv Será un módulo de salida línea en 138 kv, a conectarse con las barras existentes. Al costado nor oeste de la bahía de salida de la línea a Uchucchacua, se construirá un módulo de salida de línea con equipo convencional. La conexión con la línea aérea, hacia la S.E. Milpo, será con cable subterráneo en ductos embebidos en concreto que cruzará el patio de llaves de 220 kv. 2.2 LT- 1146, Línea de transmisión en 138 kv Será simple terna, de 12,57 Km, desde la SE Paragsha II hasta la S.E. Milpo, que estará ubicada en la UM El Porvenir. Esta línea será con estructuras metálicas tipo celosía y conductor de AAAC 240 mm2. La capacidad de la línea esta prevista para 50 MVA en condiciones normales de operación. 2.3 Subestación Milpo El Porvenir 138/50/10 kv, Será una subestación del tipo GIS, encapsulado en gas SF6. Las características básicas de esta subestación serán: En 138 kv será un sistema GIS, simple barra, tipo interior; con una bahía de salida de línea y dos de transformación En 50 kv será un sistema GIS, simple barra, tipo interior; con 03 módulos de salidas de línea y dos de transformación. 10 kv será una tensión de distribución, para atender los SS AA propios de la subestación Milpo 6

8 Además se instalará un Transformador 138/50 kv, 20/25 MVA (ONAN/ONAF) con cambiador de tomas bajo carga. Para el segundo semestre del año 2016 se prevé instalar el segundo transformador. En el edificio de control se instalarán los tableros de control y servicios auxiliares. 2.4 LT- 6576, Línea de transmisión 50 kv Milpo Nueva Chicrín Será una línea de transmisión en 50 kv, entre la futura S.E. Milpo y la subestación existente Nueva Chicrín (UM Atacocha). Será simple terna de Km, compuesto de 03 tramos: Primer tramo de 2.94 Km. Será de AAAC 120 mm2; un tramo de 0.8 Km., estará montada sobre un juego de ménsulas de estructuras metálicas de doble terna 50 kv. (En este tramo las estructuras de 50 kv serán para dos ternas y serán compartidas entre las: LT y LT-6575). Otro tramo de 1.14 Km., estará montada sobre estructuras existentes del tramo SE N 3 C.H. Candelaria, que serán remodeladas para ser usadas como estructuras metálicas de doble terna. (Al igual que el caso anterior las líneas: LT-6576 y LT-6575 compartirán las estructuras doble terna remodeladas) Para el segundo tramo de 6.1 Km. Se utilizará un tramo de la línea existente entre la SE Paragsha I y la SE Nueva Chicrin, este tramo es con conductor de AAAC 53.5 mm2. Para el ultimo tramo de 1.0 Km. Se utilizará el tramo existente de llegada a la SE Nueva Chicrin, este tramo es con conductor de AAAC 120 mm LT-6575; Línea de transmisión en 50 kv Milpo C.H. Candelaria Será una línea de transmisión en 50 kv, entre la futura S.E. Milpo y la C.H. Candelaria. Será simple terna compuesta de 02 tramos: Primer tramo de 2.94 Km. Será de AAAC 120 mm2; un tramo de 0.8 Km., estará montada sobre un juego de mensulas de estructuras metálicas de doble terna 50 kv. (En este tramo las estructuras de 50 kv serán para dos ternas y serán compartidas entre las líneas: LT y LT-6575). Otro tramo de 1.14 Km., estará montada sobre estructuras existentes del tramo SE N 3 C.H. Candelaria, que serán remodeladas para ser usadas como estructuras metálicas de doble terna. (Al igual que el caso anterior las líneas: LT 6576 y LT-6575 compartirán las estructuras doble terna remodeladas) Para el ultimo tramo de 2.34 Km. Se utilizará el tramo existente de llegada a la C.H. Candelaria, este tramo es con conductor de ACSR 2/0 AWG. 7

9 2.6 LT-6574, Línea de transmisión en 50 kv Milpo S.E. N 3 Será una línea de transmisión en 50 kv, entre la futura S.E. Milpo y la S.E. N 3, que alimenta a la UM El Porvenir. Sera de 0.88 Km. con AAAC 120 mm2 montados sobre un juego de ménsulas de las estructuras de 138 kv. (En este tramo las estructuras de la línea de transmisión de 138 kv serán de dos ternas, una para 138 kv y otra para 50 kv) 2.7 Sistema de protección Filosofía de protección para líneas de 138kV El esquema de protección para línea de 138 kv, constará de dos relés multifunción (protección principal y de respaldo). Cada uno de estos dispositivos contará con la función diferencial de línea 87L y las funciones de protección de respaldo de distancia 21/21N, sobrecorriente direccional de tierra 67N, sobre y baja tensión 59/27, verificación de sincronismo 25 y recierre 79. Las protecciones de línea en ambos extremos estarán comunicadas permanentemente, por medio de un sistema de comunicación de fibra óptica. El esquema de protección de cada una de las líneas de transmisión concernientes al proyecto, será complementado con un esquema de Disparo Permisivo Transferido por Sobre Alcance (POTT), ya que este esquema permite cubrir el 100% de la línea protegida y tener una operación rápida ante fallas en la misma. Así mismo, se tendrá un esquema de Disparo Permisivo por Comparación Direccional 67NCD, con el fin de detectar y despejar de forma rápida fallas de alta impedancia sobre la línea protegida. El esquema de recierre sólo permite que este sea monofásico y puede ser activado por cualquiera de los relés (principal o de respaldo). El recierre solo será arrancado por las funciones: 87L, 21/21N (característica de fases y tierra, zona 1), el esquema de sobre alcance POTT y el esquema de comparación direccional 67NCD Filosofía de protección para líneas de 50kV El esquema de protección para líneas de 50 kv del proyecto, constará de dos relés de protección (protección principal y de respaldo) Donde: La protección principal contará con función diferencial de línea 87L y funciones de protección de respaldo de distancia 21/21N, sobrecorriente direccional de tierra 8

10 67N, cierre en falla, sobre y baja tensión 59/27, verificación de sincronismo 25 y recierre 79. La protección de respaldo contará con función sobrecorriente direccional de tierra 67N, sobrecorriente direccional de fase 67, sobre y baja tensión 59/27 y verificación de sincronismo Filosofía de protección para transformadores El sistema de protección para los nuevos transformadores 138/50/10 kv del proyecto, contará con un esquema diferencial de transformador, compuesto por dos relés de protección (principal y de respaldo), ambas con función diferencial de transformador 87T y contarán además con funciones de protección de respaldo por sobrecorriente de fases 50/51 y sobrecorriente de tierra 50N/51N, para los devanados de 138 kv y 50 kv. Los disparos de la función diferencial se dan a través de la función 86 de disparo y bloqueo en el mismo relé a los interruptores del transformador en alta, media tensión y baja tensión. Las funciones de sobrecorriente, disparan solo los interruptores del devanado que protegen. Los disparos de las protecciones mecánicas a los interruptores del transformador, se realizan a través del relé diferencial por medio de la función 86 en el mismo relé 2.8 Sistema de comunicaciones La comunicación entre las subestaciones Paragsha II y Milpo será a travez de dos fibras ópticas del tipo OPGW que estarán instaladas en el cable de guarda de la línea de 138 kv. La comunicación entre la subestación Milpo y las subestaciones de 50 kv (SE N 3, C.H. Candelaria y SE Nueva Chicrin) será a travez de fibra óptica del tipo OPGW que estarán instaladas en el cable de guarda de las líneas de 50 kv. Para la comunicación entre los sistemas de control 1 y 2 de las subestaciones Paragsha II y Milpo, será mediante una red LAN nueva y totalmente integrada. En las subestaciones: SE N 3, C.H. Candelaria y SE Nueva Chicrin; será implementará una red LAN para integrar los sistemas de protección previstas en el proyecto (87L y 21) 3.0 CONCLUSIONES DE LOS ESTUDIOS ELECTRICOS 9

11 En el presente estudio de Operatividad del proyecto Milpo 138 kv de suministro en 138 kv a las unidades mineras El Porvenir y Atacocha se ha efectuado: Un análisis de los casos: 1) Conexión en 138 kv a S.E. Paragsha II, y 2) Sin proyecto, con la conexión actual en 50 kv a la S.E. Paragsha 1. Un análisis de flujo de carga en operación normal. Este análisis se ha efectuado para el año 2016 que es el año de puesta en servicio del proyecto. Un análisis de flujo de carga en contingencias. Este análisis se ha efectuado para el año Un análisis de cortocircuito. Este análisis se ha efectuado para el año Del Análisis de flujo de carga normal De los resultados del análisis de flujo de carga en operación normal, se tienen las siguientes conclusiones: Caso con Proyecto La tensión en la barra Milpo 138 kv oscila entre 0,99 pu y 1,00 pu (con respecto a 128 kv). Esto se encuentra dentro del rango normal de operación dado que el transformador 138/50 kv 25 MVA de la S.E. Milpo 138 kv poseen una tensión nominal de 127 kv en el primario. La tensión en la barra Milpo 50 kv oscila entre 0,97 pu y 0,98 pu. La tensión en esta barra es controlada por la toma variable bajo de carga del transformador de esta subestación. La tensión en esta barra se regula a 48,5 kv (0,97 pu). La tensión en la barra Milpo 50 kv (S.E. No. 3) oscila entre 0,96 pu y 0,97 pu. Los transformadores de esta subestación poseen una toma de 46 kv +2,5% (0,943 pu). La tensión en la barra Nueva Chicrín 50 kv oscila entre 0,95 pu y 0,97 pu. El transformador de esta subestación posee una toma de 50 kv -5,0% (0,95 pu). El transformador 127/50 kv 25 MVA regulará la tensión a 48,5 kv (0,97 pu) en el lado 50 kv de la nueva S.E. Milpo 138 kv. Hay una buena regulación de tensión en barras de 220 kv y 138 kv en el área de impacto del proyecto Milpo 138 kv. No se presentan sobrecargas en líneas y transformadores en el área de impacto del proyecto Milpo 138 kv. El factor de potencia es mayor a 0,95 pu en el punto de conexión en 138 kv al SEIN. Caso sin Proyecto 10

12 La tensión en la barra Milpo 50 kv (S.E. No. 3) oscila entre 0,96 pu y 0,99 pu. Los transformadores de esta subestación están en la toma 46 +2,5% (0,943 pu). La tensión en la barra Nueva Chicrín 50 kv oscila entre 0,96 pu y 0,99 pu. El transformador de Nueva Chicrín está en la toma de 50 kv -5,0% (0,95 pu). Hay una buena regulación de tensión en barras de 220 kv y 138 kv en esta área del SEIN sin el impacto del proyecto Milpo 138 kv. No se presentan sobrecargas en líneas y transformadores en esta área del SEIN sin el impacto del proyecto Milpo 138 kv. Conclusiones finales: Para el caso con proyecto, las tensiones en las barra del sistema eléctrico, de las unidades mineras El Porvenir y Atacocha, se encuentran dentro del rango normal de operación para todas las condiciones de despacho y demanda analizadas. El proyecto Milpo 138 kv no ocasiona sobrecargas en equipos en el área de impacto del SEIN de este proyecto. 3.2 Del Análisis de flujo de carga en contingencia A partir del análisis de contingencia N-1, para el caso con proyecto de conexión en 138 kv a la S.E. Paragsha 2, se observa lo siguiente: La desconexión de la línea 220 kv Tingo María Vizcarra provoca una sobrecarga de 23,7% en la línea 138 kv Paragsha 2 Amarilis, en época de estiaje. La desconexión del transformador 220/138 kv de la S.E. Paragsha II ocasiona fuertes sobrecargas en la línea 138 kv Carhuamayo ISA Carhuamayo STATKRAFT. Asimismo, las tensiones en la red de 138 kv caen por debajo de 0,90 pu. El resto de contingencias analizadas no ocasiona perturbaciones significativas en el SEIN. 3.3 Del Análisis de Cortocircuito Como resultado del análisis de cortocircuito se concluye que: Las corrientes de falla para los equipos en 138 kv y 50 kv en la S.E. Milpo 138 kv están por debajo del valor de diseño de 31,5 ka. El proyecto de S.E. Milpo 138/50 kv tiene un impacto muy pequeño en el incremento del nivel de cortocircuito en la S.E. Paragsha 2 220/138 kv. 11

13 4.0 CONCLUSIONES DEL ESTUDIO DE COORDINACION DE PROTECCIONES Con los ajustes propuestos de la protección diferencial de línea se obtiene una protección para resistencias de fallas a tierra de hasta 100 Ohm. Los resultados de las simulaciones para verificación de la función distancia 21/21N permitieron validar los ajustes recomendados en los relés de protección del proyecto. Se realizaron fallas con variación de la impedancia de falla y se verificó la adecuada operación de las protecciones. De igual forma, se llevaron a cabo fallas al 2%, 50% y 98% de las líneas de 138kV y 50kV. Con los ajustes propuestos de las funciones de distancia y sobrecorriente direccional de falla a tierra se obtiene una correcta coordinación de protección con los relés existentes de las líneas de 138 kv adyacentes al proyecto y del autotransformador de potencia de 220/138/10kV de la subestación Paragsha II. 5.0 PLANOS Se adjunta al presente informe los siguientes planos: Esquema eléctrico existente Diagrama unifilar Esquema eléctrico proyectado Diagrama unifilar 6.0 DOCUMENTOS ANEXOS Se anexa al presente informe los siguientes documentos: - Carta COES D/DP Carta COES D/DP

14 PLANOS 13

15

16

17 DOCUMENTOS ANEXADOS 14

18 CARTAS CS ISA REP

19 CARTAS COES/D/DP COES

20