ESTUDIO DE PREOPERATIVIDAD PARA EL PROYECTO S.E. ARONDAYA Y LÍNEAS EN 138kV LADO NORTE DEL PIT PARTE I: RESUMEN EJECUTIVO DEL PROYECTO ÍNDICE

Transcripción

1 ESTUDIO DE PREOPERATIVIDAD PARA EL PROYECTO S.E. ARONDAYA Y LÍNEAS EN 138kV LADO NORTE DEL PIT PARTE I: RESUMEN EJECUTIVO DEL PROYECTO ÍNDICE 1. GENERALIDADES ANTECEDENTES UBICACIÓN AÑO DE OPERACIÓN DE NUEVAS INSTALACIONES CARACTERÍSTICAS GENERALES DEL PROYECTO RESUMEN DE LA INGENIERÍA DEL PROYECTO EQUIPAMIENTO DE LA SUBESTACIÓN ARONDAYA 138/69KV Equipos lado de 138kV Equipos lado de 69kV LÍNEA DE TRANSMISIÓN EN DOBLE TERNA 138KV DERV. MOQUEGUA S.E. ARONDAYA CONCLUSIONES DE LOS ESTUDIOS ELÉCTRICOS DEL PROYECTO DE LOS ESTUDIOS ELÉCTRICOS DEL PROYECTO FLUJO DE POTENCIA CONDICIÓN NORMAL FLUJO DE POTENCIA EN CONTINGENCIA ANÁLISIS DE CORTOCIRCUITO DIAGRAMA UNIFILAR DEL PROYECTO... 8 Código AE012-B Hoja 1 de 9

2 ESTUDIO DE PREOPERATIVIDAD PARA EL PROYECTO S.E. ARONDAYA Y LÍNEAS EN 138kV LADO NORTE DEL PIT PARTE I: RESUMEN EJECUTIVO DEL PROYECTO 1. GENERALIDADES 1.1. ANTECEDENTES En la actualidad existen dos transformadores de 138/69kV de 15MVA cada uno que suministran energía eléctrica a través de una Línea de Transmisión en 69kV de 7km a la mina Cuajone (carga principal del estudio), siendo las palas y perforadoras las cargas más importantes para la extracción del mineral. Se prevé que la máxima demanda instantánea promedio al 2026 de la mina Cuajone será de 17MW. Según el Estudio de Flujo de Carga, Corto Circuito y Arranque de Motores para el Sistema Eléctrico de Mina Cuajone Anillo 69kV realizado por la empresa EISAC en el año 2012, recomienda la construcción de una línea de transmisión y una subestación eléctrica cerca al anillo de la mina Cuajone, para disminuir la caída de tensión existente para mejorar la calidad de voltaje de operación de los equipos mineros (principalmente palas y perforadoras). SPCC tiene previsto la construcción (año 2016) y puesta en marcha (año 2018) de la línea de transmisión Doble Terna en 138kV desde la derivación Moquegua hasta la SE Arondaya. La terna 1 interconectara la SE Moquegua con la SE Arondaya y la terna 2 interconectara la SE Arondaya con la SE Botiflaca (ver gráfico 2). Con la puesta en marcha de la línea de transmisión doble terna en 138kV y S.E. Arondaya se disminuirá la caída de tensión mejorando así la calidad de suministro de energía eléctrica a los equipos de mina. Tabla 01 Demanda Máxima sin y considerando el Año Demanda máxima Demanda máxima Sin (MW) Con (MW) UBICACIÓN La zona del proyecto se encuentra en la jurisdicción de la Mina Cuajone ubicado en el distrito de Torata, Provincia de Mariscal Nieto, Región Moquegua. Tabla 02 Coordenadas UTM WGS-84 de Líneas de Transmisión en Doble Terna 138kV. ÍTEM CONSTRUCCIÓN INICIO FIN 1 Línea de Transmisión en Doble Terna 138kV Derivación Moquegua - SE Arondaya. - Torres de celosía: 26.5m, 34m y 35m - Numero de Ternas: 2 - Longitud: 17km por terna - Conductor Fase: AAAC Greeley - Cable Guarda: OPGW Potencia Máxima (ver gráfico 2): Terna 1 130MVA Terna 2 170MVA ESTE (m) NORTE (m) ALTURA (msnm) DESCRIPCIÓN Entre las estructuras E-245 y E-246 de la LT 1382 Barra 138kV SE Arondaya Código AE012-B Hoja 2 de 9

3 Tabla 03 Coordenadas de perímetro UTM WGS-84 de la SE Arondaya ESTE ÍTEM CONSTRUCCIÓN (m) SE Arondaya 138/69kV 120MVA Transformadores de potencia ±2X2.5%/69 kv 60MVA, ONAN, DYN NORTE (m) ALTURA (msnm) AÑO DE OPERACIÓN DE NUEVAS INSTALACIONES Se prevé el año 2018 en el que entrara en operación la S.E. Arondaya y energización de la línea de transmisión doble terna en 138kV CARACTERÍSTICAS GENERALES DEL PROYECTO Tensión nominal : 138kV Máxima Tensión de servicio : 145kV Nivel de Aislamiento (BIL) : 1050kV Tensión de aguante a frecuencia industrial : 315kV Frecuencia nominal : 60Hz Corriente de ruptura : 40kA 2. RESUMEN DE LA INGENIERÍA DEL PROYECTO 2.1. EQUIPAMIENTO DE LA SUBESTACIÓN ARONDAYA 138/69KV Con la construcción y puesta en marcha de la Subestación Arondaya se suministrará energía eléctrica de forma eficiente y confiable para las operaciones de la Mina Cuajone. La ubicación de la S.E. Arondaya se ubicará a 350m del anillo de mina en 69kV (principal circuito) para el suministro de energía eléctrica hacia las palas y perforadoras. En la actualidad el suministro de energía eléctrica en 69kV a palas y perforadoras se encuentra a 7km desde la SE de Botiflaca. Asimismo se prevé la instalación de dos transformadores de potencia de 138/69kV y 60MVA cada uno, los cuales garantizaran una potencia instalada de 120MVA para el incremento de la demanda de energía en el futuro. La subestación eléctrica Arondaya, contará con dos barras una con nivel de tensión nominal de 138kV y la otra barra con nivel de tensión de 69kV, entre las dos barras se proyecta dos transformadores de potencia de 60MVA, 138/69kV que estarán ubicadas es dos bahías en paralelo con sus respectivos equipos de protección y control. La S.E. Arondaya estará interconectada con las subestaciones Moquegua y Botiflaca mediante una línea de transmisión en Doble Terna en 138kV (ver gráfico 2); para aislar la barra de 138kV de las líneas de 138kV se ha proyectado la instalación de dos interruptores de potencia tripolar (de tanque muerto), SF6 a cada línea de 138 kv. Los transformadores de potencia de 60MVA (en paralelo) tomaran la energía eléctrica de la barra de 138kV y entregará la energía eléctrica a la barra de 69kV, cada transformador potencia contará con Circuit Switcher en el lado de alta y en el lado de baja, dando la posibilidad de aislar los transformadores de potencia individualmente. De la barra de 69 kv se está proyectando tres salidas mediante interruptores de potencia tripolar de tanque muerto, y una salida de 13.8kV para un transformador que alimentará a las cargas de servicios auxiliares. La S.E. Arondaya estará ubicada entre los puntos topográficos mostrados en el cuadro Nº 2 y tendrá un perímetro de 103m x 103m. A continuación se detallan los Equipos correspondientes a la S.E Arondaya: Código AE012-B Hoja 3 de 9

4 Equipos lado de 138kV Transformador de Potencia 60MVA DYN1 138kV/69kV (AT1 y AT2) La subestación eléctrica contará con dos transformadores de potencia con los mismos parámetros de diseño; los parámetros eléctricos básicos es como sigue: Tensión Nominal devanado secundario : 69 kv Tensión Nominal devanado primario : 138±2x2.5% kv Tensión de servicio Máximo primario : 145 kv Tensión de servicio Máximo Secundario : 72.5 kv Potencia Nominal : 60 MVA Frecuencia : 60 Hz Numero de terminales en el primario : 3 Numero de terminales en el secundario : 4 Esquema de conexión en el primario : Delta Esquema de conexión en el secundario : Estrella Tensión de corto circuito : 6% Interruptor de potencia tripolar, SF6, 138KV tipo tanque muerto (HCB 858 y HCB 8510) La subestación eléctrica contara con dos interruptores de potencia, SF6, tipo tanque muerto en 138KV con los parámetros eléctricos básicos como sigue: Tensión Nominal : 138 kv Máximo Voltaje : 170 kv Nivel Básico de Aislamiento (BIL) : 1050 kv Soporte de tensión a frecuencia industrial, seco 1 min : 385 kv Soporte de tensión a frecuencia industrial, húmedo 10 seg : 315 kv Frecuencia : 60 Hz Corriente Nominal : 2000 A Nivel de corriente de corto circuito en corto tiempo : 40 ka Duración de corriente de corto circuito : 1 s Seccionador de línea tripolar con cuchillas de puesta a tierra en 138 kv ( y ) La subestación eléctrica contara con dos seccionadores de línea en 138kV con los parámetros eléctricos básicos como sigue: Tensión Nominal : 138 kv Tensión Máximo de servicio : 145 kv Nivel Básico de Aislamiento (BIL) : 1050 kv Tensión de aguante a la frecuencia industrial : 315 kv Corriente Nominal : 2000 A Corriente de ruptura : 40 ka Código AE012-B Hoja 4 de 9

5 Seccionador de barra tripolar en 138 kv (8216, 8220 y 831) La subestación eléctrica contara con tres seccionadores de barra en 138 kv con los parámetros eléctricos básicos como sigue: Tensión Nominal : 138 kv Tensión Máximo de servicio : 145 kv Nivel Básico de Aislamiento (BIL) : 1050 kv Tensión de aguante a la frecuencia industrial : 315 kv Corriente Nominal : 2000 A Corriente de ruptura : 40 ka Circuit Switcher en 138 kv (CS 8412 y CS 8414) La subestación eléctrica contara con dos Circuit Switcher en 138 kv con los parámetros eléctricos básicos como sigue: Tensión Nominal : 138 kv Tensión Máximo de servicio : 169 kv Nivel Básico de Aislamiento (BIL) : 1050 kv Corriente Nominal : >1200 A Corriente de corto circuito de corta duración RMS simétrica : 40 ka Corriente de corto circuito pico pico : 130 ka Transformador de tensión Inductivo en 138 kv (TT1, TT2, TT8 y TT9) La subestación eléctrica contara con cuatro transformadores de tensión inductivos en 138KV con los parámetros eléctricos básicos como sigue: Relación de transformación : 144/ kv Tensión nominal : 138 kv Tensión Máximo de utilización : 245 KV Nivel Básico de Aislamiento (BIL) : 1050 KVp Tensión soportada para impulso tipo maniobra (BSL) : 460 KVp Equipos lado de 69kV Interruptor de potencia tripolar, 69 KV tipo tanque muerto (OCB 883, OCB 884, OCB 885 y OCB 887) La subestación eléctrica contara con cuatro interruptores de potencia, tipo tanque muerto en 69 KV con los parámetros eléctricos básicos como sigue: Tensión Nominal : 69 kv Máximo Voltaje : 123 kv Nivel Básico de Aislamiento (BIL) : 750 kv Soporte de tensión a frecuencia industrial, seco 1 min : 235 kv Soporte de tensión a frecuencia industrial, húmedo 10 seg : 190 kv Frecuencia : 60 Hz Código AE012-B Hoja 5 de 9

6 Corriente Nominal : 2000 A Nivel de corriente de corto circuito en corto tiempo : 40 ka Duración de corriente de corto circuito : 1 s Seccionador de línea tripolar con cuchillas de puesta a tierra en 69 kv ( , y ) La subestación eléctrica contara con tres seccionadores de línea en 69kV con los parámetros eléctricos básicos como sigue: Tensión Nominal : 69 kv Tensión Máximo de servicio : 123 kv Nivel Básico de Aislamiento (BIL) : 750 KVp Tensión de aguante a la frecuencia industrial : 265 KV Corriente Nominal : 2000 A Corriente de ruptura : 40 ka Seccionador de barra tripolar en 69 KV (8910, 833, 8912, 8914 y 835) La subestación eléctrica contara con cinco seccionadores de barra tripolar con los parámetros eléctricos básicos como sigue: Tensión Nominal : 69 KV Tensión Máximo de servicio : 123 KV Nivel Básico de Aislamiento (BIL) : 750 KVp Tensión de aguante a la frecuencia industrial : 265 KV Corriente Nominal : 2000 A Corriente de ruptura : 40 KA Circuit Switcher en 69 KV (CS 8413, CS 8415 y CS5) La subestación eléctrica contara con tres Circuit Switcher en 69 KV con los parámetros eléctricos básicos como sigue: Tensión Nominal : 115 KV Tensión Máximo de servicio : 123 KV Nivel Básico de Aislamiento (BIL) : 750 KV Corriente Nominal : 2000 A Corriente de corto circuito de corta duración RMS simétrica : 40 ka Corriente de corto circuito pico pico : 104 ka Transformador de tensión inductivo en 69 KV (TT3, TT4, TT5, TT6, y TT7) La subestación eléctrica contara con cinco transformadores de tensión inductivos en 69KV con los parámetros eléctricos básicos como sigue: Relación de transformación : 72/ kv Tensión nominal : 69 kv Tensión Máximo de utilización : 123 kv Nivel Básico de Aislamiento (BIL) : 750 kvp Tensión soportada para impulso tipo maniobra (BSL) : 230 kvp Código AE012-B Hoja 6 de 9

7 2.2. LÍNEA DE TRANSMISIÓN EN DOBLE TERNA 138KV DERV. MOQUEGUA S.E. ARONDAYA Esta línea de transmisión iniciara entre las estructuras E-245 y E-246 de la línea de transmisión existente proveniente de la SE Moquegua que conecta con la SE Botiflaca (L-1382) hasta la SE Arondaya (Terna 1) y se interconectara con la SE Botiflaca (Terna 2): Nivel de Tensión : 138kV Numero de ternas : 2 Tipo de estructuras : Metálicas de acero en celosía T. Metálica de suspensión 35m T. Metálica de anclaje y Angulo 34m T. Metálica Terminal 26.5m Conductores : AAAC Greeley Cable de Guarda : Fibra óptica OPGW Longitud : 17km por terna Capacidad máxima de transmisión (ver : Terna 1: 130MVA, Terna 2: 170MVA gráfico 2) Aisladores : Poliméricos, Lf=5750mm Pararrayos de línea : Tipo polimérico para 144kV, Lf=4120mm Contrapesos : Conductor de cobre temple suave 4/0 AWG 3. CONCLUSIONES DE LOS ESTUDIOS ELÉCTRICOS DEL PROYECTO 3.1. DE LOS ESTUDIOS ELÉCTRICOS DEL PROYECTO FLUJO DE POTENCIA CONDICIÓN NORMAL De las simulaciones de flujo de potencia en estado estacionario para el año 2018 sin proyecto, se observa que los perfiles de tensión en barras y niveles de carga en líneas se encuentran dentro los límites permitidos en operación normal. De las simulaciones de flujo de potencia en estado estacionario para el año 2018 y 2026 con proyecto, se observa que los perfiles de tensión en barras y niveles de carga en líneas se encuentran dentro los límites permitidos en operación normal FLUJO DE POTENCIA EN CONTINGENCIA De las simulaciones de flujo de potencia en contingencia para el año 2018 sin proyecto, se observa que los perfiles de tensión en barras se encuentran dentro los límites permitidos en contingencia. De las simulaciones de flujo de potencia en contingencia para el año 2018 y 2026 con proyecto, se observa que los perfiles de tensión en barras se encuentran dentro los límites permitidos en contingencia ANÁLISIS DE CORTOCIRCUITO Los resultados de cortocircuito para el año 2018 y 2026, para el escenario con los mayores niveles de cortocircuito en el sistema, demuestran que debido a la incorporación en el sistema del proyecto de línea de transmisión doble terna en 138kV, no existe un incremento significativo en los niveles de cortocircuito en las barras aledañas al proyecto. De acuerdo a los resultados de cortocircuito, se observa que la máxima corriente de cortocircuito en la Subestación Eléctrica de Arondaya es de 5.77kA, sin embargo este valor se encuentra muy por debajo de la capacidad de ruptura de los equipos proyectados en esa subestación. Los resultados de cortocircuito para el escenario de máxima generación (Ilo 1 e Ilo 2), se observa que la máxima corriente de cortocircuito en la S.E. Arondaya es de 6.28kA, sin embargo este valor se encuentra muy por debajo de la capacidad de ruptura de los equipos proyectados en esa subestación. La construcción y puesta en marcha de la S.E. Arondaya no será causante de caídas de tensión y sobrecargas en las líneas de transmisión debido a que no se está incrementado la carga solo se realiza un cambio del suministro de energía eléctrica a la carga de mina. Código AE012-B Hoja 7 de 9

8 Los proyectos que están en la cartera de SPCC tales como: - Molino HPGR de 6MW, para la Concentradora de Toquepala, y 4MW para la segunda Fase de la mejora tecnológica, y expansión de la Concentradora de Toquepala de 88MW. - Ampliación de concentradora de 46 MW, y mejora tecnológica de 21MW en Cuajone. - El proyecto Tía María estará fuera de este anillo. Los montos de inversión que corresponde a estos proyectos antes mencionados contaran con sus propios Presupuestos y proyectos de reforzamiento del sistema. 4. DIAGRAMA UNIFILAR DEL PROYECTO Grafico 01 Diagrama Unifilar sin proyecto en la zona de estudio, año 2015 Código AE012-B Hoja 8 de 9

9 Grafico 02 Diagrama Unifilar con proyecto en la zona de estudio, Operación prevista año 2018 Código AE012-B Hoja 9 de 9