PROYECTO CUARTO CIRCUITO A 500 kv ENTRE LAS SUBESTACIONES ANCOA Y ALTO JAHUEL

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1 ACCESSIBILIDAD: CONTROLADA NO CONTROLADA I 29/02/16 J. Cano J. Jaramillo Luis Giraldo H 08/01/16 J. Cano J. Jaramillo Luis Giraldo G 10/12/15 C. Uribe J. Arias José D. Arcila F 05/12/15 C. Uribe J. Arias José D. Arcila Según comentarios de CDEC-SIC Según comentarios de CDEC-SIC Según comentarios de CDEC-SIC Según comentarios de RR TRANSELEC PA PA PA PA Rev. Fecha Elaborado por Revisado por Aprobado por Descripción Estado PROYECTO CUARTO CIRCUITO A 500 kv ENTRE LAS SUBESTACIONES ANCOA Y ALTO JAHUEL ESTUDIO DE AJUSTE Y COORDINACIÓN DE PROTECCIONES ESCALA: SIN FORMATO: Carta CÓDIGO: IEB HOJA 01 REV. I

2 TABLA DE CONTENIDO 1 INTRODUCCIÓN Y SUMARIO DEL ESTUDIO DE ANÁLISIS DE PROTECCIONES OBJETO ALCANCE DEL ESTUDIO SUBESTACIÓN ANCOA 500 KV Sistema de protección para el paño de línea K6 del circuito Alto Jahuel Sistema de protección del reactor de línea y del reactor de neutro Transformadores de medida asociados con el circuito Alto Jahuel SUBESTACIÓN ALTO JAHUEL 500 KV Sistema de protección para el paño de línea K6 del circuito Alto Jahuel Sistema de protección del reactor de línea y del reactor de neutro Transformadores de medida asociados con el circuito Ancoa ÁREA DE INFLUENCIA DEL ESTUDIO Subestación Ancoa Subestación Alto Jahuel AJUSTES ACTUALES DE EQUIPOS DE PROTECCIÓN DEFINICIÓN DE LOS ESCENARIOS DE OPERACIÓN ANÁLISIS DE FLUJO DE POTENCIA ANÁLISIS DE CORTO CIRCUITO METODOLOGÍA FILOSOFÍA DE PROTECCIÓN LINEA DE TRANSMISIÓN REACTORES DE LINEA Y DE NEUTRO BARRAS CRITERIOS DE AJUSTE PARA LAS FUNCIONES DE PROTECCIÓN CRITERIOS PARA LAS PROTECCIONES DE LÍNEA Función Diferencial de Línea (87L) Función Distancia (21/21N) Función de Selección de Fase Función de Sobrecorriente Direccional de Tierra (67N) Función de Oscilación de Potencia (68) Función de Recierre (79) Función de Verificación de Sincronismo (25) Función de Baja Tensión (27) Función de Sobretensión (59) Función de Cierre en Falla (SOTF) Función de Sobrecorriente de Emergencia (51B-51BN) IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 2 de 220

3 Función de Localizador de Fallas Función de Falla Fusible Función de Falla Interruptor (50BF) CRITERIOS PARA LAS PROTECCIONES DE REACTORES DE LÍNEA Y DE NEUTRO Función diferencial (87R) Función de Falla a Tierra Restringida de Baja Impedancia (87N) Función de Sobrecorriente de Fases Temporizada (51) Función de Sobrecorriente de Tierra (51N) Función de Sobrecorriente de Tierra Sensitiva (51G) Función de Sobrecorriente de Fases y de Tierra de Tiempo Definido (50/50N) Función de Falla Interruptor (50BF) CRITERIOS PARA LA PROTECCIÓN DIFERENCIAL DE BARRAS AJUSTE DE LAS FUNCIONES DE PROTECCIÓN AJUSTE DE LAS PROTECCIONES DE LÍNEA, SUBESTACIÓN ANCOA Función Diferencial de Línea (87L) Función Distancia (21/21N) Función de Selección de Fase Función de Sobrecorriente Direccional de Tierra (67N) Función de Oscilación de Potencia (68) Función de Recierre (79) Función de Verificación de Sincronismo (25) Función de Cierre en Falla (SOTF) Función de Sobrecorriente de Emergencia (51B-51BN) Función de Localizador de Fallas Función de Falla Fusible Función de Falla Interruptor (50BF) AJUSTE DE LAS PROTECCIONES DE LÍNEA, SUBESTACIÓN ALTO JAHUEL Función Diferencial de Línea (87L) Función Distancia (21/21N) Función de Selección de Fase Función de Sobrecorriente Direccional de Tierra (67N) Esquema de teleprotección Función Distancia y Sobrecorriente Residual (85A, 85C) Función de Oscilación de Potencia (68) Función de Recierre (79) Función de Verificación de Sincronismo (25) Función de Cierre en Falla (SOTF) Función de Sobrecorriente de Emergencia (51B-51BN) Tabla 64Función de Localizador de Fallas IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 3 de 220

4 Función de Falla Fusible Función de Falla Interruptor (50BF) AJUSTE DE LAS PROTECCIONES DE LA COMPENSACIÓN REACTIVA Función diferencial (87R) Función Falla a Tierra Restringida de Baja Impedancia (87N) Función de Sobrecorriente de Fases Temporizada (51) Función de Sobrecorriente de Tierra Sensitiva (51G) Función de Falla Interruptor (50BF) VERIFICACIÓN DE LAS PROTECCIONES DEL ÁREA DE INFLUENCIA Y RECOMENDACIONES ADICIONALES DE AJUSTE LÍNEAS DE TRANSIMISIÓN ANCOA CHARRÚA 1 Y 2 A 500 KV: EVALUACIÓN DE OPERACIÓN NO SELECTIVA ANTE FALLAS EXTERNAS POR INVERSIÓN DE TENSIÓN Y SOLUCIÓN PROPUESTA Función Distancia (21/21N) Ajustes Recomendados LÍNEAS DE TRANSIMISIÓN ANCOA ALTO JAHUEL A 500 KV: EVALUACIÓN DE OPERACIÓN NO SELECTIVA ANTE FALLAS EXTERNAS POR INVERSIÓN DE TENSIÓN Y SOLUCIÓN PROPUESTA Función Distancia (21/21N) Ajustes Recomendados LÍNEAS DE TRANSIMISIÓN ALTO JAHUEL LO AGUIRRE Y ALTO JAHUEL POLPAICO A 500 KV: EVALUACIÓN DEL PROBLEMA DE TRASLAPES DE ZONAS 2 ANTE AUSENCIA DE ENLACES DE COMUNICACIÓN EN LA LÍNEA Y SOLUCIÓN PROPUESTA Función Distancia (21/21N) LÍNEAS DE TRANSIMISIÓN ANCOA CHARRÚA 1 Y 2 A 500 KV: EVALUACIÓN DEL PROBLEMA DE TRASLAPES DE ZONAS 2 ANTE AUSENCIA DE ENLACES DE COMUNICACIÓN EN LA LÍNEA Y SOLUCIÓN PROPUESTA Función Distancia (21/21N) CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES REFERENCIAS LISTA DE FIGURAS Figura 1. Diagrama unilineal simplificado línea 2x500 kv Ancoa Alto Jahuel, circuitos 3 (existente) y 4 (proyectado) en SE Ancoa Figura 2. Diagrama unilineal simplificado línea 2x500 kv Ancoa Alto Jahuel, circuitos 3 (existente) y 4 (proyectado) en SE Alto Jahuel Figura 3. Área de influencia estudio de coordinación de protecciones circuito 4 Ancoa Alto Jahuel 500 kv Figura 4. Característica de operación de la función 87L Relé RED IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 4 de 220

5 Figura 5. Característica de operación discriminador de fallas RED Figura 6. Característica de distancia cuadrilateral del relé REL Figura 7. Característica cuadrilateral de la distancia Fase-Tierra, REL Figura 8. Característica cuadrilateral de la distancia Fase-Fase, REL Figura 9. Sub-alcance (Zona 1) y sobre-alcance (Zona 2) en una línea compensada Figura 10. Protección distancia con sobre alcance permisivo Figura 11. Diagrama de operación normal con ambos circuitos en funcionamiento Figura 12. Diagrama de operación con un solo circuito en funcionamiento y el otro fuera de servicio sin aterrizar Figura 13. Diagrama de operación con un solo circuito en funcionamiento y el otro fuera de servicio aterrizado en ambos extremos Figura 14. Diagrama de operación con un solo circuito en funcionamiento y el otro fuera de servicio y aterrizado en uno de los extremos Figura 15. Ajustes de la función de impedancia direccional cuadrilateral Figura 16. Compensación serie de líneas paralelas Figura 17. Característica de operación cuando la función de detección de carga de la protección de selección de fases se encuentra activada Figura 18. Esquema de disparo transferido permisivo por comparación direccional Figura 19. Característica de operación para la función ZMRPSB Figura 20. Red equivalente con los datos necesarios para el ajuste de la función de localización de fallas Figura 21. Reactor con o sin reactor de neutro y conectado a una línea Figura 22. Característica de operación 87R relé RET Figura 23. Característica opérate-bias de la protección 87N Figura 24. Característica cuadrilateral de operación función distancia 4to circuito Ancoa Alto Jahuel 500 kv, SE Ancoa Figura 25. Operación 21 Falla 3F de 25 Ω al 5% de la línea Ancoa-A. Jahuel C4 desde Ancoa Caso 1 Dda Alta HH Figura 26. Operación 21N Falla 1F de 25 Ω al 95% de la línea Ancoa-A Jahuel C4 desde Ancoa Caso 1 Dda Alta HH Figura 27. Operación 21/21N Falla 1F franca al 5% de la línea Ancoa-A. Jahuel C3 desde Ancoa Caso 6 Dda Alta HH Figura 28. Operación 21/21N Falla 3F de 5 Ω al 95% de la línea Ancoa-A Jahuel C3 desde Ancoa Caso 6 Dda Alta HH Figura 29. Operación 21/21N Falla trifásica franca al 10% de la línea Ancoa Alto Jahuel C4 desde Ancoa Caso 1 Dda Alta HH Figura 30. Comportamiento dinamico de la compensación serie de la línea Alto Jahuel Ancoa C4 500 kv ante falla trifásica franca al 1% desde la subestación Ancoa 500 kv Figura 31. Operación 21/21N Falla trifásica franca al 1% de la línea Ancoa Alto Jahuel C4 desde Ancoa IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 5 de 220

6 Figura 32. Característica de la función de selección de fases 4to circuito Ancoa-Alto Jahuel 500 kv en SE Ancoa 500 kv Figura 33. Operación función 67N con falla 1ϕ de 30 Ω al 50% de la línea Ancoa-Alto Jahuel en Ancoa Caso 1 Dda Baja HS Figura 34. Operación función 67N con falla 1ϕ franca al 5% de la línea Alto Jahuel-Lo Aguirre en Alto Jahuel Caso 1 Dda Baja HS Figura 35. Característica de operación función oscilación de potencia (bandas de color blanco) 4to circuito Ancoa-Alto Jahuel en SE Ancoa 500 kv Figura 36. Operación función 51B/51BN de emergencia con falla trifásica (a) y monofásica franca (b) al 99% línea Alto Jahuel 4 desde SE Ancoa 500 kv Figura 37. Operación función 51B/51BN de emergencia con falla trifásica (a) y monofásica franca (b) al 1% línea Alto Jahuel 4 desde SE Ancoa 500 kv Figura 38. Simulación de falla trifásica franca barra 500 kv SE Ancoa Figura 39. Simulación de falla trifásica franca barra 500 kv SE Alto Jahuel Figura 40. Característica cuadrilateral de operación función distancia 4to circuito Ancoa Alto Jahuel 500 kv, SE Alto Jahuel Figura 41. Operación 21/21N Falla 1F de 25 Ω al 5% de la línea Ancoa-A Jahuel C4 desde Alto Jahuel Caso 1 Dda Alta HH Figura 42. Operación 21/21N Falla 3F de 5 Ω al 5% de la línea Ancoa-A Jahuel C3 desde Alto Jahuel Caso 5 Dda Alta HH Figura 43. Operación 21/21N Falla 1F franca al 95% de la línea Ancoa-A. Jahuel C3 desde Alto Jahuel Caso 5 Dda Alta HH Figura 44. Operación 21/21N Falla trifásica franca al 75% de la línea Ancoa Alto Jahuel C4 desde Alto Jahuel Caso 1 Dda Alta HH Figura 45. Comportamiento dinamico de la compensación serie de la línea Alto Jahuel Ancoa C4 500 kv ante falla trifásica franca al 99% desde la subestación Alto Jahuel 500 kv Figura 46. Operación 21/21N Falla trifásica franca al 99% de la línea Ancoa Alto Jahuel C4 desde Alto Jahuel Figura 47. Característica de la función de selección de fases 4to circuito Ancoa-Alto Jahuel en SE Alto Jahuel 500 kv Figura 48. Operación función 67N con falla 1ϕ franca al 50% de la línea Alto Jahuel-Ancoa Dda Baja HS Caso Figura 49. Operación función 67N con falla 1ϕ franca al 5% de la línea Ancoa-Charrúa Dda Baja HS Caso Figura 50. Característica de operación función oscilación de potencia (bandas de color blanco) 4to circuito Ancoa-Alto Jahuel en SE Alto Jahuel 500 kv Figura 51. Operación función 51B/51BN de emergencia con falla trifásica (a) y monofásica franca (b) al 99% línea Ancoa 4 desde SE Alto Jahuel 500 kv Figura 52. Característica de operación 87R relé RET670 para reactores de línea SE Ancoa y SE Alto Jahuel Figura 53. Verificación de la correcta operación de la protección diferencial del reactor de línea Operación normal IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 6 de 220

7 Figura 54. Verificación de la correcta operación de la protección diferencial del reactor de línea Operación falla interna Figura 55. Placa de características técnicas reactor de línea Figura 56. Placa de características técnicas reactor de neutro Figura 57. Curva de operación función 87N para reactor de línea Operación normal y falla externa Figura 58. Curva de operación función 87N para reactor de línea Falla interna Figura 59. Curva de operación función 51 y 51G reactor de línea Alto Jahuel 4 en SE Ancoa 500 kv Figura 60. Curvas de operación función 21 y 21N de la línea Ancoa Charrua 1 a 500 kv ante falla trifásica franca al 5% en la línea Alto Jahuel Lo Aguirre 500 kv desde el extremo de Alto Jahuel Figura 61. Curvas de operación función 21 y 21N de la línea Ancoa Charrua 1 a 500 kv ante falla trifásica franca al 5% en la línea Alto Jahuel Lo Aguirre 500 kv desde el extremo de Alto Jahuel Figura 62. Curvas de operación función 21 y 21N de la línea Alto Jahuel Lo Aguirre a 500 kv ante falla trifásica franca al 5% de la línea desde el extremo de Alto Jahuel Figura 63. Falla trifásica franca al 5% en la línea Alto Jahuel Lo Aguirre 500 kv desde el extremo de la Subestación Alto Jahuel 500 kv Figura 64. Falla trifásica franca al 4% en la línea Alto Jahuel Polpaico 500 kv desde el extremo de la Subestación Alto Jahuel 500 kv Figura 4. Falla trifásica franca al 5% en la línea Alto Jahuel Lo Aguirre 500 kv desde el extremo de la Subestación Alto Jahuel 500 kv Figura 5. Falla monofásica de 25 Ω al 5% en la línea Alto Jahuel Lo Aguirre 500 kv desde el extremo de la Subestación Alto Jahuel 500 kv Figura 6. Falla trifásica franca al 5% en la línea Alto Jahuel Polpaico 500 kv desde el extremo de la Subestación Alto Jahuel 500 kv Figura 7. Falla monofásica de 25 Ω al 5% en la línea Alto Jahuel Lo Aguirre 500 kv desde el extremo de la Subestación Alto Jahuel 500 kv Figura 63. Curvas de operación función 21 y 21N de la línea Ancoa Charrua 1 a 500 kv ante falla trifásica franca al 45% de la línea desde el extremo de Ancoa LISTA DE TABLAS Tabla 1. Transformador de corriente circuito Alto Jahuel 4 SE Ancoa 500 kv Tabla 2. Transformador de tensión circuito Alto Jahuel 4 SE Ancoa 500 kv Tabla 3. Transformador de corriente reactor de línea y reactor de neutro circuito Alto Jahuel 4 SE Ancoa 500 kv Tabla 4. Transformador de corriente circuito Ancoa 4 SE Alto Jahuel 500 kv Tabla 5. Transformador de tensión circuito Ancoa 4 SE Alto Jahuel 500 kv Tabla 6. Transformador de corriente reactor de línea y de neutro circuito Ancoa 4 SE Alto Jahuel 500 kv Tabla 7. Autotransformadores y Transformadores del área de influencia del proyecto IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 7 de 220

8 Tabla 8. Líneas de transmisión del área de influencia Tabla 9. Capacitores y reactores del área de influencia del proyecto Tabla 10. Ajustes actuales protecciones de distancia 21/21N Tabla 11. Ajustes actuales protecciones de sobrecorriente 51/51N 67/67N Tabla 12. Tensión en las barras del área de influencia del proyecto. Escenario Demanda Alta Hidrología Húmeda Tabla 13. Tensión en las barras del área de influencia del proyecto. Demanda Alta Hidrología Seca. 35 Tabla 14. Tensión en las barras del área de influencia del proyecto. Demanda Baja Hidrología Húmeda Tabla 15. Tensión en las barras del área de influencia del proyecto. Demanda Baja Hidrología Seca Tabla 16. Cargabilidad de líneas de transmisión del área de influencia del proyecto. Demanda Alta Hidrología Húmeda Tabla 17. Cargabilidad de líneas de transmisión del área de influencia del proyecto. Demanda Alta Hidrología Seca Tabla 18. Cargabilidad de líneas de transmisión del área de influencia del proyecto. Demanda Baja Hidrología Húmeda Tabla 19. Cargabilidad de líneas de transmisión del área de influencia del proyecto. Demanda Baja Hidrología Seca Tabla 20. Cargabilidad de transformadores del área de influencia del proyecto. Demanda Alta Hidrología Húmeda Tabla 21. Cargabilidad de transformadores del área de influencia del proyecto. Demanda Alta Humedad Seca Tabla 22. Cargabilidad de transformadores del área de influencia del proyecto. Demanda Baja Hidrología Húmeda Tabla 23. Cargabilidad de transformadores del área de influencia del proyecto. Demanda Baja Hidrología Seca Tabla 24. Cortocircuito franco en las barras del área de influencia del proyecto. Demanda Alta Hidrología Húmeda Tabla 25. Cortocircuito franco en las barras del área de influencia del proyecto. Demanda Alta Hidrología Seca Tabla 26. Cortocircuito franco en las barras del área de influencia del proyecto. Demanda Baja Hidrología Húmeda Tabla 27. Cortocircuito franco en las barras del área de influencia del proyecto. Demanda Baja Hidrología Seca Tabla 28. Cortocircuito en barras del área de influencia del proyecto. Demanda Alta Hidrología Húmeda. Rf = 25 Ω Tabla 29. Cortocircuito en barras del área de influencia del proyecto. Demanda Alta Hidrología Seca. Rf = 25 Ω Tabla 30. Cortocircuito en barras del área de influencia del proyecto. Demanda Baja Hidrología Húmeda. Rf = 25 Ω Tabla 31. Cortocircuito en las barras del área de influencia del proyecto. DB-HS. Rf=25 Ω IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 8 de 220

9 Tabla 32. Polarización de la función 67N Tabla 33. Ajustes de la característica operate-bias de la protección REFPDIF Tabla 34. Ajustes básicos Función Diferencial de Línea (87L) Tabla 35. Ajustes Función 21/21N Relés RED670 y REL670 Circuito Alto Jahuel 4 en SE Ancoa 500 kv Tabla 36. Ajustes Función de Impedancia Direccional SE Ancoa 500 kv Tabla 37. Variación ángulo de impedancia relé Ancoa 500 kv Tabla 38. Datos de las protecciones propias de la compensación serie del circuito 4 Ancoa Alto Jahuel 500 kv Tabla 39. Ajustes Función Selección de Fase SE Ancoa 500 kv Tabla 40. Ajustes Función 67N Relés RED670 y REL670 Circuito Alto Jahuel 4 en SE Ancoa 500 kv 138 Tabla 41. Ajustes Función 68 Relés RED670 y REL670 Circuito Alto Jahuel 4 en SE Ancoa 500 kv Tabla 42. Ajustes Función 79 Relés RED670 y REL670 Circuito Alto Jahuel 4 en SE Ancoa 500 kv Tabla 43. Ajustes Función 25 Relés RED670 y REL670 Circuito Alto Jahuel 4 en SE Ancoa 500 kv Tabla 44. Cálculo corriente de arranque función cierre en falla Tabla 45. Ajustes Función 50HS Relés RED670 y REL670 Circuito Alto Jahuel 4 en SE Ancoa 500 kv Tabla 46. Ajustes Función 51B/51BN Relés RED670 y REL670 Circuito Alto Jahuel 4 en SE Ancoa 500 kv Tabla 47. Ajustes Función Localizador de Fallas Relés RED670 y REL670 Circuito Alto Jahuel 4 en SE Ancoa 500 kv Tabla 48. Ajustes Función Falla Fusible Relés RED670 y REL670 Circuito Alto Jahuel 4 en SE Ancoa 500 kv Tabla 49. Cálculo corriente de arranque función falla interruptor Tabla 50. Ajustes Función 50BF RED670 y REL670 Circuito Alto Jahuel 4 en SE Ancoa 500 kv Tabla 51. Ajustes Función 21/21N Relés RED670 y REL670 Circuito Ancoa 4 en SE Alto Jahuel 500 kv Tabla 52. Ajustes Función de Impedancia Direccional SE Alto Jahuel 500 kv Tabla 53. Variación ángulo de impedancia relé Alto Jahuel 500 kv Tabla 54. Ajustes Función Selección de Fase SE Alto Jahuel 500 kv Tabla 55. Ajustes Función 67N Relés RED670 y REL670 Circuito Alto Jahuel 4 en SE Alto Jahuel 500 kv Tabla 56. Ajustes Protección ABB RED670/REL670 Esquema de Teleprotección Función Distancia 173 Tabla 57. Ajustes Protección ABB RED670/REL670 Esquema de Teleprotección Función Sobrecorriente Direccional de Tierra Tabla 58. Ajustes Función 68 Relés RED670 y REL670 Circuito Alto Jahuel 4 en SE Alto Jahuel 500 kv Tabla 59. Ajustes Función 79 Relés RED670 y REL670 Circuito Ancoa 4 en SE Alto Jahuel 500 kv Tabla 60. Ajustes Función 25 Relés RED670 y REL670 Circuito Ancoa 4 en SE Alto Jahuel 500 kv Tabla 61. Cálculo corriente de arranque función cierre en falla IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 9 de 220

10 Tabla 62. Ajustes Función 50HS Relés RED670 y REL670 Circuito Ancoa 4 en SE Alto Jahuel 500 kv Tabla 63. Ajustes Función 51B/51BN Relés RED670 y REL670 Circuito Ancoa 4 en SE Alto Jahuel 500 kv Tabla 64. Ajustes Función Localizador de Fallas Relés RED670 y REL670 Circuito Ancoa 4 en SE Alto Jahuel 500 kv Tabla 65. Ajustes Función Falla Fusible Relés RED670 y REL670 Circuito Ancoa 4 en SE Alto Jahuel 500 kv Tabla 66. Cálculo corriente de arranque función falla interruptor Tabla 67. Ajustes Función 50BF RED670 y REL670 Circuito Ancoa 4 en SE Alto Jahuel 500 kv Tabla 68. Corriente diferencial y de restricción en condiciones de operación normal Tabla 69. Ajustes función diferencial de reactor de línea en SE Ancoa y A. Jahuel 500 kv Tabla 70. Cálculos verificación de operación protección diferencial Tabla 71. Ajustes función falla a tierra restringida de baja impedancia (87N) para reactor de línea en SE Ancoa y Alto Jahuel 500 kv Tabla 72. Verificación función diferencial de falla a tierra restringida 87N Tabla 73. Falla trifásica en punto de conexión reactores de línea Tabla 74. Ajustes función sobrecorriente de fases (51) para reactor de línea SE Ancoa y Alto Jahuel 500 kv Tabla 75. Ajustes función sobrecorriente de tierra (51G) para reactor de neutro en SE Ancoa y Alto Jahuel 500 kv Tabla 76. Ajustes función de falla interruptor (50BF) para reactores de línea en SE Ancoa y Alto Jahuel 500 kv Tabla 77. Ajuste recomendado etapa 50 Transformadores SE Ancoa y A. Jahuel LISTA DE ANEXOS Anexo 1. Parametrización Relés Subestaciones Ancoa y Alto Jahuel circuito C4 500 kv Anexo 2. Curvas de operación función distancia Ancoa - A. Jahuel circuito C4 Anexo 3. Curvas de operación función sobrecorriente direccional de tierra Ancoa - A. Jahuel circuito C4 Anexo 4. Curvas de operación función sobrecorriente de emergencia de fases y tierra Ancoa - A. Jahuel circuito C4 Anexo 5. Tiempos de operación funciones de protección distancia (21/21N) y sobrecorriente (67N/51/51N) área de influencia Ancoa - A. Jahuel circuito C4 Anexo 6. Comportamiento transitorio del sistema 2 de protecciones del proyecto cuarto circuito ancoa alto jahuel 500 kv relés red670/rel670 y área de influencia. Anexo 7. Resultados de pruebas de inyección realizadas al relé rel670 del c4 ancoa alto jahuel 500 kv, extremo ancoa 500 kv IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 10 de 220

11 1 INTRODUCCIÓN Y SUMARIO DEL ESTUDIO DE ANÁLISIS DE PROTECCIONES Por este medio se hace entrega del informe consolidado de ajuste de protecciones perteneciente al cuarto circuito en 500kV entre Ancoa-Alto Jahuel (revisión I). El presente informe consolidado del EAP está basado en la Revisión G, entregada el 15 de diciembre de 2015, manteniendo los mismos ajustes que los indicados en esa oportunidad. Para mayor aclaración, dado que el 15 de enero de 2016 se hizo entrega de la revisión H del EAP, se destacan las diferencias entre las revisiones G y H: Cambios de los tiempos de zonas 2 que se hicieron con el fin de mejorar los traslapes de zonas adyacentes. Dado que esta situación es preexistente al cuarto circuito en 500kV, y su adecuación involucra al sistema en su conjunto, queda excluido de las exigencias de solución del presente estudio, manteniendo las condiciones y prácticas operacionales actuales frente a estos eventos. Descripción de los fenómenos que afectan a la operación de ciertas funciones de los relés antes fallas internas, a partir de los fenómenos de inversión de tensión y corriente. Por otra parte, El presente informe consolidado amplía la documentación y explicación que respalda las conclusiones ya obtenidas y trasladadas en las versiones anteriores del EAP, a partir de los requerimientos realizados por el CDEC SIC y Transelec en las comunicaciones del CDEC SIC 173 y 190 de 2016 y RR , respectivamente. A continuación se destacan y resumen las principales conclusiones: Resultados de la validación del adecuado despeje de fallas en la línea por medio de un análisis de sensibilidad para diferentes condiciones de falla y escenarios utilizando simulaciones transitorias de los sistemas de protección de las líneas de 500 kv y sus BCS asociados (ver Anexo 6), cuyas conclusiones generales son: o Las protecciones de la línea 500 kv Ancoa Alto Jahuel 3 y 4, se comportan adecuadamente para fallas internas y externas. o Fallas con alta impedancia de 25 ohmios vistas fuera de la característica de la función 21 del relé, son vistas por la función 67N con lo cual se garantiza alcance completo para fallas dentro de la línea del sistema de protección. o La no operación instantánea del spark gap o lenta operación del varistor no limitan las protecciones a despejar adecuadamente fallas dentro de la línea. Resultados de la inyección de archivos COMTRADE (ver Anexo 7) para para fallas en la línea No. 4 entre Ancoa y Alto Jahuel. Estas pruebas con archivos COMTRADE, fueron realizadas con el fin de dar respuesta a las observaciones realizadas por el CDEC SIC para validar si sus relés despejarían adecuadamente fallas dentro de la línea ante fallas inversión de tensión o corriente y validar los modelos que el software DIgSILENT Power Factory 15.2 tiene implementado IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 11 de 220

12 dentro de sus bibliotecas para los relés utilizados en el estudio de coordinación de protecciones, los cuales quedan a disposición del CDEC SIC, y de los coordinados para su futura utilización. Se demuestra la pre-existencia del problema de traslapes de las zonas 2 de protección de respaldo como problema sistémico sin la puesta en servicio de las líneas No. 3 y 4 entre las subestaciones Ancoa y Alto Jahuel 500 kv, tanto para líneas paralelas como adyacentes. Se concluye, que estas condiciones siguen presentándose con la entrada de los circuitos 3 y 4 de Ancoa Alto Jahuel aunque con un traslape mayor. Respecto al artículo 3-23 de la NTSyCS_Dic15: Se entiende que el numeral de la norma a)-i del artículo 3-23 de la NTSyCS_Dic15, solicita que si el despeje no es selectivo estando la teleprotección fuera de servicio, suponiendo una condición normal de operación de los restantes componentes del sistema de protecciones, debe exigirse la duplicación de la teleprotección mediante vías de comunicación independientes. Se concluye que el presente estudio ya cumple con este el numeral de la norma a)-i del artículo 3-23 de la NTSyCS_Dic15, debido a que la línea ya tiene implementado un segundo canal independiente con disponibilidades mayores del 99,95%, lo cual se confirma por la práctica actual del sistema de 500 kv, en el cual ya se presentaban traslapes y no existía ninguna medida orientada a solucionar la descoordinación ante contingencias N-2 por la pérdida simultánea de los dos esquemas de teleprotección 87L y POTT en la línea fallada. Para ello, solo se sigue la práctica operacional de sacar de operación el circuito con pérdida simultánea de los esquemas de teleprotección, encontrándose el tercer y cuarto circuito en cumplimiento cabal de la Norma. Como solución al problema actual del traslape existente de zona 2, se propone mantener el sistema actual con los tiempos existentes de zona 2 en 500 ms, como fue propuesto en el EAP entregado con fecha 15 de diciembre, premisa base de las versiones originales del EAP. En caso de pérdida simultáneamente de los dos esquemas de teleprotección, se debe sacar de operación la línea. Puede observarse que esta probabilidad de ocurrencia es muy baja ya que requiere que simultáneamente los dos esquemas de teleprotección estén fuera de servicio para la línea fallada. Con el fin de minimizar este evento N-2, el esquema de teleprotecciones POTT & 67NCD así como la señal de disparo transferido del 50BF, fueron implementados en las dos protecciones de línea y sus respectivas señales de teleprotección se enviaron redundantemente utilizando los dos canales disponibles (fibra óptica y portadora). IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 12 de 220

13 2 OBJETO Finalmente, y tal y como el CDEC-SIC solicitó específicamente, se describen alternativas de solución al problema de traslapes de las protecciones de zonas 2 de respaldo, que garanticen la operación selectiva del sistema de protecciones del área de influencia. Estas alternativas quedan supeditadas al análisis y aprobación del CDEC SIC y el resto de coordinados involucrados,, ya que es un problema sistémico cuya solución influye en todos los coordinados, y debe ser corregido por la autoridad donde además su probabilidad de ocurrencia es muy baja ya que requiere que los dos esquemas de teleprotección estén fuera de servicio para la línea fallada. En este documento se presentan la metodología, los criterios y los cálculos de ajuste, las conclusiones y las recomendaciones del estudio de coordinación de protecciones del proyecto asociado con el cuarto circuito entre las subestaciones Ancoa y Alto Jahuel a 500 kv, con los cuales se garantice un funcionamiento adecuado de los dispositivos de protección ante cualquier tipo de evento, brindando al sistema la confiabilidad y selectividad necesaria dentro del área de influencia del proyecto. 3 ALCANCE DEL ESTUDIO El estudio de coordinación de protecciones del cuarto circuito a 500 kv entre las subestaciones Ancoa y Alto Jahuel contempla el siguiente alcance: Análisis de flujo de carga en el área de influencia. Análisis de corto circuito en el área de influencia. Ajuste y coordinación de las funciones de protección en los relés principal y respaldo de ambos extremos del cuarto circuito. Ajuste y coordinación de las funciones de protección en los relés de los reactores de línea y reactores de neutro ubicados en ambos extremos de la línea. Los ajustes recomendados para los diferentes relés serán verificados para asegurar la adecuada operación entre estas y las protecciones instaladas en los elementos adyacentes del área de influencia del proyecto, incluyendo los criterios de ajuste de cada protección, los cálculos, los ajustes y la parametrización de las protecciones. El estudio de coordinación de protecciones del cuarto circuito a 500 kv entre las subestaciones Ancoa y Alto Jahuel incluye los siguientes dispositivos de protección: IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 13 de 220

14 3.1 SUBESTACIÓN ANCOA 500 kv Sistema de protección para el paño de línea K6 del circuito Alto Jahuel 4 El cuarto circuito entre las subestaciones Ancoa y Alto Jahuel, en el extremo de la subestación Ancoa, cuentan con: Sistema de protección 1 (S1) correspondiente a un relé multifuncional ABB con referencia RED670 (Diferencial de línea). Sistema de protección 2 (S2) correspondiente a un relé multifuncional ABB con referencia REL670 (Distancia). Protección de falla interruptor (50BF-K6) correspondiente a un relé multifuncional ABB con referencia REC670. Unidad de bahía de la protección diferencial de barras (87B1-K6 y 87B2-K6) correspondiente a un relé multifuncional SIEMENS con referencia 7SS Sistema de protección del reactor de línea y del reactor de neutro Para los reactores de línea y de neutro se utilizarán dos equipos de protección: Una protección diferencial 87T-KZ6-S1 correspondiente al sistema 1 que protege al reactor de línea y al reactor de neutro. Este sistema 1 corresponde a un relé multifuncional ABB con referencia RET670. Una protección diferencial 87T-KZ6-S2 correspondiente al sistema 2 que protege al reactor de línea y al reactor de neutro. Este sistema 2 corresponde a un relé multifuncional ABB con referencia RET670. Protección de falla interruptor (50BF-KZ6) correspondiente a un relé multifuncional ABB con referencia REC670. Unidad de bahía de la protección diferencial de barras (87B1-KZ6 y 87B2-KZ6) correspondiente a un relé multifuncional SIEMENS con referencia 7SS5231. Un relé F-236 de apertura y cierre sincronizado (52KZ6) Transformadores de medida asociados con el circuito Alto Jahuel 4 Las características de los transformadores de corriente y de tensión asociados con el sistema de medida y protección del paño K6 Ancoa Alto Jahuel se presentan en la Tabla 1 y la Tabla 2, respectivamente. Tabla 1. Transformador de corriente circuito Alto Jahuel 4 SE Ancoa 500 kv Paño Relación de Transformación (A) Núcleo Burden (VA) Clase Carga IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 14 de 220

15 Paño Relación de Transformación (A) Núcleo Burden (VA) Clase Carga K6 Circuito Alto Jahuel / N FS5 Controlador y Medida N P TPZ Sistema 1 (RED670) N P TPZ Sistema 2 (REL670) N P TPZ Falla Interruptor (REC670) N P TPZ N P TPZ Unidad de bahía 87B1 (Siemens 7SS5231) Unidad de bahía 87B2 (Siemens 7SS5231) Tabla 2. Transformador de tensión circuito Alto Jahuel 4 SE Ancoa 500 kv Paño K6 Circuito Alto Jahuel 4 Relación de Transformación (kv) 525/ / / / 3 Núcleo Burden (VA) Clase N Carga Controlador Línea y Medida Relé F-236 Controlador reactor N2 15 3P Sistema 1 (RED670) N3 15 3P Sistema 2 (REL670) N4 15 3P Desc. 89K6-T Tabla 3. Transformador de corriente reactor de línea y reactor de neutro circuito Alto Jahuel 4 SE Ancoa 500 kv Paño Relación de Transformación (A) Núcleo Burden (VA) Clase Carga KZ6 Reactor de línea / N FS5 Relé F-236 N P TPZ Falla Interruptor (REC670) N P TPZ N P TPZ Unidad de bahía 87B2 (Siemens 7SS5231) Unidad de bahía 87B1 (Siemens 7SS5231) N P TPZ Sistema 2 (RET670) N P TPZ Sistema 1 (RET670) KZ6 10/1-1 N P15 Sistema 1 (RET670) IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 15 de 220

16 Paño Reactor de neutro Relación de Transformación (A) Núcleo Burden (VA) Clase Carga N P15 Sistema 2 (RET670) 3.2 SUBESTACIÓN ALTO JAHUEL 500 kv Sistema de protección para el paño de línea K6 del circuito Alto Jahuel 4 El cuarto circuito entre las subestaciones Ancoa y Alto Jahuel, en el extremo de la subestación Alto Jahuel, cuentan con: Sistema de protección 1 (S1) correspondiente a un relé multifuncional ABB con referencia RED670 (Diferencial de línea). Sistema de protección 2 (S2) correspondiente a un relé multifuncional ABB con referencia REL670 (Distancia). Protección de falla interruptor (50BF-K6) correspondiente a un relé multifuncional ABB con referencia REC670. Unidad de bahía de la protección diferencial de barras (87B1-K6 y 87B2-K6) correspondiente a un relé multifuncional SIEMENS con referencia 7SS Sistema de protección del reactor de línea y del reactor de neutro Una protección diferencial 87T-KZ4-S1 correspondiente al sistema 1 que protege al reactor de línea y al reactor de neutro. Este sistema 1 corresponde a un relé multifuncional ABB con referencia RET670. Una protección diferencial 87T-KZ4-S2 correspondiente al sistema 2 que protege al reactor de línea y al reactor de neutro. Este sistema 2 corresponde a un relé multifuncional ABB con referencia RET670. Protección de falla interruptor (50BF-KZ4) correspondiente a un relé multifuncional ABB con referencia REC670. Unidad de bahía de la protección diferencial de barras (87B1-KZ4 y 87B2-KZ4) correspondiente a un relé multifuncional SIEMENS con referencia 7SS5231. Un relé F-236 de apertura y cierre sincronizado (52KZ4) Transformadores de medida asociados con el circuito Ancoa 4 Las características de los transformadores de corriente y de tensión asociados con el sistema de medida y protección del paño K6 Alto Jahuel Ancoa se presentan en la Tabla 4 y la Tabla 5, respectivamente. IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 16 de 220

17 Tabla 4. Transformador de corriente circuito Ancoa 4 SE Alto Jahuel 500 kv Paño Relación de Transformación (A) Núcleo Burden (VA) Clase Carga K6 Circuito Ancoa / N FS5 Controlador y Medida N P TPZ Sistema 1 (RED670) N P TPZ Sistema 2 (REL670) N P TPZ Falla Interruptor (REC670) N P TPZ N P TPZ Unidad de bahía 87B1 (Siemens 7SS5231) Unidad de bahía 87B2 (Siemens 7SS5231) Tabla 5. Transformador de tensión circuito Ancoa 4 SE Alto Jahuel 500 kv Paño K6 Circuito Ancoa 4 Relación de Transformación (kv) 525/ / / / 3 Núcleo Burden (VA) Clase N Carga Controlador Línea y Medida Relé F-236 Controlador reactor N2 15 3P Sistema 1 (RED670) N3 15 3P Sistema 2 (REL670) N4 15 3P Desc. 89K6-T Tabla 6. Transformador de corriente reactor de línea y de neutro circuito Ancoa 4 SE Alto Jahuel 500 kv Paño Relación de Transformación (A) Núcleo Burden (VA) Clase Carga KZ4 Reactor de línea / N FS5 Relé F-236 N P TPZ Falla Interruptor (REC670) N P TPZ N P TPZ Unidad de bahía 87B2 (Siemens 7SS5231) Unidad de bahía 87B1 (Siemens 7SS5231) N P TPZ Sistema 2 (RET670) N P TPZ Sistema 1 (RET670) IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 17 de 220

18 Paño Relación de Transformación (A) Núcleo Burden (VA) Clase Carga KZ4 Reactor de neutro 10/1-1 N P15 Sistema 1 (RET670) N P15 Sistema 2 (RET670) En la Figura 1 y la Figura 2 se muestra el diagrama unifilar simplificado de los paños asociados con los circuitos 3 y 4 de la línea 2x500 kv Ancoa Alto Jahuel, en la subestación Ancoa 500 kv y en la subestación Alto Jahuel, respectivamente. En la Figura 1 se observa que el transformador de corriente (CT) se ubica entre la barra de la subestación y la compensación serie, mientras que el transformador de tensión (PT) se ubica entre compensación serie y la salida de la línea hacia la subestación Alto Jahuel 500 kv. IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 18 de 220

19 Figura 1. Diagrama unilineal simplificado línea 2x500 kv Ancoa Alto Jahuel, circuitos 3 (existente) y 4 (proyectado) en SE Ancoa IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 19 de 220

20 Figura 2. Diagrama unilineal simplificado línea 2x500 kv Ancoa Alto Jahuel, circuitos 3 (existente) y 4 (proyectado) en SE Alto Jahuel IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 20 de 220

21 3.3 ÁREA DE INFLUENCIA DEL ESTUDIO Dentro del estudio de coordinación de protecciones para el segundo circuito a 500 kv entre las subestaciones Ancoa y Alto Jahuel, es indispensable definir el área de influencia en la cual se encuentra definido el proyecto, ya que es importante verificar las funciones de protección que se encuentren ajustadas en las subestaciones adyacentes, para garantizar el buen funcionamiento del sistema ante cualquier tipo de evento en el sistema Subestación Ancoa La subestación Ancoa es una subestación convencional aislada en aire (AIS), con una configuración de doble barra más barra de transferencia en el patio de 500 kv, compuesta por los siguientes paños de línea y de transformación: Línea de transmisión 2x500 kv hacia la subestación Alto Jahuel (52K1, 52K2), incluye reactores de línea (75 MVAr) y compensación serie. Línea de transmisión 2x500 kv hacia la subestación Charrúa (52K3, 52K4), incluye reactores de línea (84 MVAr) y de neutro (4.9 kvar) y compensación serie. Línea de transmisión 1x500 kv hacia la subestación Alto Jahuel (52K5), incluye reactores de línea (110 MVAr) y de neutro (1125 Ω, 123 kv) y compensación serie. Paño de acople de barras (52KS). Paño de transferencia (52KR). Dos paños de bancos de transformación 3x170/210/250 MVA, 525/230 kv (52KT1 y 52KT2) Subestación Alto Jahuel La subestación Alto Jahuel es una subestación convencional aislada en aire (AIS), con una configuración de doble barra más barra de transferencia en el patio de 500 kv, compuesta por los siguientes paños de línea y de transformación: Línea de transmisión 2x500 kv hacia la subestación Ancoa (52K1 y 52K2), incluye reactor de línea de 84 MVAr. Línea de transmisión 1x500 kv hacia la subestación Polpaico (52K4). Línea de transmisión 1x500 kv hacia la subestación Lo Aguirre (52K3). Paño de acople de barras (52KS). Paño de transferencia (52KR). Paño del banco de transformación N 4, 3x170/210/250 MVA, 525/230/66 kv (52KT4). Paño del banco de transformación N 5, 3x170/210/250 MVA, 525/230/66 kv (52KT5). IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 21 de 220

22 Línea de transmisión 1x500 kv hacia la subestación Alto Jahuel (52K5), incluye reactores de línea (110 MVAr) y de neutro (1125 Ω, 123 kv). En las siguientes tablas se presentan las características técnicas básicas de los elementos adyacentes al cuarto circuito a 500 kv entre las subestaciones Ancoa y Alto Jahuel. Tabla 7. Autotransformadores y Transformadores del área de influencia del proyecto Nombre Potencia Nominal [MVA] Impedancia [%] SE Equipo H M L HL HM ML H M L Niveles de Tensión [kv] Conexión Nota Ancoa T , YnYn0 Ancoa T , YnYn0 Alto Jahuel ATR ,39 14,72 7, YnYnd1 Alto Jahuel ATR ,43 14,74 7, YnYnd1 1 Polpaico T , YnYn0 Polpaico T , YnYn0 Charrúa T5-T ,36 13,68 4, YnYnd1 Charrúa T ,65 13,03 16, YnYnd1 Lo Aguirre T ,86 14,75 4, YnYnd1 2 Nota 1: Información técnica presentada en la base de datos de DIgSILENT del 10 de marzo de 2015 obtenida de la página web del CDEC-SIC ( Aunque en la base de datos solo se reporta el transformador de potencia T2 en la subestación Ancoa 500/220 kv, en el plano A28-02E- 0100L01 se indican dos bancos de transformación con las mismas características técnicas. Por solicitud de ELECNOR, el autotransformador T2 de Ancoa fue modelado en la base de datos con las mismas características del banco existente T1. Nota 2: Información técnica obtenida del informe EAP Estudio Coordinación y Ajuste de Protecciones S/E Lo Aguirre, Subestación Seccionadora Lo Aguirre Etapa I. Revisión 4. Línea Tabla 8. Líneas de transmisión del área de influencia Long. [km] Tensión [kv] Corriente Nom. [A] R1 [Ω/km] X1 [Ω/km] R0 [Ω/km] X0 [Ω/km] Ancoa - Alto Jahuel Cto Ancoa - Alto Jahuel Cto Ancoa Charrúa Cto Ancoa Charrúa Cto Alto Jahuel Polpaico Cto Nota 1 IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 22 de 220

23 Línea Long. [km] Tensión [kv] Corriente Nom. [A] R1 [Ω/km] X1 [Ω/km] R0 [Ω/km] X0 [Ω/km] Ancoa - Alto Jahuel Cto Ancoa - Alto Jahuel Cto Alto Jahuel Lo Aguirre Lo Aguirre Polpaico Cerro Navia Lo Aguirre Cto 1 y Lo Aguirre TapOff Alto Melipilla Rapel Cto. 1 y Nota 1: Información técnica presentada en la base de datos de DIgSILENT del 10 de marzo de 2015 obtenida de la página web del CDEC-SIC ( Nota 2: Información técnica obtenida mediante uso del modelo Line Coupling del DigSilent, considerando la configuración de la torre de transmisión, las características técnicas de los conductores de fase y del cable de guarda (tipo OPGW). Nota 3: Información técnica obtenida del informe EAP Estudio Coordinación y Ajuste de Protecciones S/E Lo Aguirre, Subestación Seccionadora Lo Aguirre Etapa I. Revisión 4. Tabla 9. Capacitores y reactores del área de influencia del proyecto Subestación Nombre Elemento Voltaje nominal [kv] Potencia reactiva [MVAR] Alto Jahuel Capacitor 66 4x33 Alto Jahuel Capacitor 66 4x33 Alto Jahuel Reactor 1 Línea Ancoa Alto Jahuel Reactor 2 Línea Ancoa Ancoa Reactor 1 Línea Alto Jahuel Ancoa Reactor 2 Línea Alto Jahuel Ancoa Reactor 3 Línea Charrúa Ancoa Reactor 4 Línea Charrúa Ancoa Reactor 5 Línea Alto Jahuel Ancoa Capacitor Ancoa Reactor Charrúa Reactor 1 Línea Ancoa Charrúa Reactor 2 - Línea Ancoa Nota 2 3 IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 23 de 220

24 Figura 3. Área de influencia estudio de coordinación de protecciones circuito 4 Ancoa Alto Jahuel 500 kv IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 24 de 220

25 3.4 AJUSTES ACTUALES DE EQUIPOS DE PROTECCIÓN A continuación se presentan los ajustes actuales de los diferentes elementos de protección presentes en el área de influencia del proyecto cuarto circuito Ancoa Alto Jahuel a 500 kv. IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 25 de 220

26 Tabla 10. Ajustes actuales protecciones de distancia 21/21N Subestación Interruptor o paño RPT RCT Ajustes en Ω secundarios Parámetro (kv) (A) Z1 Z1B Z2 Z3 Z4 Nota Direc. Deshabilitada Forward Forward Reverse Forward K7 - Polpaico (Siemens 7SD52 y MICOM P446) 525: 3/0,115: /1 R X RE Ang Red Zona LO AGUIRRE 500 kv T (s) Infinito 1.00 Direc. Deshabilitada Forward Forward Reverse Forward K6 Alto Jahuel (Siemens 7SD52 y MICOM P446) 525: 3/0,115: /1 R X RE Ang Red Zona T (s) Infinito 1.00 Direc. Deshabilitada Forward Forward Reverse Forward K2 Lo Aguirre (Siemens 7SD52 y 7SA61) 525: 3/0,115: /1 R X RE Ang Red Zona POLPAICO 500 kv T (s) Infinito 1.20 Direc. Forward Forward Forward Deshabilitada Forward K1 Alto Jahuel (Siemens 7SD52 y 7SA61) 525: 3/0,115: /1 R X RE Ang Red Zona T (s) Direc. Deshabilitada Forward Forward Reverse Forward ALTO JAHUEL 500 kv K3 Lo Aguirre (Siemens 7SD52 y 7SA61) 525: 3/0,115: /1 R X RE Ang Red Zona T (s) Infinito 1.20 IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 26 de 220

27 Subestación Interruptor o paño RPT RCT Ajustes en Ω secundarios Parámetro (kv) (A) Z1 Z1B Z2 Z3 Z4 Nota Direc. Forward Forward Forward Reverse Forward K4 Polpaico (Siemens 7SD52 y 7SA61) 525: 3/0,115: /1 R X RE Ang Red Zona T (s) Infinito 3 X1FwPP R1PP RFFwPP K5 Ancoa C3 X1RvPP X1FwPE (ABB RED670 y ABB REL670) 525: 3/0,115: /1 R1PE X0PE R0PE RFFwPE X1RvPE T (s) Infinito Direc. Deshabilitada Forward Forward Deshabilitada Forward K2 Ancoa C2 (SIEMENS 7SD52) 525: 3/0,115: /1 R X RE Ang Red Zona T (s) Direc. Deshabilitada Forward Forward Deshabilitada Forward K1 Ancoa C1 (SIEMENS 7SD52) 525: 3/0,115: /1 R X RE Ang Red Zona T (s) IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 27 de 220

28 Subestación Interruptor o paño RPT RCT Ajustes en Ω secundarios Parámetro (kv) (A) Z1 Z1B Z2 Z3 Z4 Nota X1FwPP R1PP K5 Alto Jahuel C3 (ABB RED670 y ABB REL670) 525: 3/0,115: /1 RFFwPP X1FwPE R1PE X0PE R0PE RFFwPE T (s) Infinito ANCOA 500kV K2 Alto Jahuel C2 (SIEMENS 7SD52) K1 Alto Jahuel C1 (SIEMENS 7SD52) 525: 3/0,115: /1 525: 3/0,115: /1 Direc. Deshabilitada Forward Forward Reverse Forward R X RE Ang Red Zona T (s) Infinito 3.20 Direc. Deshabilitada Forward Forward Deshabilitada Forward R X RE Ang Red Zona T (s) K3 Charrúa L1 (SEL421) 525: 3/0,115: /1 Direc. - - Forward Reverse Forward Z Ang [ ] T (s) K4 Charrúa L2 (SEL421) 525: 3/0,115: /1 Direc. Forward Reverse Forward Z Ang [ ] T (s) IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 28 de 220

29 Subestación Interruptor o paño RPT RCT Ajustes en Ω secundarios Parámetro (kv) (A) Z1 Z1B Z2 Z3 Z4 Nota CHARRÚA 500kV Ancoa L1 (SEL421) Ancoa L2 (SEL421) 525: 3/0,115: /1 525: 3/0,115: /1 Direc. - - Forward Forward - Z Ang [ ] T (s) Direc. - - Forward - Forward Z Ang [ ] T (s) Nota 1: Información técnica obtenida del informe EAP Estudio Coordinación y Ajuste de Protecciones S/E Lo Aguirre, Subestación Seccionadora Lo Aguirre Etapa I. Revisión 4. Nota 2: Información técnica obtenida del Informe de Ajuste y Coordinación de Protecciones Proyecto de Línea entre Ancoa y Alto Jahuel 2x500 kv Primer Circuito. PROINGESA INGENIERÍA. Revisión 1. Abril de Así mismo, la información adicional requerida de ajustes existentes fue obtenida de la base de datos del estudio (EAP ANCOA ALTOJ SEP 2015.pfd) suministrada por PROINGESA INGENIERÍA. IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 29 de 220

30 Tabla 11. Ajustes actuales protecciones de sobrecorriente 51/51N 67/67N S/E Interruptor o paño RCT (A) Pickup Asec/Apri Dial Función 67/67-1 Pickup Curve Asec/Apri t(s) Curve Pickup Asec/Apr i Dial Función 67N/67N-1 Pickup Curve Asec/Apri t(s) Curve Nota K7 - Polpaico (Siemens 7SD52 y MICOM P446) 2000/ / Definite LO AGUIRRE 500kV K6 Alto Jahuel (Siemens 7SD52 y MICOM P446) 2000/ / Definite K4 ATR 1 500/220 kv (MICOM P643) 2000/ / UK Long time Inverse 3.00 / Definite 0.30 / IEC Inverse 2.50 / Definite 1 K2 - Lo Aguirre POLPAICO 500kV (Siemens 7SD52 y 7SA61) 1600/ / Definite K3 - Lo Aguirre (Siemens 7SD52 y 7SA61) 1600/ / Definite ALTO JAHUEL 500kV K4 - Polpaico (Siemens 7SA61) K1 Ancoa C1 1600/ / Definite 2 (Siemens 7SA61) 1600/ / Definite IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 30 de 220

31 S/E Interruptor o paño RCT (A) Pickup Asec/Apri Dial Función 67/67-1 Pickup Curve Asec/Apri t(s) Curve Pickup Asec/Apr i Dial Función 67N/67N-1 Pickup Curve Asec/Apri t(s) Curve Nota K2 Ancoa C2 (Siemens 7SA61) 1600/ / Definite K5 Ancoa C3 RED/REL / K5 Alto Jahuel C3 (RED/REL670) 1600/ ANCOA 500kV K2 Alto Jahuel C2 (Siemens 7SA61) K1 Alto Jahuel C1 (Siemens 7SA61) 1600/ / Definite 1600/ ,20 / Definite 2 K3 Charrúa L1 (SEL421) 1600/ K4 Charrúa L2 (SEL421) 1600/ CHARRÚA 500 kv K1 Ancoa L1 (SEL421) K2 Ancoa L2 (SEL421) 1600/ / IEC NI / IEC NI / / IEC NI / IEC NI Nota 1: Información técnica obtenida del informe EAP Estudio Coordinación y Ajuste de Protecciones S/E Lo Aguirre, Subestación Seccionadora Lo Aguirre Etapa I. Revisión 4. Nota 2: Información técnica obtenida del Informe de Ajuste y Coordinación de Protecciones Proyecto de Línea entre Ancoa y Alto Jahuel 2x500 kv Primer Circuito. PROINGESA INGENIERÍA. Revisión 1. Abril de Así mismo, la información adicional requerida de ajustes existentes fue obtenida de la base de datos del estudio (EAP ANCOA ALTOJ SEP 2015.pfd) suministrada por PROINGESA INGENIERÍA. IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 31 de 220

32 4 DEFINICIÓN DE LOS ESCENARIOS DE OPERACIÓN La determinación de los ajustes de las protecciones y la verificación de su adecuada operación ante eventos en el sistema, se realizará según las consideraciones definidas en el Anexo N 2 Carta D.O. N 0302/2015 por parte del CDEC-SIC. De acuerdo con lo anterior, se deben considerar las siguientes instalaciones: Un autotransformador 750 MVA, 500/220 kv en la subestación Lo Aguirre. Seccionamiento de un circuito de la línea 2x500 kv Alto Jahuel Polpaico, para su conexión en la subestación Lo Aguirre. Seccionamiento completo de la línea 2x220 kv Rapel-Cerro Navia y su conexión en la subestación Lo Aguirre 220 kv. Asimismo, se considerarán los siguientes escenarios y condiciones de operación para el año de análisis (2015): Demanda Alta Hidrología Húmeda e Hidrología Seca. Demanda Baja Hidrología Húmeda e Hidrología Seca. Condición de operación 1: Líneas de 500 kv entre las subestaciones Charrúa y Polpaico en servicio, cable 220 kv Ancoa-Colbún en servicio, línea 154 kv Itahue-Tinguiririca abierta en la subestación Itahue. Condición de operación 2: Condición de operación 1 pero con el cable 220 kv Ancoa-Colbún desconectado. Condición de operación 3: Condición de operación 1 pero con un circuito de la línea 500 kv Charrúa-Ancoa y el circuito 3 de la línea 500 kv Ancoa-Alto Jahuel (estructura común) desconectados. Condición de operación 4: Condición de operación 1 pero con el circuito 3 de la línea 500 kv Ancoa-Alto Jahuel (estructura común) y uno de la línea 500 kv Alto Jahuel Lo Aguirre desconectados. Condición de operación 5: Condición de operación 1 pero con la compensación serie del circuito proyectado desconectada. Condición de operación 6: Condición de operación 1 pero con la compensación serie de un circuito paralelo desconectada. Condición de operación 7: Condición de operación 1 pero con la compensación serie de un circuito de la línea 500 kv Charrúa-Ancoa desconectada. 5 ANÁLISIS DE FLUJO DE POTENCIA El cálculo del Flujo de Potencia o de Carga consiste en evaluar el punto de operación de estado estacionario de un sistema de potencia bajo condiciones determinadas de generación, carga y configuración de la red. Este punto de operación está IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 32 de 220

33 caracterizado principalmente por las tensiones en cada una de las barras y los flujos de potencia activa y reactiva a través de cada uno de los elementos del sistema. Los objetivos primordiales al resolver un flujo de carga son los siguientes: Calcular los flujos de potencia activa (MW) y potencia reactiva (MVAr) a través de los distintos elementos del sistema de potencia a fin de: o Determinar la carga por cada uno de los elementos del sistema y así verificar posibles sobrecargas. o Determinar el efecto de contingencias en el sistema por la salida de líneas, transformadores y generadores. o Determinar el efecto de los cambios en la topología de la red. o Determinar el efecto al introducir a la red nuevos elementos (líneas, transformadores, generadores, condensadores, etc.). o Calcular las tensiones y ángulos de todas las barras a fin de verificar la calidad del servicio y definir las estrategias de operación de los elementos de control de tensión tales como: la óptima posición de los taps, excitación de los generadores, y conexión o desconexión de condensadores y reactores. Para el estudio de ajuste y coordinación de protecciones del cuarto circuito a 500 kv entre las subestaciones Ancoa y Alto Jahuel, se realizará un análisis de flujo de potencia realizando variaciones en la demanda y la topología de la red. A partir de cada escenario de operación, se deberá considerar la salida de servicio no simultánea de cada uno de los siguientes elementos (según Anexo N 2 Carta D.O. N 0302/2015 del CDEC-SIC): Circuito proyectado de la línea 500kV Ancoa - Alto Jahuel. Circuito 3 (estructura común) de la línea 500kV Ancoa - Alto Jahuel. Un circuito de la línea 500 kv Ancoa Charrúa (salvo condición de operación 3). Un circuito de la línea 500 kv Alto Jahuel Lo Aguirre. Una unidad de ciclo combinado a plena carga. Una unidad de la central Pehuenche a plena carga. En las siguientes tablas se presentan los resultados de la tensión en barras y la cargabilidad de líneas y de transformadores del área de influencia del proyecto según el flujo de potencia para los diferentes escenarios de operación establecidos en el numeral 3.4. IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 33 de 220

34 Tabla 12. Tensión en las barras del área de influencia del proyecto. Escenario Demanda Alta Hidrología Húmeda TENSIÓN EN BARRAS DEL ÁREA DE INFLUENCIA DEL PROYECTO ESCENARIO DA - HH DA - HH DA - HH DA - HH DA - HH DA - HH DA - HH CONDICION OPERATIVA BARRA kv p.u. kv p.u. kv p.u. kv p.u. kv p.u. kv p.u. kv p.u. Lo Aguirre 500 kv 498,375 0, ,21 0, ,305 0, ,662 0, ,046 0, ,187 0, ,782 0,99556 K2 (Charrúa) 500 kv 515,538 1, ,815 1, ,911 1, ,037 1, ,555 1, ,168 1, ,771 1,03154 K1 (Polpaico) 500 kv 498,39 0, ,983 0, ,339 0, ,562 0, ,828 0, ,962 0, ,3 0,9946 K1 (Ancoa) 500 kv 514,872 1, ,155 1, ,589 1, ,928 1, ,136 1, ,649 1, ,507 1,02501 K1 (Alto Jahuel) 500 kv 500,495 1, ,565 0, ,477 0, ,778 0, ,416 0, ,59 0, ,808 0,99762 Lo Aguirre 220 kv 225,3 1, ,548 1, ,801 1, ,937 1, ,362 1, ,386 1, ,843 1,01292 J2 (Cerro Navia) 220 kv 223,054 1, ,803 1, ,965 1, ,236 1, ,578 1, ,593 1, ,291 1,00587 J1 (Polpaico) 220 kv 222,732 1, ,542 1, ,057 1, ,05 1, ,46 1, ,484 1, ,911 1,00869 J1 (Charrúa) 220 kv 227,133 1, ,266 1, ,149 1, ,669 1, ,6 1,03 226,474 1, ,184 1,03265 J1 (Ancoa) 220 kv 225,903 1, ,06 1, ,863 1, ,574 1, ,219 1, ,115 1, ,391 1,0336 J1 (Alto Jahuel) 220 kv 226,327 1, ,417 1, ,288 1, ,056 1, ,9 1, ,916 1, ,262 1, (Central Rapel) 220 kv 227,318 1, ,031 1, ,972 1, ,032 1, ,96 1, ,969 1, ,38 1,029 IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 34 de 220

35 Tabla 13. Tensión en las barras del área de influencia del proyecto. Demanda Alta Hidrología Seca TENSIÓN EN BARRAS DEL ÁREA DE INFLUENCIA DEL PROYECTO ESCENARIO DA - HS DA - HS DA - HS DA - HS DA - HS DA - HS DA - HS CONDICION OPERATIVA BARRA kv p.u. kv p.u. kv p.u. kv p.u. kv p.u. kv p.u. kv p.u. Lo Aguirre 500 kv 497,945 0, ,374 0, ,928 0, ,077 0, ,077 0, ,053 0, ,456 0,99691 K2 (Charrúa) 500 kv 515,065 1, ,378 1, ,637 1, ,044 1, ,552 1, ,139 1, ,893 1,03379 K1 (Polpaico) 500 kv 497,899 0, ,357 0, ,162 0, ,495 0, ,024 0, ,966 0, ,158 0,99632 K1 (Ancoa) 500 kv 513,164 1, ,175 1, ,9 1, ,209 1, ,447 1, ,048 1, ,676 1,02535 K1 (Alto Jahuel) 500 kv 499,579 0, ,855 0, ,71 0, ,539 0, ,743 0, ,813 0, ,495 0,99899 Lo Aguirre 220 kv 224,039 1, ,015 1, ,733 1, ,747 1, ,054 1, ,987 1, ,23 1,01468 J2 (Cerro Navia) 220 kv 222,407 1, ,441 1, ,597 1, ,739 1, ,411 1, ,325 1, ,088 1,00949 J1 (Polpaico) 220 kv 222,697 1, ,627 1, ,027 1, ,325 1, ,716 1, ,569 1, ,669 1,01213 J1 (Charrúa) 220 kv 227,516 1, ,351 1, ,192 1, ,914 1, ,381 1, ,192 1, ,978 1,03626 J1 (Ancoa) 220 kv 225,65 1, ,583 1, ,056 1, ,372 1, ,496 1, ,365 1, ,886 1,02675 J1 (Alto Jahuel) 220 kv 226,216 1, ,384 1, ,895 1, ,243 1, ,206 1, ,057 1, ,065 1, (Central Rapel) 220 kv 223,18 1, ,159 1, ,344 1, ,356 1, ,193 1, ,135 1, ,486 1,0113 IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 35 de 220

36 Tabla 14. Tensión en las barras del área de influencia del proyecto. Demanda Baja Hidrología Húmeda TENSIÓN EN BARRAS DEL ÁREA DE INFLUENCIA DEL PROYECTO ESCENARIO DB - HH DB - HH DB - HH DB - HH DB - HH DB - HH DB - HH CONDICION OPERATIVA BARRA kv p.u. kv p.u. kv p.u. kv p.u. kv p.u. kv p.u. kv p.u. Lo Aguirre 500 kv 500,762 1, ,235 1, ,434 1, ,145 1, ,752 1, ,595 1, ,216 1,00443 K2 (Charrúa) 500 kv 515,944 1, ,621 1, ,295 1, ,356 1, ,425 1, ,073 1, ,931 1,03586 K1 (Polpaico) 500 kv 499,068 0, ,272 1, ,801 0, ,633 0, ,348 0, ,687 0, ,998 1,002 K1 (Ancoa) 500 kv 514,36 1, ,615 1, ,559 1, ,992 1, ,669 1, ,171 1, ,36 1,03072 K1 (Alto Jahuel) 500 kv 501,847 1, ,82 1, ,056 1, ,256 1, ,865 1, ,95 1, ,02 1,00604 Lo Aguirre 220 kv 224,398 1, ,328 1, ,974 1, ,864 1, ,307 1, ,194 1, ,925 1,03148 J2 (Cerro Navia) 220 kv 224,75 1, ,254 1, ,044 1, ,096 1, ,364 1, ,683 1, ,964 1,03165 J1 (Polpaico) 220 kv 223,153 1, ,778 1, ,473 1, ,466 1, ,832 1, ,836 1, ,136 1,02335 J1 (Charrúa) 220 kv 227,725 1, ,322 1, ,285 1, ,806 1, ,574 1, ,485 1, ,896 1,03589 J1 (Ancoa) 220 kv 228,56 1, ,136 1, ,169 1, ,087 1, ,715 1, ,622 1, ,45 1,0475 J1 (Alto Jahuel) 220 kv 225,696 1, ,103 1, ,316 1, ,595 1, ,049 1, ,635 1, ,756 1, (Central Rapel) 220 kv 221,869 1, ,898 1, ,423 1, ,307 1, ,876 1, ,808 1, ,525 1,02057 IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 36 de 220

37 Tabla 15. Tensión en las barras del área de influencia del proyecto. Demanda Baja Hidrología Seca TENSIÓN EN BARRAS DEL ÁREA DE INFLUENCIA DEL PROYECTO ESCENARIO DB - HS DB - HS DB - HS DB - HS DB - HS DB - HS DB - HS CONDICION OPERATIVA BARRA kv p.u. kv p.u. kv p.u. kv p.u. kv p.u. kv p.u. kv p.u. Lo Aguirre 500 kv 499,884 0, ,542 1, ,679 1, ,549 1, ,442 1, ,463 1, ,835 1,00167 K2 (Charrúa) 500 kv 515,291 1, ,746 1, ,98 1, ,693 1, ,254 1, ,732 1, ,603 1,03521 K1 (Polpaico) 500 kv 499,229 0, ,976 0, ,648 0, ,135 1, ,893 0, ,913 0, ,035 0,99807 K1 (Ancoa) 500 kv 514,17 1, ,745 1, ,098 1, ,103 1, ,748 1, ,092 1, ,091 1,02818 K1 (Alto Jahuel) 500 kv 501,826 1, ,887 1, ,472 1, ,842 1, ,9 1, ,932 1, ,672 1,00334 Lo Aguirre 220 kv 227,816 1, ,379 1, ,64 1, ,63 1, ,937 1, ,928 1, ,018 1,02281 J2 (Cerro Navia) 220 kv 226,821 1, ,481 1, ,562 1, ,801 1, ,979 1, ,966 1, ,614 1,02552 J1 (Polpaico) 220 kv 225,076 1, ,331 1, ,203 1, ,109 1, ,169 1, ,168 1, ,108 1,02776 J1 (Charrúa) 220 kv 227,27 1, ,419 1, ,915 1, ,099 1, ,428 1, ,259 1, ,049 1,03659 J1 (Ancoa) 220 kv 230,97 1, ,69 1, ,28 1, ,043 1, ,592 1, ,306 1, ,098 1,04135 J1 (Alto Jahuel) 220 kv 229,084 1, ,986 1, ,264 1, ,074 1, ,905 1, ,871 1, ,75 1, (Central Rapel) 220 kv 225,461 1, ,951 1, ,175 1, ,061 1, ,488 1, ,478 1, ,521 1,01146 IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 37 de 220

38 Tabla 16. Cargabilidad de líneas de transmisión del área de influencia del proyecto. Demanda Alta Hidrología Húmeda CARGABILIDAD DE LÍNEAS DE TRANSMISIÓN DEL ÁREA DE INFLUENCIA DEL PROYECTO ESCENARIO DA - HH DA - HH DA - HH DA - HH DA - HH DA - HH DA - HH CONDICION OPERATIVA LT %Carga %Carga %Carga %Carga %Carga %Carga %Carga Polpaico - Reactor 500 kv 3, , , , , , , Polpaico - Lo Aguirre 500 kv 1, , , , , , , Polpaico - Alto Jahuel 500 kv C2 14, , , , , , ,90484 Charrúa - Ancoa 500kV L1 29, , , , , , ,88345 Ancoa - Charrúa 500kV L2 29, , , , , ,32571 Ancoa - Alto Jahuel 500 kv C2 24, , , , , , ,66563 Ancoa - Alto Jahuel 500 kv C1 23, , , , , , ,79922 Ancoa - A. Jahuel 500 kv C4 29, , , , , , ,25676 Ancoa - A. Jahuel 500 kv C3 29, , , , , , ,5908 Alto Jahuel - Lo Aguirre 500 kv 18,319 18, , , , ,97244 Tap Alto Melipilla - Melipilla 220kV-2 0, , , , , , , Tap Alto Melipilla - Melipilla 220kV-1 48, , , , , , ,14956 Rapel - Arra. Melipilla 220 kv L2 57, , , , , , ,31123 Rapel - Arra Melipilla 220 kv L1 78, , , , , , ,03251 Cerro Navia - Lo Aguirre 500 kv C1 118, , , , , , ,5066 Cerro Navia - Lo Aguirre 220 kv C2 118, , , , , , ,5066 Alto Melpilla - Lo Aguirre 220 kv C2 57, , , , , , ,96147 Alto Melpilla - Lo Aguirre 220 kv C1 30, , , , , , ,36561 IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 38 de 220

39 Tabla 17. Cargabilidad de líneas de transmisión del área de influencia del proyecto. Demanda Alta Hidrología Seca CARGABILIDAD DE LÍNEAS DE TRANSMISIÓN DEL ÁREA DE INFLUENCIA DEL PROYECTO ESCENARIO DA - HS DA - HS DA - HS DA - HS DA - HS DA - HS DA - HS CONDICION OPERATIVA LT %Carga %Carga %Carga %Carga %Carga %Carga %Carga Polpaico - Reactor 500 kv 3, , , , , , , Polpaico - Lo Aguirre 500 kv 1, , , , , , ,14111 Polpaico - Alto Jahuel 500 kv C2 15, , , , , , ,35704 Charrúa - Ancoa 500kV L1 27, , , , , , ,14744 Ancoa - Charrúa 500kV L2 27, , , , , ,12081 Ancoa - Alto Jahuel 500 kv C2 24, , ,483 31, , , ,09611 Ancoa - Alto Jahuel 500 kv C1 24, , , , , , ,19468 Ancoa - A. Jahuel 500 kv C4 29, , , , , , ,3094 Ancoa - A. Jahuel 500 kv C3 29, , , , , , ,65076 Alto Jahuel - Lo Aguirre 500 kv 20, , , , , ,84765 Tap Alto Melipilla - Melipilla 220kV-2 0, , , , , , , Tap Alto Melipilla - Melipilla 220kV-1 49, , , , , , ,46037 Rapel - Arra. Melipilla 220 kv L2 12, , , , , , ,33253 Rapel - Arra Melipilla 220 kv L1 10, , , , , , ,76015 Cerro Navia - Lo Aguirre 500 kv C1 70, , , , , , ,99579 Cerro Navia - Lo Aguirre 220 kv C2 70, , , , , , ,99579 Alto Melpilla - Lo Aguirre 220 kv C2 12, , , , , , ,87046 Alto Melpilla - Lo Aguirre 220 kv C1 40, , , , , , ,55425 IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 39 de 220

40 Tabla 18. Cargabilidad de líneas de transmisión del área de influencia del proyecto. Demanda Baja Hidrología Húmeda CARGABILIDAD DE LÍNEAS DE TRANSMISIÓN DEL ÁREA DE INFLUENCIA DEL PROYECTO ESCENARIO DB - HH DB - HH DB - HH DB - HH DB - HH DB - HH DB - HH CONDICION OPERATIVA LT %Carga %Carga %Carga %Carga %Carga %Carga %Carga Polpaico - Reactor 500 kv 3, , , , , , , Polpaico - Lo Aguirre 500 kv 6, , , , , , ,38271 Polpaico - Alto Jahuel 500 kv C2 15, , , , , , ,77846 Charrúa - Ancoa 500kV L1 29, , , , , , ,0087 Ancoa - Charrúa 500kV L2 29, , , , , ,46367 Ancoa - Alto Jahuel 500 kv C2 20, , , , , , ,63978 Ancoa - Alto Jahuel 500 kv C1 19, , , , ,872 22, ,65433 Ancoa - A. Jahuel 500 kv C4 24, , , , , , ,15941 Ancoa - A. Jahuel 500 kv C3 24, , , , , , ,44735 Alto Jahuel - Lo Aguirre 500 kv 17, , , , , ,65276 Tap Alto Melipilla - Melipilla 220kV-2 0, , , , , , , Tap Alto Melipilla - Melipilla 220kV-1 34, , , , , , ,66366 Rapel - Arra. Melipilla 220 kv L2 26, , , , , , ,74661 Rapel - Arra Melipilla 220 kv L1 10, , , , , , ,68447 Cerro Navia - Lo Aguirre 500 kv C1 33, , , , , , ,13597 Cerro Navia - Lo Aguirre 220 kv C2 33, , , , , , ,13597 Alto Melpilla - Lo Aguirre 220 kv C2 25, , , , , , ,61951 Alto Melpilla - Lo Aguirre 220 kv C1 45, , , ,485 44, , ,78922 IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 40 de 220

41 Tabla 19. Cargabilidad de líneas de transmisión del área de influencia del proyecto. Demanda Baja Hidrología Seca CARGABILIDAD DE LÍNEAS DE TRANSMISIÓN DEL ÁREA DE INFLUENCIA DEL PROYECTO ESCENARIO DB - HS DB - HS DB - HS DB - HS DB - HS DB - HS DB - HS CONDICION OPERATIVA LT %Carga %Carga %Carga %Carga %Carga %Carga %Carga Polpaico - Reactor 500 kv 5, , , , , , , Polpaico - Lo Aguirre 500 kv 6, , , , , , , Polpaico - Alto Jahuel 500 kv C2 17, , , , , , ,57894 Charrúa - Ancoa 500kV L1 27, , , , , , ,33962 Ancoa - Charrúa 500kV L2 27, , , , , ,72665 Ancoa - Alto Jahuel 500 kv C2 20, , , , , , ,30909 Ancoa - Alto Jahuel 500 kv C1 19, , , , , , ,33213 Ancoa - A. Jahuel 500 kv C4 23, , , , , , ,92338 Ancoa - A. Jahuel 500 kv C3 24, , , , , , ,20602 Alto Jahuel - Lo Aguirre 500 kv 19, , , , , ,61734 Tap Alto Melipilla - Melipilla 220kV-2 0, , , , , , , Tap Alto Melipilla - Melipilla 220kV-1 33, , , , , , ,97797 Rapel - Arra. Melipilla 220 kv L2 25, , , , , , ,01252 Rapel - Arra Melipilla 220 kv L1 10, , , , , , ,75392 Cerro Navia - Lo Aguirre 500 kv C1 27, , , , , , ,28507 Cerro Navia - Lo Aguirre 220 kv C2 27, , , , , , ,28507 Alto Melpilla - Lo Aguirre 220 kv C2 25, , , , , , ,82574 Alto Melpilla - Lo Aguirre 220 kv C1 44, , , , , , ,21954 IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 41 de 220

42 Tabla 20. Cargabilidad de transformadores del área de influencia del proyecto. Demanda Alta Hidrología Húmeda CARGABILIDAD DE TRANSFORMADORES DEL ÁREA DE INFLUENCIA DEL PROYECTO ESCENARIO DA - HH DA - HH DA - HH DA - HH DA - HH DA - HH DA - HH CONDICION OPERATIVA BANCO/TRANSFORMADOR %Carga %Carga %Carga %Carga %Carga %Carga %Carga A.Jahuel 500/220/66kV-750 MVA T5 89, , , , , , ,7975 A.Jahuel 500/220/66kV-750 MVA T4 89, , , , , , ,78336 Charrúa 500/220/66kV-750 MVA T5 47, , , , , , ,78192 Charrúa 500/220/66kV-750 MVA T6 47, , , , , , ,78192 Charrúa 500/220/66kV-750 MVA T8 50, , , , , , ,1643 Cerro Navia 500/220 kv 750 MVA 45, , , , , , ,43491 Ancoa T1 525/220kV_750 MVA 34, , , , , , ,6147 Ancoa T2 525/220kV_750 MVA 34, , , , , , ,6147 Polpaico T1 525/230kV_750 MVA (x3) 18,328 18, , , , , ,10595 Polpaico T2 525/230kV_750 MVA (x3) 18,328 18, , , , , ,10595 IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 42 de 220

43 Tabla 21. Cargabilidad de transformadores del área de influencia del proyecto. Demanda Alta Humedad Seca CARGABILIDAD DE TRANSFORMADORES DEL ÁREA DE INFLUENCIA DEL PROYECTO ESCENARIO DA - HS DA - HS DA - HS DA - HS DA - HS DA - HS DA - HS CONDICION OPERATIVA BANCO/TRANSFORMADOR %Carga %Carga %Carga %Carga %Carga %Carga %Carga A.Jahuel 500/220/66kV-750 MVA T5 89, , , , , , ,1294 A.Jahuel 500/220/66kV-750 MVA T4 89, , , , , , ,11491 Charrúa 500/220/66kV-750 MVA T5 44, , , , , , ,39141 Charrúa 500/220/66kV-750 MVA T6 44, , , , , , ,39141 Charrúa 500/220/66kV-750 MVA T8 46, , , , , , ,60438 Cerro Navia 500/220 kv 750 MVA 54, , , , , , ,3571 Ancoa T1 525/220kV_750 MVA 42, , , , , , ,12997 Ancoa T2 525/220kV_750 MVA 42, , , , , , ,12997 Polpaico T1 525/230kV_750 MVA (x3) 18,625 19, , , , , ,483 Polpaico T2 525/230kV_750 MVA (x3) 18,625 19, , , , , ,483 IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 43 de 220

44 Tabla 22. Cargabilidad de transformadores del área de influencia del proyecto. Demanda Baja Hidrología Húmeda CARGABILIDAD DE TRANSFORMADORES DEL ÁREA DE INFLUENCIA DEL PROYECTO ESCENARIO DB - HH DB - HH DB - HH DB - HH DB - HH DB - HH DB - HH CONDICION OPERATIVA BANCO/TRANSFORMADOR %Carga %Carga %Carga %Carga %Carga %Carga %Carga A.Jahuel 500/220/66kV-750 MVA T5 46, , , , , , ,63314 A.Jahuel 500/220/66kV-750 MVA T4 46, , , , , , ,70649 Charrúa 500/220/66kV-750 MVA T5 48, , , , , , ,88111 Charrúa 500/220/66kV-750 MVA T6 48, , , , , , ,88111 Charrúa 500/220/66kV-750 MVA T8 50, , , , , , ,26843 Cerro Navia 500/220 kv 750 MVA 37, , , , , , ,07677 Ancoa T1 525/220kV_750 MVA 19, , , , , , ,11249 Ancoa T2 525/220kV_750 MVA 19, , , , , , ,11249 Polpaico T1 525/230kV_750 MVA (x3) 21, , , , , , ,47947 Polpaico T2 525/230kV_750 MVA (x3) 21, , , , , , ,47947 IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 44 de 220

45 Tabla 23. Cargabilidad de transformadores del área de influencia del proyecto. Demanda Baja Hidrología Seca CARGABILIDAD DE TRANSFORMADORES DEL ÁREA DE INFLUENCIA DEL PROYECTO ESCENARIO DB - HS DB - HS DB - HS DB - HS DB - HS DB - HS DB - HS CONDICION OPERATIVA BANCO/TRANSFORMADOR %Carga %Carga %Carga %Carga %Carga %Carga %Carga A.Jahuel 500/220/66kV-750 MVA T5 39, , ,911 43, , , ,57414 A.Jahuel 500/220/66kV-750 MVA T4 39, , , , , , ,63692 Charrúa 500/220/66kV-750 MVA T5 43, , , , , , ,49946 Charrúa 500/220/66kV-750 MVA T6 43, , , , , , ,49946 Charrúa 500/220/66kV-750 MVA T8 45, , , , , , ,66785 Cerro Navia 500/220 kv 750 MVA 35, , , , , , ,21347 Ancoa T1 525/220kV_750 MVA 23, , , , , , ,60029 Ancoa T2 525/220kV_750 MVA 23, , , , , , ,60029 Polpaico T1 525/230kV_750 MVA (x3) 28, , , , , , ,77247 Polpaico T2 525/230kV_750 MVA (x3) 28, , , , , , ,77247 IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 45 de 220

46 6 ANÁLISIS DE CORTO CIRCUITO El estudio de corto circuito se desarrollará bajo los estándares definidos por el Método Completo disponible en el software DigSILENT Power Factory. Se presentarán los máximos y mínimos niveles de corto circuito trifásico y monofásico franco (0 Ω) y de alta impedancia (25 Ω) que pueden presentarse para el año 2015, esto con el fin de verificar valores de corriente de falla a ser utilizados para los ajustes de las protecciones del cuarto circuito a 500 kv entre las subestaciones Ancoa y Alto Jahuel. De acuerdo con el Anexo N 2 Carta D.O. N 0302/2015 del CDEC-SIC, se deben considerar los siguientes casos durante el análisis de corto circuito y verificación de la operación de las protecciones según los ajustes recomendados: Fallas en el circuito proyectado (circuito 4) al 5% y 95% desde la SE Ancoa 500 kv. Fallas en el circuito 3 (estructura común) al 5% y 95% desde la SE Ancoa 500 kv. Fallas en uno de los circuitos de la línea Charrúa Ancoa a 500 kv al 5% y 95% desde la SE Ancoa 500 kv. Fallas en el circuito Lo Aguirre Alto Jahuel al 5% y 95% desde la SE Alto Jahuel 500 kv. Fallas adicionales en otras líneas o transformadores del área de influencia del proyecto, serán indicadas en cada caso particular. A continuación, se presentan los resultados de la simulación de cortocircuito realizada en el área de influencia bajo los escenarios y condiciones operativas mencionadas. En la Tabla 24, la Tabla 25, la Tabla 26 y la Tabla 27 se muestran los valores de cortocircuito monofásico y trifásico en las barras del área de influencia para fallas francas (0 Ω). En la Tabla 28, la Tabla 29, la Tabla 30 y la Tabla 31 se muestran los resultados obtenidos para las simulaciones considerando una resistencia de falla de 25 Ω. IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 46 de 220

47 Tabla 24. Cortocircuito franco en las barras del área de influencia del proyecto. Demanda Alta Hidrología Húmeda CORTO CIRCUITO EN BARRAS DEL ÁREA DE INFLUENCIA DEL PROYECTO ESCENARIO DA - HH DA - HH DA - HH DA - HH DA - HH DA - HH DA - HH CONDICION OPERATIVA BARRA If 3Ø If 1Ø If 3Ø If 1Ø If 3Ø If 1Ø POLPAICO 500kV 11, , , , , , ,1701 9, , , , , , ,4896 POLPAICO 220kV 27, , , , , , , , , , , , , ,8349 LO AGUIRRE 500kV 10, , , , ,0927 9,8278 8,5393 7, , , , , , ,0995 LO AGUIRRE 220kV 18, , , , , , , , , , , , , ,6249 ALTO JAHUEL 500kV 12, , , , , , , , , , , , , ,5708 ALTO JAHUEL 220kV 23, , , , , , , , , , , , , ,5490 ANCOA 500kV 12, , ,8754 9, , , , , , , , , , ,5397 ANCOA 220kV 22, , , , , , , , , , , , , ,2009 CHARRÚA 500kV 11, , , , , , , , , , , , , ,0467 CHARRÚA 220kV 30, , , , , , , , , , , , , ,0204 CERO NAVIA 220kV 22, , , , , , , , , , , , , ,0593 CENTRAL RAPEL 220kV 7,6573 8,6356 7,6593 8,6354 7,7269 8,7122 7,7171 8,7020 7,6519 8,6291 7,6497 8,6274 7,6454 8,6167 If 3Ø If 1Ø If 3Ø If 1Ø If 3Ø If 1Ø If 3Ø If 1Ø IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 47 de 220

48 Tabla 25. Cortocircuito franco en las barras del área de influencia del proyecto. Demanda Alta Hidrología Seca CORTO CIRCUITO EN BARRAS DEL ÁREA DE INFLUENCIA DEL PROYECTO ESCENARIO DA - HS DA - HS DA - HS DA - HS DA - HS DA - HS DA - HS CONDICION OPERATIVA BARRA If 3Ø If 1Ø If 3Ø If 1Ø If 3Ø If 1Ø POLPAICO 500kV 10, , , , , , ,0385 9, , , , , , ,4397 POLPAICO 220kV 27, , , , , , , , , , , , , ,7536 LO AGUIRRE 500kV 10, , , ,0273 9,9436 9,7241 8,3853 7, , , , , , ,0312 LO AGUIRRE 220kV 16, , , , , , , , , , , , , ,4746 ALTO JAHUEL 500kV 12, , , , , , , , , , , , , ,5525 ALTO JAHUEL 220kV 23, , , , , , , , , , , , , ,6724 ANCOA 500kV 12, , ,9275 9, , , , , , , , , , ,5736 ANCOA 220kV 22, , , , , , , , , , , , , ,2197 CHARRÚA 500kV 11, , , , , , , , , , , , , ,2175 CHARRÚA 220kV 31, , , , , , , , , , , , , ,1978 CERO NAVIA 220kV 21, , , , , , , , , , , , , ,5873 CENTRAL RAPEL 220kV 5,2385 6,3806 5,2380 6,3799 5,1798 6,3080 5,1689 6,2960 5,2344 6,3768 5,2302 6,3725 5,2252 6,3648 If 3Ø If 1Ø If 3Ø If 1Ø If 3Ø If 1Ø If 3Ø If 1Ø IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 48 de 220

49 Tabla 26. Cortocircuito franco en las barras del área de influencia del proyecto. Demanda Baja Hidrología Húmeda CORTO CIRCUITO EN BARRAS DEL ÁREA DE INFLUENCIA DEL PROYECTO ESCENARIO DB - HH DB - HH DB - HH DB - HH DB - HH DB - HH DB - HH CONDICION OPERATIVA BARRA If 3Ø If 1Ø If 3Ø If 1Ø If 3Ø If 1Ø POLPAICO 500kV 9,2483 9,4722 9,2002 9,3885 8,7623 9,1246 8,6199 8,8643 9,2036 9,4371 9,2293 9,4525 9,1866 9,4298 POLPAICO 220kV 21, , , , , , , , , , , , , ,5899 LO AGUIRRE 500kV 8,9519 9,1212 8,9122 9,0542 8,4568 8,7664 7,3372 7,2303 8,9082 9,0888 8,9301 9,1014 8,8855 9,0766 LO AGUIRRE 220kV 14, , , , , , , , , , , , , ,0422 ALTO JAHUEL 500kV 10, , , ,0260 9, ,5772 9, , , , , , , ,1393 ALTO JAHUEL 220kV 19, , , , , , , , , , , , , ,0973 ANCOA 500kV 10, , ,2158 9,1743 9,6436 9, , , , , , , , ,4535 ANCOA 220kV 17, , , , , , , , , , , , , ,9822 CHARRÚA 500kV 10, , , ,4978 9,6313 9, , , , , , , , ,5060 CHARRÚA 220kV 28, , , , , , , , , , , , , ,9158 CERO NAVIA 220kV 17, , , , , , , , , , , , , ,3629 CENTRAL RAPEL 220kV 4,5388 5,6667 4,5572 5,6923 4,5003 5,6257 4,4971 5,6210 4,5552 5,6896 4,5643 5,7019 4,5637 5,6994 If 3Ø If 1Ø If 3Ø If 1Ø If 3Ø If 1Ø If 3Ø If 1Ø IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 49 de 220

50 Tabla 27. Cortocircuito franco en las barras del área de influencia del proyecto. Demanda Baja Hidrología Seca CORTO CIRCUITO EN BARRAS DEL ÁREA DE INFLUENCIA DEL PROYECTO ESCENARIO DB - HS DB - HS DB - HS DB - HS DB - HS DB - HS DB - HS CONDICION OPERATIVA BARRA If 3Ø If 1Ø If 3Ø If 1Ø If 3Ø If 1Ø POLPAICO 500kV 9,2262 9,4093 9,2193 9,3956 8,7016 9,0397 8,5009 8,7494 9,1792 9,4001 9,1426 9,3722 9,0991 9,3471 POLPAICO 220kV 21, , , , , , , , , , , , , ,7486 LO AGUIRRE 500kV 8,9744 9,0961 8,9526 9,0532 8,4410 8,7197 7,2625 7,1607 8,9131 9,0617 8,8763 9,0338 8,8306 9,0062 LO AGUIRRE 220kV 14, , , , , , , , , , , , , ,1402 ALTO JAHUEL 500kV 10, , , ,0448 9, ,5435 9, , , , , , , ,0829 ALTO JAHUEL 220kV 19, , , , , , , , , , , , , ,5411 ANCOA 500kV 10, , ,2579 9,1859 9,6449 9, , , , , , , , ,3890 ANCOA 220kV 17, , , , , , , , , , , , , ,9141 CHARRÚA 500kV 10, , , ,3946 9,4649 9, , , , , , , , ,3640 CHARRÚA 220kV 27, , , , , , , , , , , , , ,0303 CERO NAVIA 220kV 17, , , , , , , , , , , , , ,3605 CENTRAL RAPEL 220kV 4,5753 5,7051 4,5714 5,6963 4,5139 5,6365 4,4926 5,6073 4,5593 5,6832 4,5563 5,6801 4,5457 5,6663 If 3Ø If 1Ø If 3Ø If 1Ø If 3Ø If 1Ø If 3Ø If 1Ø IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 50 de 220

51 Tabla 28. Cortocircuito en barras del área de influencia del proyecto. Demanda Alta Hidrología Húmeda. Rf = 25 Ω CORTO CIRCUITO EN BARRAS DEL ÁREA DE INFLUENCIA DEL PROYECTO ESCENARIO DA - HH DA - HH DA - HH DA - HH DA - HH DA - HH DA - HH CONDICION OPERATIVA BARRA If 3Ø If 1Ø If 3Ø If 1Ø If 3Ø If 1Ø POLPAICO 500kV 7,2070 7,1710 7,1793 7,1392 6,9653 6,9992 6,8976 6,8836 7,1643 7,1406 7,1519 7,1321 7,1381 7,1174 POLPAICO 220kV 4,8304 4,8541 4,8260 4,8494 4,7983 4,8277 4,8021 4,8265 4,8218 4,8465 4,8213 4,8464 4,8095 4,8339 LO AGUIRRE 500kV 7,0850 7,0437 7,0565 7,0091 6,8374 6,8659 6,2693 6,0827 7,0417 7,0126 7,0288 7,0035 7,0154 6,9888 LO AGUIRRE 220kV 4,6722 4,8089 4,6621 4,7987 4,5997 4,7422 4,6010 4,7348 4,6544 4,7925 4,6536 4,7921 4,6285 4,7650 ALTO JAHUEL 500kV 7,6193 7,8581 7,5665 7,7711 7,2745 7,5868 7,3538 7,5247 7,5598 7,8117 7,5421 7,7963 7,5260 7,7821 ALTO JAHUEL 220kV 4,7792 4,9144 4,7797 4,9154 4,7292 4,8727 4,7630 4,8991 4,7668 4,9032 4,7658 4,9026 4,7515 4,8874 ANCOA 500kV 7,8676 7,7055 7,6750 6,9742 7,4493 7,2822 7,7092 7,5756 7,8231 7,6737 7,8115 7,6579 7,7379 7,6091 ANCOA 220kV 4,9239 4,9547 4,8391 4,7796 4,8978 4,9322 4,9481 4,9822 4,9257 4,9578 4,9236 4,9554 4,9416 4,9767 CHARRÚA 500kV 7,7296 7,7268 7,6249 7,6092 7,2547 7,3048 7,6344 7,6532 7,6982 7,6970 7,6900 7,6892 7,5641 7,6036 CHARRÚA 220kV 5,0405 5,0737 5,0400 5,0731 5,0229 5,0600 5,0281 5,0620 5,0288 5,0619 5,0261 5,0592 5,0367 5,0716 CERO NAVIA 220kV 4,6877 4,7791 4,6837 4,7751 4,6284 4,7244 4,6457 4,7370 4,6752 4,7680 4,6744 4,7675 4,6506 4,7410 CENTRAL RAPEL 220kV 3,9838 4,2103 3,9810 4,2067 4,0138 4,2417 4,0137 4,2418 3,9783 4,2044 3,9779 4,2042 3,9704 4,1949 If 3Ø If 1Ø If 3Ø If 1Ø If 3Ø If 1Ø If 3Ø If 1Ø IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 51 de 220

52 Tabla 29. Cortocircuito en barras del área de influencia del proyecto. Demanda Alta Hidrología Seca. Rf = 25 Ω CORTO CIRCUITO EN BARRAS DEL ÁREA DE INFLUENCIA DEL PROYECTO ESCENARIO DA - HS DA - HS DA - HS DA - HS DA - HS DA - HS DA - HS CONDICION OPERATIVA BARRA If 3Ø If 1Ø If 3Ø If 1Ø If 3Ø If 1Ø POLPAICO 500kV 7,1565 7,1316 7,1301 7,0997 6,9065 6,9544 6,8321 6,8358 7,1267 7,1120 7,1060 7,0972 7,1015 7,0963 POLPAICO 220kV 4,8246 4,8495 4,8228 4,8474 4,7918 4,8226 4,8012 4,8274 4,8227 4,8484 4,8178 4,8441 4,8197 4,8463 LO AGUIRRE 500kV 7,0198 6,9932 6,9917 6,9581 6,7614 6,8084 6,1777 6,0188 6,9887 6,9726 6,9677 6,9576 6,9629 6,9561 LO AGUIRRE 220kV 4,5948 4,7479 4,5944 4,7473 4,5199 4,6786 4,5177 4,6680 4,5916 4,7459 4,5878 4,7429 4,5780 4,7332 ALTO JAHUEL 500kV 7,5923 7,8316 7,5414 7,7455 7,2397 7,5580 7,3573 7,5268 7,5490 7,8006 7,5224 7,7782 7,5150 7,7767 ALTO JAHUEL 220kV 4,7799 4,9135 4,7817 4,9158 4,7403 4,8839 4,7698 4,9045 4,7765 4,9111 4,7711 4,9064 4,7700 4,9060 ANCOA 500kV 7,8707 7,7085 7,6817 6,9700 7,4522 7,2822 7,7527 7,6008 7,8477 7,6872 7,8279 7,6605 7,7567 7,6212 ANCOA 220kV 4,9156 4,9462 4,8110 4,7501 4,8809 4,9145 4,9275 4,9594 4,9123 4,9430 4,8899 4,9198 4,9142 4,9470 CHARRÚA 500kV 7,8106 7,7764 7,7032 7,6558 7,3822 7,3957 7,7506 7,7376 7,7960 7,7638 7,7821 7,7518 7,6735 7,6807 CHARRÚA 220kV 5,0622 5,0907 5,0552 5,0834 5,0615 5,0931 5,0694 5,0985 5,0592 5,0877 5,0548 5,0833 5,0683 5,0983 CERO NAVIA 220kV 4,6575 4,7530 4,6583 4,7538 4,6004 4,7012 4,6159 4,7119 4,6546 4,7511 4,6505 4,7479 4,6463 4,7438 CENTRAL RAPEL 220kV 3,2482 3,6189 3,2479 3,6186 3,2056 3,5714 3,2031 3,5693 3,2466 3,6177 3,2445 3,6158 3,2384 3,6081 If 3Ø If 1Ø If 3Ø If 1Ø If 3Ø If 1Ø If 3Ø If 1Ø IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 52 de 220

53 Tabla 30. Cortocircuito en barras del área de influencia del proyecto. Demanda Baja Hidrología Húmeda. Rf = 25 Ω CORTO CIRCUITO EN BARRAS DEL ÁREA DE INFLUENCIA DEL PROYECTO ESCENARIO DB - HH DB - HH DB - HH DB - HH DB - HH DB - HH DB - HH CONDICION OPERATIVA BARRA If 3Ø If 1Ø If 3Ø If 1Ø If 3Ø If 1Ø POLPAICO 500kV 6,4850 6,6919 6,4752 6,6675 6,2514 6,5258 6,2220 6,4426 6,4667 6,6768 6,4866 6,6905 6,4723 6,6849 POLPAICO 220kV 4,7295 4,7913 4,7237 4,7849 4,7326 4,8033 4,7419 4,8058 4,7412 4,8035 4,7664 4,8275 4,7700 4,8319 LO AGUIRRE 500kV 6,3693 6,5645 6,3592 6,5426 6,1233 6,3874 5,6402 5,6868 6,3495 6,5484 6,3655 6,5585 6,3506 6,5524 LO AGUIRRE 220kV 4,4894 4,6886 4,5149 4,7163 4,4519 4,6621 4,4550 4,6539 4,5134 4,7152 4,5275 4,7285 4,5255 4,7270 ALTO JAHUEL 500kV 6,9060 7,3548 6,8822 7,2921 6,5666 7,0859 6,7518 7,1167 6,8740 7,3282 6,8845 7,3318 6,8649 7,3242 ALTO JAHUEL 220kV 4,6823 4,8499 4,7114 4,8860 4,6545 4,8359 4,6951 4,8634 4,7162 4,8888 4,7145 4,8842 4,7288 4,9020 ANCOA 500kV 7,1777 7,2724 7,0546 6,6305 6,7739 6,8602 7,1275 7,2147 7,1684 7,2574 7,1837 7,2592 7,0936 7,2036 ANCOA 220kV 4,8445 4,9226 4,7795 4,7591 4,8094 4,8919 4,8790 4,9564 4,8480 4,9256 4,8498 4,9258 4,8757 4,9565 CHARRÚA 500kV 7,3475 7,4748 7,2677 7,3735 7,0282 7,1641 7,3188 7,4545 7,3404 7,4652 7,3487 7,4682 7,2598 7,4079 CHARRÚA 220kV 5,0446 5,0819 5,0335 5,0700 5,0466 5,0853 5,0472 5,0843 5,0417 5,0787 5,0410 5,0775 5,0466 5,0844 CERO NAVIA 220kV 4,5914 4,7306 4,6132 4,7546 4,5644 4,7147 4,5880 4,7303 4,6156 4,7567 4,6252 4,7647 4,6285 4,7686 CENTRAL RAPEL 220kV 2,9772 3,3898 2,9961 3,4131 2,9566 3,3707 2,9564 3,3700 2,9952 3,4121 3,0047 3,4235 3,0029 3,4206 If 3Ø If 1Ø If 3Ø If 1Ø If 3Ø If 1Ø If 3Ø If 1Ø IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 53 de 220

54 Tabla 31. Cortocircuito en las barras del área de influencia del proyecto. DB-HS. Rf=25 Ω CORTO CIRCUITO EN BARRAS DEL ÁREA DE INFLUENCIA DEL PROYECTO ESCENARIO DB - HS DB - HS DB - HS DB - HS DB - HS DB - HS DB - HS CONDICION OPERATIVA BARRA If 3Ø If 1Ø If 3Ø If 1Ø If 3Ø If 1Ø POLPAICO 500kV 6,4734 6,6594 6,4784 6,6617 6,2168 6,4792 6,1569 6,3806 6,4522 6,6550 6,4366 6,6432 6,4161 6,6312 POLPAICO 220kV 4,7423 4,8097 4,7670 4,8341 4,7155 4,7937 4,7194 4,7928 4,7600 4,8291 4,7584 4,8280 4,7546 4,8254 LO AGUIRRE 500kV 6,3756 6,5449 6,3778 6,5384 6,1094 6,3567 5,5924 5,6412 6,3512 6,5332 6,3351 6,5210 6,3138 6,5084 LO AGUIRRE 220kV 4,5380 4,7321 4,5271 4,7197 4,4708 4,6769 4,4472 4,6428 4,5144 4,7088 4,5121 4,7071 4,4984 4,6941 ALTO JAHUEL 500kV 6,9325 7,3490 6,9218 7,3019 6,5762 7,0722 6,7434 7,0957 6,8957 7,3257 6,8744 7,3066 6,8488 7,2922 ALTO JAHUEL 220kV 4,7604 4,9217 4,7552 4,9181 4,6911 4,8634 4,7190 4,8800 4,7389 4,8995 4,7363 4,8975 4,7299 4,8928 ANCOA 500kV 7,1909 7,2672 7,0774 6,6375 6,7771 6,8463 7,1020 7,1821 7,1741 7,2442 7,1621 7,2280 7,0695 7,1677 ANCOA 220kV 4,8918 4,9682 4,8252 4,8006 4,8154 4,8941 4,8576 4,9325 4,8508 4,9244 4,8449 4,9181 4,8505 4,9280 CHARRÚA 500kV 7,2936 7,4137 7,2274 7,3281 6,9442 7,0873 7,2525 7,3940 7,2865 7,4099 7,2775 7,4010 7,1875 7,3411 CHARRÚA 220kV 5,0240 5,0629 5,0255 5,0636 5,0250 5,0664 5,0415 5,0813 5,0278 5,0668 5,0241 5,0631 5,0379 5,0784 CERO NAVIA 220kV 4,6340 4,7651 4,6319 4,7626 4,5763 4,7197 4,5829 4,7202 4,6194 4,7514 4,6172 4,7498 4,6084 4,7423 CENTRAL RAPEL 220kV 3,0125 3,4287 3,0028 3,4152 2,9716 3,3864 2,9523 3,3627 2,9949 3,4071 2,9935 3,4059 2,9837 3,3943 If 3Ø If 1Ø If 3Ø If 1Ø If 3Ø If 1Ø If 3Ø If 1Ø IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 54 de 220

55 7 METODOLOGÍA En el estudio de coordinación de protecciones se realiza un proceso de selección de ajustes y curvas características de los dispositivos de protección involucrados, de tal manera que la operación de los mismos, se efectúe organizada y selectivamente, en un orden específico y con el mínimo tiempo de operación, para minimizar la interrupción del servicio y aislar adecuadamente la menor porción posible del sistema de potencia como consecuencia de una falla. Sin embargo, para llegar a ese punto se requiere seguir una metodología que, como mínimo, conste de los siguientes pasos: Recolección de la información: Se requieren tanto los parámetros de los elementos del sistema que se deben modelar, como los tipos de relés que van a proteger dichos elementos y los transformadores de medida asociados a éstos. Es también muy importante disponer del diagrama unilineal de la subestación y los diagramas de control y protección, los cuales definen las funciones a ajustar en cada relé, las relaciones de transformación de CT s y PT s asociados, así como el cableado de estos a los equipos de control, protección y medida. Finalmente, se considera la información adicional suministrada por el fabricante de los reactores de línea y reactor de neutro (curvas de soportabilidad, constantes y parámetros adicionales) para la verificación de los ajustes de algunas de las funciones de protección de estos elementos. Procesamiento de la información: Para este estudio de coordinación de protecciones, se partió de la base de datos obtenida de la página web del CDEC- SIC en el programa DigSILENT Power Factory1. Se procederá con la modelación de los relés de protección con los respectivos ajustes siguiendo los criterios definidos a continuación, las recomendaciones de los fabricantes de los relés y en la experiencia de Ingeniería Especializada S.A. en este tema. Análisis de resultados: Una vez ingresados a la base de datos del DigSILENT Power Factory los ajustes de los relés, se procede con la simulación de diferentes tipos de fallas, utilizando para el cálculo de las corrientes de cortocircuito el Método Completo, incluido en el módulo de cortocircuito de Power Factory, y se verifica la coordinación de las protecciones de los elementos existentes con las protecciones de los elementos nuevos (4to circuito a 500 kv entre las subestaciones Ancoa y Alto Jahuel). Conclusiones y recomendaciones: Con el desarrollo del análisis de resultados, se realizará un balance de los ajustes implementados en los nuevos equipos de protección, así como de los existentes. Se incluirán recomendaciones adicionales a los esquemas propuestos, en caso de que estas sean necesarias. 1 Base de datos del 10 de marzo de 2015 obtenida de la página web del CDEC-SIC. IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 55 de 220

56 8 FILOSOFÍA DE PROTECCIÓN A continuación se presentan qué tipo de funciones de protección serán ajustadas en los relés de protección asociados con el cuarto circuito Ancoa Alto Jahuel a 500 kv y los reactores de línea y de neutro. 8.1 LINEA DE TRANSMISIÓN En general, en las líneas más críticas del sistema se justifica la redundancia en la protección, las comunicaciones y en la fuente auxiliar de DC. La determinación de la importancia de la línea se debe basar en el nivel de voltaje, longitud de la línea, proximidad a fuentes de generación, flujos de carga, estudios de estabilidad, consideraciones de servicio al cliente y otros factores definidos por el propietario de la línea y el operador del sistema. Para los sistemas de protección 1 y 2 en ambos extremos del cuarto circuito Ancoa Alto Jahuel a 500 kv se ajustarán las siguientes funciones de protección: Sistema de protección 1 (RED670): Función Diferencial de Línea (87L). Función de Distancia (21/21N). Función de Selección de Fase. Función de Sobrecorriente Direccional de Tierra (67N). Función de Bloqueo por Oscilación de Potencia (68). Función de Recierre (79). Función de Verificación de Sincronismo (25). Función de Baja Tensión (27). Función de Sobretensión (59). Función de Cierre en Falla (SOFT). Función de Sobrecorriente de Emergencia (51B/51BN). Función de Localizador de Fallas. Función de Falla Fusible. Esquema de teleprotección (85). Sistema de protección 2 (REL670): Se ajustarán las mismas funciones del sistema 1 con excepción de la función diferencial de línea (87L). Sistema de protección del interruptor: REC670 Función de falla interruptor (50BF). IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 56 de 220

57 8.2 REACTORES DE LINEA Y DE NEUTRO Cada uno de los reactores de línea ubicados en ambos extremos del cuarto circuito Ancoa-Alto Jahuel a 500 kv contará con los siguientes relés y funciones de protección: Sistema de protección 1: RET670 Función diferencial para dos devanados (87R). Función de sobrecorriente de fases y de tierra temporizada (51/51N) para el reactor de línea. Función de sobrecorriente de tierra (51G) para el reactor de neutro. Función de sobrecarga térmica (49). Sistema de protección 2: RET670 Función diferencial para dos devanados (87R). Función de sobrecorriente de fases y de tierra temporizada (51/51N) para el reactor de línea. Función de sobrecorriente de tierra (51G) para el reactor de neutro. Función de sobrecarga térmica (49). Sistema de protección del interruptor: REC670 Función de falla interruptor (50BF). 8.3 BARRAS La conexión del cuarto circuito Ancoa Alto Jahuel a 500 kv en cada una de estas subestaciones, conlleva la implementación y ajuste de la unidad de bahía de la protección diferencial de barras. Esta unidad de bahía corresponde a un relé SIEMENS referencia 7SS5231, en el cual se ajustarán las siguientes funciones de protección: Función diferencial de barras (87B). Ejecución de disparos a la barra por falla interruptor (50BF). 9 CRITERIOS DE AJUSTE PARA LAS FUNCIONES DE PROTECCIÓN 9.1 CRITERIOS PARA LAS PROTECCIONES DE LÍNEA Función Diferencial de Línea (87L) Esta función aplica la Ley de Corrientes de Kirchhoff y compara las corrientes que entran y salen del circuito multi-terminal. Esta función utiliza el principio diferencial porcentual por cada fase con alta sensibilidad y proporciona información sobre selección de fase, para los disparos monopolares. IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 57 de 220

58 Algoritmo y característica de operación Como parte del algoritmo de la protección diferencial asociada al relé ABB RED670, las medidas de corriente de todos los extremos de la línea se intercambian entre todos los IEDs ubicados en cada extremo (modo maestro-maestro), o enviados a uno de los IEDs (modo maestro-esclavo). El primer análisis realizado por el algoritmo es la evaluación de la corriente diferencial y de restricción, con la característica que se muestra en la Figura 4. La protección diferencial de línea evalúa estas cantidades por cada fase, donde la corriente diferencial es la suma vectorial de todas las corrientes medidas, tomándolas de forma independiente para cada fase. La corriente de restricción, por otra parte, es considerada como la mayor corriente de fase en cualquier extremo de la línea y es común para las tres fases. Los valores de corriente que se encuentren por encima de la característica formada por IdMin y la pendiente dual, provocarán disparo de la protección. El nivel IdMinHigh es un valor de ajuste que es usado para disminuir temporalmente la sensibilidad ante las siguientes situaciones: Energización de la línea. Cuando una falla es clasificada como externa. Cuando existe un transformador conectado en derivación y es energizado. Figura 4. Característica de operación de la función 87L Relé RED670 IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 58 de 220

59 La característica de operación restringida está definida por los elementos: IdMin, EndSection1, EndSection2, SlopeSection2 y SlopeSection3. Se tiene también un elemento no restringido, definido por el ajuste UnrestrainedLimit, utilizado para obtener disparos más rápidos ante fallas internas con corrientes muy elevadas. El segundo análisis se compone de la evaluación de segundo y quinto armónico en la corriente diferencial. La presencia de estos por encima de un determinado nivel, tendrá la acción de bloquear el disparo producido por la evaluación de la característica restringida. El tercer análisis se basa en la evaluación de la corriente de secuencia negativa, mediante la cual se puede diferenciar entre fallas internas o externas. Este funciona de tal manera que el ángulo de la fase de la corriente de secuencia negativa en el extremo local se compara con el ángulo de fase de la suma de corrientes de secuencia negativa de los extremos remotos. La característica se muestra en la Figura 5, donde la característica direccional es definida por el ajuste de dos parámetros IminNegSeq y NegSeqRoa. Figura 5. Característica de operación discriminador de fallas RED670 La dirección de referencia de las corrientes se considera hacia la línea. De esta forma, cuando las corrientes a ser comparadas tienen esta dirección, la diferencia de falla entre éstas será idealmente cero. En el caso opuesto, cuando una de las corrientes está entrando y las demás saliendo de la línea protegida, la diferencia de fase será de 180. Si tanto la corriente de secuencia negativa local como la suma de las remotas, o una de ellas, se encuentra por debajo de un nivel ajustable, la característica de discriminación de fallas no realizará clasificación alguna de la falla, y fijará un ángulo de IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 59 de 220

60 120. Este valor se constituye entonces en una indicación de que no se realizó la comparación direccional de secuencia negativa. El elemento IdMinHigh se activa cuando la característica de discriminación de fallas clasifica una falla como externa. El relé ABB RED670 cuenta con un elemento de compensación de corrientes de carga capacitivas en la línea protegida, la cual puede activase a través del parámetro ChargCurEnable. La compensación trabaja de tal forma que la componente fundamental de la corriente diferencial medida bajo condiciones normales de operación sea identificada y luego sustraída, haciendo que la corriente diferencial resultante sea cercana a cero. Es importante aclarar que todas las corrientes diferenciales pre-falla son sustraídas, sin considerar su origen, como por ejemplo, aquellas producidas por el error asociado a los transformadores de corriente Detección de CT abierto Debido a su impacto negativo en el desempeño de la protección diferencial de línea, el relé ABB RED670 cuenta con una lógica de detección de CT abierto, que bloquea su operación cuando detecta dicha condición. Este elemento se activa en el parámetro OpenCTEnable. Es importante aclarar que este elemento sólo puede detectar la condición de CT abierto en una sola fase a la vez. Si ocurre que se abre más de una fase, este elemento no puede operar, por lo que el relé daría orden de disparo, si la corriente diferencial resultante de esta condición es lo suficientemente elevada. Para garantizar el bloqueo de la función 87L ante la detección de CT abierto, este elemento debe operar en los primeros 10 ms a partir de la detección de dicha condición. El principio de detección de la condición de CT abierto se basa en el hecho que, para un CT abierto, la corriente en la fase con dicha condición cae de forma repentina a un valor cercano a cero, según lo detecta el relé, en tanto que la corriente en las otras dos fases continúa como antes. Luego de la detección de esta condición, el relé habilita una señal de alarma luego de un retardo ajustable (parámetro toctalarmdelay). Cuando la condición de CT abierto desaparece, el bloqueo permanece por el tiempo de retardo ajustado en el parámetro toctresetdelay Criterios de ajuste Los criterios de ajuste para cada uno de los elementos de la característica de operación de la función L3CPDIF, son los siguientes: IBase: El ajuste de la corriente base en amperios primarios. Se hace normalmente de tal forma que corresponda a la corriente nominal del CT en cualquiera de los terminales de la línea, en este caso, 2000 A. IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 60 de 220

61 NoOfTerminals: Indica a la función el número de juegos trifásicos de CT s incluidos en la línea protegida. Para el proyecto, se ajustará en 2, debido a que la línea protegida cuenta con dos terminales. Ch2IsLocal: Es un ajuste Booleano. Se ajustará en No para el proyecto, debido a que sólo se tiene una fuente local de corriente por terminal. IdMin: Umbral mínimo diferencial de la sección 1 de la característica de operación restringida. Este elemento debe considerar la corriente de carga capacitiva de la línea a la frecuencia fundamental, definida como: = 3 1 = Donde: U es la tensión del sistema, XC1 es la reactancia capacitiva de secuencia positiva de la línea, f es la frecuencia del sistema, C1 es la capacitancia de la línea. Si la compensación por corrientes de carga capacitivas es deshabilitada, se ajustará IdMin 2.5xICargaCapacitiva. ChargCurEnable: Permite la compensación de la corriente capacitiva de la línea ICHARGE por medio de la identificación bajo condiciones estables sin disturbios y la substracción de dicha corriente al valor fundamental de la corriente diferencial. IdMinHigh: Este es un ajuste múltiplo de la corriente base, que es usado para disminuir temporalmente la sensibilidad de la característica de operación restringida en las siguientes situaciones: o Cuando la línea es energizada. o Cuando una falla es clasificada como externa. o Cuando existe un transformador en derivación y es energizado. La energización de una línea puede causar la aparición de corrientes de carga transitorias, estas corrientes son diferenciales, pero contienen armónicos, y solo en parte son medidas por la protección diferencial, que en este caso, mide la corriente diferencial filtrada por descomposición de Fourier. Desensibilizar la protección diferencial en esta situación mediante el uso de IdMinHigh en lugar de IdMin es una precaución adicional de seguridad. Un ajuste de 1,2 se considera adecuado en la mayoría de los casos. Este mismo criterio aplica para cuando la falla detectada es clasificada como externa. tidminhigh: Es el tiempo que IdMinHigh permanece activo. Si un transformador de potencia es incluido en la zona de protección, este elemento debe ser ajustado a 60 s; de lo contrario, un ajuste de 1 s es suficiente. IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 61 de 220

62 IdUnre: Corriente límite diferencial sin restricción, como múltiplo de la corriente base. Los valores de corrientes diferenciales por encima del límite sin restricciones generan disparo de la protección, sin tener en cuenta todos los demás criterios; es decir, con independencia del discriminador de falla interna / externa y cualquier presencia de armónicos. Este parámetro está destinado para el disparo rápido ante fallas internas con altas corrientes de cortocircuito. El valor de ajuste recomendado es 120% de la máxima corriente de falla esperada en la línea protegida, para lo cual se realizan simulaciones de diferentes tipos de fallas, con el fin de encontrar dicha corriente. EndSection1: Se ajusta como múltiplo de IBase. El valor recomendado por el fabricante del relé es 1,25. EndSection2: Se ajusta como múltiplo de IBase El valor recomendado por el fabricante del relé es 3,00. SlopeSection2: El valor por defecto de 40% es recomendado por el fabricante. SlopeSection3: El valor por defecto de 80% es recomendado por el fabricante. No obstante la recomendación del fabricante del relé, de ajustar algunos de los elementos de la característica diferencial en los valores que trae por defecto el relé, es importante evaluar en detalle, si se cuenta con la información necesaria, la posibilidad de recomendar ajustes que aumenten o disminuyan la sensibilidad de la característica de operación, según aplique Análisis de segundo y quinto armónico I2/I1 Ratio: Para las condiciones del proyecto, en las cuales no se tiene un trasformador conectado en derivación de la línea protegida, este elemento pierde importancia. Sin embargo, puede contribuir a estabilizar la protección diferencial ante el contenido de segundo armónico asociado a la saturación de un CT ante altas corrientes para una falla externa. Por esta razón, se recomienda ajustarlo en 15%. I5/I1 Ratio: Al igual que el elemento anterior, pierde importancia cuando no se tiene un transformador conectado en derivación de la línea protegida. Sin embargo, dado que la saturación de un CT también tiene asociado un alto contenido de quinto armónico, el fabricante de la protección, basado en su experiencia, recomienda ajustar este elemento en 25% Diferenciador de falla interna y externa NegSeqROA: Este es el ajuste del ángulo de operación de la característica de discriminación de falla. El valor por defecto de 60º, es recomendado en la mayoría de los casos, para considerar un margen de seguridad ante la saturación de los CT s y las altas diferencias entre los ángulos de fase de ambos extremos. Este ajuste considera un balance adecuado entre seguridad y confiabilidad. Sin embargo, se recomienda realizar un análisis más detallado para las líneas largas, IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 62 de 220

63 donde el ángulo de fase de la fuente de tensión en los diferentes terminales de la línea pueden cambiar considerablemente. IMinNegSeq: Si cualquiera de las sumas de corriente de secuencia negativa desarrolladas por el elemento de discriminación de fallas se encuentran por debajo del umbral ajustado en este parámetro, la función no discrimina entre fallas internas y externas. El valor por defecto 0.04 IBase se puede utilizar si no se tienen casos especiales, como fuentes extremadamente débiles; sin embargo, este no es el caso, y por tanto, se utilizará el valor por defecto Lógica de seguridad de la protección diferencial La protección diferencial cuenta con una lógica de seguridad que asegure su adecuado funcionamiento ante condiciones anormales en el sistema de comunicaciones. La función STSGGIO es más sensible que la lógica de la protección principal para garantizar la operación ante todas las fallas detectadas por la función diferencial. La función STSGGIO cuenta con 4 sub-funciones: Variación de corriente fase-fase con base en la medida de las corrientes de fase y su análisis a través de un algoritmo. Corriente de secuencia cero, con el cual se incrementa la seguridad de la operación durante fallas de alta impedancia. Criterio de baja tensión, en donde se toman las tensiones fase-tierra y fase-fase para incrementar la seguridad cuando se presentan fallas trifásicas en el extremo débil de la línea protegida. Criterio de baja corriente, con el cual se asegura la operación de la protección diferencial durante cierres en falla en líneas no cargadas. Los parámetros de ajuste de la función STSGGIO son los siguientes: IBase: El ajuste de la corriente base en amperios primarios. Se ajusta en el valor de la corriente nominal primaria del transformador de corriente en cualquiera de los terminales de la línea. Se ajusta en 2000 A. UBase: Nivel de tensión base, este ajuste es dado como tensión Fase Fase primaria del transformador de potencial asociado con la línea. Se ajusta como 525 kv. tstupreset: Tiempo de retardo de la señal de arranque. Se recomienda ajustar un valor de 7 segundos. OperationCV: Activa la subfunción de variación de corriente fase-fase. Se ajusta en On. ICV>: Umbral de corriente dada en %IBase. Es calculada como la mínima corriente de falla detectada por el relé ante diferentes condiciones de suicheo de equipos adyacentes en la línea protegida, como transformadores o bancos de capacitores. Para esto se realizan fallas monofásicas, bifásicas, bifásicas a tierra y IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 63 de 220

64 trifásica con una impedancia de 30 Ω en el extremo remoto de la línea y se considera el 50% de la mínima corriente de falla obtenida. tcv: Tiempo de retardo para el criterio de la variación de corriente fase-fase. Se recomienda un ajuste de segundos. Operation3I0: Activa la subfunción de detección de fallas monofásicas con una alta sensibilidad. Se ajusta en On. 3I0: Nivel de detección de corriente de secuencia cero en %IBase. El ajuste se basa en la realización de fallas monofásicas y bifásicas a tierra con una impedancia de 30 Ω en el extremo remoto de la línea y se considera el 50% de la mínima corriente de falla obtenida. t3i0: Tiempo de retardo para el criterio de sobrecorriente de secuencia cero. Se recomienda un ajuste de 0.0 segundos. OperationUV: Activa la subfunción de baja tensión, por lo que se ajusta en On. UPhN<, UPhPh<: Nivel de detección de baja tensión fase-tierra y fase-fase en %UBase. Para calcular el ajuste se realizan fallas monofásicas y bifásicas a tierra de 30 Ω en el extremo remoto de la línea y se considera el 50% de la tensión fasetierra y fase-fase vista por el relé en el extremo local. Se debe asegurar que el ajuste recomendado sea mayor que el menor voltaje del sistema en condiciones normales de operación. tuv: Tiempo de retardo para el criterio de baja tensión. Se recomienda un ajuste de 0.00 segundos. OperationUC: Activa la subfunción de baja corriente y es ajustada en On cuando se prefiere el disparo durante la energización de la línea si la protección diferencial no está operando adecuadamente. Con el fin de evitar operaciones indeseadas de la protección diferencial esta sub-función será deshabilitada, por lo cual se ajusta como Off. IUC<: Nivel de detección de corriente mínima de fase en %IBase. Este ajuste deberá detectar condición de línea abierta y ser inferior a la corriente de carga. tuc: Tiempo de retardo para el criterio de baja corriente. Se recomienda un ajuste de 0.20 segundos Función Distancia (21/21N) La protección de distancia posee en su esquema de protección cinco zonas de ajuste, en las cuales los ajustes resistivos e inductivos de las mismas pueden ser ajustados individualmente, brindando flexibilidad mayor a la función cuando es utilizada como respaldo de otro esquema de protección. Una de las ventajas que ofrecen los relés ABB es que cuentan con características cuadrilaterales especiales para protección de líneas compensadas en serie. La zona 1 de la protección distancia se encuentra implementada en la función ZMCPDIS (Distance Measuring Zone Quadrilateral Characteristic for Series Compensated Lines-Zone 1), mientras que las zonas 2 a 5 se IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 64 de 220

65 implementan en la función ZMCAPDIS (Distance Measuring Zone Quadrilateral Characteristic for Series Compensated Lines Zone 2-5). Adicionalmente, estos relés cuentan con un bloque direccional ZDSRDIR (Directional Impedance Quadrilateral including Series Compensation). La característica cuadrilateral de la protección distancia tiene la funcionalidad de sobre pasar los límites de carga, lo que incrementa la posibilidad para detectar fallas con altas resistencias, en líneas fuertemente cargadas como se muestra en la Figura 6. Figura 6. Característica de distancia cuadrilateral del relé REL 670 La medida, independiente de la impedancia para cada falla en la línea, en conjunto con un sensible y confiable esquema incorporado de selección de fases, hace la función adecuada en aplicaciones que involucren disparo monopolares y recierres automáticos. Las zonas de protección pueden operar independientes, en forma direccional (zona adelante o zona reversa), o modo no direccional. Esto los hace adecuados en conjunto con diferentes esquemas de comunicación para la protección de líneas de transmisión. En la Figura 7 y la Figura 8 se muestran las características de operación cuadrilateral detallada para las características Fase-Tierra y Fase-Fase, respectivamente. IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 65 de 220

66 Figura 7. Característica cuadrilateral de la distancia Fase-Tierra, REL670 Figura 8. Característica cuadrilateral de la distancia Fase-Fase, REL670 Los parámetros que se muestran en las gráficas anteriores (cada uno de estos debe ser ajustado para cada zona de protección), que definen las características de operación de la función distancia, se definen como: Operation: Se ajusta en On para activar la zona de protección. IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 66 de 220

67 IBase: Se ajusta con la corriente nominal primaria del CT de la línea. UBase: Se ajusta con la tensión nominal primaria del PT de la línea. OperationDir: Indica la dirección de la zona de la protección distancia. X1FwPP: Alcance reactivo de secuencia positiva fase-fase (para las características ZMCPDIS y ZMCAPDIS este ajuste corresponde a X1). R1PP: Alcance resistivo de secuencia positiva fase-fase (para las características ZMCPDIS y ZMCAPDIS este ajuste corresponde a R1). RFFwPP: Alcance resistivo de falla fase-fase. (Forward). X1RvPP: Alcance reactivo de secuencia positiva fase-fase (para las características ZMCPDIS y ZMCAPDIS este ajuste corresponde a X1). Este parámetro se ajusta en el 110% de la reactancia capacitiva de la compensación serie. RFRvPP: Alcance resistivo de falla fase-fase. (Reverse). X1FwPE: Alcance reactivo de secuencia positiva fase-tierra (para las características ZMCPDIS y ZMCAPDIS este ajuste corresponde a X1, es decir, el ajuste del alcance reactivo es igual para las características Fase-Fase y Fase-Tierra). R1PE: Alcance resistivo de secuencia positiva fase-tierra (para las características ZMCPDIS y ZMCAPDIS este ajuste corresponde a R1, es decir, el ajuste del alcance resistivo es igual para las características Fase-Fase y Fase-Tierra). X0PE: Alcance reactivo de secuencia cero (para las características ZMCPDIS y ZMCAPDIS este ajuste corresponde a X0). R0PE: Alcance resistivo de secuencia cero (para las características ZMCPDIS y ZMCAPDIS este ajuste corresponde a R0). RFFwPE: Alcance resistivo de falla fase-tierra. (Forward). X1RvPE: Alcance reactivo de secuencia positiva fase-tierra (para las características ZMCPDIS y ZMCAPDIS. Este parámetro se ajusta en el 110% de la reactancia capacitiva de la compensación serie. RFRvPE: Alcance resistivo de falla fase-tierra. (Reverse). OperationPP: Ajustar en On para activar el loop de medida fase-fase. Timer tpp: Ajustar en On para activar el temporizador del disparo fase-fase de la zona. tpp: Ajuste de tiempo de la zona de protección fase-fase. OperationPE: Ajustar en On para activar el loop de medida fase-tierra. Timer tpe: Ajustar en On para activar el temporizador del disparo fase-tierra de la zona. tpe: Ajuste de tiempo de la zona de protección fase-tierra. IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 67 de 220

68 Características de las zonas de protección Es una regla básica que la zona 1 (de sub-alcance) de la protección distancia NUNCA DEBERÍA, bajo ninguna circunstancia, despejar una falla en la barra del extremo remoto y que la zona 2 (de sobre-alcance) SIEMPRE debería, en todas las condiciones del sistema, despejar dicha falla. Asimismo, la función de protección distancia quedará deshabilitada cuando se active la función de falla fusible SDDRFUF, ante la pérdida de la señal de tensión desde el devanado secundario del transformador de tensión. Figura 9. Sub-alcance (Zona 1) y sobre-alcance (Zona 2) en una línea compensada Ajuste de la Zona 1 (zona adelante) Alcance en ohmios De acuerdo con esa regla, la selectividad de la primera zona de protección se debe ajustar en un alcance menor que la reactancia de la línea compensada. Este ajuste puede ser:! %&'( Otra opción es ajustar la zona 1 entre el 35% al 50% de la reactancia de la línea con una temporización de 100 ó 120 ms, con el fin de dar tiempo al gap de la compensación para que flamee, se cierre el bypass y de este modo el relé pueda detectar la falla en zona 1, ya que no se tendría la reactancia negativa del condensador. Esta temporización sería especialmente útil para las fallas inmediatamente después de la compensación, la cual será vista por la función distancia en la zona reversa. IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 68 de 220

69 Si la compensación está cortocircuitada o fuera de servicio, el alcance con este ajuste puede ser menor que el 50% dependiendo del grado de compensación y habrá una sección de la línea (Gap) donde no ocurrirán disparos instantáneos desde cualquiera de los extremos. Dónde:! 1 = 0.85 %&'(! 1 = 0.85 & %1 )( ) = * *+ =,-,. Ω 01,2, Ω 0,44 El grado de compensación k es la relación de la reactancia de la compensación con respecto a la reactancia de la línea. Tiempo de Zona 1 Como la función distancia será un respaldo de la función diferencial de línea y teniendo en cuenta la topología del sistema, es recomendable no ajustar la zona 1 en operación instantánea para que no se presente descoordinación con la protección diferencial de barras, con las protecciones de los reactores de línea o de líneas adyacentes. El tiempo de operación de Zona 1 será de 120 ms. Con el fin de conservar la filosofía de protección actual del corredor a 500 kv Charrúa-Ancoa-Alto Jahuel-Lo Aguirre-Polpaico, la zona 1 de los relés de protección del cuarto circuito C4 en los extremos Ancoa 500 kv y Alto Jahuel 500 kv será deshabilitada Ajuste de la Zona 2 (zona adelante) Es una regla básica que la zona 2 (de sobre-alcance) de la protección distancia SIEMPRE debería, en todas las condiciones del sistema, despejar una falla en la barra del extremo remoto. Alcance en ohmios El objetivo principal de esta zona es proteger completamente la línea en consideración y actuar como zona de respaldo ante la no operación de la Zona 1 de las líneas ubicadas en la subestación remota. El sobre-alcance debe ser tal que cubra la línea aun cuando el condensador esté fuera de servicio (bypass cerrado). IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 69 de 220

70 X 11 X C X 12 ZONA A XS 1 ZONA A = 1.2 x (X 11 + X 12 ) XS 2 Figura 10. Protección distancia con sobre alcance permisivo Lo ideal sería que el sobre alcance estuviera por encima del 20% de la reactancia total de la línea, es decir:! 2 1,2 + Es muy importante que la zona 2 pueda detectar fallas en toda la línea, tanto con la compensación serie en servicio como si está puenteada. Tiempo de Zona 2 Para la selección del tiempo de disparo de la Zona 2, se debe tener en cuenta la existencia o no de un esquema de teleprotección en la línea. Si la línea cuenta con esquema de teleprotección se puede seleccionar un tiempo de 400 ms para esta zona; si no se dispone de teleprotección, este tiempo se determina mediante un análisis de estabilidad del sistema ante contingencias en el circuito en consideración. Este tiempo (tiempo crítico de despeje de fallas ubicadas en Zona 2) puede oscilar entre 150 ms y 250 ms, dependiendo de la longitud de la línea y de las condiciones de estabilidad del sistema. Con el fin de conservar la filosofía de protección actual del corredor a 500 kv Charrúa-Ancoa-Alto Jahuel-Lo Aguirre-Polpaico, la temporización de la zona 2 de los relés del circuito C4 en los extremos Ancoa y Alto Jahuel será ajustada en 0,5 s Ajuste de la Zona 3 (zona adelante) Alcance en ohmios El objetivo de esta zona es servir de respaldo a las protecciones de las líneas adyacentes. Normalmente, su ajuste se extiende hasta el extremo opuesto de la línea adyacente de mayor impedancia, pero se debe garantizar que este alcance no detecte fallas ocurridas en las subestaciones de diferentes tensiones conectadas a través de los transformadores de potencia. Este alcance también debe limitarse si su valor se acerca al punto de carga normal de la línea. IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 70 de 220

71 El criterio recomendado para el ajuste de la Zona 3 es el menor valor de impedancia calculada para los dos casos que se citan a continuación. Impedancia de la línea a proteger más el 80% de la impedancia equivalente de los transformadores en la barra remota ( :;< ) Impedancia de la línea a proteger más el valor de Z de la línea adyacente con mayor impedancia, multiplicada por un factor de seguridad del 120%. 3 = 1.2 ( + + +>?8 ) Donde: Z3: Ajuste de zona 3. Z L : Impedancia de la línea a proteger. Z LAMI :Impedancia de la línea adyacente de mayor impedancia. Tiempo de Zona 3 Típicamente, se utilizan retardos intencionales entre 800 ms y 1000 ms. Con el fin de conservar la filosofía de protección actual del corredor a 500 kv Charrúa-Ancoa-Alto Jahuel-Lo Aguirre-Polpaico, la temporización de la zona 3 (forward) de los relés del circuito C4 en los extremos Ancoa y Alto Jahuel será ajustada en 3,2 s Ajuste de la Zona 4 (zona reversa) Alcance en ohmios El propósito de esta zona es proveer un respaldo a la protección diferencial de barras de la subestación local. El ajuste de zona reversa puede ser requerido como entrada para algunas lógicas adicionales que traen los relés multifuncionales tales como: lógica de terminal débil, eco y bloqueo por inversión de corriente, además de esquemas de teleprotección. El fabricante del relé (ABB) recomienda el siguiente ajuste para la Zona Reversa como zona de la función distancia en el caso de línea = 1.3 BCD!D 2 EFG.EHIGI 0,5 ( + ) De igual forma, el ajuste de la Zona Reversa cuando no se tienen compensaciones serie en el circuito objeto de análisis, se realiza tomando el menor valor de los dos cálculos siguientes: 20% de la impedancia de la línea reversa con menor impedancia. IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 71 de 220

72 20% de la impedancia equivalente de los transformadores de la subestación local. Con el fin de conservar el esquema de protección implementado actualmente del corredor a 500 kv, comprendido por las líneas entre las subestaciones Charrúa, Ancoa, Alto Jahuel, Lo Aguirre y Polpaico, se recomienda deshabilitar la zona reversa en las protecciones del circuito C4 entre Ancoa y Alto Jahuel. Tiempo de zona reversa Para respaldo de la protección diferencial de barras, se recomienda ajustar el tiempo de la Zona Reversa entre 1200 ms y 1500 ms, con el fin de permitir la actuación de las zonas de respaldo de la barra remota. Se debe verificar que este tiempo esté por encima del tiempo de operación de la función 67N de la barra remota Alcance resistivo Para el ajuste del alcance resistivo de las diferentes zonas, se tiene como criterio general seleccionar un único valor para todas las diferentes zonas de la protección distancia, permitiendo establecer la coordinación a través de los tiempos de disparo de cada zona y logrando selectividad por medio de la impedancia de la línea vista por el relé hasta el sitio de la falla de alta impedancia. Los valores típicos resistivos son calculados como el 45% de la impedancia mínima de carga o de máxima transferencia del circuito en cuestión. Este valor de impedancia mínima de carga es calculado a través de la siguiente expresión: Donde: L +?8J >;K> 3M V L : MCC: Tensión nominal mínima línea - línea. Máxima Corriente de Carga La Máxima Corriente de Carga se selecciona como el menor valor entre los siguientes cálculos: La CT MÁX : Es la máxima corriente del transformador de corriente y que normalmente corresponde al 120% de I MÁX primaria del CT. La corriente máxima de carga, es decir el 130% de I MÁX del conductor, la cual corresponde al límite térmico del circuito o el límite que imponga cualquiera de los equipos de potencia asociados. IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 72 de 220

73 La máxima corriente operativa de la línea I MAX : Este valor debe darlo el propietario de la línea o el operador de red. Para el caso de los relés ABB, el fabricante recomienda que el alcance resistivo no exceda las siguientes desigualdades y sea dependiente del alcance reactivo ajustado: NOPQ 4, Factor de compensación de secuencia cero K0 NOPP 3,0 1 Para ajustar el factor de compensación de secuencia cero se aplica normalmente la siguiente expresión: Dónde: ST = Z0: Impedancia de secuencia cero de la línea a proteger. Z1: Impedancia de secuencia positiva de la línea a proteger. En caso de requerirse compensación por efecto del acople mutuo en líneas paralelas que comparten torre y las dos estaciones terminales, se utiliza la siguiente expresión: Dónde: ZM: ST = 0 1+0M 31 Impedancia mutua de secuencia cero de la línea a proteger. Debido a las características del proyecto en donde se tienen líneas bastante largas en doble circuito, el tema del acople mutuo entre los circuitos paralelos que recorren los trayectos entre cada una de las subestación es de cuidado, ya que ante la ocurrencia de fallas a tierra, alteran la medición de la impedancia aparente del relé. Es por esto que para la determinación del factor k0 se tuvieron en cuenta las siguientes condiciones de operación que se pueden presentar en la configuración doble circuito: - Ambos circuitos en operación. - Solo un circuito en servicio con el otro sin aterrizar. - Solo un circuito en servicio con el otro puesto a tierra en ambos extremos. - Solo un circuito en servicio con el otro puesto a tierra en un solo extremo. IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 73 de 220

74 Figura 11. Diagrama de operación normal con ambos circuitos en funcionamiento. Figura 12. Diagrama de operación con un solo circuito en funcionamiento y el otro fuera de servicio sin aterrizar. Figura 13. Diagrama de operación con un solo circuito en funcionamiento y el otro fuera de servicio aterrizado en ambos extremos. IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 74 de 220

75 Figura 14. Diagrama de operación con un solo circuito en funcionamiento y el otro fuera de servicio y aterrizado en uno de los extremos. Teniendo en cuenta entonces estas condiciones operativas, se procede a calcular un solo factor de compensación de falla a tierra, dejando un único grupo de ajustes con la zona 2 extendida, de tal forma que se evite sobrealcances de Zona 1 y teniendo en cuenta que todas las fallas que sean detectadas en Zona 2 deberán garantizar que el esquema de teleprotección POTT se activará siempre para fallas al interior de la línea. Por esta razón, lo usual en estos casos es tener ajustado un factor de compensación para la Zona 1 y uno diferente para las demás zonas. Para protección de líneas cortas o compensadas se recomienda el uso de esquemas de protección completamente selectivos como hilo piloto, corriente diferencial o comparación de fases, dado que la diferencia en los aportes de corriente para falla cerca al relé o en el terminal remoto, es muy pequeña, dificultando identificar la variación de la impedancia con precisión. Adicionalmente, no se recomienda el uso de protección distancia como protección principal, dado que factores tales como la resistencia de arco, la impedancia de falla o la inversión de tensión o de corriente pueden causar subalcance en el relé. Nota: El relé ABB de referencia REL670 realiza internamente el cálculo de los factores de compensación de secuencia cero K0, a partir de las impedancias de secuencia positiva y cero que se ajustan para cada zona, por tanto, se recomienda mantener una proporcionalidad en el factor frente a los ajustes propuestos para cada una de las zonas ajustadas dentro de la función, para así garantizar la correcta operación de la protección ante cualquier tipo de evento. Los ajustes de impedancia se calcularán basados en las impedancias de secuencia de la línea de transmisión protegida, para luego verificar si el factor de compensación de secuencia cero obtenido es adecuado ante las diferentes condiciones operativas de las líneas que comparten estructura. IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 75 de 220

76 Elemento de impedancia direccional para las características cuadrilaterales La evaluación de la direccionalidad para la función distancia de la protección REL670 se realiza en la función direccional de impedancia cuadrilateral para líneas compensadas y no compensadas conectadas a la misma barra (líneas adyacentes). Todas las protecciones que puedan estar expuestas a la inversión de tensión deben contar con la función direccional especial, incluidas las protecciones de barra, donde la tensión se puede invertir mediante líneas compensadas en serie que no terminan en la misma barra. Para clasificar una falla Fase-Tierra o Fase-Fase hacia adelante, se deben cumplir las siguientes ecuaciones: Fase Tierra: Fase Fase: Donde: 'B@UVW@ 0.8 Y Y1 +2? Y +2 'B@UVW@ 0.8 Y1 +2+, +0.2 Y1 +2+,? Y +2+, < B@UZUN < B@UZUN B@UVW@ Ajuste del límite inferior para la característica direccional hacia adelante, ajustada en un valor de 15º. B@UZUN Ajuste del límite superior para la característica direccional hacia adelante, ajustada en un valor de 115º. Y1 +2 Y1 +2? Y +2 Y1 +2, Y1 +2+,? Y +2+, Voltaje de secuencia positiva en la fase L1 Voltaje memorizado de secuencia positiva en la fase L1 Corriente de la fase L1 Diferencia de voltaje entre la fase L1 y la fase L2 Diferencia de voltaje memorizada entre la fase L1 y la fase L2 Diferencia de corriente entre la fase L1 y la fase L2 Los ajustes B@UVW@ y B@UZUN son ajustados por defecto en 15º y 115º, respectivamente; estos ajustes no deben ser modificados a no ser que existan condiciones de falla en el sistema que exijan modificar dichos ajustes para la correcta IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 76 de 220

77 detección de la dirección de la falla. En la Figura 15 se muestra gráficamente los ajustes de la función de impedancia direccional cuadrilateral. Figura 15. Ajustes de la función de impedancia direccional cuadrilateral La característica direccional reversa es igual a la característica hacia adelante rotada 180º. Para el ajuste de los parámetros del bloque funcional ZDSRDIR de la protección distancia, se consideró un factor de 130% sobre el valor de ajuste calculado para la zona con mayor alcance, en este caso la zona Esquema de Teleprotección (85A) Los esquemas de teleprotección se utilizan como complemento a las protecciones de línea para acelerar el disparo cuando hay una falla dentro de la línea. Los esquemas de teleprotección pueden ser permisivos o de bloqueo. Estos esquemas se enumeran a continuación, con base en las definiciones de la norma IEEE Std. C de DUTT: Disparo permisivo transferido en Sub alcance (Direct Underreaching Transfer Trip). PUTT: Disparo permisivo transferido en Subalcance (Permissive Underreaching Transfer Trip). POTT: Disparo Permisivo transferido en Sobrealcance (Permissive Overreaching Transfer Trip). Aceleración de Zona (Zone acceleration). IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 77 de 220

78 CD: Disparo permisivo transferido por Comparación Direccional (Permissive Directional Comparison Transfer Trip). Comparación Direccional Híbrida o Desbloqueo con lógica Eco (Unblocking with Echo Logic). Dos circuitos en paralelo terminando en la misma barra en ambos extremos, causan algunos problemas para la protección distancia por la impedancia mutua de secuencia cero del sistema. El fenómeno de inversión de corriente traerá problemas desde el punto de vista de la teleprotección, particularmente cuando las líneas son cortas y se utilizan esquemas de sobre alcance permisivo. Esta problemática será más importante cuando las líneas están equipadas con condensadores en serie. Los condensadores compensarán la impedancia en la red de secuencia positiva mientras la impedancia mutua de secuencia cero producirá un efecto más dañino en comparación con circuitos dobles no compensados. Si coexisten impedancias negativas y corriente de falla negativas al mismo tiempo y se requiere de una buena selección de fase para recierres monopolares, el número de problemas para la protección distancia se incrementa. Xa0 XC X 0m Xa0 XC X 0m Xa 0 Xa 0 X C A B A B L1 L1 L2 L2 Envío de la señal permisiva a B Localización de la protección Cuando el interruptor ha operado en B, la corriente cambia de dirección en la línea sana L2 Figura 16. Compensación serie de líneas paralelas Si se usa un esquema de sobrealcance permisivo en un sistema doble circuito como el ilustrado en la Figura 16 y ocurre una falla en un extremo lejano de una línea, ambas protecciones en A enviarán señal permisiva a B. La protección en B de la línea fallada iniciará el disparo. Tan pronto como el interruptor ha abierto, la corriente en la línea sana cambiará de dirección y, si la señal todavía está siendo recibida desde el extremo remoto, la línea sana puede disparar erróneamente (inversión de corriente). Esta corriente en dirección reversa aumenta su magnitud debido a la impedancia mutua y a la compensación serie. IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 78 de 220

79 Para evitar disparos indeseados, algunas protecciones tienen lógicas que detectan si la corriente de falla ha cambiado de dirección y temporalmente bloquearán la protección. Otras temporalmente bloquearán la señal recibida en la línea sana tan pronto como la línea paralela fallada inicie el disparo. El segundo método mencionado tiene la ventaja de que no toda la protección es bloqueada. La desventaja es que requiere de un canal de comunicación entre las protecciones de los paños de llegada de las líneas en paralelo. La protección distancia usada en líneas compensadas en serie deberá tener un sobre alcance suficiente para cubrir la totalidad de la línea cuando los condensadores estén fuera de servicio, o deberá conmutar sus ajustes cuando esto ocurra. En caso contrario, el sobre alcance se incrementará permanentemente de manera amplia y todo el sistema será muy sensible ante falsas teleseñales. De acuerdo con lo anterior, se recomienda ajustar un esquema de sobrealcance permisivo (POTT) en los relés REL670 que protegen el cuarto circuito a 500 kv entre las subestaciones Ancoa y Alto Jahuel. Este esquema necesita lógica de inversión de corriente en líneas paralelas, que consiste en bloquear el esquema de teleprotección luego de detectar una falla en zona reversa, el tiempo de bloqueo a ajustar será de 160 ms (8 ciclos). El tiempo de prolongación de señal será ajustado en 80 ms (4 ciclos). Operation: Activa el bloque ZCPSCH, el cual será ajustado en On. Scheme Type: Tipo de esquema de teleprotección. Se ajusta el esquema Permissive OR. tcoord: Tiempo de coordinación para bloqueo del esquema de comunicaciones. Se ajusta en s. tsendmin: Tiempo mínimo en la señal de envío. Se ajusta en s Lógica de corriente inversa y fuente débil (weak-end infeed) En líneas paralelas entre dos subestaciones, algunos esquemas de sobrealcance permisivo pueden causar disparos no selectivos debido a la corriente inversa que es detectada por las protecciones de la línea no fallada. El disparo producido por las protecciones origina entonces la pérdida de interconexión entre las dos subestaciones, por la salida del circuito en falla y la línea paralela, si la señal de comunicación no ha sido repuesta al mismo tiempo que la función distancia haya enviado la orden del disparo al interruptor en dirección adelante. En forma adicional, los esquemas de teleprotección operan cuando las protecciones de ambos extremos de la línea detectan la falla, en donde la corriente mínima que detectan las protecciones puede verse afectada por la posición abierto del interruptor o por los aportes de corriente de cortocircuito del sistema. Considerando que las corrientes de falla se incrementan en el extremo débil de la línea después de la apertura del IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 79 de 220

80 interruptor en el extremo fuerte del sistema, es recomendable la activación de la lógica de fuente débil en algunos casos del sistema. Esta función devuelve la señal recibida bajo la condición de que ninguna falla ha sido detectada en el extremo débil por las protecciones distancia (en dirección adelante y reversa). Teniendo en cuenta lo anterior, se verificará la necesidad de activar las lógicas de corriente inversa y de fuente débil en el relé REL670 como complemento de la protección distancia. Los parámetros la función ZCRWPSCH que se deben ajustar son los siguientes: CurrRev: Activa la lógica de corriente inversa, el cual será ajustado en On. tpickuprev: Tiempo de detección de la lógica por falla externa, el cual se recomienda ajustarlo en un tiempo menor al 80% del tiempo de operación del interruptor. Este parámetro será ajustado en 18 ms, ya que los tiempos de operación de los interruptores obtenidos bajo prueba equivalen a 22 ms según la información entregada por ELECNOR. tdelayrev: Tiempo de bloqueo transitorio por falla en reversa, que evita el envío de la señal de teleprotección y el disparo local. Este tiempo se ajustará en 150 ms. WEI: Define el modo de operación de la lógica Weak-end Infeed. Considerando que las subestaciones Ancoa y Alto Jahuel no son nodos débiles en el sistema de potencia y que esta función no ha sido habilitada en, por lo menos, el circuito paralelo (circuito 3), esta lógica se deshabilitará con un ajuste de Off. tpickupwei: Tiempo de coordinación para la lógica de fuente débil (WEI). Este parámetro se ajustará en s. UBase: Tensión base para el voltaje del sistema. Se ajustará como 525 kv. UPP<, UPN<: Tensión fase-fase y fase-neutro para la detección de la condición de falla. Estos parámetros se ajustarán en el valor recomendado por el fabricante (70% UBase) Función de Selección de Fase La función de selección de fase con delimitación de carga está diseñada para seleccionar en forma precisa el loop de falla en la función de medida de distancia dependiendo del tipo de falla. El algoritmo de esta función incrementa el alcance resistivo de la selección de fase y de las zonas de distancia sin interferir con la carga. El selector de fase deberá cubrir hasta la zona 3 de la protección distancia para asegurar una correcta selección de la fase cuando se realicen recierres monopolares en la línea. Los parámetros básicos de ajuste de esta función son los siguientes: IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 80 de 220

81 ArgLd: Corresponde al ángulo de carga, el cual debe ser ajustado como el máximo ángulo posible de carga para una condición de carga activa máxima, siendo siempre mayor a 20. RLdFw y RLdRv: Corresponden al límite resistivo hacia adelante y hacia atrás, respectivamente. Se ajustarán en valores altos para evitar su operación. X1 y X0: Corresponden al alcance reactivo hacia adelante, los cuales deben cubrir la zona de mayor alcance hacia adelante ajustado en la protección distancia. Por lo tanto, se tomará el valor de X1PP y X0PE de la zona 3 y se les aplicará un factor de seguridad de 1.44 según lo recomendado por el fabricante. RFFwPE: Corresponde al alcance resistivo de falla fase-tierra hacia adelante, el cual debe cubrir la zona con el mayor alcance ajustado. En este caso se considerará el 110% del ajuste de RFPE de la zona 3. RFRvPE: Corresponde al alcance resistivo de falla fase-tierra hacia atrás, el cual debe ser mayor que la zona reversa más amplia. Por tanto, este parámetro se ajusta como el 120% del alcance de zona reversa de la protección distancia. RFFwPP: Corresponde al alcance resistivo de falla fase-fase hacia adelante, el cual debe cubrir la zona de mayor alcance, como es la zona 3. En este caso se considerará el 125% del ajuste de RFPP de la zona 3. RFRvPP: Corresponde al alcance resistivo de falla fase-fase hacia atrás, el cual debe ser mayor que la zona reversa más amplia. Por tanto, este parámetro se ajusta como el 125% del ajuste de RFPP de la zona 4. IMinOpPP y IMinOpPE: Corresponden al mínimo umbral para activar el selector de fase del lazo fase-fase y fase-tierra, el cual está configurado para detectar adecuadamente una falla fase-fase y fase-tierra dentro del mayor alcance de la función de selección de fase. Los parámetros ArgLd, RLdFw y RLdRv corresponden a la función de detección de carga propios de la característica de operación de la función de selección de fase. Estos parámetros afectan tanto la característica de selección de fase como la operación de las zonas de la protección distancia, en la Figura 17 se muestra la operación de las funciones distancia y selección de carga con las modificaciones introducidas por la característica de detección de carga. La detección de carga de la característica de selección de fases no puede ser deshabilitada, pero para omitir su operación, se puede ajustar los parámetros RLdFw y RLdRv en un valor alto. IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 81 de 220

82 Figura 17. Característica de operación cuando la función de detección de carga de la protección de selección de fases se encuentra activada Función de Sobrecorriente Direccional de Tierra (67N) Dada la dificultad, que presentan las protecciones de sobrecorriente a tierra para seleccionar la fase fallada, estas protecciones de respaldo deben supeditar su actuación a que las protecciones de distancia no vean la falla; razón por la cual, algunos relés tienen su lógica interna para bloquearlas cuando se presenta arranque de la protección de distancia, o es necesario asignarles tiempos de actuación elevados para tal fin. Dentro del relé REL 670, se implementará una etapa, de las 4 disponibles en el relé, para ajustar la función correspondiente a la protección de sobrecorriente direccional de tierra 67N. Los criterios de ajuste son los siguientes: Operation: activa el bloque EF4PTOC, el cual será ajustado en On. IBase: Corriente base en amperios primarios. Es conveniente ajustar este parámetro a la corriente nominal de la corriente primaria del objeto protegido. En este caso se ajusta en el valor de la corriente nominal primaria del transformador de corriente. UBase: Nivel de tensión base, este ajuste es dado como tensión Fase Fase primaria del transformador de potencial que alimenta el IED de la protección. Characterist1: Selecciona la característica de tiempo para la etapa 1, se habilitará la característica de tiempo definido Definite Time. IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 82 de 220

83 IN1>: Es el nivel de corriente residual para el ajuste de la etapa 1. Normalmente se considera un valor de 120 A primarios, teniendo presente que el máximo desbalance residual esperado en una línea transpuesta con tensiones superiores a 220 kv, considerando una contingencia n 1, en condiciones de máxima transferencia, no debería superar los 100 A. Sin embargo, de acuerdo con la Tabla 11, las funciones de sobrecorriente direccional residual en las líneas de 500 kv están ajustadas con etapas de tiempo definido. El ajuste de la corriente residual de arranque será 17%IBase (340 Apri). k1: Multiplicador de tiempo, para la característica de tiempo inverso. Normalmente se define en un valor tal que garantice selectividad con las demás funciones de protección de sobrecorriente y distancia. Si la curva seleccionada es una curva IEC Normal Inverse (NI), el dial de la curva se verifica a 0,4 s con el aporte de la subestación a la falla monofásica o trifásica local (la mayor de las dos). t1: Retardo de la característica de tiempo definido. Se selecciona en un valor que garantice selectividad con las protecciones de sobrecorriente y distancia de las líneas adyacentes. En la protección en extremo Ancoa 500 kv, se recomienda un retardo de 3.3 s y en el extremo la subestación Alto Jahuel, de 2.4 s. IMin1: Mínima corriente de operación para la etapa 1, es seleccionado el valor de 100% IN1>. DirMode1: El modo direccional de la etapa 1, se ajustará en Forward. t1min: Mínimo tiempo de operación para todas las características de tiempo inverso. Este parámetro debe ser ajustado en un valor que sea igual al tiempo de operación dado en la curva seleccionada, para una corriente igual a veinte (20) veces el valor del ajuste de la corriente de arranque de la protección. polmethod: Corresponde al método de polarización de la función residual direccional, el cual se ajustará como Voltage Esquema de teleprotección (85C) Se implementará un esquema de teleprotección por comparación direccional, el cual opera a través de los elementos de sobrecorriente direccional a tierra. En este esquema sólo se compara la dirección de la corriente, es decir, si hay una falla dentro de la línea, los dos relés asociados verán la falla hacia adelante y enviarán una señal permisiva al otro extremo, tal como se muestra en la Figura 18. La lógica envía señal de teleprotección si se activa la función 67N y acelera el disparo si además recibe señal del extremo remoto. IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 83 de 220

84 Figura 18. Esquema de disparo transferido permisivo por comparación direccional De acuerdo a lo mencionado, el esquema de teleprotección seleccionado es el disparo permisivo transferido por comparación direccional (CD), cuyo esquema depende de la información suministrada por la función EF4PTOC. De esta manera, es necesario configurar la lógica ECPSCH del relé REL670 como se muestra a continuación: Operation: Activa el bloque ECPSCH, el cual será ajustado en On. Scheme Type: Tipo de esquema de teleprotección. Dejar el ajuste por defecto Permissive OR. tcoord: Tiempo de retardo de disparo de la función ECPSH. Para esquemas permisivos de sobre alcance y subalcance, este tiempo debe ser ajustado al menos 20 ms más el máximo tiempo de reinicio del canal de comunicación como un margen de seguridad. Para el esquema de bloqueo, el ajuste debe ser mayor al tiempo máximo de transmisión de la señal más 15 ms. Este parámetro se ajusta en el mismo valor del especificado para la función distancia, es decir, s. tsendmin: Tiempo mínimo en la señal de envío, el cual se ajusta en s Polarización de la función 67N Para la polarización de la función de sobrecorriente direccional de tierra en los dos sistemas de protección del cuarto circuito, se seleccionará el método de tensión basado en la tensión de secuencia cero, tal como se indica en la Tabla 32. Lo anterior es requerido para la implementación del esquema de sobrecorriente en comparación direccional 67NCD en las protecciones de sobrecorriente de ambos extremos del circuito. IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 84 de 220

85 Tabla 32. Polarización de la función 67N Elemento Subestación Ancoa Subestación B Línea Ancoa Alto Jahuel, circuito 4 S1: ABB RED670: 3U0 S2: ABB REL670: 3U Lógica de corriente inversa y fuente débil (weak-end infeed) S1: ABB RED670: 3U0 S2: ABB REL670: 3U0 Las lógicas de corriente inversa y de fuente débil indicadas en el numeral que se habilitará para la protección distancia, también se deben activar para la función de sobrecorriente direccional residual (67N). De esta manera, la función ECRWPSCH será ajustada con los siguientes parámetros: CurrRev: Activa la lógica de corriente inversa, el cual será ajustado en On. tpickuprev: Tiempo de detección de la lógica por falla externa, el cual se recomienda ajustarlo en un tiempo menor al 80% del tiempo de operación del interruptor. Este parámetro será ajustado en 30 ms. tdelayrev: Tiempo de bloqueo transitorio por falla en reversa, que evita el envío de la señal de teleprotección y el disparo local. Este tiempo se ajustará en 150 ms. WEI: Define el modo de operación de la lógica Weak-end Infeed. Considerando que las subestaciones Ancoa y Alto Jahuel no son nodos débiles en el sistema de potencia y que esta función no ha sido habilitada en, por lo menos, el circuito paralelo (circuito 3), esta lógica se deshabilitará con un ajuste de Off. tpickupwei: Tiempo de coordinación para la lógica de fuente débil (WEI). Este parámetro se ajustará en s. UBase: Tensión base para el voltaje del sistema. Se ajustará como 525 kv. 3U0>: Tensión fase-neutro para la detección de la condición de falla. Este parámetro se ajustará en el valor de fábrica (25% UBase) Función de Oscilación de Potencia (68) Luego de la ocurrencia de eventos dinámicos en el sistema, como saltos de carga, cortocircuitos, tiempos muertos de ciclos de recierre o energizaciones, es posible que los generadores deban realinearse a sí mismos, de manera oscilatoria, con el nuevo balance de carga del sistema. Estas oscilaciones de potencia se caracterizan por la presencia de grandes corrientes y caídas de tensión en las barras de la zona de influencia; por consiguiente, la impedancia característica vista por los relés distancia podría desplazarse hasta las zonas de operación de la característica de dichos relés, y provocar disparos indeseados. Por lo anterior, es necesario que los relés distancia bloqueen su operación ante la detección de una oscilación de potencia. IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 85 de 220

86 La función detección de oscilación de potencia (ZMRPSB) se utiliza para detectar oscilaciones de potencia y bloquear la operación de las zonas de la protección de distancia. La aparición de corrientes de falla a tierra durante una oscilación de potencia, impide la operación de la función ZMRPSB para permitir el despeje de la falla. Según el principio de operación, la función de detección de oscilación de potencia (ZMRPSB) incluye una característica de medición cuadrilateral interna y externa con delimitación de carga, como se muestra en la Figura 19. Esta función se basa en la medición del tiempo que le toma a una impedancia de oscilación de potencia transitoria pasar a través del área de impedancia entre la característica externa e interna ajustada en el relé. La oscilación de potencia es identificada por el tiempo de transición que es mayor a un tiempo de transición ajustado en los temporizadores de esta función. La impedancia y los tiempos característicos se miden en las tres fases de forma independiente. Los modos de operación One out of three o two out of three pueden ser seleccionados de acuerdo a las condiciones de operación especificas del sistema. Figura 19. Característica de operación para la función ZMRPSB La medición de impedancia en la función ZMRPSB se lleva a cabo a través de las siguientes ecuaciones: IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 86 de 220

87 N[ Y +\ +\ ^ N _EG `[ Y +\ ^ _EG Donde n = 1, 2, 3 corresponde para cada fase L1, L2 y L3, y los valores Rset y Xset son los límites para R y X. A continuación se presentan los criterios de ajuste recomendados para la función de detección de oscilación de potencia en el relé REL670: Operation: Activa el bloque ZMRPSB, el cual será ajustado en On. X1InFw: Define el límite reactivo interior, hacia adelante. Su ajuste se tomará como el 115% del alcance reactivo ajustado en la zona 3 de la característica cuadrilateral de la función de protección de distancia. R1FInFw: Línea de la resistencia de falla para la frontera resistiva interna, hacia adelante. Su ajuste se tomará como el 115% del alcance resistivo ajustado en la zona 3 (RFPP/2) de la característica cuadrilateral de la función de protección de distancia. R1LIn: Línea resistiva para la característica del ángulo interno. Su ajuste será calculado geométricamente a través de la característica de operación de la función, a partir del ángulo de la línea y el ajuste de límite reactivo interior X1InFw. Se verificará que dicho valor sea como mínimo el 110% del alcance resistivo de la zona 3 (R1). X1InRv: Define el límite reactivo interior, en dirección reversa. Su ajuste se tomará como el 115% del alcance reactivo ajustado en la zona 3 de la característica cuadrilateral de la función de protección de distancia. R1FInRv: Define la línea de la resistencia de falla para la frontera resistiva interna, en dirección reversa. Su ajuste se tomará como el 115% del alcance resistivo ajustado en la zona 3 (RFPP/2) de la característica cuadrilateral de la función de protección de distancia. OperationLdCh: Define la operación de la característica de discriminación de carga, el cual será ajustado en Off. IBase: Corriente base en amperios primarios. Esta corriente es usada como referencia para el ajuste de corriente, el valor de referencia para este parámetro es la corriente nominal del transformador de corriente asignado al paño de la línea. IMinOpPE: Mínima corriente de operación. Su ajuste se tomará como el 10% de IBase. RLdOutFw, RLdOutRv: Corresponde a los límites exteriores de la característica de detección de oscilación de potencia en dirección adelante y reversa, +\ IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 87 de 220

88 respectivamente, los cuales tendrán un margen de seguridad determinado por el factor kldrfw de la siguiente forma: N&a!Ob )&anob N&aTcdOb El factor kldfw toma un valor entre 0.70 y 0.90 dependiendo del rango de detección de oscilación de potencia deseado. Un valor recomendado es de 0.75 para este factor. Para el cálculo del límite exterior de la característica de oscilación de potencia en dirección adelante (N&aTcdOb) se debe considerar un cierto margen de seguridad. De acuerdo con las recomendaciones del fabricante, se puede aplicar un factor del 25% por encima del valor del alcance resistivo (RFPP/2) de la zona más externa ajustada de la función distancia, en este caso la zona Función de Recierre (79) La elección del tipo de recierre a usar depende del nivel de voltaje, de requerimientos del sistema, de consideraciones de estabilidad y de la proximidad de generadores. En el relé REL670 la función de recierre (SMBRREC) proporciona alta velocidad y/o retraso en el recierre para aplicaciones de uno o varios interruptores. En la configuración de parámetros pueden ser incluidos hasta cinco recierres. El primer intento puede ser monofásico, bifásico y/o trifásico para fallas monofásicas o polifásicas, respectivamente. En el caso del cuarto circuito a 500 kv entre las subestaciones Ancoa y Alto Jahuel, se recomienda la habilitación de un recierre monopolar con un solo intento de cierre, considerando que el disparo del sistema de protecciones será monopolar. Sin embargo, por recomendación de CDEC-SIC, este esquema deberá estar dehabilitado (Off) pero con la disponibilidad para ser activado en el momento en que las condiciones operativas del sistema lo requiera. La secuencia de recierre debe ser iniciada solo por los disparos comandados por las características distancia cuadrilateral de los loops Fase-Tierra en zona 1. Para todos los demás disparos el sistema debe comandar apertura tripolar definitiva. Los parámetros de ajuste de la función de recierre SMBRREC en el relé REL670 se indican a continuación, teniendo en cuenta que esta función estará deshabilitada. Solo en el caso de requerirse su habilitación, se deberá ajustar el parámetro Operation en ExternalCtrl: Operation: Con este parámetro se configura si el recierre es controlado por el relé (ON) o por un control externo (ExternalCtrl). En este caso se ajusta en Off. ARMode: Este ajuste selecciona el tipo de recierre a realizar. En este caso se realizará recierre monopolar, con el ajuste 1/2/3ph. t1 3PhHS: Se usa para ajustar el tiempo de retardo o tiempo muerto del interruptor cuando éste es menor a 1 s. Se ajusta en 0.40 s. IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 88 de 220

89 t1 1Ph: Se usa para ajustar el tiempo muerto del interruptor durante el ciclo de recierre monopolar. Se ajusta en 0.80 s, según lo recomendado para esta misma función en el circuito 3 paralelo. t1 3Ph: Ajuste del tiempo de recierre tripolar. Se ajusta en 0.50 s. treclaim: Es el tiempo en el cual la función de recierre se reinicia y en caso de presentarse una nueva falla, ésta será tratada como un caso independiente a un nuevo ciclo de recierre. Para este ajuste debe tenerse en cuenta el ciclo especificado para el interruptor. Aunque el fabricante recomienda un ajuste de 60 s, se ajustará un valor de 20 s de acuerdo con la experiencia de IEB en este tipo de funciones de protección. tsync: Tiempo máximo de espera para que se presenten condiciones de sincronismo para el cierre del interruptor. Se ajusta en 2.0 s, para que esta función permita la operación del recierre cuando se cumplan las condiciones de sincronismo requeridas. NoOfShots: Es el número máximo de ciclos para el recierre. Para este caso se ajustará un solo ciclo de recierre. CBReadyType: Indica la señal con la cual se detectará que el interruptor está listo para ejecutar el ciclo de recierre. Puede ajustarse como OCO (ciclo apertura cierre apertura) o como CO (ciclo de cierre apertura). Se ajusta como CO. Priority: Esta parámetro es importante en configuraciones de múltiples interruptores que intervienen en el ciclo de recierre, como en las subestaciones interruptor y medio o anillo. En el caso de la subestaciones Ancoa y Alto Jahuel con configuración de barra principal más barra de transferencia, el interruptor del paño de línea será el interruptor Maestro y tendrá un ajuste de Priority = High. twaitformaster: Es el tiempo máximo de espera para la reposición de la señal WAIT. La señal WAIT permanece activa durante el tiempo de cierre del interruptor Maestro y detiene el ciclo de cierre en el interruptor Seguidor. Cuando la señal WAIT se restablece ante un cierre exitoso del interruptor Maestro, el Seguidor es liberado para continuar con su secuencia de cierre. Cuando el cierre no es exitoso en el interruptor maestro, la salida de la señal UNSUCCL conectada a la entrada INHIBIT del relé seguidor interrumpe la secuencia de recierre de este último. Teniendo en cuenta que bajo la configuración de las subestaciones Ancoa y Alto Jahuel no hay interruptor seguidor, el parámetro twaitformaster se ajusta en 2,0 s de acuerdo con las recomendaciones del fabricante. Ninguna de las señales de bloqueo o inhibición deberán encontrarse activas. Para las señales de bloqueo, se deben incluir alarmas de estado del interruptor y operación por funciones de protección de respaldo. IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 89 de 220

90 9.1.7 Función de Verificación de Sincronismo (25) La verificación de sincronismo es una operación necesaria una vez se ha perdido la condición de sincronismo por disparos trifásicos de los interruptores, debidos a fenómenos transitorios que son producidos por la dinámica del sistema. Ante esta condición, se debe determinar cuál de las dos subestaciones debe recerrar en forma inmediata con esquema de recierre barra viva - línea muerta, y cuál debe implementar la verificación de sincronismo en esquema de barra viva - línea viva. El análisis consiste en determinar, de acuerdo con los resultados de estudios eléctricos, cuál es el lugar más favorable para energizar el circuito y en cuál realizar la sincronización con el fin de restablecer la línea de transmisión, bajo las condiciones de demanda más críticas o las que se derivan de los estudios eléctricos. Los criterios para seleccionar el extremo más adecuado para hacer el recierre con verificación de sincronismo, se fundamentan en el análisis en las diferencias de tensión, frecuencia y ángulo que se presentan en cada extremo al simular un cortocircuito en la línea, seleccionándose el extremo en el cual dichas diferencias sean menores. Desde el punto de vista de la sobretensión, la sincronización se debe realizar en la barra donde ésta no exista o donde sea menor. Los criterios de ajuste que normalmente se utilizan para la función de sincronismo de las líneas son: Diferencia de Tensión: 10% Unom Diferencia de Frecuencia: 0.1 Hz Diferencia de Ángulo: 20 a 30 Los parámetros de ajuste de la función son los siguientes: Operation: Activa el bloque SESRSYN, el cual será ajustado en On. SelPhaseBus1 y SelPhaseBus2: Son los parámetros de la configuración para la selección de la medición de tensión de la barra 1 y 2, respectivamente; este parámetro se ajusta para medir tensiones fase fase. SelPhaseLine1 y SelPhaseLine2: Son los parámetros de la configuración para la selección de la medición de tensión de la línea 1 y línea 2, respectivamente; este parámetro se ajusta para medir tensiones fase fase. CBConfig: Este parámetro de configuración se utiliza para definir el tipo de selección de voltaje, para este caso la configuración seleccionada es No Voltage Selection. UBaseBus y UBaseLine: La tensión base, se selecciona como 500 kv. IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 90 de 220

91 PhaseShift: Este ajuste se utiliza para compensar un desplazamiento de fase causado por un transformador de línea, entre los dos puntos de medición para la tensión de la barra y la línea; para las condiciones del proyecto se ajustará en 0.0º. URatio: Este ajuste se define como URatio = Voltaje de barra / Voltaje de linea, por lo tanto este parámetro se ajusta en 1,0. Operation: La función SESRSYN tiene tres esquemas de operación: Synchronizing, Synchrocheck y Energizing check. Con el esquema Synchronizing se realiza el cierre de los interruptores entre sistemas fuera de sincronismo. En el esquema de Synchrocheck se tiene el control sobre las condiciones de cierre de los interruptores con el fin de prevenir esta maniobra si las condiciones de sincronismo no se han cumplido. El chequeo del sincronismo considera las siguientes condiciones: línea viva-barra viva, diferencia de voltaje, diferencia en el ángulo de fase y diferencia de frecuencia, ésta última dentro de un rango de ±5 Hz. Con el esquema de Energizing check se facilita la reconexión controlada de líneas y barras desconectadas a barras y líneas energizadas. Para este esquema se evalúa la condición de línea muerta-barra viva, línea viva-barra muerta o ambas condiciones. De esta manera, para cada uno de los esquemas de operación de la función SESRSYN se tienen ajustes particulares que se presentan a continuación: Esquema Synchronizing: OperationSynch: Este esquema será deshabilitado mediante la opción Off y se dejará el ajuste de fábrica de los parámetros de este esquema. Esquema Synchrocheck: OperationSc: Este esquema se habilita mediante la opción On. UHighBusSc y UHighLineSC: Los ajustes del nivel de tensión serán elegidos en relación con la tensión de la red. El umbral de tensiones UHighBusSC y UHighLineSC debe ser ajustado a un valor más bajo respecto aquel en el cual el interruptor se espera que cierre con condiciones de sincronismo. Estos valores se ajustarán al 80% de la tensión nominal base. UDiffSC: Ajusta la diferencia de tensión entre la barra y la línea; este parámetro se ajustará en 0.10 p.u. FreqDiffM y FreqDiffA: Corresponde al nivel de ajuste de la diferencia de frecuencia para la sincronización manual y automática, respectivamente. En condiciones de estado estable, el ajuste de FreqDiffM tiene un ajuste recomendado de 10 mhz, mientras que bajo contingencia, el parámetro FreqDiffA tiene un ajuste recomendado entre 100 y 200 mhz. IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 91 de 220

92 PhaseDiffM y PhaseDiffA: Es ajuste del nivel de diferencia de ángulo de fases para cierre manual y automático. El ángulo de cierre debe ajustarse para que permita el cierre del interruptor bajo máxima carga. Estos parámetros se ajustarán en 30º, considerando las recomendaciones del fabricante. tscm y tsca: El propósito del tiempo de retraso, es garantizar que las condiciones de chequeo de sincronismo se mantienen constantes y que la situación no es debida a una interferencia temporal. El cierre del interruptor no será permitido hasta que todas las condiciones se cumplan y permanezcan constantes dentro del tiempo ajustado. El parámetro tscm se ajustará en 1.0 s, mientras el parámetro tsca se ajustará en 0.1 s. Esquema Energizing check: AutoEnerg y ManEnerg: Se define el modo de chequeo de energización automática, en este caso se elige la opción Off para el parámetro AutoEnerg y la opción Both para el parámetro ManEnerg, con lo cual la energización de la línea puede ser con Barra Viva-Línea Muerta o Barra Muerta-Línea Viva. ManEnergDBDL: Este parámetro se ajusta en Off. UHighBusEnerg y UHighLineEnerg: Los ajustes del nivel de tensión serán elegidos en relación con la tensión de la red. El umbral de tensiones UHighBusEnerg y UHighLineEnerg debe ser ajustado más bajo que el valor en el cual el sistema se considera energizado. Estos valores se ajustarán al 80% de la tensión nominal base. ULowBusEnerg y ULowLineEnerg: El umbral de ajustes de estos parámetros debe ser mayor que el valor más bajo en el cual se considera que el sistema está desenergizado. Estos parámetros se ajustan en 40% de la tensión nominal base. tautoenerg y tmanenerg: Tiempo para asegurar que el lado muerto del sistema permanece desenergizado y que no corresponde a una condición temporal del sistema. Estos parámetros se ajustarán en 100 ms. UMaxEnerg: Ajuste que bloquea el cierre del interruptor cuando el voltaje en el lado energizado del sistema es superior a este valor. Este parámetro se ajustará en 110% de la tensión nominal base Función de Baja Tensión (27) Para la unidad de baja tensión, la recomendación apunta a un valor de 0.8 p.u. y una temporización del disparo de 4 s. Sin embargo, la activación de esta función debe responder a un estudio integral del área de influencia del proyecto que defina los umbrales mínimos de ajustes que eviten la operación indeseada de esta función ante condiciones de baja tensión en operación normal del sistema. Teniendo esto presente, se recomienda habilitar esta función como una SEÑAL DE ALARMA al sistema de IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 92 de 220

93 control coordinado de la subestación a fin de tomar las acciones necesarias para evitar la salida del circuito. En caso de que se quisiera habilitar esta función, es importante tener en cuenta que en los relés REL670 todos los ajustes son realizados en porcentaje de la tensión y la corriente base, que normalmente se ajustan al nivel de tensión fase fase del sistema de potencia. A continuación se presentan los criterios de ajuste típicos para la unidad de baja tensión: Operation: Activa el bloque UV2PTUV el cual será ajustado en On. CoonType: Establece como será la medición de la tensión fase - fase o fase - tierra, para este caso, se usará la tensión fase - fase (PHPh DFT) en valores RMS. UBase: Tensión de referencia para la medida del relé. Se ajusta a la tensión Fase Fase del sistema 500 kv. Characteristic1: Este parámetro proporciona el tipo de retraso de tiempo para ser usado, la característica de tiempo será Definite time. OpModen1: Este parámetro describe cuál de las tres tensiones medidas, pueden estar bajo el nivel de ajuste para dar operación a la etapa 1, para este caso seleccionamos 1 out of 3. U1<: Establece el valor de operación de bajo voltaje para la etapa 1, este parámetro se ajustará en el 80%UBase. t1: Tiempo de retraso de la etapa 1, se ajustará en 4 s Función de Sobretensión (59) El relé REL 670 dispone de dos etapas, para la función de Sobrevoltaje. Cada etapa cuenta con características de tiempo inverso o de tiempo definido, que pueden ser seleccionadas de forma independiente. Si la tensión remanente se encuentra por encima del valor de ajuste durante un periodo de tiempo superior al tiempo de retraso seleccionado, la señal de alarma o de disparo es emitida, según la etapa activada. La protección contra sobretensión se ajusta de tal forma que se garantice no superar la máxima tensión permitida por el sistema. Se considera adecuado ajustar una primera etapa de alarma al 110% de la tensión nominal del sistema con una temporización de 60 s, con el fin de permitir un adecuado funcionamiento de los sistemas GAP y MAIS de la compensación serie y los reactores de línea, respectivamente. La segunda etapa de disparo se ajusta al 120% de la tensión nominal con un retardo de 5 s para el disparo. IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 93 de 220

94 Es importante tener en cuenta que en los relés REL670 todos los ajustes son realizados con base en la tensión primaria, que normalmente se ajusta al nivel de tensión Fase Fase del sistema de potencia bajo consideración. Los parámetros de ajuste de la función de sobretensión son los siguientes: Operation: Activa el bloque OV2PTOV, el cual será ajustado en On. ConnType: Establece como será la medida de la tensión de línea. En este caso, se utilizará el valor Phase Phase. UBase: Tensión base en voltios primarios, esta tensión es usada como referencia para el ajuste. Se ajustará en 525 kv. OperationStep1: Habilita la operación de la etapa 1. Se ajusta en On. Characteristic1: Tipo de característica de la etapa1. Como se ha mencionado se ajustará como Definite time. OpMode1: Este parámetro describe como se realiza la medida de la tensión trifásica. El ajuste es 1 out of 3. U1>: El elemento de sobretensión de alarma se ajusta a un valor de 1.10 p.u. (110%UBase). Para la operación Fase Fase el cálculo del ajuste se realiza de la siguiente manera: > (%)()L) t1: Retraso de tiempo definido de la etapa 1, se ajustará en 60 s. OperationStep2: Habilita la operación de la etapa 2. Se ajusta en On. Characteristic2: Tipo de característica de la etapa 2. Como se ha mencionado se ajustará como Definite time. OpMode2: Este parámetro describe como se realiza la medida de la tensión trifásica. El ajuste es 1 out of 3. U2>: El elemento de sobretensión de disparo se ajusta a un valor de 1.20 p.u. (120%UBase). t1: Retraso de tiempo definido de la etapa 2, se ajustará en 5 s Función de Cierre en Falla (SOTF) La función de cierre en falla tiene como objetivo la desconexión de forma inmediata y sin retardos de las líneas de transmisión que cierren bajo condición de falla. Se utiliza principalmente como una protección rápida ante el evento de energizar el alimentador mientras la cuchilla de puesta a tierra se encuentra cerrada, pero también puede ser utilizada cada vez que se energice el alimentador bajo cualquier condición, como la de recierre automático. La función de cierre en falla puede ser activada por señales IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 94 de 220

95 auxiliares desde el interruptor, por la orden de cierre o por el cambio de posición abierto/cerrado del interruptor. El criterio de ajuste de la corriente de arranque de esta función es considerar el 50% de la corriente de falla trifásica franca al 100% de la línea, considerando el circuito abierto en el extremo remoto, bajo un escenario de demanda mínima. Es importante verificar que el valor calculado anteriormente se encuentre por encima de la máxima corriente de carga del circuito, para evitar acciones incorrectas de esta función ante condiciones normales de operación del sistema. La lógica de cierre en falla se encuentra implementada en la función ZCVPSOF, cuyo disparo generalmente es no direccional, con el fin de asegurar el despeje de las fallas cuando la señal del transformador de tensión no se encuentre disponible. Los parámetros para ajustar la protección de cierre en falla en el relé REL670 son los siguientes: Operation: Se debe habilitar la opción On para activar la función. IBase: Corriente base en amperios primarios, usada como referencia para el ajuste de los elementos de corriente. Se recomienda ajustarla igual a la corriente nominal primaria del transformador de corriente. UBase: Tensión base en voltios primarios, esta tensión es usada como referencia para el ajuste. Se recomienda ajustarla igual al voltaje nominal primario del transformador de potencial. IPh<: El criterio de ajuste de la corriente de arranque de esta función es considerar el 50% de la corriente de falla trifásica franca al 100% de la línea, considerando el circuito abierto en el extremo remoto, bajo un escenario de demanda mínima UPh<: En este parámetro se ajusta la tensión umbral para la detección de la condición de línea muerta, típicamente con un valor de 70%UBase. Mode: Existen tres modos de definición del criterio de disparo para la función ZCVPSOF. En el modo UILevel, el criterio de disparo está basado en los ajustes de IPh< y UPh<. En este modo de operación, se tiene una operación más rápida y selectiva de la función, lo cual es importante para reducir el impacto sobre del sistema cuando se realiza un cierre en falla. En el modo Impedance el criterio de operación está basado en el principio de la zona de sobrealcance de la medida de impedancia. En el modo UILvl&Imp la condición de disparo está definida por una compuerta OR que selecciona alguno de los dos modos anteriores (UILevel y Impedance). En este caso, se selecciona la opción UILevel como modo de operación de tal manera que el valor IPh< sea la corriente necesaria para arrancar y operar la función ZCVPSOF, teniendo en cuenta el arranque externo determinado con el ajuste del parámetro AutoInit. IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 95 de 220

96 tduration: Corresponde al contador del tiempo de liberación de la señal UILevel, el cual se debe ajustar en 0.10 s por recomendación del fabricante, ya que este valor ha demostrado ser adecuado durante pruebas en campo. tsoft: Tiempo de retardo de la caída de la función SOFT, con un ajuste recomendado de 1.00 s. tdld: Tiempo de retardo para activar la detección interna de línea muerta, por recomendación del fabricante será ajustada a 0.20 s, con el fin de evitar la activación no deseada de la función durante transitorios en el sistema. AutoInit: La activación automática de la función ZCVPSOF tiene un ajuste por defecto de Off, por lo que la activación automática de línea muerta por parte de esta función, requerirá de la conexión de una señal externa a una entrada binaria del relé correspondiente al cierre por comandos al interruptor Función de Sobrecorriente de Emergencia (51B-51BN) La activación de esta función de sobrecorriente de respaldo se presentará cuando exista una pérdida de la señal de potencial desde el transformador de tensión, lo cual originará que la protección de distancia (21/21N) y de sobrecorriente residual direccional (67N) se inactiven por esta causa. Bajo esta condición de pérdida de potencial, la función de sobrecorriente se activará como protección de la línea en modo emergencia hasta que la señal de tensión sea restablecida. Para la implementación de esta protección de emergencia se activará la función OC4PTOC para la sobrecorriente de fases y la función EF4PTOC para la sobrecorriente residual. En el caso de la función OC4PTOC, es posible ajustar hasta 4 características de detección y disparo en forma independiente. De esta manera, se activará la etapa 1 como protección de emergencia de fases de tiempo inverso y la etapa 2 como protección de emergencia de fase de tiempo definido, teniendo en cuenta los siguientes parámetros de ajuste en el relé REL670: Operation: Con este parámetro se configura la activación de la función, se deberá ajustar en On. IBase: Corriente base en amperios primarios. Esta corriente es usada como referencia para el ajuste de corriente, el valor de referencia para este parámetro es la corriente nominal del transformador de corriente asignado al paño de la línea. DirMode1: Indica la dirección de supervisión de la función. En este caso, se ajustará como Non-directional debido a la ausencia de la señal del transformador de tensión. IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 96 de 220

97 Characterist1: Selecciona la característica de operación. Para la etapa 1 se habilitará la característica de tiempo inverso IEC-Normal Inverse. I1>: Umbral de la corriente de arranque de fases, ajustado como un porcentaje de la IBase. Se considerará que esta corriente de arranque de fases sea 1.3 veces la carga máxima de la línea o la corriente nominal de los transformadores de corriente asociados a la misma, el menor valor de los dos. k1: Multiplicador de tiempo, para la característica de tiempo inverso. Se debe definir para que se presente selectividad y coordinación con las demás funciones de protección distancia y sobrecorriente de fases adyacentes, y al mismo tiempo garantizar tiempos de disparo oportunos ante fallas al interior de la línea. Las otras 3 características de esta función OC4PTOC permanecerán inactivas, por lo cual se ajustarán como DirMode2 = DirMode3 = DirMode4 = Off. En el caso de la función de sobrecorriente residual EF4PTOC, la pérdida de la señal de potencial originará que se inactive la protección de sobrecorriente residual direccional (67N) ajustada en la característica 1. Por lo tanto, en la etapa 2 de esta misma función EF4PTOC se habilitarán las funciones de sobrecorriente residual de emergencia de tiempo inverso con los parámetros indicados a continuación: Operation: Activa el bloque EF4PTOC, el cual será ajustado en On. IBase: Corriente base en amperios primarios. En este caso se ajusta en el valor de la corriente nominal primaria del transformador de corriente. DirMode2: El modo direccional de la etapa 2, se ajustará en Non-directional. Characterist2: Selecciona la característica de operación. Para la etapa 2 se habilitará la característica de tiempo inverso IEC-Normal Inverse. IN2>: Es el nivel de corriente residual para el ajuste de la etapa. El ajuste de la corriente de arranque de tierra debe ser el 40% de la carga máxima de la línea o la corriente nominal de los transformadores de corriente asociados a la misma, escogiendo el valor menor entre ambos. k2: Multiplicador de tiempo, para la característica de tiempo inverso. Se debe definir para que se presente selectividad y coordinación con las demás funciones de protección distancia y sobrecorriente de tierra adyacentes, y al mismo tiempo garantizar tiempos de disparo oportunos ante fallas al interior de la línea. Las etapas 3 y 4 de la función EF4PTOC permanecerán inactivas, por lo cual se ajustarán como DirMode3 = DirMode4 = Off Función de Localizador de Fallas La información sobre la distancia a la cual se presenta una falla al interior de la línea es muy importante para las labores de operación y mantenimiento del sistema. La función IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 97 de 220

98 de localización de fallas LMBRFLO puede ser activada por el disparo de las protecciones de la línea, particularmente la protección distancia y/o la protección de sobrecorriente residual, o por una señal de la función TVR (registrador de valores de disparo) que utiliza los datos de los estados de pre- y posfalla del sistema. Además de esta información, la función debe registrar las fases falladas para una correcta selección del loop ante diferentes tipos de fallas, como fallas trifásicas (loop L1- L2), fallas bifásicas o bifásicas a tierra (loop entre fases falladas) y fallas monofásicas (loop fase-tierra). El algoritmo del localizador de fallas utiliza las tensiones y corrientes de fase y la corriente residual en el paño supervisado y, en caso de existir líneas paralelas, la corriente residual observada en este circuito. En términos generales, la precisión en el cálculo de la distancia de falla no se ve afectado por la impedancia de la fuente, pero si por el ángulo de fase. Sin embargo, un valor de ajuste de 85 para el ángulo de fase de la impedancia fuente permite una adecuada operación de la función de localización de fallas. A esta función se le ajustan los valores de las impedancias de la fuente local, de la fuente remota y de la línea protegida. En casos en los cuales se tengan líneas paralelas, se deben ingresar los valores de la impedancia mutua entre ambas, así como la longitud de la línea. Los parámetros relacionados con la impedancia de la fuente en los extremos de la línea se deben calcular a partir de la simulación de una falla trifásica franca en la barra a 500 kv de las subestaciones Ancoa y Alto Jahuel, con el circuito 4 objeto de estudio fuera de servicio, y se estiman los parámetros de impedancia fuente en el extremo local (R1A y X1A) y remoto (R1B y X1B). Figura 20. Red equivalente con los datos necesarios para el ajuste de la función de localización de fallas IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 98 de 220

99 Función de Falla Fusible Esta función es también llamada función de Supervisión de Tensiones debido a que se encarga de monitorear y señalizar la pérdida de la señal de voltaje desde los transformadores de tensión hacia los diferentes equipos de protección y control que operan con esta señal, tales como la función distancia, la función de sobrecorriente residual direccional, las funciones de sobre y baja tensión y las funciones de chequeo de sincronismo, entre otras. Con la función de falla fusible SDDRFUF se combinan la supervisión de los MCB s en los devanados secundarios de los transformadores de tensión y elementos de supervisión internos de los equipos de protección. Por tanto, la función SDDRFUF opera su algoritmo con base en una señal externa de los MCB s o con la posición del desconectador de línea. Mientras en el primer caso se afectan todas las funciones dependientes del voltaje, con la segunda opción no se afectan las funciones de medida de impedancia. Esta función cuenta con un algoritmo de detección de secuencia negativa (3U 2 ) y otro algoritmo de secuencia cero (3U 0 ). El primer caso es recomendado en sistemas aislados de tierra o con una alta impedancia y el segundo algoritmo es preferido en sistemas con baja impedancia o sólidamente puestos a tierra. Adicionalmente, existe la posibilidad de activar un tercer algoritmo basado en la medida de la corriente y tensión delta, con el fin de detectar fallas tripolares de los fusibles en el transformador de tensión, aunque en la práctica está más asociado con las maniobras sobre el transformador en condiciones normales de operación de la subestación. Los ajustes básicos de la función SDDRFUF se indican a continuación: USealIn<: Identifica la condición de bajo voltaje en el sistema, por lo que debe ajustarse a un valor inferior al mínimo voltaje de operación durante condiciones de emergencia. Este parámetro se recomienda ajustarlo en 70% de la tensión base UBase. OpMode: Selecciona el tipo de algoritmo que se usará para la supervisión de la tensión secundaria de los transformadores de tensión. Existen cuatro opciones: el algoritmo de secuencia negativa (UNsINs), de secuencia cero (UZsIZs), la combinación de los dos algoritmos (UZsIZs OR UNsINs, OptimZsNs). La combinación de los dos algoritmos se utiliza cuando se desea incrementar la confiabilidad en la activación de la función de supervisión de falla fusible ante condiciones particulares del sistema. Este parámetro se ajustará en UZsIZs OR UNsINs. 3U2>: Corresponde al umbral de tensión de secuencia negativa como porcentaje de la tensión base UBase. Este parámetro será ajustado en 60%. IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 99 de 220

100 3I2<: Corresponde al umbral de corriente de secuencia negativa como porcentaje de la corriente base IBase. Este parámetro será ajustado en 20%. 3U0>: Corresponde al umbral de tensión de secuencia cero como porcentaje de la tensión base UBase. Este parámetro será ajustado en 60%. 3I0<: Corresponde al umbral de corriente de secuencia cero como porcentaje de la corriente base IBase. Este parámetro será ajustado en 20%. OpDUDI: Con modo de operación se considera la medida delta de la corriente y de la tensión para el registro de pérdidas trifásicas (falla fusible) de las tensiones, con lo cual se previenen operaciones indeseadas de la protección distancia cuando no se tiene la posición de los MCB s de los PT s y se pierden las tensiones en carga. Este parámetro se ajusta en On y los demás parámetros asociados con este modo de operación (DU>, DI<) se ajustan en el valor recomendado por el fabricante. IDLD<: Umbral de corriente para detección de la condición de línea muerta, el cual se ajusta con un valor inferior a la corriente de carga en estado estable y superior a la corriente de carga cuando una fase se encuentra desconectada. Este parámetro se ajustará en 20% de la corriente base IBase. UDLD<: Umbral de tensión para detección de la condición de línea muerta, el cual se ajusta con el mínimo voltaje de operación esperado en el sistema. Este parámetro se ajustará en 70% de la tensión base UBase Función de Falla Interruptor (50BF) La función de falla interruptor para los paños de línea será implementada en el relé REC670 ubicado en el respectivo gabinete de protección. El objetivo de la protección de falla interruptor CCRBRF es la de asegurar el disparo del interruptor cuando éste no opere después de una orden de disparo por parte de las protecciones del paño involucrado, y prevenir operaciones indeseadas ante condiciones de mantenimiento o durante la operación normal. El esquema de falla interruptor CCRBRF envía una orden de disparo sobre los interruptores conectados a la misma barra del interruptor fallado y una señal de aceleración de disparo al interruptor del extremo remoto. De esta manera, esta función realiza la supervisión del tiempo de persistencia de la falla después de la orden de apertura al interruptor. Esta función realiza el monitoreo de la corriente de las tres fases y su ajuste permite el arranque de la función en forma selectiva por cada fase, permitiendo la detección de fallas a tierra y entre fases. Los ajustes básicos de esta función corresponden a una corriente de arranque y dos temporizadores, los cuales son iguales para las tres fases. IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 100 de 220

101 Ajuste de la corriente de arranque Para calcular la corriente de arranque de la función de falla interruptor, se simulan fallas 1ϕ, 2ϕ y 3ϕ en el extremo remoto de la línea con una resistencia de falla de 10 Ω para la unidad de fases y de 50 Ω para la unidad de tierra, en un escenario de demanda mínima, con lo cual se determina la mínima corriente de falla vista por el relé en la subestación local. A partir de estos resultados, se considera un factor del 60% respecto al menor valor obtenido y se refiere a amperios secundarios o en términos de la corriente base del relé (%IBase) Ajuste de los temporizadores Para la función de falla interruptor se deben ajustar 2 etapas de disparo, cada una con la misma corriente de arranque pero con tiempos de disparo independientes. Cuando se cumple el tiempo de ajuste t1 y el interruptor no se ha disparado, la protección de falla interruptor envía un re-disparo tripolar al interruptor. En forma general, la señal de disparo sobre la bobina 2 del interruptor se ajusta en un tiempo de 10 ms según lo recomendado por TRANSELEC. Sin embargo, IEB recomienda una ajuste de tiempo no menor a 60 ms, el cual permita que el ciclo de apertura del interruptor se lleve a cabo completamente antes de generar un mando de re-disparo. Si la falla persiste al final del tiempo t2 y el interruptor aún se encuentra cerrado, la función de falla interruptor envía un disparo tripolar definitivo a los interruptores adyacentes en la subestación local y un disparo transferido al interruptor de la línea en la subestación remota. Con esto se obtiene la desenergización efectiva de la barra de la subestación local y la eliminación del aporte de corriente desde el extremo remoto del circuito. Los temporizadores t1 y t2 se inician en forma simultánea e independiente uno del otro, después del tiempo de disparo de las protecciones de la línea, por lo cual el tiempo de disparo tripolar definitivo está regido por el temporizador t2 y no por la suma de los tiempos t1 y t2. De esta manera, el tiempo de ajuste recomendado para el temporizador t2 es de 200 ms. Los parámetros de ajuste de la función de falla interruptor en el relé REL670 son los siguientes: Operation: Con este parámetro se configura la activación de la función, se deberá ajustar en On. IBase: Corriente base en amperios primarios. Esta corriente es usada como referencia para el ajuste de corriente, el valor de referencia para este parámetro es la corriente nominal del transformador de corriente asignado al paño de la línea. FunctionMode: Parámetro que sirve para configurar la forma en que la función detecta una falla en el interruptor. En este caso, se utilizará el modo IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 101 de 220

102 Current&Contact, en el cual se utiliza la medición de corriente y la señal de posición del interruptor como arranque de esta función. RetripMode: Indica la forma en que se realizará el envío de la señal de disparo al interruptor. Se recomienda ajustar la opción No CBPos Check para permitir el redisparo al interruptor sin hacer chequeo de posición del interruptor. BuTripMode: Con este parámetro se configura el criterio bajo el cual se considera que existe falla en el interruptor, considerando el número de fases con sobrecorriente mayor a la corriente de arranque. En este caso se configura como 1 out of 3, con lo cual el valor de corriente por encima de la corriente de arranque en una única fase es suficiente para considerar que existe falla en el interruptor. IP>: Corresponde al umbral mínimo de ajuste de la corriente de arranque de falla interruptor, tomada como un porcentaje de IBase. Para estimar este valor se seguirá el criterio indicado anteriormente. IN>: Umbral de corriente residual para la detección de falla interruptor ajustado como un porcentaje de IBase. Para estimar este valor se seguirá el criterio indicado anteriormente. t1: Corresponde al tiempo de envío de la señal de disparo al propio interruptor después de alcanzar el umbral de la corriente de arranque. Se ajustará en un valor de 60 ms. t2: Corresponde a la temporización del disparo a los interruptores adyacentes al equipo en falla y al interruptor de la subestación en el extremo remoto de la línea. Se ajustará en un valor de 200 ms. tpulse: Corresponde a la duración del pulso de disparo, el cual deberá ser mayor que el tiempo de impulso crítico del interruptor, por lo que se ajustará en el valor recomendado por el fabricante del relé de 200 ms. I>BlkCont: Corresponde al valor de corriente de fase en el cual no se considera la posición del interruptor en el modo Current&Contact y por tanto la activación de la función solo se realiza por el criterio de corriente. Este ajuste se tomará con un ajuste igual al valor del parámetro IP>. t3: Retardo adicional al tiempo t2 para un segundo disparo transferido a los interruptores adyacentes. Este parámetro se ajustará en el valor recomendado por el fabricante. tcbalarm: Temporización para la activación de la alarma por falla interruptor. Se ajustará en el valor recomendado por el fabricante. IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 102 de 220

103 9.2 CRITERIOS PARA LAS PROTECCIONES DE REACTORES DE LÍNEA Y DE NEUTRO Los reactores en derivación (tipo Shunt) son utilizados para compensar la capacitancia de las líneas de transmisión, principalmente para condiciones de baja carga, en las cuales se producen más reactivos capacitivos de los que el sistema pueda absorber sin riesgo de inestabilidad o tensiones excesivamente altas en los terminales de las líneas. Figura 21. Reactor con o sin reactor de neutro y conectado a una línea Para la compensación reactiva en las subestaciones Ancoa y Alto Jahuel a 500 kv se utilizarán dos relés multifuncionales RET670 y un relé REC670, a los cuales se les ajustarán las funciones que se describen a continuación Función diferencial (87R) La protección diferencial tiene como función proteger al reactor de fallas internas y en la zona de protección demarcada por los transformadores de corriente de los cuales se toman las señales de corriente. Este tipo de falla es considerada como severa debido a las altas corrientes encontradas y al daño que provoca en los devanados del equipo protegido. El ajuste de la protección diferencial se debe seleccionar con la máxima sensibilidad del relé, realizando la verificación de estabilidad de la protección ante falla externa con el ajuste recomendado de acuerdo con los valores de saturación de los CT s. Adicionalmente se sugiere verificar la inmunidad de la protección ante componentes ajenas a la fundamental de la corriente (armónicos). IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 103 de 220

104 A continuación se describe la característica a ser utilizada para esta función en el relé RET670, como protección principal de los reactores de línea y de neutro a instalar en cada extremo de la línea Ancoa-Alto Jahuel C4. En el relé RET670, la característica de la función diferencial permite una detección rápida, sensible y selectiva de las fallas cuando es utilizada en reactores y pequeñas barras, y su característica de operación se encuentra dividida en tres (3) secciones, tal como se indica en la Figura 22. Figura 22. Característica de operación 87R relé RET670 La Sección 1 define la corriente de arranque como porcentaje de la corriente nominal del equipo con una pendiente de cero (0 ). Para el ajuste inicial se debe considerar el error máximo de los transformadores de corriente en condiciones de operación normal. Esta porción de la característica de disparo tiene el propósito de actuar para bajas corrientes diferenciales. La Sección 2 normalmente tiene una pendiente que considera el máximo error de medición que se pueda presentar en los CT s. Esta porción de la característica de operación tiene el propósito de actuar para prevenir disparos indeseados por los errores de medición de los CT s. En la Sección 3 se ajusta una segunda pendiente con el fin de cubrir valores elevados de corriente diferencial, considerando la posible saturación de los CT s ante altas corrientes de falla pasantes. IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 104 de 220

105 A continuación se indican los parámetros básicos que se le deben ajustar a esta característica de operación: IBase: Corresponde a la corriente nominal del equipo protegido en amperios primarios, en este caso sería A. IdMin: Es el umbral sensitivo de la característica de operación que conforma la sección 1. Se recomienda ajustar este elemento en el 25% de la corriente nominal del elemento a proteger. IdUnre: Es el umbral superior de la característica de operación. Se recomienda ajustar este parámetro en la máxima corriente de cortocircuito que se puede presentar en bornes del reactor. EndSection1: Es el punto donde finaliza la sección 1 de la característica y es utilizado para despejar corrientes diferenciales de gran magnitud. Dadas las características del reactor, un ajuste de 1.5 veces la corriente nominal del equipo se considera adecuado. EndSection2: Es el punto donde finaliza la sección 2 de la característica. Considerando las características del reactor y del sistema de potencia, se recomienda un ajuste de 3.0 veces la corriente nominal del equipo. SlopeSection2: Está definida como un porcentaje del valor de ΔIdiff/ΔIBias, que se encuentra en función de la operación del reactor bajo condiciones normales de operación, el fabricante recomienda emplear una pendiente del 40% si es que un análisis más profundo no es realizado para el ajuste de esta característica. En el caso del reactor, el ajuste se realizará tomando en la cuenta los errores máximos asociados al sistema de medida, esto incluye los errores de los transformadores de medida y los errores propios de la lectura de la protección. SlopeSection3: Está definida también como un porcentaje del valor de ΔIdiff/ΔIBias el objetivo de esta pendiente es estabilizar la característica diferencial para fallas pasantes de gran magnitud, para las cuales los transformadores de corriente pueden presentar saturación. Teniendo en cuenta que a través del reactor no circularán corrientes pasantes de alta magnitud, se recomienda ajustar este parámetro en el mismo valor de la pendiente SlopeSection2. IMinNegSeq: Corresponde al ajuste de la corriente de secuencia negativa cuando esta opción se encuentra habilitada (On) en el parámetro NegSeqDiffEn. La sensibilidad de esta corriente puede ser del orden de 0.04 veces la corriente nominal del reactor. OpenCTEnable: Con este parámetro ajustado en On, se activa la característica de supervisión para la detección de CT abierto. Con esta característica se bloqueará la operación indeseada de la protección diferencial en el caso de circuitos secundarios de CT s abiertos bajo condiciones normales de carga u operación. Es importante señalar que una vez sea detectada la condición de CT IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 105 de 220

106 abierto, las funciones de protección diferencial serán bloqueadas con excepción de la protección diferencial no restringida de operación instantánea. I2/I1Ratio: Con este parámetro se ajusta la restricción armónica correspondiente a la distorsión armónica total de segundo armónico. Este parámetro se ajustará en un valor de 15%. I5I1Ratio: Con este parámetro se ajusta la restricción armónica correspondiente a la distorsión armónica total de quinto armónico. Este parámetro se ajustará en un valor de 25% Función de Falla a Tierra Restringida de Baja Impedancia (87N) La protección de falla a tierra restringida de baja impedancia REFPDIF es una unidad de protección de tipo diferencial, cuyos ajustes son independientes de cualquier otro tipo de protección. Esta función utiliza el criterio de comparación direccional de la corriente de secuencia cero, lo cual le da excelente sensibilidad y estabilidad durante fallas. Las componentes de la frecuencia fundamental de todas las corrientes se obtiene desde las entradas de corriente, mientras que las componentes de secuencia cero es construida a partir de los fasores de corriente de línea. Este fasor de corriente de secuencia cero se adiciona fasorialmente a la corriente de neutro a fin de obtener la corriente diferencial. Esta función solo tiene una característica (operate-bias), la cual está definida por los parámetros de la Tabla 33. Tabla 33. Ajustes de la característica operate-bias de la protección REFPDIF Default Sensitivity Idmin (zone 1) Max. Base sensitivity Ismin (zone 1) Min. base sensitivity Idmin (zone 1) End of Zone 1 First Slope Second Slope % IBase % IBase % IBase % IBase % % Una protección diferencial (REFPDIF 87N), calcula una corriente diferencial y una corriente bias, y en caso de una falla a tierra interna, la corriente diferencial es teóricamente igual a la corriente de falla a tierra total. La corriente bias da estabilidad a la función 87N y es una medida de cuan altas son las corrientes, o mejor, una medida de la dificultad de las condiciones bajo las cuales los CT s operan, mientras mayor es, más probable es que la corriente diferencial calculada tenga una componente de corriente falsa, normalmente debida a la saturación de los transformadores de corriente. Esta característica divide el plano Idiff-bias en dos partes iguales, de operación y bloqueo, como se muestra en la Figura 23. IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 106 de 220

107 Figura 23. Característica opérate-bias de la protección 87N Calculo de la corriente diferencial y corriente bias La corriente diferencial o de operación, como un fasor de la frecuencia fundamental es calculada como: Donde aw Z+3 g IN: Corriente medida por el CT en el neutro del reactor como un fasor de corriente residual a la frecuencia fundamental. 3I 0 : Corriente residual del reactor, calculada a partir de la corriente medida por los CT s de fases de las terminales del reactor de línea. Si hay dos alimentadores incluidos en la zona de protección, entonces la respectiva corriente de restricción se encuentra como el valor relativamente más alto de las siguientes corrientes: IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 107 de 220

108 corriente corriente corriente corriente corriente[ 5] = IN [ 1] = max( I3PW1CT1 ). [ 2] = max( I3PW1CT 2 ). [ 3] = max( I3PW1CT1 ). [ 4] = max( I3PW1CT 2 ). 1 CTFactorPri1 1 CTFactorPri2 1 CTFactorSec 1 1 CTFactorSec 2 La corriente de restricción en general no es igual a ninguna de las corrientes de entrada. Si la corriente nominal primaria de todos los CT s es igual a la IBase, la corriente de restricción sería igual a la mayor corriente en amperios. IBase debe ajustarse igual a la corriente nominal del devanado protegido. Los parámetros de ajuste de esta función son los siguientes: IBase: Normalmente es la corriente nominal del equipo a proteger. \IHh\i 3 L <k< IdMin: Ajuste dado por el mínimo valor de operación, este ajuste es dado en porcentaje de la IBase. Un ajuste recomendado es el 30% de la corriente nominal del reactor de línea. CTFactorPri1: Factor para permitir una función sensible, donde la corriente de la bahía es mayor a la corriente nominal del devanado del reactor. Este valor se ajusta normalmente en 1,0. CTFactorPri2: Factor para permitir una función sensible, donde la corriente de la bahía es mayor a la corriente nominal del devanado del reactor. Este valor se ajusta normalmente en 1,0. CTFactorSec1: Realiza la misma función del parámetro CTFactorPri1. La diferencia radica en que este parámetro está relacionado con el devanado W2. Este parámetro se ajusta en 1,0. CTFactorSec2: Realiza la misma función del parámetro CTFactorPri2. La diferencia radica en que este parámetro está relacionado con el devanado W2. Este parámetro se ajusta en 1,0. Para elegir el umbral de ajuste más adecuado para la protección diferencial 87N, se realizan fallas externas monofásicas y se determinan las corrientes diferenciales que circularán por el relé para cada una de ellas. El umbral de la corriente diferencial, se IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 108 de 220

109 ajusta a un valor por encima de la máxima corriente obtenida en las simulaciones con un margen de seguridad que garantice su estabilidad ante fallas externas Función de Sobrecorriente de Fases Temporizada (51) Dentro del relé RET670, se implementará 1 etapa de la función OC4PTOC para ajustar la función correspondiente a la protección de sobrecorriente de fases temporizada (51). El ajuste común, StartPhSel, es utilizado para especificar el número de corrientes de fase que deben superar el umbral de ajuste para habilitar la operación. El ajuste puede ser seleccionado como: 1 out of 3: Operación permitida con sobrecorriente al menos en una fase. 2 out of 3: Operación permitida con sobrecorriente al menos en dos fases. 3 out of 3: Operación permitida solo con sobrecorriente en las tres fases. Se tomará la opción 1 out of 3, ya que permite detectar cualquier tipo de sobrecorriente que se presente en cualquiera de las fases del sistema. Además, se debe seleccionar el tipo de medida para todas las etapas de sobrecorriente, el cual se realiza a través del parámetro MeasType, seleccionando entre los ajustes DFT y RMS. DFT: Valor RMS, solo de la componente fundamental de la corriente RMS: Valor RMS total de la forma de onda. Se tomará como opción de medida DTF, el cual permite garantizar que la medición de corriente sobre el reactor no se altere, ya que ante frecuencias diferentes a la frecuencia fundamental, la reactancia del equipo se ve afectada, es decir, la reactancia del reactor depende directamente de la frecuencia. Por tanto, los ajustes de los diferentes parámetros de la función OC4PTOC para la protección de sobrecorriente de fases son los siguientes: Operation: Activa el bloque OC4PTOC, el cual será ajustado en On. MeasType: Selecciona el tipo de medida, se ajusta en DFT. IBase: Corriente base en amperios primarios. El valor de referencia para este parámetro es la corriente nominal del reactor de línea. StartPHSel: Número de fases con alta corriente requerida para la operación, se seleccionará el valor de 1 out of 3. DirMode1: Esta función de sobrecorriente se ajusta como Non-directional, debido a que el reactor no aportará corriente ante fallas externas. IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 109 de 220

110 Characterist1: Selecciona la característica para la etapa 1. Se selecciona una curva de tal manera que se garantice la coordinación con la curva de daño del reactor de línea. Se elige la curva IEC-Very Inverse. I1>: Nivel de corriente de arranque para la etapa 1, es tomado como el 150% de la corriente nominal del reactor, lo que permite considerar la operación del equipo ante los niveles mínimos de tensión que se puedan presentar en la red. k1: Multiplicador de tiempo, para la característica de tiempo inverso. Se debe definir para que se presente selectividad con las demás funciones de protección de sobrecorriente del área de influencia. IMin1: Mínima corriente de operación para la etapa 1, se ajustará en 100% I1>. t1min: Mínimo tiempo de operación para la característica de tiempo inverso usada. Dado que el elemento de sobrecorriente de fases no requiere coordinación con elementos aguas abajo, este tiempo se recomienda ajustarlo en 0.0 s. I1Mult: Multiplicador para ampliar el valor de ajuste de corriente, es necesario ajustarlo solo para casos especiales. HarmRestrain1: Habilita el bloque de la etapa 1 para la restricción de armónicos, se ajusta en On. 2ndHarmStab: Establece el porcentaje de segundo armónico que debe existir en la corriente medida por el relé para que se presenten el bloqueo de su operación. Dado que el segundo armónico aparece durante la energización del reactor, de acuerdo con la experiencia de IEB se deberá ajustar en el 15%. ReserTypeCrv1: Selecciona el tipo de reinicio para la etapa 1, se recomienda ajustar de forma Instantaneous. treset1: Tiempo de retardo para el reinicio de la función de protección utilizado en la etapa 1 de la curva de tiempo inverso IEC, se recomienda ajustar en 0.00 s Función de Sobrecorriente de Tierra (51N) Considerando que la corriente residual está limitada a 10 A por el reactor de neutro del sistema, por lo que el ajuste se encontraría muy por debajo del 10% de la corriente nominal del CT de 1000/1 A del lado del reactor de línea, lo cual lleva a que las fallas no sean adecuadamente detectadas tanto por el ajuste tan bajo como por el error involucrado en la medida del transformador de corriente. Por lo tanto, se recomienda deshabilitar la función de sobrecorriente residual 51N Función de Sobrecorriente de Tierra Sensitiva (51G) Con el fin de dar solución a lo mencionado en el numeral anterior, se recomienda la habilitación y ajuste de la función de sobrecorriente de tierra sensitiva 51G. Para la IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 110 de 220

111 implementación de esta función se deberá realizar la instalación de un transformador de corriente tipo toroidal, con una relación de transformación 20/1 A. En este caso se ajustará la corriente de arranque como el 50% de la corriente nominal del CT toroidal, con una curva IEC de tiempo definido y disparo instantáneo (0,0 s). Esta función de sobrecorriente residual 51G del reactor de neutro se habilitará en una etapa de la función EF4PTOC presente en el relé RET670, haciendo la claridad de que la entrada de corriente para esta función en particular será la del CT toroidal y no la señal del CT de 1000/1 A del lado de alta tensión. Los ajustes de esta función son los siguientes: Operation: Activa el bloque EF4PTOC, el cual será ajustado en On. IBase: Corriente base en amperios primarios. El valor de referencia para este parámetro es la corriente nominal primaria del CT toroidal (20 A). DirMode1: Esta función de sobrecorriente se ajustará como Non-directional, debido a que el reactor no aportará corriente ante fallas externas. Characterist1: Selecciona la característica de tiempo para la etapa 1, se habilitará la característica de tiempo definido IEC-Definite time. IN1>: Nivel de corriente residual para el ajuste de la etapa 1. El valor de arranque es tomado como el 50% de la IBase. t1: Tiempo de operación de la etapa 1. Se ajustará en 0,0 s. IMin1: Mínima corriente de operación para la etapa 1. Es seleccionado el valor de 100% IN1> Función de Sobrecorriente de Fases y de Tierra de Tiempo Definido (50/50N) Estas funciones de protección de tiempo definido se habilitarán para evitar una posible descoordinación con las protecciones de distancia de la línea. La corriente de arranque se ajustará en un valor entre 0.6 y 0.7 veces la corriente máxima de cortocircuito en bornes del reactor y la temporización será instantánea Función de Falla Interruptor (50BF) El relé REC670 actuará como respaldo de las demás protecciones eléctricas y mecánicas del reactor de línea y del reactor de neutro, cuando el interruptor no opera correctamente ante fallas en estos equipos. Para el ajuste de la corriente de arranque de las unidades de fase (IP>) y residual (IN>) se consideran lo siguientes criterios: para la unidad de fases se ajustará como el 50% de la corriente nominal del reactor de línea a la potencia máxima, mientras que la corriente de arranque residual se ajustará con el criterio del 10% de la corriente nominal del reactor de línea a la potencia máxima. Con IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 111 de 220

112 estas corrientes de arranque se garantiza la sensibilidad necesaria para la detección de falla interruptor y se asegura el arranque de la función ante la operación de las protecciones eléctricas y mecánicas del reactor. La condición de chequeo se recomienda realizarla por corriente, esto con el fin de garantizar el arranque de la función falla interruptor cuando el interruptor del reactor de línea no opere ante una orden de apertura desde las protecciones principales y prevenir operaciones indeseadas ante condiciones de mantenimiento o durante la operación normal. El esquema de falla interruptor comanda disparo sobre el interruptor de la línea y se envía disparo transferido al extremo remoto, con el fin de eliminar las fuentes de alimentación de la falla. Para la función de falla interruptor se ajustan 2 etapas definidas, cada una con la misma corriente de arranque pero con tiempos de disparo independientes. En la Etapa 1 se ejecuta un re-disparo trifásico definitivo al propio interruptor, con un tiempo de disparo recomendado de 150 ms. En la Etapa 2, el objetivo es emitir disparo trifásico definitivo a todos los interruptores asociados con la barra de 500kV (paños de línea y de transformadores) y disparo trifásico transferido al interruptor en la subestación remota (Ancoa o Alto Jahuel, según el extremo de línea analizado). La temporización recomendada para esta etapa es de 250 ms. Los parámetros de ajuste de la función de falla interruptor en el relé REC 670, son los siguientes: Operation: Activa el bloque CCRBRF, el cual será ajustado en On. IBase: Corriente base en amperios primarios, usada como referencia para el ajuste de los elementos de corriente. Se recomienda ajustarla igual a la corriente nominal primaria del transformador de corriente del paño del reactor. FunctionMode: Con este parámetro se ajusta la forma como se detectará la falla en la operación de los interruptores. En este caso se ajustará el modo Current&Contact, en el cual se utiliza la medición de corriente y la señal de posición del interruptor como arranque de esta función. RetripMode: Configura la forma como debe operar el redisparo de los interruptores. En este caso se ajustará en No CB Pos Check en el cual el redisparo únicamente tiene en cuenta la corriente por el interruptor y no la posición del mismo. BuTripMode: Con este parámetro se configura el criterio bajo el cual se considera que existe falla en el interruptor, considerando el número de fases con sobrecorriente mayor a la corriente de arranque. En este caso se configura como 1 out of 3, con lo cual el valor de corriente por encima de la corriente de arranque en una única fase es suficiente para considerar que existe falla en el interruptor. IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 112 de 220

113 IP>, IN>: Corriente de fases y de tierra para el arranque de la protección de falla interruptor que se ajusta en porcentaje de IBase. Esta función se ajustará de acuerdo con los criterios expuestos anteriormente. t1: Tiempo de retardo del re-disparo. Se recomienda utilizar un ajuste de 150 ms. t2: Tiempo de retardo del disparo de respaldo. Se recomienda utilizar un ajuste de 250 ms. t2mph: Tiempo de retardo del disparo de respaldo en caso de fallas entre fases. Se recomienda utilizar el mismo ajuste de t2 de 250 ms. tpulse: Corresponde a la duración del pulso de disparo, el cual deberá ser mayor que el tiempo de impulso crítico del interruptor, por lo que se ajustará en el valor recomendado por el fabricante del relé de s. I>BlkCont: Corresponde al valor de corriente de fase en el cual no se considera la posición del interruptor en el modo Current&Contact y por tanto la activación de la función solo se realiza por el criterio de corriente (Current). De acuerdo con las recomendaciones del fabricante, se debe ajustar con el mismo valor del parámetro IP>. t3: Retardo adicional al tiempo t2 para un segundo disparo transferido a los interruptores adyacentes. Este parámetro se ajustará en el valor recomendado por el fabricante. tcbalarm: Temporización para la activación de la alarma por falla interruptor. Se ajustará en el valor establecido por el fabricante. 9.3 CRITERIOS PARA LA PROTECCIÓN DIFERENCIAL DE BARRAS El ajuste y la verificación de la protección diferencial de barras en las subestaciones Ancoa y Alto Jahuel 500 kv fue llevado a cabo por la empresa Reich Ingeniería en el documento 2821-INF-EL-001, considerando la topología del sistema eléctrico durante la entrada de la línea Ancoa-Alto Jahuel C4 500 kv, por tanto, la verificación de esta protección no hace parte del alcance de este estudio. 10 AJUSTE DE LAS FUNCIONES DE PROTECCIÓN 10.1 AJUSTE DE LAS PROTECCIONES DE LÍNEA, SUBESTACIÓN ANCOA Función Diferencial de Línea (87L) Los ajustes que se presentan a continuación se calcularon con base en los criterios definidos en el numeral 9.1.1: IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 113 de 220

114 IBase: La corriente nominal del CT en ambos extremos del circuito 4 es 2000 A, por lo tanto, este parámetro se ajusta en 2000 A. NoOfTerminals: Para el proyecto, este parámetro se ajusta en 2, debido a que el circuito protegido cuenta con dos terminales. Ch2IsLocal: Se ajustará en No para el proyecto, debido a que sólo se tiene una fuente local de corriente por terminal. IdMin: Este elemento se calcula a partir de la corriente de carga capacitiva del circuito a la frecuencia fundamental. La corriente de carga se calcula a partir de la siguiente ecuación: le 3 le Donde: C = Capacitancia de la línea en µf U = Tensión de la línea en kv Considerando los parámetros eléctricos que representan el cuarto circuito entre las subestaciones Ancoa y Alto Jahuel reportados en el documento Informe Técnico Evaluaciones Iniciales para Nueva Instalación de Transmisión en 500 kv en Proceso de Licitación: Tramo Ancoa-Alto Jahuel 4to Circuito, y su similitud con los parámetros de los tres circuitos existentes, se consideró como capacitancia del circuito 4 el valor reportado en la base de datos del proyecto para los circuitos 1 y 2 a 500 kv entre las subestaciones Ancoa y Alto Jahuel. Este valor corresponde a µs/km, con lo cual se obtiene una capacitancia total de µf. Bajo esta consideración, el valor de la corriente de carga capacitiva es: le = = 500 )L B mn qo Teniendo en cuenta que la corriente de carga capacitiva calculada es menor si se compara con la corriente de carga máxima esperada por el circuito de 1617 A (de acuerdo con el Informe Técnico Evaluaciones Iniciales para Nueva Instalación de Transmisión en 500 kv en Proceso de Licitación: Tramo Ancoa-Alto Jahuel 4to Circuito, se considera una transferencia máxima de 1400 MVA), se seguirá la recomendación del fabricante de ajustar el elemento IdMin en un valor de 2.5 veces la corriente de carga capacitiva. De esta manera, se tiene un ajuste de: IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 114 de 220

115 amw! 2.5 le = B 2000 B Por tanto, amw! = 42% 840 Br@W` ChargCurEnable: Se ajusta en OFF. IdMinHigh: Se ajusta en 1,2 como lo recomienda el fabricante. tidminhigh: Se ajusta en 1 s como lo recomienda el fabricante. IdUnre: Se recomienda ajustar este elemento como el 120% de la máxima corriente de falla pasante que pueda ocurrir en la línea protegida, en términos de IBase. Después de realizar la simulación de fallas monofásicas y trifásicas en diferentes porcentajes de la longitud de la línea proyectada, se encuentra que la máxima corriente de cortocircuito corresponde a una falla monofásica franca al 5% desde la subestación Ancoa, bajo un escenario de Demanda Alta-Hidrología Húmeda, con un valor de A. Por lo tanto, ss HáF >\sik>.ulvei = B a!@ NQV670 = B B EndSection1: Se ajusta en 1,25. EndSection2: Se ajusta en 3,0. a!@ NQV670 = 31.2 SlopeSection2: Se ajusta en 40%. Es un valor adecuado ya que se corresponde a un criterio de ingeniería de protecciones utilizado y validado por IEB en otros proyectos de características similares. Además se busca que el punto definido por la corriente diferencial y la corriente de restricción para algún escenario de operación, se ubique por debajo de la cacarterística y asi la protección no opere de forma errada ante una condicion normal del sistema. SlopeSection3: Se ajusta en 80%. Es un valor adecuado ya que se corresponde a un criterio de ingeniería de protecciones utilizado y validado por IEB en otros proyectos de características similares. Además se busca que el punto definido por la corriente diferencial y la corriente de restricción para algún escenario de operación, se ubique por debajo de la cacarterística y asi la protección no opere de forma errada ante una condicion normal del sistema. I2/I1 Ratio: Se recomienda ajustarlo en 15%. I5/I1 Ratio: Se recomienda ajustarlo en 25%, aun cuando no se tenga un transformador conectado al interior de la zona protegida. IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 115 de 220

116 NegSeqROA: Se recomienda ajustarlo en 60º, para considerar un margen de seguridad ante la saturación de los transformadores de corriente y las altas diferencias entre los ángulos de fase de ambos extremos. IminNegSeq: Se utilizará el valor por defecto 0.04 dado que no se tienen casos especiales, como fuentes extremadamente débiles. Considerando que la protección diferencial RED670 estará instalada en ambos extremos del circuito, en la Tabla 34 se presentan los ajustes básicos recomendados para la función diferencial de línea (87L) que deberán ser implementados en el relé RED670 de ambos extremos del cuarto circuito a 500 kv entre las subestaciones Ancoa y Alto Jahuel. Tabla 34. Ajustes básicos Función Diferencial de Línea (87L) Ajustes Función L3CPDIF Relé RED670 Parámetro Unidad Ajuste IBase A 2000 NoOfTerminals - 2 Ch2IsLocal - No ChargCurEnable - Off IdMin IBase 0.42 IdMinHigh IBase 1.2 tidminhigh s 1.0 IdUnre IBase 31.2 EndSection1 IBase 1.25 EndSection2 IBase 3.00 SlopeSection2 % 40.0 SlopeSection3 % 80.0 I2/I1 Ratio % 15.0 I5/I1 Ratio % 25.0 NegSeqRoA º 60 IminNegSeq IBase 0.04 IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 116 de 220

117 Función Distancia (21/21N) Los ajustes que se presentan a continuación se calcularon con base en los criterios definidos en el numeral Las zonas de la protección distancia se implementarán en las funciones ZMCPDIS para la zona 1 y ZMCAPDIS para las zonas 2 a 5 en el relé REL670, teniendo en cuenta una impedancia de transformación de: Alcance Resistivo :; NPw Nw L B = Para calcular el alcance resistivo se sigue el criterio definido en el numeral en donde se tiene que la Máxima Corriente de Carga se selecciona como el menor valor entre los siguientes cálculos: w?f = 120% w B % `x B B De esta manera,?8j >;K> L + 3M 500 )L Ω prim B Y por tanto el alcance resistivo Rc se calcula como: N 45%?8J >;K> = Ω prim Ω sec El alcance resistivo Rc se ajustará en el mismo valor para todas las zonas de protección distancia que sean habilitadas Ajuste de la Zona 1 De acuerdo con el criterio definido en el numeral , la Zona 1 quedará deshabilitada Ajuste de la Zona 2 De acuerdo con el criterio definido en el numeral , el alcance de la zona 2 se calcula como:! Donde XL es la reactancia de la línea. Por tanto, para la! & = Ω prim Ω prim De esta manera, los parámetros a ajustar para la Zona 2 son: IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 117 de 220

118 Operation: Se ajusta en On para activar la Zona 2. IBase: Se ajusta con la corriente nominal primaria del CT de la línea, es decir, 2000 A. UBase: Se ajusta con la tensión nominal primaria del PT de la línea, es decir, 525 kv. OperationDir: Indica la dirección de la Zona 2 de la protección distancia, en este caso, Forward. X1FwPP: Alcance reactivo de secuencia positiva. Por tanto, 1ObPP = Ω prim R1PP: Alcance resistivo de secuencia positiva. Este parámetro será calculado con el valor de R1 indicado en la Tabla 8. Por tanto, N1PP = Ω prim Ω prim RFFwPP: Alcance resistivo de falla fase-fase adelante. Este parámetro corresponde al valor del alcance resistivo calculado en el numeral teniendo en cuenta que el alcance resistivo de falla para el REL670 se toma como RFFwPP/2, ver Figura 8). Por tanto, NOObPP 2ND Ω prim Ω prim Ω sec X1RvPP: Alcance reactivo de secuencia positiva fase-fase, ajustado como el 110% de la reactancia capacitiva de la compensación serie. 1NAPP = 110% = Ω prim Ω prim Ω sec RFRvPP: Alcance resistivo de falla fase-fase hacia atrás. Este parámetro corresponde al valor del alcance resistivo calculado en el numeral teniendo en cuenta que el alcance resistivo de falla para el REL670 se toma como RFFwPP/2, ver Figura 8). Por tanto, NONAPP 2ND Ω prim Ω prim Ω sec X1FwPE: Alcance reactivo de secuencia positiva fase-tierra. Se ajusta como: 1ObPQ = Ω prim R1PE: Alcance resistivo de secuencia positiva fase-tierra. Se ajusta como: N1PQ = Ω prim Ω prim X0PE: Alcance reactivo de secuencia cero. Este parámetro será calculado con el valor de X0 indicado en la Tabla 8. Por tanto, 0PQ = Ω prim Ω prim IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 118 de 220

119 R0PE: Alcance resistivo de secuencia cero. Este parámetro será calculado con el valor de R0 indicado en la Tabla 8. Por tanto, N0PQ = Ω prim Ω prim RFFwPE: Alcance resistivo de falla fase-tierra. Se ajusta en el mismo valor del alcance resistivo calculado en el numeral Por tanto, NOObPQ ND Ω prim Ω sec X1RvPE: Alcance reactivo de secuencia positiva fase-tierra, ajustado como el 110% de la reactancia capacitiva de la compensación serie. 1NAPQ = 110% = Ω prim Ω prim Ω sec RFRvPE: Alcance resistivo de falla fase-tierra hacia atrás. Se ajusta en el mismo valor del alcance resistivo calculado en el numeral Por tanto, NONAPQ ND Ω prim Ω sec OperationPP: Ajustar en On para activar el loop de medida fase-fase. Timer tpp: Ajustar en On para activar el temporizador del disparo fase-fase de la zona 2. tpp: Se ajusta en 0.5 s. OperationPE: Ajustar en On para activar el loop de medida fase-tierra. Timer tpe: Ajustar en On para activar el temporizador del disparo fase-tierra de la zona 2. tpe: Se ajusta en 0.5 s Ajuste de la Zona 3 De acuerdo con el criterio definido en el numeral , el alcance de la zona 3 se elige como el menor valor entre los siguientes dos cálculos: Impedancia de la línea a proteger más el 80% de la impedancia equivalente de los transformadores en la barra remota (SE Alto Jahuel). Este valos corresponde a la impedancia paralela de ATR4 y ATR5: :;< = Ω+( Ω) Ω prim Impedancia de la línea a proteger más el valor de Z de la línea adyacente con mayor impedancia (Alto Jahuel-Polpaico), multiplicada por un factor de seguridad del 120% ( + + +>?8 ) = 1.2 ( ) = Ω prim De acuerdo con estos resultados, los parámetros a ajustar para la Zona 3 son: IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 119 de 220

120 Operation: Se ajusta en On para activar la zona 3. IBase: Se ajusta con la corriente nominal primaria del CT de la línea, es decir, 2000 A. UBase: Se ajusta con la tensión nominal primaria del PT de la línea, es decir, 525 kv. OperationDir: Indica la dirección de la zona 3 de la protección distancia, en este caso, Forward. X1FwPP: Alcance reactivo de secuencia positiva. Por tanto, 1ObPP = Ω prim R1PP: Alcance resistivo de secuencia positiva. Este parámetro será calculado aplicando un factor de corrección al valor de R1 indicado en la Tabla 8. Por tanto, N1PP = N1 1ObPP & = Ω = Ω prim RFFwPP: Alcance resistivo de falla fase-fase adelante. Este parámetro corresponde al valor del alcance resistivo calculado en el numeral teniendo en cuenta que el alcance resistivo de falla para el REL670 se toma como RFFwPP/2, ver Figura 8). Por tanto, NOObPP 2ND Ω prim Ω prim Ω sec X1RvPP: Alcance reactivo de secuencia positiva fase-fase, ajustado como el 110% de la reactancia capacitiva de la compensación serie. 1NAPP = 110% = Ω prim Ω prim Ω sec RFRvPP: Alcance resistivo de falla fase-fase hacia atrás. Este parámetro corresponde al valor del alcance resistivo calculado en el numeral teniendo en cuenta que el alcance resistivo de falla para el REL670 se toma como RFFwPP/2, ver Figura 8). Por tanto, NONAPP 2ND Ω prim Ω prim Ω sec X1FwPE: Alcance reactivo de secuencia positiva fase-tierra. Se ajusta como: 1ObPQ = Ω prim R1PE: Alcance resistivo de secuencia positiva fase-tierra. Este parámetro será calculado aplicando un factor de corrección al valor de R1 indicado en la Tabla 8. Por tanto, N1PQ = N1 1ObPQ & = Ω = Ω prim X0PE: Alcance reactivo de secuencia cero. Este parámetro será calculado aplicando un factor de corrección al valor de X0 indicado en la Tabla 8. Por tanto, IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 120 de 220

121 0PQ = 0 1ObPQ & = Ω = Ω prim R0PE: Alcance resistivo de secuencia cero. Este parámetro será calculado aplicando un factor de corrección al valor de R0 indicado en la Tabla 8. Por tanto, N0PQ = N0 1ObPQ & = Ω = Ω prim RFFwPE: Alcance resistivo de falla fase-tierra. Se ajusta en el mismo valor del alcance resistivo calculado en el numeral Por tanto, NOObPQ ND Ω prim Ω sec X1RvPE: Alcance reactivo de secuencia positiva fase-tierra, ajustado como el 110% de la reactancia capacitiva de la compensación serie. 1NAPQ = 110% = Ω prim Ω prim Ω sec RFRvPE: Alcance resistivo de falla fase-tierra hacia atrás. Se ajusta en el mismo valor del alcance resistivo calculado en el numeral Por tanto, NONAPQ ND Ω prim Ω sec OperationPP: Ajustar en On para activar el loop de medida fase-fase. Timer tpp: Ajustar en On para activar el temporizador del disparo fase-fase de la zona 3. tpp: Se ajusta en 3.20 s. OperationPE: Ajustar en On para activar el loop de medida fase-tierra. Timer tpe: Ajustar en On para activar el temporizador del disparo fase-tierra de la zona 3. tpe: Se ajusta en 3.20 s. En la Tabla 35 se resumen los ajustes recomendados para la función de protección distancia para el cuarto circuito a 500 kv entre las subestaciones Ancoa y Alto Jahuel (extremo Ancoa), mientras que en la Figura 24 se presenta la característica cuadrilateral de operación obtenida con estos ajustes. Tabla 35. Ajustes Función 21/21N Relés RED670 y REL670 Circuito Alto Jahuel 4 en SE Ancoa 500 kv SE Paño Parámetro Ancoa 500 kv Alto Jahuel Cto. 4 (K6) Ajustes en Ω primarios Zona1 Zona2 Zona3 Zona4 OperationDir Off Forward Forward Off X1FwPP R1PP IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 121 de 220

122 Ajustes en Ω primarios SE Paño Parámetro Zona1 Zona2 Zona3 Zona4 RFFwPP X1RvPP RFRvPP X1FwPE R1PE X0PE R0PE RFFwPE X1RvPE RFRvPE tpp (s) tpe (s) IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 122 de 220

123 Figura 24. Característica cuadrilateral de operación función distancia 4to circuito Ancoa Alto Jahuel 500 kv, SE Ancoa Elemento de impedancia direccional para las características cuadrilaterales Los ajustes del elemento de impedancia direccional ZDSRDIR para la característica de la función distancia, se calculan con base en los criterios definidos en el numeral y en los ajustes de la función distancia de la Tabla 35. Por lo tanto, 1ObPP = ObPP ƒ1 = Ω Ωprim N1PP = 1.30 N1PP ƒ1 = Ω 9.49 Ωprim NOObPP 1.30 NOObPP ƒ1 = Ω Ωprim IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 123 de 220

124 1NAPP = NAPP ƒ1 = Ω Ωprim NONAPP 1.30 NONAPP ƒ1 = Ω Ωprim 1ObPQ = ObPQ ƒ1 = Ω Ωprim N1PQ = 1.30 N1PQ ƒ1 = Ω 9.49 Ωprim 0ObPQ = PQ ƒ1 = Ω Ωprim N0PQ = 1.30 N0PQ ƒ1 = Ω Ωprim NOObPQ 1.30 NOObPQ ƒ1 = Ω Ωprim 1NAPQ = NAPQ ƒ1 = Ω Ωprim 0NAPQ = PQ ƒ1 = Ω Ωprim NONAPQ 1.30 NONAPQ ƒ1 = Ω Ωprim B@UZUN 115 B@UVW@ = 15 En la siguiente tabla se presentan los ajustes básicos del elemento de distancia para la supervisión del bloque direccional de la característica cuadrilateral para líneas con compensación serie. Tabla 36. Ajustes Función de Impedancia Direccional SE Ancoa 500 kv SE Paño Parámetro Ajuste [Ω prim] Ancoa 500 kv Alto Jahuel Cto. 4 (K6) X1FwPP R1PP 9.49 RFFwPP X1RvPP RFRvPP X1FwPE R1PE 9.49 X0FwPE R0PE RFFwPE X1RvPE X0RvPE RFRvPE ArgNegRes [ ] 115 ArgDir [ ] 15 IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 124 de 220

125 Verificación de la Operación de la Función Distancia Con el fin de verificar la adecuada operación de la función distancia con los ajustes recomendados en la Tabla 35, se simularon fallas monofásicas y trifásicas en diferentes puntos de la línea para diferentes escenarios de demanda. Se tienen las siguientes observaciones: Las fallas al 5% y al 95% de la línea desde el extremo Ancoa son detectadas en zona 2 por las funciones de distancia de los relés ABB REL670/RED670. Sin embargo, para fallas a tierra de alta impedancia (25 Ω) cercanas al extremo remoto, la función de distancia no presenta arranque, dejando la detección rápida a manos del elemento diferencial, y como respaldo, de la función 67N dentro del esquema de comparación direccional. En la Figura 25 se muestra la correcta operación de la función para fallas en los primeros kilómetros de la línea. En la Figura 26 se observa que las fallas a tierra de alta impedancia en el extremo remoto y en los elementos adyacentes, no son detectadas por la función de distancia. En el Anexo 6 se presenta un análisis detallado de la respuesta del sistema 2 de protecciones ante este y otros tipos de falla, el cual demuestra la correcta operación de dicho sistema ante la pérdida del esquema diferencial de línea. Figura 25. Operación 21 Falla 3F de 25 Ω al 5% de la línea Ancoa-A. Jahuel C4 desde Ancoa Caso 1 Dda Alta HH IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 125 de 220

126 Figura 26. Operación 21N Falla 1F de 25 Ω al 95% de la línea Ancoa-A Jahuel C4 desde Ancoa Caso 1 Dda Alta HH En general se evidencia que las protecciones de línea en el extremo Ancoa no operan en caso de fallas en el circuito paralelo bajo condiciones de operación normal, como se muestra en la Figura 27. Solo algunas fallas trifásicas francas y de baja impedancia (5 Ω) al 95% del circuito 3 desde el extremo Ancoa son detectadas en zona 3 o zona 2 por los relés ABB RED670/REL670 del circuito 4 (Ver Figura 28). Esto es natural, debido a la división de corriente entre los cuatro circuitos paralelos, y se espera que dicha falla sea correctamente despejada por las protecciones del circuito en falla, para evitar operaciones no selectivas. IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 126 de 220

127 Figura 27. Operación 21/21N Falla 1F franca al 5% de la línea Ancoa-A. Jahuel C3 desde Ancoa Caso 6 Dda Alta HH IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 127 de 220

128 Figura 28. Operación 21/21N Falla 3F de 5 Ω al 95% de la línea Ancoa-A Jahuel C3 desde Ancoa Caso 6 Dda Alta HH Es importante aclarar que, por las condiciones del sistema, el relé en principio sería insensible para algunos tipos de falla, dependiendo de la ubicación en que se presente la contingencia. En la Figura 29 se muestra una falla trifásica franca en la línea de transmisión Ancoa Alto Jahuel C4 500 kv al 10% desde el extremo de la subestación Ancoa 500 kv, en la cual se puede visualizar que, aparentemente, el relé de este mismo extremo no detecta la falla que se presenta en la línea protegida. IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 128 de 220

129 Figura 29. Operación 21/21N Falla trifásica franca al 10% de la línea Ancoa Alto Jahuel C4 desde Ancoa Caso 1 Dda Alta HH Este comportamiento se debe a la manera en que la lógica interna del relé interpreta la dirección en la cual ocurre la falla. Según el manual del fabricante, la direccionalidad de la falla está definida por la siguiente ecuación: Donde: 'B@UVW@ 1 +2? +2 < B@UZUN B@UVW@: es el ajuste del límite inferior para la característica direccional hacia adelante, ajustada en un valor de 15º. B@UZUN: es el ajuste del límite superior para la característica direccional hacia adelante, ajustada en un valor de 115º. 1 +2? : es el voltaje memorizado de secuencia positiva en la fase L1. +2 : es la corriente de la fase L1 IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 129 de 220

130 Esta ecuación indica que el ángulo de impedancia está definido por la relación entre los ángulos de la tensión de polarización (1 +2? ), que corresponde al voltaje almacenado en la memoria del voltaje, y la corriente de falla. Si se calcula el ángulo de impedancia asociado a la falla simulada: Y1 +2? = )L ? +2 = = < < 115 Se evidencia que el ángulo de impedancia se encuentra por fuera de los límites de la característica al no cumplirse la desigualdad, y por lo tanto, el relé no identifica la falla hacia adelante y no opera ante esta condición. Adicionalmente, cabe señalar que a pesar de que la impedancia aparente (ver Figura 29) de falla se encuentra dentro de la característica de protección, el relé no detectará la falla debido a que esta impedancia es calculada con el voltaje de falla y la dirección se define con base al voltaje almacenado en la memoria de tensión; sin embargo, ante fenómenos de inversión de corriente, incluso la polarización cruzada determinará que la falla se encuentra en dirección opuesta a la cual debería ver, por efecto de la compensación serie. A continuación se presenta una tabla que muestra la variación del ángulo de impedancia y la respuesta del relé de protección ubicado en el extremo de la subestación Ancoa 500 kv ante fallas trifásicas en diferentes puntos de la línea de transmisión Ancoa Alto Jahuel C4 500 kv. El voltaje prefalla corresponde al que almacenaría el relé en memoria para polarizarse en caso de fallas trifásicas. Distancia (%) Tabla 37. Variación ángulo de impedancia relé Ancoa 500 kv V prefalla [kv] Vprefalla [ ] Vfalla [kv] Vfalla [ ] Ifalla [ka] Ifalla [ ] ZDir [ ] Operación 1 513,164 12,102 30, , ,454-69,352 No Opera ,164 12, , ,594 52,601 45,386-33,284 No Opera ,164 12, , ,474 57,342 29,268-17,166 No Opera ,164 12, ,215 88,232 55,329 3,03 9,072 OK ,164 12, ,685 43,476 26,703-41,711 53,813 OK IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 130 de 220

131 Distancia (%) V prefalla [kv] Vprefalla [ ] Vfalla [kv] Vfalla [ ] Ifalla [ka] Ifalla [ ] ZDir [ ] Operación ,164 12, ,299 25,969 8,854-59,152 71,254 OK ,164 12, ,44 24,422 6,629-60,658 72,76 OK ,164 12, ,414 23,707 4,425-61,286 73,388 OK De la Tabla 37 se puede observarse que, cuando el ángulo pasa de a , el relé deja de operar, aun cuando la falla simulada se encuentra dentro de la línea (al 12% desde la ubicación del PT asociado al relé), y la impedancia aparente se encuentre dentro de la característica de operación. Lo que ocurre en este caso, como puede comprobarse al observar la evolución del ángulo de la corriente de falla, es una inversión de corriente, ante la cual la característica direccional del relé ya no puede determinar de manera confiable la dirección de la falla. Si bien B@UVW@ y B@UZUN son ajustables, no se recomienda modificarlos para cubrir fallas caracterizadas por inversiones de corriente, pues esto afectaría la estabilidad de la protección ante fallas externas en dirección reversa. Sin embargo, es importante aclarar que el comportamiento descrito en la Figura 29 y la Tabla 37 no consideran la actuación de las protecciones asociadas a la compensación serie de la línea, es decir, que en la simulación de estado estable presentada anteriormente no es posible visualizar el comportamiento transitorio de las variables de tensión y corriente asociadas al varistor y el spark gap que hacen parte del esquema de protección del banco capacitivo, y que operarán siempre que se tengan altas corrientes, normalmente asociadas a inversiones de corriente. Esto debido a que se espera que para los puntos en los cuales el relé deja de detectar la falla por la inversión de corriente, se active el spark gap, anulando así la capacitancia de la compensación serie, y al mismo tiempo, la inversión de corriente que hace que la protección sea incapaz de ver la falla. Ahora, dado que el gap opera en tiempos inferiores a un cuarto de ciclo (0.3 ms para el caso del circuito 4 Ancoa Alto Jahuel 500 kv), se espera que el relé de protección detecte la falla de forma oportuna y correcta una vez anulado el efecto de la compensación serie. La información correspondiente a las protecciones propias de la compensación serie fue suministrada por ELECNOR en los documentos 6-1 MOV Study (3) y Spanish Desc of Oper v3 final, desarrollados por General Electric para la compensación del cuarto circuito Ancoa Alto Jahuel 500 kv. A continuación se presenta la información más relevante utilizada para la verificación detallada del comportamiento de los relés de protección ante inversiones de corriente como las expuestas en la Figura 29 y la Tabla 37 considerando el MOV y el spark gap. IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 131 de 220

132 Tabla 38. Datos de las protecciones propias de la compensación serie del circuito 4 Ancoa Alto Jahuel 500 kv Descripción Voltaje nominal del banco de capacitores Reactancia nominal del banco de capacitores Corriente nominal del banco de capacitores Nivel de protección en voltaje del MOV Corriente de coordinación del MOV Umbral de energía en el MOV para la activación del spark gap Umbral de corriente por el MOV para la activación del spark gap Tiempo de activación del spark gap Valor 47.3 kv rms 27.8 Ohms 1700 A rms 147 kv pico 13.5 ka pico 5.8 MJ/fase 7.0 ka 0.3 ms Así, teniendo en cuenta lo anterior, se realizó una simulación transitoria EMT en el software Power Factory DigSILENT 15.2, la cual permite visualizar el comportamiento de las variables de impedancia aparente vista por el relé de protección, tensión y corriente a través de los elementos de la compensación serie, todo en una ventana de tiempo definida por el usuario para el análisis del comportamiento transitorio de los equipos involucrados y así determinar con mayor precisión la operación del esquema de protección ante la falla que produce la inversión de corriente. IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 132 de 220

133 Figura 30. Comportamiento dinamico de la compensación serie de la línea Alto Jahuel Ancoa C4 500 kv ante falla trifásica franca al 1% desde la subestación Ancoa 500 kv En la Figura 30 se puede observar el comportamiento en el tiempo de las variables asociadas a la compensación serie de la línea de transmisión Alto Jahuel Ancoa C4 500 kv para una falla trifásica franca al 1% del extremo de la subestación Ancoa 500 kv. El tiempo de ocurrencia de la falla es de 50 ms. En la figura se puede apreciar que ante este tipo de evento, el Spark Gap de la compensación serie opera de forma instantánea, y por tanto, se cortocircuita el banco capacitivo del sistema y se elimina la inversión de corriente vista por los relés de protección en cada uno de los extremos. IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 133 de 220

134 Figura 31. Operación 21/21N Falla trifásica franca al 1% de la línea Ancoa Alto Jahuel C4 desde Ancoa En la Figura 31 se visualiza cómo la función de distancia de cada uno de los extremos correspondientes a la línea Alto Jahuel Ancoa C4 500 kv despejan la falla en el tiempo de operación ajustado para la zona 2 en cada uno de los relés, iniciando así la operación del esquema de teleprotección POTT, y garantizando la correcta operación del esquema de protecciones. El tiempo de operación está con respecto al inicio de la simulación, por lo que es importante resaltar que la inserción de la falla se presenta a los 50 ms de iniciada la simulación transitoria, como bien puede observarse en la Figura 30. Nota: En el Anexo 2 se presentan los resultados de las características de operación de la función distancia para los relés ABB RED670/REL670 ante diferentes tipos de fallas, según los ajustes recomendados. Es importante señalar que para las fallas que generen inversión de corriente, la característica de protección del relé consignada en el anexo mostrará un tiempo de operación erróneo ya que la simulación realizada para el evento es una simulación de estado estable y no transitoria, como la mostrada en la Figura 30 y la Figura 31, la IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 134 de 220

135 cual no permite visualizar la operación del Gap de la compensación serie, y que por tanto, los tiempos de operación de los relés no sean los adecuados. Para mayor detalle de la respuesta del sistema 2 de protecciones ante la ocurrencia de dichas fallas, se presenta en el Anexo 6 el análisis transitorio completo con fallas a lo largo de la línea Ancoa Alto Jahuel C4 500 kv, en el cual es posible observar el comportamiento dinámico de las protecciones de línea teniendo en cuenta las protecciones propias del banco de compensación. En dicho anexo, puede observarse la correcta operación del sistema 2 de protecciones cuando no se considera el esquema de protección diferencial de línea Función de Selección de Fase Los ajustes de la función FDPSPDIS de selección de fase de la característica cuadrilateral de la función distancia, se calculan con base en los criterios definidos en el numeral y en los ajustes de la función distancia de la Tabla 35. Por lo tanto, 1 = PP ƒ1 = Ω Ωprim 0 = PQ ƒ1 = Ω Ωprim NOObPQ 1.10 NOPQ ƒ1 = Ω Ωprim NONAPQ 1.20 NOPQ ƒ = Ω Ωprim NOObPP 1.25 NOPP ƒ1 = Ω Ωprim NONAPP 1.25 NOPP ƒ = Ω Ωprim B!U&a 30 g N&aOb > RFFwPE ƒ1 N&aOb = 250 Ωprim N&aNA > RFRvPE ƒ N&aNA 250 Ωprim En la Tabla 39 y en la Figura 32 de manera gráfica, se presentan los ajustes básicos de la función de selección de fases de la característica cuadrilateral de la función distancia. Tabla 39. Ajustes Función Selección de Fase SE Ancoa 500 kv SE Paño Parámetro Ajuste [Ω prim] Ancoa 500 kv Alto Jahuel Cto. 4 (K6) INBlockPP 40 INReleasePE 20 X X RFFwPP RFRvPP IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 135 de 220

136 SE Paño Parámetro Ajuste [Ω prim] RFFwPE RFRvPE RLdFw 200 RLdRv 200 AngLd 30 Figura 32. Característica de la función de selección de fases 4to circuito Ancoa- Alto Jahuel 500 kv en SE Ancoa 500 kv IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 136 de 220

137 Función de Sobrecorriente Direccional de Tierra (67N) El ajuste de la función de sobrecorriente direccional de tierra se realiza con base en los criterios definidos en el numeral Considerando una corriente de arranque (pickup) de 340 A primarios y un tiempo de operación de 3.3 s, en la Figura 33 se muestra la operación de esta función para una falla monofásica con impedancia de 30 Ohm al 50% del circuito y en la Figura 34 se muestra la característica de operación cuando se presenta una falla monofásica al 5% del circuito Alto Jahuel-Lo Aguirre, observando una adecuada coordinación con los elementos adyacentes. En ambos casos se consideró que la compensación serie se encuentra en servicio (Demanda Baja Verano Caso 1). Estos resultados indican una adecuada operación de la función 67N con respecto a las protecciones de sobrecorriente de las líneas adyacentes. Figura 33. Operación función 67N con falla 1ϕ de 30 Ω al 50% de la línea Ancoa- Alto Jahuel en Ancoa Caso 1 Dda Baja HS IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 137 de 220

138 Figura 34. Operación función 67N con falla 1ϕ franca al 5% de la línea Alto Jahuel-Lo Aguirre en Alto Jahuel Caso 1 Dda Baja HS En el Anexo 3 se presentan las curvas de operación de la función 67N para diferentes tipos de fallas en la línea, escenarios de operación con la compensación serie en y fuera de servicio, y demanda máxima y demanda mínima, encontrándose que en general existe una operación adecuada de esta función de protección de respaldo. En la Tabla 40 se presentan los ajustes recomendados para la protección 67N en las protecciones RED670 y REL670 que protegen el cuarto circuito a 500 kv Ancoa-Alto Jahuel en la subestación Ancoa. Tabla 40. Ajustes Función 67N Relés RED670 y REL670 Circuito Alto Jahuel 4 en SE Ancoa 500 kv SE Ancoa 500 kv Paño Alto Jahuel Cto. 4 (K6) Función 67N (EF4PTOC) Parámetro Operation IBase UBase DirMode1 Characterist1 IN1> Ajuste On 2000 A 525 kv Forward Definite Time 17%IBase IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 138 de 220

139 SE Paño Función 67N (EF4PTOC) Parámetro Ajuste t s IMin1 100% t1min 0.0 s PolMethod Voltage Función de Oscilación de Potencia (68) Para el ajuste de la función de oscilación de potencia se tendrán en cuenta los criterios indicados en el numeral y los ajustes de la protección distancia de la Tabla 35. De esta manera, 1C!Ob = ObPP ƒ1 = Ω Ω prim N1OC!Ob = 1.15 (NOObPP ƒ1 )/2 = 1.15 (123.59/2) Ω Ω prim N1&C! = 1.10 N1PP ƒ1 = Ω 8.03 Ω prim 1C!NA = ObPP ƒ1 = Ω Ω prim N1OC!NA = 1.15 (NONAPP ƒ1 )/2 = 1.15 (123.59/2) Ω Ω prim Para el cálculo del parámetro N&aTcdOb se seguirá el criterio de aplicar un factor del 25% al valor del alcance resistivo (RFPP/2) de la zona 3, según se indica a continuación: N&aTcdOb N&aTcdNA 1.25 (NOObPP ƒ1 )/2 = 1.25 (123.59/2) Ω Ω prim De esta manera se obtiene alcances de zona suficientes para la detección de oscilación de potencia, los cuales son superiores a los ajustes de zona 3 y estarían por debajo de cualquier condición normal de carga sin que se originen disparos indeseados por oscilación de potencia. Las recomendaciones de ajuste básico de la función de oscilación de potencia ZMRPSB se muestran en la Tabla 41, mientras que en la Figura 35 se presenta la gráfica de esta función con base en los ajustes recomendados. Tabla 41. Ajustes Función 68 Relés RED670 y REL670 Circuito Alto Jahuel 4 en SE Ancoa 500 kv SE Paño Parámetro Ajuste Parámetro Ajuste IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 139 de 220

140 SE Paño Parámetro Ajuste Parámetro Ajuste Ancoa 500 kv Alto Jahuel Cto. 4 (K6) Operation On RLdOutFw Ωprim X1lnFw Ωprim ArgLd 30 R1LIn 8.03 Ωprim RLdOutRv Ωprim R1FlnFw Ωprim tef 15 s X1lnRv Ωprim IMinOpPE 10% R1FlnRv Ωprim IBase 2000 A kldrfw 0.75 tp s kldrrv 0.75 tp s OperationLdCh Off tw s Figura 35. Característica de operación función oscilación de potencia (bandas de color blanco) 4to circuito Ancoa-Alto Jahuel en SE Ancoa 500 kv Función de Recierre (79) Los ajustes recomendados para la función de recierre SMBRREC presentados en la Tabla 42, fueron estimados con base en los criterios indicados en el numeral Esta función estará deshabilitada, pero con los ajustes recomendados disponibles para ser activada en caso que las condiciones operativas del sistema lo requiera. IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 140 de 220

141 Tabla 42. Ajustes Función 79 Relés RED670 y REL670 Circuito Alto Jahuel 4 en SE Ancoa 500 kv SE Paño Parámetro Ajuste Parámetro Ajuste Ancoa 500 kv Alto Jahuel Cto. 4 (K6) Operation Off ttrip 0.20 s ARMode 1/2/3ph tpulse 0.20 s t1 1Ph s NoOfShots 1.0 t1 3Ph s CBReadyType CO treclaim 20.0 s Priority High tsync 2.0 s twaitformaster 2.0 s Función de Verificación de Sincronismo (25) De acuerdo con los criterios indicados en el numeral 9.1.7, la función de verificación de sincronismo SESRSYN para el cuarto circuito Ancoa Alto Jahuel 500 kv en la subestación Ancoa deberá ajustarse con los parámetros de la Tabla 43, teniendo en cuenta que actualmente el circuito 3 paralelo al circuito en estudio tiene un esquema de reconexión monopolar. Tabla 43. Ajustes Función 25 Relés RED670 y REL670 Circuito Alto Jahuel 4 en SE Ancoa 500 kv SE Paño Parámetro Ajuste Parámetro Ajuste Ancoa 500 kv Alto Jahuel Cto. 4 (K6) Operation Off PhaseDiffA 30 CBConfig No Voltage Selection tsca 0.10 s UBaseBus 500 kv tscm 1.00 s UBaseLine 500 kv AutoEnerg Off PhaseShift 0.0 ManEnerg Both OperationSynch Off ManEnergDBDL Off OperationSC On UHighBusEnerg 80% UHighBusSC 80% UHighLineEnerg 80% UHighLineSC 80% ULowBusEnerg 40% UDiffSC 0.10 p.u. ULowLineEnerg 40% FreqDiffM Hz tautoenerg s FreqDiffA Hz tmanenerg s PhaseDiffM 30 UMaxEnerg 110% IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 141 de 220

142 Función de Cierre en Falla (SOTF) La protección de cierre en falla será implementada en la función ZCVPSOF, siguiendo los criterios indicados en el numeral Para calcular el ajuste de corriente IPh< de esta función se realiza la simulación de una falla trifásica franca al 100% de la línea desde la subestación Ancoa, considerando la línea abierta en el extremo remoto y un escenario de demanda mínima (Demanda baja Verano Caso 1); luego se toma como ajuste el 50% de la corriente de falla vista por el relé en el extremo local. El ajuste de la corriente de arranque para esta función se presenta en la Tabla 44. Tabla 44. Cálculo corriente de arranque función cierre en falla Paño Corriente de Falla Trifásica Franca [A prim] Ajuste IPh< CT IPh< [Aprim] [A] [%IBase] K6 Alto Jahuel Cto / El ajuste calculado para la corriente de arranque de la función de cierre sobre falla corresponde al 110.7%IBase. Sin embargo el máximo valor de ajuste permitido por la protección es 100%IBase. De esta manera, las recomendaciones de ajuste básico de la protección de cierre en falla en la función ZCVPSOF se presentan en la Tabla 45. Tabla 45. Ajustes Función 50HS Relés RED670 y REL670 Circuito Alto Jahuel 4 en SE Ancoa 500 kv SE Paño Parámetro Ajuste Parámetro Ajuste Ancoa 500 kv Alto Jahuel Cto. 4 (K6) Operation On IPh< 100% IBase 2000 A UPh< 70% UBase 525 kv tduration 0.10 s Mode UILevel tsoft 1.0 s AutoInit Off tdld 0.20 s Función de Sobrecorriente de Emergencia (51B-51BN) La activación automática de la función de sobrecorriente de emergencia se realizará cuando se presente la pérdida de la señal de tensión desde el respectivo transformador de potencial de la línea, con lo cual quedarán deshabilitadas las funciones distancia y 67N. Esta función se ajustará siguiendo los criterios definidos en el numeral Para activar la protección de sobrecorriente de fases (51B), se habilitará la etapa 1 (I1>) de la función OC4PTOC, mientras que para activar la protección de sobrecorriente de IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 142 de 220

143 tierra (51BN), se habilitará la etapa 2 (IN2>) del elemento EF4PTOC (en la etapa 1 de esta función se habilitará la función de sobrecorriente direccional de tierra 67N). Por recomendaciones de CDEC-SIC se ajusta la corriente de arranque con base en la máxima corriente de transmisión de la línea. Con base en lo anterior, la corriente pickup de la unidad de fases tiene un valor de 2102 A (ajustado a 1.05 p.u.). Un análisis similar para la unidad de tierra, sugiere que la corriente de arranque debe ser considerada como el 40% de la corriente máxima de carga, lo cual equivale a A (ajustado a 0.11 p.u.). Por tanto, con base en estas corrientes pickup, en la Figura 36 se presenta la curva de operación de la función de sobrecorriente de fases y de tierra de emergencia ante una falla trifásica y monofásica al 99% de la línea, respectivamente. Se observa que la característica de fases no presenta operación para fallas en el extremo remoto de la línea (ya que se ajustó con base en la capacidad máxima de transmisión de la línea). (a) (b) Figura 36. Operación función 51B/51BN de emergencia con falla trifásica (a) y monofásica franca (b) al 99% línea Alto Jahuel 4 desde SE Ancoa 500 kv IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 143 de 220

144 En la Figura 37 se muestra la carcaterística de operación para una falla en el 1% de la línea desde el extremo Ancoa. Se puede verificar que la selección de un dial de 0.12 para la unidad de fases y un dial de 0.14 para la unidad de tierra, es adecuada para la correcta coordinación de esta función de emergencia. (a) (b) Figura 37. Operación función 51B/51BN de emergencia con falla trifásica (a) y monofásica franca (b) al 1% línea Alto Jahuel 4 desde SE Ancoa 500 kv En la Tabla 46 se presentan los ajustes recomendados para la función de sobrecorriente de emergencia 51B y 51BN, que se ajustarán en las funciones OC4PTOC (etapa 1) y EF4PTOC (etapa 2), respectivamente, mientras que en el Anexo 4 se presentan las curvas de operación para diferentes escenarios de operación del sistema, verificándose la adecuada operación de esta función. Tabla 46. Ajustes Función 51B/51BN Relés RED670 y REL670 Circuito Alto Jahuel 4 en SE Ancoa 500 kv SE Ancoa 500 kv Paño Alto Jahuel Cto. 4 Función 51B (OC4PTOC) Función 51BN (EF4PTOC) Parámetro Ajuste Parámetro Ajuste Operation On Operation On IBase 2000 A IBase 2000 A DirMode1 Non-directional UBase 525 kv IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 144 de 220

145 SE Paño (K6) Función 51B (OC4PTOC) Función 51BN (EF4PTOC) Parámetro Ajuste Parámetro Ajuste Characterist1 IEC-Normal Inverse DirMode2 Non-directional I1> 105% Characterist2 IEC-Normal Inverse k IN2> 11% tmin1 0.0 s k DirMode2 DirMode3 DirMode4 Off IMin2 11% - - t2min 0.0 s - - DirMode3 DirMode4 Off Función de Localizador de Fallas Para el ajuste de esta función se sigue el criterio definido en el numeral , para lo cual se simuló una falla trifásica franca en la barra de Ancoa 500 kv dejando la línea Alto Jahuel 4 fuera de servicio, como se muestra en la Figura 38. Se encuentra que los parámetros R1A y X1A tienen un valor de 4.71 Ω y Ω, respectivamente. Para el caso del extremo remoto, se ejecuta el mismo procedimiento en la subestación Alto Jahuel dejando la línea Ancoa 4 fuera de servicio, como se muestra en la Figura 39. Se observa que el valor calculado de los parámetros R1B y X1B es de 5.67 Ω y Ω, respectivamente. De esta manera, en la Tabla 47 se presentan los ajustes básicos de la función de localización de fallas para la línea Ancoa Alto Jahuel 4, teniendo en cuenta que los parámetros R0M y X0M fueron obtenidos a partir del acople mutuo entre los circuitos 3 y 4 que comparten torres entre las subestaciones Ancoa y Alto Jahuel a 500 kv. Tabla 47. Ajustes Función Localizador de Fallas Relés RED670 y REL670 Circuito Alto Jahuel 4 en SE Ancoa 500 kv SE Paño Parámetro Ajuste Ancoa 500 kv Alto Jahuel Cto. 4 (K6) R1A 4.71 X1A R1B 5.67 X1B R1L 5.44 X1L R0L X0L IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 145 de 220

146 SE Paño Parámetro Ajuste R0M X0M LineLength Figura 38. Simulación de falla trifásica franca barra 500 kv SE Ancoa IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 146 de 220

147 Figura 39. Simulación de falla trifásica franca barra 500 kv SE Alto Jahuel Función de Falla Fusible Para los ajustes de la función de falla fusible SDDRFUF de supervisión de la señal de tensión secundaria de los transformadores de tensión, se consideraron los criterios definidos en el numeral Sin embargo, para asegurar la correcta operación de esta función, y teniendo en cuentas los resultados de pruebas llevadas a cabo por ABB, se recomienda el ajuste de tensiones de secuencia con un valor alto y corrientes de secuencia con un valor bajo para el ajuste de esta función. De esta manera, en la Tabla 48 se presentan las recomendaciones de ajuste utilizando valores conservadores para la función de falla fusible, en particular para las tensiones y corrientes de secuencia, lo cual permitirá una adecuada operación de la función ante una condición de falla sistémica en el área. IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 147 de 220

148 Tabla 48. Ajustes Función Falla Fusible Relés RED670 y REL670 Circuito Alto Jahuel 4 en SE Ancoa 500 kv SE Paño Parámetro Ajuste Ancoa 500 kv Alto Jahuel Cto. 4 (K6) Operation IBase UBase OpMode On 2000 A kv UZsIZs OR UNsINs 3U0> 60% 3I0< 20% 3U2> 60% 3I2< 20% OpDUDI On DU> 70 DI< 15 UPh> 70 IPh> 10 SealIn On USealIn< 70% IDLD< 20% UDLD< 70% Función de Falla Interruptor (50BF) Para el cálculo de los ajustes de la función de falla interruptor (CCRBRF) se tendrán en cuenta las recomendaciones presentadas en el numeral En la Tabla 49 se presentan las corrientes de falla y se calcula la corriente de operación (pickup) para el paño de línea Alto Jahuel 4 en la subestación Ancoa 500 kv. IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 148 de 220

149 Tabla 49. Cálculo corriente de arranque función falla interruptor Paño Ifalla [A prim] extremo remoto del alimentador con R f = 10 Ω 3F [A] 2F-T [A] 1F [A] Ajuste Ifmin IP> CT IP> [Aprim] [Aprim] [A] [%IBase] (1) 2000/1 33 (1) Alto Jahuel 4 (K6) Ifalla [A prim] extremo remoto del alimentador con R f = 50 Ω 3F [A] 2F-T [A] 1F [A] Ajuste Ifmin IN> CT IN> [Aprim] [Aprim] [A] [%IBase] /1 23 Nota (1): Se observa que el ajuste calculado con base en los criterios del numeral da como resultado un valor muy sensible que puede hacer operar la unidad de arranque de la función falla interruptor. Se recomienda entonces un ajuste para la unidad de arranque de 900 A (IP>=45%IBase) para evitar operación de esta función en caso de contingencia de uno de los circuitos paralelos. En forma adicional, se recomienda que la operación de esta función con la opción Contact sea aplicado a las bajas corrientes y la operación por Current sea aplicado para corrientes de falla, por lo cual el parámetro I>BLkCont se recomienda ajustar en el mismo valor de la corriente de operación de fase IP>. De acuerdo con el manual del relé, la protección REL670 da inicio a los temporizadores t 1 y t 2 de forma independiente y simultánea después de la orden de disparo al interruptor desde las protecciones de línea. Teniendo en cuenta los criterios de ajuste, el temporizador t 1 se debe ajustar en 10 ms y el t 2 en 200 ms, para que el disparo definitivo sobre los interruptores de la barra de la subestación Ancoa 500 kv se realice en un tiempo efectivo de 200 ms. De esta manera, los ajustes básicos de la función de falla interruptor se habilitarán en la función CCRBRF, tal como se india en la Tabla 50. Tabla 50. Ajustes Función 50BF RED670 y REL670 Circuito Alto Jahuel 4 en SE Ancoa 500 kv SE Paño Parámetro Ajuste Parámetro Ajuste Operation ON IP> 45 Ancoa 500 kv Alto Jahuel Cto. 4 (K6) IBase 2000 A IN> 23 FunctionMode Current&Contact t s BuTripMode 1 out of 3 t s ReTripMode No CB Pos Check I>BLkCont 45% IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 149 de 220

150 10.2 AJUSTE DE LAS PROTECCIONES DE LÍNEA, SUBESTACIÓN ALTO JAHUEL Función Diferencial de Línea (87L) Los ajustes recomendados para la protección diferencial de línea corresponden a los mismos calculados para el relé RED670 ubicado en el extremo de la subestación Ancoa y que son presentados en la Tabla Función Distancia (21/21N) Los ajustes que se presentan a continuación se calcularon con base en los criterios definidos en el numeral Las zonas de la protección distancia se implementarán en la función ZMCAPDIS para las zonas 2 a 5 en el relé REL670, mientras que en la función ZMCPDIS para la zona 1 quedará deshabilitada. Se deberá tener en cuenta una impedancia de transformación de: Alcance Resistivo :; NPw Nw L B = Para calcular el alcance resistivo se sigue el criterio definido en el numeral en donde se tiene que: La Máxima Corriente de Carga se selecciona como el menor valor entre los siguientes cálculos: w?f = 120% w B % `x B B De esta manera,?8j >;K> L + 3M 500 )L Ω prim B Y por tanto el alcance resistivo Rc se calcula como: N 45%?8J >;K> = Ω prim Ω sec El alcance resistivo Rc se ajustará en el mismo valor para todas las zonas de protección distancia que sean habilitadas Ajuste de la Zona 1 De acuerdo con el criterio definido en el numeral , la zona 1 quedará deshabilitada. IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 150 de 220

151 Ajuste de la Zona 2 De acuerdo con el criterio definido en el numeral , el alcance de la zona 2 se calcula como:! Donde XL es la reactancia de la línea. Por tanto, para la! & = Ω prim Ω prim De esta manera, los parámetros a ajustar para la Zona 2 son: Operation: Se ajusta en On para activar la Zona 2. IBase: Se ajusta con la corriente nominal primaria del CT de la línea, es decir, 2000 A. UBase: Se ajusta con la tensión nominal primaria del PT de la línea, es decir, 525 kv. OperationDir: Indica la dirección de la Zona 2 de la protección distancia, en este caso, Forward. X1FwPP: Alcance reactivo de secuencia positiva. Por tanto, 1ObPP = Ω prim R1PP: Alcance resistivo de secuencia positiva. Este parámetro será calculado con el valor de R1 indicado en la Tabla 8. Por tanto, N1PP = Ω prim Ω prim RFFwPP: Alcance resistivo de falla fase-fase adelante. Este parámetro corresponde al valor del alcance resistivo calculado en el numeral teniendo en cuenta que el alcance resistivo de falla para el REL670 se toma como RFFwPP/2, ver Figura 8). Por tanto, NOObPP 2ND Ω prim Ω prim X1RvPP: Alcance reactivo de secuencia positiva fase-fase, ajustado con el mismo valor del parámetro X1FwPP. 1NAPP = 1ObPP = Ω prim RFRvPP: Alcance resistivo de falla fase-fase hacia atrás. Este parámetro corresponde al valor del alcance resistivo calculado en el numeral teniendo en cuenta que el alcance resistivo de falla para el REL670 se toma como RFFwPP/2, ver Figura 8). Por tanto, NONAPP 2ND Ω prim Ω prim Ω sec X1FwPE: Alcance reactivo de secuencia positiva fase-tierra. Se ajusta como: IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 151 de 220

152 1ObPQ = Ω prim R1PE: Alcance resistivo de secuencia positiva fase-tierra. Se ajusta como: N1PQ = Ω prim Ω prim X0PE: Alcance reactivo de secuencia cero. Este parámetro será calculado con el valor de X0 indicado en la Tabla 8. Por tanto, 0PQ = Ω prim Ω prim R0PE: Alcance resistivo de secuencia cero. Este parámetro será calculado con el valor de R0 indicado en la Tabla 8. Por tanto, N0PQ = Ω prim Ω prim RFFwPE: Alcance resistivo de falla fase-tierra. Se ajusta en el mismo valor del alcance resistivo calculado en el numeral Por tanto, NOObPQ ND Ω prim Ω sec X1RvPE: Alcance reactivo de secuencia positiva fase-tierra, ajustado con el mismo valor del parámetro X1FwPE. 1NAPQ = 1ObPQ = Ω prim RFRvPE: Alcance resistivo de falla fase-tierra hacia atrás. Se ajusta en el mismo valor del alcance resistivo calculado en el numeral Por tanto, NONAPQ ND Ω prim Ω sec OperationPP: Ajustar en On para activar el loop de medida fase-fase. Timer tpp: Ajustar en On para activar el temporizador del disparo fase-fase de la zona 2. tpp: Se ajusta en 0.5 s. OperationPE: Ajustar en On para activar el loop de medida fase-tierra. Timer tpe: Ajustar en On para activar el temporizador del disparo fase-tierra de la zona 2. tpe: Se ajusta en 0.5 s Ajuste de la Zona 3 De acuerdo con el criterio definido en el numeral , el alcance de la zona 3 se elige como el menor valor entre los siguientes dos cálculos: Impedancia de la línea a proteger más el 80% de la impedancia equivalente de los transformadores en la barra remota (SE Ancoa). Esta impedancia corresponde al paralelo de los autotransformadores T1 y T2: IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 152 de 220

153 :;< = Ω+( Ω) Ω prim Impedancia de la línea a proteger más el valor de Z de la línea adyacente con mayor impedancia (Ancoa-Alto Jahuel C1), multiplicada por un factor de seguridad del 120% ( + + +>?8 ) = 1.2 ( ) = Ω prim De acuerdo con estos resultados, los parámetros a ajustar para la Zona 3 son: Operation: Se ajusta en On para activar la zona 3. IBase: Se ajusta con la corriente nominal primaria del CT de la línea, es decir, 2000 A. UBase: Se ajusta con la tensión nominal primaria del PT de la línea, es decir, 525 kv. OperationDir: Indica la dirección de la zona 3 de la protección distancia, en este caso, Forward. X1FwPP: Alcance reactivo de secuencia positiva. Por tanto, 1ObPP = Ω prim R1PP: Alcance resistivo de secuencia positiva. Este parámetro será calculado aplicando un factor de corrección al valor de R1 indicado en la Tabla 8. Por tanto, N1PP = N1 1ObPP & = Ω = Ω prim RFFwPP: Alcance resistivo de falla fase-fase adelante. Este parámetro corresponde al valor del alcance resistivo calculado en el numeral teniendo en cuenta que el alcance resistivo de falla para el REL670 se toma como RFFwPP/2, ver Figura 8). Por tanto, NOObPP 2ND Ω prim Ω prim Ω sec X1RvPP: Alcance reactivo de secuencia positiva fase-fase, ajustado con el mismo valor del parámetro X1FwPP. 1NAPP = 1ObPP = Ω prim RFRvPP: Alcance resistivo de falla fase-fase hacia atrás. Este parámetro corresponde al valor del alcance resistivo calculado en el numeral teniendo en cuenta que el alcance resistivo de falla para el REL670 se toma como RFFwPP/2, ver Figura 8). Por tanto, NONAPP 2ND Ω prim Ω prim Ω sec X1FwPE: Alcance reactivo de secuencia positiva fase-tierra. Se ajusta como: 1ObPQ = Ω prim IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 153 de 220

154 R1PE: Alcance resistivo de secuencia positiva fase-tierra. Este parámetro será calculado aplicando un factor de corrección al valor de R1 indicado en la Tabla 8. Por tanto, N1PQ = N1 1ObPQ & = Ω = Ω prim X0PE: Alcance reactivo de secuencia cero. Este parámetro será calculado aplicando un factor de corrección al valor de X0 indicado en la Tabla 8. Por tanto, 0PQ = 0 1ObPQ & = Ω = Ω prim R0PE: Alcance resistivo de secuencia cero. Este parámetro será calculado aplicando un factor de corrección al valor de R0 indicado en la Tabla 8. Por tanto, N0PQ = N0 1ObPQ & = Ω = Ω prim RFFwPE: Alcance resistivo de falla fase-tierra. Se ajusta en el mismo valor del alcance resistivo calculado en el numeral Por tanto, NOObPQ ND Ω prim Ω sec X1RvPE: Alcance reactivo de secuencia positiva fase-tierra, ajustado con el mismo valor del parámetro X1FwPE. 1NAPQ = 1ObPQ = Ω prim RFRvPE: Alcance resistivo de falla fase-tierra hacia atrás. Se ajusta en el mismo valor del alcance resistivo calculado en el numeral Por tanto, NONAPQ ND Ω prim Ω sec OperationPP: Ajustar en On para activar el loop de medida fase-fase. Timer tpp: Ajustar en On para activar el temporizador del disparo fase-fase de la zona 3. tpp: Se ajusta en 3.2 s. OperationPE: Ajustar en On para activar el loop de medida fase-tierra. Timer tpe: Ajustar en On para activar el temporizador del disparo fase-tierra de la zona 3. tpe: Se ajusta en 3.2 s. En la Tabla 51 se resumen los ajustes recomendados para la función de protección distancia para el cuarto circuito a 500 kv entre las subestaciones Ancoa y Alto Jahuel en la subestación Alto Jahuel, mientras que en la Figura 40 se presenta la característica cuadrilateral de operación obtenida con estos ajustes. IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 154 de 220

155 Tabla 51. Ajustes Función 21/21N Relés RED670 y REL670 Circuito Ancoa 4 en SE Alto Jahuel 500 kv SE Paño Parámetro Alto Jahuel 500 kv Ancoa Cto. 4 (K6) Ajustes en Ω primarios Zona1 Zona2 Zona3 Zona4 OperationDir Off Forward Forward Off X1FwPP R1PP RFFwPP X1RvPP RFRvPP X1FwPE R1PE X0PE R0PE RFFwPE X1RvPE RFRvPE tpp (s) tpe (s) IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 155 de 220

156 Figura 40. Característica cuadrilateral de operación función distancia 4to circuito Ancoa Alto Jahuel 500 kv, SE Alto Jahuel Elemento de impedancia direccional para las características cuadrilaterales Los ajustes del elemento de impedancia direccional ZDSRDIR para la característica de la función de distancia, se calculan con base en los criterios definidos en el numeral y en los ajustes de la función distancia de la Tabla 51. Por lo tanto, IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 156 de 220

157 1ObPP = ObPP ƒ1 = Ω Ωprim N1PP = 1.30 N1PP ƒ1 = Ω 9.49 Ωprim NOObPP 1.30 NOObPP ƒ1 = Ω Ωprim 1NAPP = NAPP ƒ1 = Ω Ωprim NONAPP 1.30 NONAPP ƒ1 = Ω Ωprim 1ObPQ = ObPQ ƒ1 = Ω Ωprim N1PQ = 1.30 N1PQ ƒ1 = Ω 9.49 Ωprim 0ObPQ = PQ ƒ1 = Ω Ωprim N0PQ = 1.30 N0PQ ƒ1 = Ω Ωprim NOObPQ 1.30 NOObPQ ƒ1 = Ω Ωprim 1NAPQ = NAPQ ƒ1 = Ω Ωprim 0NAPQ = PQ ƒ1 = Ω Ωprim NONAPQ 1.30 NONAPQ ƒ1 = Ω Ωprim B@UZUN 115 B@UVW@ = 15 En la siguiente tabla se presentan los ajustes básicos del elemento de distancia para la supervisión del bloque direccional de la característica cuadrilateral para líneas con compensación serie. Tabla 52. Ajustes Función de Impedancia Direccional SE Alto Jahuel 500 kv SE Paño Parámetro Ajuste [Ω prim] Alto Jahuel 500 kv Ancoa Cto. 4 (K6) X1FwPP R1PP 9.49 RFFwPP X1RvPP RFRvPP X1FwPE R1PE 9.49 X0FwPE R0PE RFFwPE X1RvPE IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 157 de 220

158 SE Paño Parámetro Ajuste [Ω prim] X0RvPE RFRvPE ArgNegRes [ ] 115 ArgDir [ ] Verificación de la Operación de la Función Distancia Una vez calculados los ajustes de la función distancia, se realizó la verificación de estas recomendaciones mediante simulaciones de fallas monofásicas y trifásicas en diferentes puntos de la línea y bajo distintos escenarios de operación. A continuación se presentan los aspectos más relevantes de la coordinación: Las fallas monofásicas y trifásicas francas y de alta impedancia (25 Ω) al 5% de la línea son despejadas en la zona 2 (ver Figura 41). Sin embargo, para fallas a tierra de alta impedancia (25 Ω) cercanas al extremo remoto, la función de distancia no presenta arranque, dejando la detección rápida a manos del elemento diferencial, y como respaldo, de la función 67N dentro del esquema de comparación direccional. En la Figura 41 se muestra la correcta operación de la función para fallas en los primeros kilómetros de la línea. En el Anexo 6 se presenta un análisis detallado de la respuesta del sistema 2 de protecciones ante este y otros tipos de falla, el cual demuestra la correcta operación de dicho sistema ante la pérdida del esquema diferencial de línea.. IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 158 de 220

159 Figura 41. Operación 21/21N Falla 1F de 25 Ω al 5% de la línea Ancoa-A Jahuel C4 desde Alto Jahuel Caso 1 Dda Alta HH Similar al extremo Ancoa 500 kv, las protecciones del circuito 4 en el extremo Alto Jahuel no detectan fallas en la línea Alto Jahuel-Ancoa C3, como se puede observar en la Figura 42 y la Figura 43. IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 159 de 220

160 Figura 42. Operación 21/21N Falla 3F de 5 Ω al 5% de la línea Ancoa-A Jahuel C3 desde Alto Jahuel Caso 5 Dda Alta HH IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 160 de 220

161 Figura 43. Operación 21/21N Falla 1F franca al 95% de la línea Ancoa-A. Jahuel C3 desde Alto Jahuel Caso 5 Dda Alta HH Es importante aclarar que por las condiciones del sistema el relé es insensible para algunos tipos de falla dependiendo de la ubicación en el que se presente la contingencia. En la Figura 44 se muestra una falla trifásica franca en la línea de transmisión Ancoa Alto Jahuel C4 500 kv al 75% desde el extremo de la subestación Alto Jahuel 500 kv, en la cual se puede visualizar que el relé de este mismo extremo no detecta la falla que se presenta en la línea protegida. IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 161 de 220

162 Figura 44. Operación 21/21N Falla trifásica franca al 75% de la línea Ancoa Alto Jahuel C4 desde Alto Jahuel Caso 1 Dda Alta HH Este comportamiento se debe a la manera en que la lógica interna del relé interpreta la dirección en la cual ocurre la falla. Según el manual del fabricante, la direccionalidad de la falla está definida por la siguiente ecuación: Donde: 'B@UVW@ 1 +2? +2 < B@UZUN B@UVW@: es el ajuste del límite inferior para la característica direccional hacia adelante, ajustada en un valor de 15º. B@UZUN: es el ajuste del límite superior para la característica direccional hacia adelante, ajustada en un valor de 115º. 1 +2? : es el voltaje memorizado de secuencia positiva en la fase L1. +2 : es la corriente de la fase L1 IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 162 de 220

163 Esta ecuación indica que el ángulo de impedancia está definido por la relación entre los ángulos de la tensión de polarización (1 +2? ), que corresponde al voltaje almacenado en la memoria del voltaje, y la corriente de falla. Sí se calcula el ángulo de impedancia asociado a la contingencia simulada: Y1 +2? = )L ? +2 = = < < 115 Se evidencia que el ángulo de impedancia se encuentra por fuera de los límites de la característica al no cumplirse la desigualdad, y por lo tanto, el relé no identifica la falla hacia adelante y no opera ante esta condición. Adicionalmente, cabe señalar que a pesar de que la impedancia aparente (Ver Figura 44) de falla se encuentra dentro de la característica de protección el relé no detectará la falla debido a que esta impedancia es calculada con el voltaje de falla y la dirección se define con base al voltaje almacenado en la memoria de tensión; sin embargo, ante el fenómeno de inversión de corriente, incluso la polarización cruzada determinará que la falla se encuentra en dirección opuesta a la cual debería ver, por efecto de la compensación serie. A continuación se presenta una tabla que muestra la variación del ángulo de impedancia y la respuesta del relé de protección ubicado en el extremo de la subestación Alto Jahuel 500 kv ante fallas trifásicas en diferentes puntos de la línea de transmisión Ancoa Alto Jahuel C4 500 kv. Distancia (%) Tabla 53. Variación ángulo de impedancia relé Alto Jahuel 500 kv V prefalla [kv] Vprefalla [ ] Vfalla [kv] Vfalla [ ] Ifalla [ka] Ifalla [ ] ZDir [ ] Operación OK OK OK OK OK No Opera IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 163 de 220

164 Distancia (%) V prefalla [kv] Vprefalla [ ] Vfalla [kv] Vfalla [ ] Ifalla [ka] Ifalla [ ] ZDir [ ] Operación No Opera De la Tabla 53 se puede observarse, cuando el ángulo pasa de 112 a 122.4, el relé deja de operar, aun cuando la falla simulada se encuentra dentro de la línea (al 60% desde la ubicación del PT asociado al relé). Lo que ocurre en este caso, como puede comprobarse al observar la evolución del ángulo de la corriente de falla, es una inversión de corriente, ante la cual la característica direccional del relé ya no puede determinar de manera confiable la dirección de la falla. Si bien B@UVW@ y B@UZUN son ajustables, no se recomienda modificarlos para cubrir fallas caracterizadas por inversiones de corriente, pues esto afectaría la estabilidad de la protección ante fallas externas en dirección reversa. Sin embargo, es importante aclarar que el comportamiento descrito en la Figura 44 y la Tabla 53 no consideran la actuación de las protecciones asociadas a la compensación serie de la línea, es decir, que en la simulación de estado estable presentada anteriormente no es posible visualizar el comportamiento transitorio de las variables de tensión y corriente asociadas al varistor y el spark gap que hacen parte del esquema de protección del banco capacitivo. Esto debido a que se espera que para los puntos en los cuales el relé deja de detectar la falla por la inversión de corriente, se active el spark gap, anulando así la capacitancia de la compensación serie, y al mismo tiempo, la inversión de corriente que hace que la protección sea incapaz de ver la falla. Ahora, dado que el gap opera en tiempos inferiores a un cuarto de ciclo (0.3 ms para el caso del circuito 4 Ancoa Alto Jahuel 500 kv), se espera que el relé de protección detecte la falla de forma oportuna y correcta una vez anulado el efecto de la compensación serie. La información correspondiente a las protecciones propias de la compensación serie fue suministrada por ELECNOR, y se presentó en la Tabla 38. Así, teniendo en cuenta lo anterior, se realizó una simulación transitoria EMT en el software Power Factory DigSILENT 15.2, la cual permite visualizar el comportamiento de las variables de impedancia aparente vista por el relé de protección, tensión y corriente a través de los elementos de la compensación serie, todo en una ventana de tiempo definida por el usuario para el análisis del comportamiento transitorio de los equipos involucrados y así determinar con mayor precisión la operación del esquema de protección ante la falla que produce la inversión de corriente. IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 164 de 220

165 Figura 45. Comportamiento dinamico de la compensación serie de la línea Alto Jahuel Ancoa C4 500 kv ante falla trifásica franca al 99% desde la subestación Alto Jahuel 500 kv En la Figura 45 se puede observar el comportamiento en el tiempo de las variables asociadas a la compensación serie de la línea de transmisión Alto Jahuel Ancoa C4 500 kv para una falla trifásica franca al 99% del extremo de la subestación Alto Jahuel 500 kv. El tiempo de ocurrencia de la falla es de 50 ms. En la figura se puede apreciar que ante este tipo de evento, el Spark Gap de la compensación serie opera de forma instantánea, y por tanto, se cortocircuita el banco capacitivo del sistema y se elimina la inversión de corriente vista por los relés de protección en cada uno de los extremos. IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 165 de 220

166 Figura 46. Operación 21/21N Falla trifásica franca al 99% de la línea Ancoa Alto Jahuel C4 desde Alto Jahuel En la Figura 46 se visualiza como la protección distancia de cada uno de los extremos correspondientes a la línea Alto Jahuel Ancoa C4 500 kv despejan la falla en el tiempo de operación ajustado para la zona 2 en cada uno de los relés, iniciando así la operación del esquema de teleprotección POTT, y garantizando la correcta operación del esquema de protecciones. El tiempo de operación está con respecto al inicio de la simulación, por lo que es importante resaltar que la inserción de la falla se presenta a los 50 ms de iniciada la simulación transitoria, como bien puede observarse en la Figura 45. Nota: En el Anexo 2 se presentan los resultados de las características de operación de la función distancia para los relés ABB RED670/REL670 ante diferentes tipos de fallas, según los ajustes recomendados. Es importante señalar que para las fallas que generen inversión de corriente, la característica de protección del relé consignada en el anexo mostrará un tiempo de operación erróneo ya que la simulación realizada para el evento es una simulación de estado estable y no transitoria, como la mostrada en la Figura 45 y la Figura 46, la IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 166 de 220

167 cual no permite visualizar la operación del Gap de la compensación serie, y que por tanto, los tiempos de operación de los relés no sean los adecuados. Para mayor detalle de la respuesta del sistema 2 de protecciones ante la ocurrencia de dichas fallas, se presenta en el Anexo 6 el análisis transitorio completo con fallas a lo largo de la línea Ancoa Alto Jahuel C4 500 kv, en el cual es posible observar el comportamiento dinámico de las protecciones de línea teniendo en cuenta las protecciones propias del banco de compensación. En dicho anexo, puede observarse la correcta operación del sistema 2 de protecciones cuando no se considera el esquema de protección diferencial de línea Función de Selección de Fase Los ajustes de la función FDPSPDIS de selección de fase de la característica cuadrilateral de la función distancia, se calculan con base en los criterios definidos en el numeral y en los ajustes de la función distancia de la Tabla 51. Por lo tanto, 1 = PP ƒ1 = Ω Ωprim 0 = PQ ƒ1 = Ω Ωprim NOObPQ 1.10 NOPQ ƒ1 = Ω Ωprim NONAPQ 1.20 NOPQ ƒ = Ω Ωprim NOObPP 1.25 NOPP ƒ1 = Ω Ωprim NONAPP 1.25 NOPP ƒ = Ω Ωprim B!U&a 30 g N&aOb > RFFwPE ƒ1 N&aOb = 250 Ωprim N&aNA > RFRvPE ƒ N&aNA 250 Ωprim En la Tabla 54 y en la Figura 32 de manera gráfica, se presentan los ajustes básicos de la función de selección de fases de la característica cuadrilateral de la función distancia. Tabla 54. Ajustes Función Selección de Fase SE Alto Jahuel 500 kv SE Paño Parámetro Ajuste [Ω prim] Alto Jahuel 500 kv Ancoa Cto. 4 (K6) INBlockPP 40 INReleasePE 20 X X RFFwPP RFRvPP IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 167 de 220

168 SE Paño Parámetro Ajuste [Ω prim] RFFwPE RFRvPE RLdFw 250 RLdRv 250 AngLd 30 IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 168 de 220

169 Figura 47. Característica de la función de selección de fases 4to circuito Ancoa- Alto Jahuel en SE Alto Jahuel 500 kv Función de Sobrecorriente Direccional de Tierra (67N) El ajuste de la función de sobrecorriente direccional de tierra se realiza con base en los criterios definidos en el numeral Considerando una corriente de arranque (pickup) de 340 A primarios y un tiempo de operación de 2.4 s, en la Figura 48 se IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 169 de 220

170 muestra la operación de esta función para una falla monofásica con impedancia de 30 Ω al 50% de la línea y en la Figura 49 al 5% de la línea Ancoa-Charrúa 1. Estos resultados indican una adecuada operación de la función 67N como protección de respaldo. Sin embargo, se recomienda ELECNOR verificar que la operación de la función de sobrecorriente direccional de tierra (en caso de estar activada) de los paños de línea Ancoa-Charrúa 1 y 2 esté temporizada en un valor inferior a 2.2 s para evitar descoordinación con los relés ubicados aguas arriba. IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 170 de 220

171 Figura 48. Operación función 67N con falla 1ϕ franca al 50% de la línea Alto Jahuel-Ancoa Dda Baja HS Caso 1 Figura 49. Operación función 67N con falla 1ϕ franca al 5% de la línea Ancoa- Charrúa Dda Baja HS Caso 1 IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 171 de 220

172 En el Anexo 3 se presentan las curvas de operación de la función 67N para diferentes tipos de fallas en la línea y escenarios de operación en demanda máxima y demanda mínima, encontrándose que en general existe una operación adecuada de esta función de protección de respaldo. En la Tabla 55 se presentan los ajustes recomendados para la protección 67N en el relé REL670 que protege el cuarto circuito a 500 kv Ancoa-Alto Jahuel en la subestación Alto Jahuel. Tabla 55. Ajustes Función 67N Relés RED670 y REL670 Circuito Alto Jahuel 4 en SE Alto Jahuel 500 kv SE Alto Jahuel 500 kv Paño Ancoa Cto. 4 (K6) Función 67N (EF4PTOC) Parámetro Ajuste Operation On IBase 2000 A UBase 525 kv DirMode1 Forward Characterist1 Definite Time IN1> 17%IBase t1 2.4 s IMin1 100% t1min 0 s PolMethod Voltage Esquema de teleprotección Función Distancia y Sobrecorriente Residual (85A, 85C) Para el ajuste de los esquemas de teleprotección en las funciones ZCPSCH (distancia) y ECPSCH (sobrecorriente residual direccional), se tienen en cuenta los criterios especificados en los numerales y Como fue indicado, en los relés ABB RED670/REL670 se implementará un esquema de teleprotección de sobrealcance permisivo para la función distancia y de comparación direccional para la función de sobrecorriente residual direccional, por lo que los ajustes de estas funciones se presentan en la Tabla 56 y en la Tabla 57. IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 172 de 220

173 Tabla 56. Ajustes Protección ABB RED670/REL670 Esquema de Teleprotección Función Distancia SE Paño Parámetro Ajuste Parámetro Ajuste Alto Jahuel 500 kv Ancoa (K6) Operation On tsendmin s SchemeType Permissive OR Unblock Off tcoord s tsecurity Tabla 57. Ajustes Protección ABB RED670/REL670 Esquema de Teleprotección Función Sobrecorriente Direccional de Tierra SE Paño Parámetro Ajuste Parámetro Ajuste Alto Jahuel 500 kv Ancoa (K6) Operation On tsendmin s SchemeType Permissive OR Unblock Off tcoord s tsecurity Función de Oscilación de Potencia (68) Para el ajuste de la función de oscilación de potencia se tendrán en cuenta los criterios indicados en el numeral y los ajustes de la protección distancia de la Tabla 51. De esta manera, 1C!Ob = ObPP ƒ1 = Ω Ω prim N1OC!Ob = 1.15 (NOObPP ƒ1 )/2 = 1.15 (123.59/2) Ω Ω prim N1&C! = 1.10 N1PP ƒ1 = Ω 8.02 Ω prim 1C!NA = ObPP ƒ1 = Ω Ω prim N1OC!NA = 1.15 (NONAPP ƒ1 )/2 = 1.15 (123.59/2) Ω Ω prim Para el cálculo del parámetro N&aTcdOb se seguirá el criterio de aplicar un factor del 25% al valor del alcance resistivo (RFPP/2) de la zona 3, según se indica a continuación: N&aTcdOb N&aTcdNA 1.25 (NOObPP ƒ1 )/2 = 1.25 (123.59/2) Ω Ω prim De esta manera se obtiene alcances de zona suficientes para la detección de oscilación de potencia, los cuales son superiores a los ajustes de zona 3 y estarían por debajo de cualquier condición normal de carga sin que se originen disparos indeseados por oscilación de potencia. IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 173 de 220

174 Las recomendaciones de ajuste básico de la función de oscilación de potencia ZMRPSB se muestran en la Tabla 58, mientras que en la Figura 50 se presenta la gráfica de esta función con base en los ajustes recomendados. Tabla 58. Ajustes Función 68 Relés RED670 y REL670 Circuito Alto Jahuel 4 en SE Alto Jahuel 500 kv SE Paño Parámetro Ajuste Parámetro Ajuste Alto Jahuel 500 kv Ancoa Cto. 4 (K6) Operation On RLdOutFw Ωprim X1lnFw Ωprim ArgLd 30 R1LIn 8.02 Ωprim RLdOutRv Ωprim R1FlnFw Ωprim tef 15 s X1lnRv Ωprim IMinOpPE 10% R1FlnRv Ωprim IBase 2000 A kldrfw 0.75 tp s kldrrv 0.75 tp s OperationLdCh Off tw s Figura 50. Característica de operación función oscilación de potencia (bandas de color blanco) 4to circuito Ancoa-Alto Jahuel en SE Alto Jahuel 500 kv IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 174 de 220

175 Función de Recierre (79) Los ajustes recomendados para la función de recierre SMBRREC presentados en la Tabla 59, fueron estimados con base en los criterios indicados en el numeral Esta función estará deshabilitada, pero con los ajustes recomendados disponibles para ser activada en caso que las condiciones operativas del sistema lo requiera. Tabla 59. Ajustes Función 79 Relés RED670 y REL670 Circuito Ancoa 4 en SE Alto Jahuel 500 kv SE Paño Parámetro Ajuste Parámetro Ajuste Alto Jahuel 500 kv Ancoa Cto. 4 (K6) Operation Off ttrip 0.20 s ARMode 1/2/3ph tpulse 0.20 s t1 1Ph s NoOfShots 1.0 t1 3Ph s CBReadyType CO treclaim 20.0 s Priority High tsync 2.0 s twaitformaster 2.0 s Función de Verificación de Sincronismo (25) De acuerdo con los criterios indicados en el numeral 9.1.7, la función de verificación de sincronismo SESRSYN para el cuarto circuito Ancoa Alto Jahuel 500 kv en la subestación Alto Jahuel deberá ajustarse con los parámetros de la Tabla 60, teniendo en cuenta que actualmente el circuito 3 paralelo al circuito en estudio tiene un esquema de reconexión monopolar. Tabla 60. Ajustes Función 25 Relés RED670 y REL670 Circuito Ancoa 4 en SE Alto Jahuel 500 kv SE Paño Parámetro Ajuste Parámetro Ajuste Alto Jahuel 500 kv Ancoa Cto. 4 (K6) Operation Off PhaseDiffA 30 CBConfig No Voltage Selection tsca 0.10 s UBaseBus 500 kv tscm 1.00 s UBaseLine 500 kv AutoEnerg Off PhaseShift 0.0 ManEnerg Both OperationSynch Off ManEnergDBDL Off OperationSC On UHighBusEnerg 80% UHighBusSC 80% UHighLineEnerg 80% UHighLineSC 80% ULowBusEnerg 40% UDiffSC 0.10 p.u. ULowLineEnerg 40% IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 175 de 220

176 SE Paño Parámetro Ajuste Parámetro Ajuste FreqDiffM Hz tautoenerg s FreqDiffA Hz tmanenerg s PhaseDiffM 30 UMaxEnerg 110% Función de Cierre en Falla (SOTF) La protección de cierre en falla será implementada en la función ZCVPSOF, siguiendo los criterios indicados en el numeral Para calcular el ajuste de corriente IPh< de esta función se realiza la simulación de una falla trifásica franca al 100% de la línea desde la subestación Alto Jahuel, considerando la línea abierta en el extremo remoto y un escenario de demanda mínima; luego se toma como ajuste el 50% de la corriente de falla vista por el relé en el extremo local. El ajuste de la corriente de arranque para esta función se presenta en la Tabla 61. Tabla 61. Cálculo corriente de arranque función cierre en falla Paño Corriente de Falla Trifásica Franca [A prim] Ajuste IPh< CT IPh< [Aprim] [A] [%IBase] K6 Ancoa Cto / El ajuste calculado para la corriente de arranque de la función de cierre sobre falla corresponde al %IBase. Sin embargo el máximo valor de ajuste permitido por la protección es 100%IBase. De esta manera, las recomendaciones de ajuste básico de la protección de cierre en falla en la función ZCVPSOF se presentan en la Tabla 62. Tabla 62. Ajustes Función 50HS Relés RED670 y REL670 Circuito Ancoa 4 en SE Alto Jahuel 500 kv SE Paño Parámetro Ajuste Parámetro Ajuste Alto Jahuel 500 kv Ancoa Cto. 4 (K6) Operation On IPh< 100% IBase 2000 A UPh< 70% UBase 525 kv tduration 0.10 s Mode UILevel tsoft 1.0 s AutoInit Off tdld 0.20 s Función de Sobrecorriente de Emergencia (51B-51BN) La activación automática de la función de sobrecorriente de emergencia se realizará cuando se presente la pérdida de la señal de tensión desde el respectivo transformador IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 176 de 220

177 de potencial de la línea, con lo cual quedarán deshabilitadas las funciones distancia y 67N. Esta función se ajustará siguiendo los criterios definidos en el numeral Para activar la protección de sobrecorriente de fases (51B), se habilitará la etapa 1 (I1>) de la función OC4PTOC, mientras que para activar la protección de sobrecorriente de tierra (51BN), se habilitará la etapa 2 (IN2>) del elemento EF4PTOC (en la etapa 1 de esta función se habilitará la función de sobrecorriente direccional de tierra 67N). Con base en el cálculo efectuado en el numeral (extremo Ancoa 500 kv), la corriente pickup de la unidad de fases tiene un valor de 2102 A (1.05%IBase) y la corriente de arranque de la unidad de tierra, un valor de A (11%IBase). Por tanto, con base en estas corrientes pickup, en la Figura 51 se presenta la curva de operación de la función de sobrecorriente de fases y de tierra de emergencia ante una falla trifásica y monofásica al 95% de la línea, respectivamente. En ésta se puede verificar que la selección de un dial de 0.08 para la unidad de fases y un dial de 0.14 para la unidad de tierra, es adecuada para la correcta coordinación de esta función de emergencia. (a) (b) Figura 51. Operación función 51B/51BN de emergencia con falla trifásica (a) y monofásica franca (b) al 99% línea Ancoa 4 desde SE Alto Jahuel 500 kv IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 177 de 220

178 En la Tabla 63 se presentan los ajustes recomendados para la función de sobrecorriente de emergencia 51B y 51BN, que se ajustarán en las funciones OC4PTOC (etapa 1) y EF4PTOC (etapa 2), respectivamente, mientras que en el Anexo 4 se presentan las curvas de operación para diferentes escenarios de operación del sistema, verificándose la adecuada operación de esta función. Tabla 63. Ajustes Función 51B/51BN Relés RED670 y REL670 Circuito Ancoa 4 en SE Alto Jahuel 500 kv SE Paño Función 51B (OC4PTOC) Función 51BN (EF4PTOC) Parámetro Ajuste Parámetro Ajuste Operation On Operation On IBase 2000 A IBase 2000 A DirMode1 Non-directional UBase 525 kv Characterist1 IEC-Normal Inverse DirMode2 Non-directional Alto Jahuel 500 kv Ancoa Cto. 4 (K6) I1> 105% Characterist2 IEC-Normal Inverse k IN2> 11% tmin1 0.0 s k DirMode2 DirMode3 DirMode4 Off IMin2 11% - - t2min 0.0 s - - DirMode3 DirMode4 Off Tabla 64Función de Localizador de Fallas Para el ajuste de esta función se considera el criterio definido en el numeral , para lo cual se simuló una falla trifásica franca en la barra de Alto Jahuel 500 kv dejando la línea Ancoa 4 fuera de servicio, con lo cual se obtiene los parámetros R1A y X1A. De forma similar, los parámetros R1B y X1B fueron obtenidos con una falla en la barra de la subestación Ancoa con la línea Alto Jahuel 4 fuera de servicio. Los resultados de estas simulaciones son iguales a los presentados en la Figura 39 y la Figura 38, respectivamente. Por lo tanto, los ajustes de la función de localización de fallas quedan definidos como se indica en la Tabla 64. IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 178 de 220

179 Tabla 64. Ajustes Función Localizador de Fallas Relés RED670 y REL670 Circuito Ancoa 4 en SE Alto Jahuel 500 kv SE Paño Parámetro Ajuste Alto Jahuel 500 kv Ancoa Cto. 4 (K6) R1A 5.67 X1A R1B 4.71 X1B R1L 5.44 X1L R0L X0L R0M X0M LineLength Función de Falla Fusible Para ajustar la función de falla fusible SDDRFUF de supervisión de la señal de tensión secundaria de los transformadores de tensión, se consideraron los criterios definidos en el numeral Sin embargo, para asegurar la correcta operación de esta función, y teniendo en cuenta los resultados de pruebas llevadas a cabo por ABB, se recomienda el ajuste de tensiones de secuencia con un valor alto y corrientes de secuencia con un valor bajo para el ajuste de esta función. De esta manera, en la Tabla 65 se presentan las recomendaciones de ajuste utilizando valores conservadores para la función de falla fusible, en particular para las tensiones y corrientes de secuencia, lo cual permitirá una adecuada operación de la función ante una condición de falla sistémica en el área. Tabla 65. Ajustes Función Falla Fusible Relés RED670 y REL670 Circuito Ancoa 4 en SE Alto Jahuel 500 kv SE Paño Parámetro Ajuste Alto Jahuel 500 kv Ancoa Cto. 4 (K6) Operation IBase UBase OpMode On 2000 A kv UZsIZs OR UNsINs 3U0> 60% 3I0< 20% 3U2> 60% 3I2< 20% OpDUDI On DU> 70 IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 179 de 220

180 SE Paño Parámetro Ajuste DI< 15 UPh> 70 IPh> 10 SealIn On USealIn< 70% IDLD< 20% UDLD< 70% Función de Falla Interruptor (50BF) Para el cálculo de los ajustes de la función de falla interruptor (CCRBRF) se tendrán en cuenta las recomendaciones presentadas en el numeral En la Tabla 66 se presentan las corrientes de falla y se calcula la corriente de operación (pickup) para el paño de línea Ancoa 4 en la subestación Alto Jahuel 500 kv. Tabla 66. Cálculo corriente de arranque función falla interruptor Paño Ancoa 4 (K6) Ifalla [A prim] extremo remoto del alimentador con R f = 10 Ω 3F [A] 2F-T [A] 1F [A] Ajuste Ifmin IP> CT IP> [Aprim] [Aprim] [A] [%IBase] (1) 2000/1 20 (1) Ifalla [A prim] extremo remoto del alimentador con R f = 50 Ω 3F [A] 2F-T [A] 1F [A] Ajuste Ifmin IN> CT IN> [Aprim] [Aprim] [A] [%IBase] (1) 2000/1 3 (1) Nota (1): Se observa que el ajuste calculado con base en los criterios del numeral da como resultado un valor muy sensible que puede hacer operar la unidad de arranque de la función falla interruptor en caso de contingencia (604 A, corrinete de carga bajo contingencia). Se recomienda entonces un ajuste para la unidad de arranque de 660 A (I>=33%IBase) para evitar operación de esta función en caso de contingencia de uno de los circuitos. Para la corriente de arranque de la unidad de tierra, se ajustará en 100 A, correspondiente a 5%IBase (valor mínimo de ajuste permitido por el relé). Es importante señalar que las corrientes de falla fueron calculadas con los dos circuitos Ancoa Alto Jahuel 3 y 4 operación normal bajo un escenario de mínimos aportes de cortocircuito (Demanda baja Verano Caso 1). Cuando alguno de los circuitos se encuentra fuera de servicio por mantenimiento, las corrientes de falla son de mayor magnitud, por lo que se optó por considerar el caso de operación normal ya que permite IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 180 de 220

181 el cálculo de una corriente de arranque más sensible para la función de falla interruptor, pero verificando que el ajuste recomendado fuese mayor a la corriente de carga con los dos circuitos en operación y con uno de ellos asumiendo la transferencia de potencia de los circuitos cuando el otro se encuentra fuera de servicio. En forma adicional, se recomienda que la operación de esta función con la opción Contact sea aplicado a las bajas corrientes y la operación por Current sea aplicado para corrientes de falla, por lo cual el parámetro I>BLkCont se recomienda ajustar en el mismo valor de la corriente de operación de fase IP>. De acuerdo con el manual del relé, la protección REL670 da inicio a los temporizadores t 1 y t 2 de forma independiente y simultánea después de la orden de disparo al interruptor desde las protecciones de línea. Teniendo en cuenta los criterios de ajuste, el temporizador t 1 se debe ajustar en 10 ms y el t 2 en 200 ms, para que el disparo definitivo sobre los interruptores de la barra de la subestación Alto Jahuel 500 kv se realice en un tiempo efectivo de 200 ms. De esta manera, los ajustes básicos de la función de falla interruptor se habilitarán en la función CCRBRF, tal como se indica en la Tabla 67. Tabla 67. Ajustes Función 50BF RED670 y REL670 Circuito Ancoa 4 en SE Alto Jahuel 500 kv SE Paño Parámetro Ajuste Parámetro Ajuste Alto Jahuel 500 kv Ancoa Cto. 4 (K6) Operation ON IP> 33% IBase 2000 A IN> 5% FunctionMode Current&Contact t s BuTripMode 1 out of 3 t s ReTripMode No CB Pos Check I>BLkCont 33% 10.3 AJUSTE DE LAS PROTECCIONES DE LA COMPENSACIÓN REACTIVA Las recomendaciones de ajuste calculadas a continuación para la compensación reactiva del paño de línea Alto Jahuel 4 en la subestación Ancoa 500 kv, son aplicables de igual manera a las protecciones del reactor de línea y de neutro del paño de línea Ancoa 4 ubicados en la subestación Alto Jahuel 500 kv Función diferencial (87R) La función diferencial del reactor de línea en los relés ABB RET670 en los extremos Ancoa y Alto Jahuel se ajustará como se muestra a continuación: IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 181 de 220

182 Ajuste de Pickup (IdMin) A continuación se calcula el umbral inferior de la característica diferencial, a partir de la corriente de operación normal del reactor. En la Tabla 68 se muestra el resumen de los cálculos realizados. Tabla 68. Corriente diferencial y de restricción en condiciones de operación normal Tap Tensión (kv) prim Tensión (kv) sec CT HV CT MV IHVprim (A) I MVprim (A) Factor I HVsec Factor I MVsec I HV (A PRIM) I MV (A PRIM) I HVpu I MVpu Idiff % Slope IBias % 1.10 Con base en los resultados anteriores, se recomienda un ajuste mínimo de 0,20 IBase para el umbral mínimo de la característica de operación de la protección diferencial. Por tanto, Ajuste de EndSection 1 amw! 0,25 Con base en los resultados mostrados en la Tabla 68 y en los criterios indicados en el numeral 9.2.1, se recomienda un ajuste de 1,50 IB para el punto de inflexión 1 (EndSection1). Por tanto, Ajuste de EndSection 2 Q!a DdW!1 = 1,50 Con base en los criterios indicados en el numeral 9.2.1, se recomienda un ajuste de 3.00 IB para el punto de inflexión 2 (EndSection2). Por tanto, Ajuste de Slope 3 Q!a DdW!2 3,00 Se ajustará en 40% ya que es un valor adecuado, para brindar tolerancia a la saturación de los transformadores de corriente, para altas corrientes de falla. IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 182 de 220

183 Ajuste de IdUnre De acuerdo con los resultados de simulación de cortocircuito trifásico en bornes del reactor en escenario de demanda alta invierno (caso 1), se obtiene una corriente máxima de falla de ka (94.32 IB). Como el rango definido para el parámetro IdUnre es IB, se ajusta en el máximo valor permitido por la protección 50,00 La característica de operación, construida a partir de los ajustes calculados anteriormente, se muestra en la Figura Característica diferencial 50 Corriente diferencial p.u Corriente de restricción p.u. IdMin Slope section 2 Slope section 3 IdUnres Figura 52. Característica de operación 87R relé RET670 para reactores de línea SE Ancoa y SE Alto Jahuel En la Tabla 69 se presentan los parámetros de ajuste de la protección diferencial de reactor (87R). Tabla 69. Ajustes función diferencial de reactor de línea en SE Ancoa y A. Jahuel 500 kv Parámetro Ajuste Parámetro Ajuste RatedVoltageW1 500 kv RatedTapOLTC1 1 IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 183 de 220

184 Parámetro Ajuste Parámetro Ajuste RatedVoltageW2 500 kv HighTapPsOLTC1 1 RatedCurrentW1 127 A TapHighVoltTC1 1 RatedCurrentW2 127 A StepSizeOLTC ConnectTypeW1 Wye (Y) IdMin 0.25 ConnectTypeW2 Wye (Y) SlopeSection ClockNumberW2 0 EndSection ZSCurrSubtrW1 On SlopeSection ZSCurrSubtrW2 On EndSection TconfigForW1 No IdUnres TconfigForW2 No I2/I1 Ratio 15.0 LocationOLTC1 Not Used I5/I1 Ratio 25.0 LowTapPosOLTC1 1 OpenCTEnable On Con los ajustes propuestos, se verificó la correcta operación de la protección diferencial del reactor en el extremo Ancoa 500 kv. En la Tabla 70 se efectúan los cálculos del desempeño de la protección RET 670 bajo las siguientes condiciones operativas: a. En operación normal. Escenario Demanda Alta Invierno Caso 1 b. Falla interna. Cortocircuito trifásico con impedancia de 50Ω en bujes del reactor de línea (aguas abajo del transformador de corriente) en escenario de Demanda Alta Invierno Caso 1. Tabla 70. Cálculos verificación de operación protección diferencial Casos I HV prim. I MV prim. k HV k MV Factor I HV sec Factor I MV sec IHV(APRIM) IMV(APRIM) Id Ib a b En la Figura 53 y la Figura 54 se muestran las condiciones de operación consideradas para la verificación de la característica diferencial porcentual del relé RET670. IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 184 de 220

185 Figura 53. Verificación de la correcta operación de la protección diferencial del reactor de línea Operación normal Figura 54. Verificación de la correcta operación de la protección diferencial del reactor de línea Operación falla interna IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 185 de 220

186 Función Falla a Tierra Restringida de Baja Impedancia (87N) La función de falla a tierra restringida de baja impedancia REFPDIF en el relé RET670 es ajustada con base en los criterios indicados en el numeral 9.2.2, considerando la corriente a la máxima tensión de servicio del reactor de línea como la corriente base IBase para el cálculo del ajuste. De acuerdo con la placa de características técnicas del reactor de línea a instalar, presentada en la Figura 55, la corriente a la máxima tensión de servicio en el reactor de línea es de A. En la Tabla 71 se presentan las recomendaciones de ajuste para esta función, mientras que en la Figura 57 se presenta la curva de operación de esta protección con los ajustes recomendados. Tabla 71. Ajustes función falla a tierra restringida de baja impedancia (87N) para reactor de línea en SE Ancoa y Alto Jahuel 500 kv Parámetro Operation Reactor Circuito 4 Alto Jahuel On IBase (A) 127 IdMin (%IB) 30.0 CTFactorPri1 1.0 CTFactorPri2 1.0 CTFactorSec1 1.0 CTFactorSec2 1.0 IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 186 de 220

187 Figura 55. Placa de características técnicas reactor de línea IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 187 de 220

188 Figura 56. Placa de características técnicas reactor de neutro Con los ajustes propuestos para la función diferencial de falla a tierra restringida (87N), se efectúa la verificación de la operación mediante simulaciones de falla monofásica, observando que la protección opera adecuadamente para los siguientes casos. a. Operación normal. Se considera una corriente residual por los transformadores de medida de máximo un 15% de la corriente nominal del reactor. b. Falla externa. Se simula falla monofásica en el punto de conexión de los reactores de línea, en un escenario de Demanda Alta Invierno Caso 1. c. Falla interna. Se simula falla monofásica de 50 Ω en el punto de conexión de los reactores de línea, después de los transformadores de corriente, en un escenario de Demanda Alta Invierno Caso 1. Tabla 72. Verificación función diferencial de falla a tierra restringida 87N Casos I HV prim. I LV prim. Factor I HV sec Factor I LV sec IpuHV IpuLV Id Ib a b c IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 188 de 220

189 Figura 57. Curva de operación función 87N para reactor de línea Operación normal y falla externa Figura 58. Curva de operación función 87N para reactor de línea Falla interna IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 189 de 220

190 Función de Sobrecorriente de Fases Temporizada (51) La protección de sobrecorriente de fases de tiempo inverso se ajustará en la etapa 1 de la función OC4PTOC del relé RET670 y seguirá los criterios indicados en el numeral De acuerdo con esto, la corriente de arranque (pickup) tiene un valor de: 1 >= B B prim Se observa que con un dial de 0.10, la función de sobrecorriente de tiempo inverso despeja una falla trifásica con impedancia en bornes del reactor en 57 ms. Para el ajuste de las etapas de tiempo definido se efectúan simulaciones de falla trifásica en bornes de 500 kv de los bancos de reactores de línea en las subestaciones Ancoa y Alto Jahuel y se toma un valor entre el 60% y el 70% del máximo valor de falla calculado. Los valores más altos de falla fueron obtenidos en un escenario de Demanda Alta Hidrología Húmeda Caso 1. Los resultados se resumen en la Tabla 73. Tabla 73. Falla trifásica en punto de conexión reactores de línea Falla 3φ en SE Ancoa Falla 3φ en SE Alto Jahuel ka ka Se ajusta la corriente de arranque de la etapa de tiempo definido en 8000 Aprim (8 Asec). 2 > 8000 Br@W d2 > 0.0 Si se ajusta la IBase como la corriente nominal del objeto protegido, no será posible programar el valor recomendado para la corriente de arranque de la etapa de tiempo definido ya que el valor máximo permitido por la protección es 2500%IBase. Por tanto, se ajustará IBase en la corriente nominal primaria del transformador de corriente asociado al reactor de línea. En la Tabla 74 se presenta el resumen con los ajustes recomendados para la función de sobrecorriente de fases. Tabla 74. Ajustes función sobrecorriente de fases (51) para reactor de línea SE Ancoa y Alto Jahuel 500 kv Parámetro Ajuste Parámetro Ajuste Operation On treset1 0.0 MeasType DFT DirMode2 Non-directional IBase (A) 1000 Characterist2 IEC Definite Time StartPHSel 1 out of 3 I2> (%IB) 800 DirMode1 Non-directional t Characterist1 IEC Very Inverse IMin2 (%IB) 800 IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 190 de 220

191 Parámetro Ajuste Parámetro Ajuste I1> (%IB) 19 t2min (s) 0.0 k I2Mult 1.0 IMin1 (%IB) 19 HarmRestrain2 On t1min (s) 0.0 2ndHarmStab (%) 15 I1Mult 1.0 ResetTypeCrv2 Instantaneous HarmRestrain1 On treset ndHarmStab (%) 15 DirMode3 OFF ResetTypeCrv1 Instantaneous DirMode4 OFF Función de Sobrecorriente de Tierra Sensitiva (51G) La función de sobrecorriente de tierra sensitiva 51G para la protección ante fallas del reactor de neutro, será ajustará en la etapa 1 de la función EF4PTOC según lo señalado en los criterios del numeral Como fue indicado allí, se requirió de la instalación de un CT tipo toroidal, con una relación de transformación de 20/1 A. Las recomendaciones de ajuste de esta función se presentan en la Tabla 75, teniendo en cuenta que la corriente de arranque tiene un valor de: Z1 >= 50% J,: B 10 B prim 50%IBase Tabla 75. Ajustes función sobrecorriente de tierra (51G) para reactor de neutro en SE Ancoa y Alto Jahuel 500 kv Parámetro Ajuste Parámetro Ajuste Operation On IMin1 (%IB) 50 MeasType DFT t1min (s) 0.00 IBase (A) 20 IN1Mult 1.0 StartPHSel 1 out of 3 ResetTypeCrv1 Instantaneous DirMode1 Non-directional treset1 0.0 Characterist1 IEC Definite time DirMode2 OFF IN1> (%IB) 50 DirMode3 OFF t DirMode4 OFF En la Figura 59 se presentan las curvas de operación de las funciones de protección de sobrecorriente de fases (51) y de tierra (51G) de acuerdo con los ajustes recomendados. Así mismo, se observa que la curva de daño del reactor de línea está ubicada por encima de las curvas de operación de las ambas funciones de sobrecorriente, con lo cual se asegura la adecuada protección del equipo. IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 191 de 220

192 Figura 59. Curva de operación función 51 y 51G reactor de línea Alto Jahuel 4 en SE Ancoa 500 kv Función de Falla Interruptor (50BF) Las recomendaciones de ajuste de la protección de falla interruptor para los reactores de línea y de neutro en las subestaciones Ancoa y Alto Jahuel 500 kv seguirán los criterios presentados en el numeral Según esto, la corriente de arranque de la unidad de fase y de la unidad de tierra se calcula como: P > 0.50 HáF. EsGI B B prim P > B B 6.985% P > 7% 1000 B Z > 0.10 HáF. EsGI B B prim Z > B B 1.397% P > 2% 1000 B De esta manera, la Tabla 76 presenta las recomendaciones de ajuste para la función CCRBRF en el relé REC670 del reactor de línea. IEB (I)_ECP C4 Ancoa-Alto Jahuel 500kV v2 Pág 192 de 220