S/E DALCAHUE 115/24,5 kv ESTUDIO DE CORTOCIRCUITOS

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1 S/E DALCAHUE 115/24,5 kv ESTUDIO DE CORTOCIRCUITOS Proyecto: S/E Dalcahue - STS Cliente:STS Nº Documento: Preparó: ENSAUT LTDA. 4 29/12/15 E.S. M.M. C.M. 3 19/11/15 E.S. M.M. C.M. 2 27/10/15 E.S. M.M. C.M. 1 21/10/15 E.S. M.M. C.M. 0 28/08/15 E.S. M.M. C.M. B 26/08/15 E.S. M.M. C.M. Atiende comentarios CDEC-SIC Atiende comentarios CDEC-SIC Aprobado para Construcción Aprobado para Construcción Aprobado para Construcción Revisión Cliente A 24/08/15 E.S. M.M. C.M. Rev. Interna - - Rev. fecha Realizó Revisó Aprobó Descripción Revisó Aprobó P.D. P.D. P.D. P.D. P.D. P.D. G.H. G.H. G.H. G.H. G.H. G.H. ENSAUT SAESA SISTEMAS DE ENERGÍA Y AUTOMATIZACIÓN LTDA.

2 1 CONTENIDO 2 INTRODUCCIÓN OBJETIVOS ANTECEDENTES DOCUMENTOS PLANOS PROGRAMAS COMPUTACIONALES PARÁMETROS ELÉCTRICOS PARÁMETROS DE TRANSFORMADORES PARÁMETROS DE LINEAS PARÁMETROS DE GENERADORES DIAGRAMA UNILINEAL SIMPLIFICADO DEL SISTEMA EN ESTUDIO SUPUESTOS DE CÁLCULO DE CORTOCIRCUITOS METODOLOGÍA DE CÁLCULO DE CORTOCIRCUITOS RESULTADOS OBTENIDOS CÁLCULO DE CORRIENTES DE CORTOCIRCUITOS SIMÉTRICAS CÁLCULO DE REACTANCIAS Y RESISTENCIAS DE SECUENCIA COMPONENTES DE CORRIENTES DE CORTOCIRCUITOS CÁLCULO DE COMPONENTES DE CORTOCIRCUITO TRIFÁSICO CÁLCULO DE COMPONENTES DE CORTOCIRCUITO BIFÁSICO AISLADO DE TIERRA CÁLCULO DE COMPONENTES DE CORTOCIRCUITO MONOFÁSICO A TIERRA CÁLCULO DE COMPONENTES DE CORTOCIRCUITO BIFÁSICO A TIERRA ANÁLISIS DE CAPACIDAD DE RUPTURA DE INTERRUPTORES CUMPLIMIENTO ART. 14 del Anexo Técnico Calculo de nivel máximo de cortocircuito CONCLUSIONES ANEXO: FOTOgrafías de placa de interruptores de S/E Dalcahue ENSAUT Ltda. 2

3 2 INTRODUCCIÓN STS está desarrollando un proyecto de construcción de la S/E Dalcahue 115/24,5 kv, 16 MVA, con el objeto de atender la carga urbana y rural de los sectores de Piruquina, Castro Alto y Butalcura, red que actualmente se energiza desde S/E Pid Pid 110/24 kv. La Subestación seccionará la línea de 110 kv Chiloé Pid Pid, a 25 km aproximadamente de S/E Chiloé, con fecha de puesta en servicio estimada para el mes de diciembre de En el marco de dicho proyecto, STS ha solicitado a ENSAUT LTDA el desarrollo del Estudio de Cortocircuitos, cuyos objetivos se describen en la siguiente sección. ENSAUT Ltda. 3

4 3 OBJETIVOS 3.1 El desarrollo del considera los siguientes objetivos: Según Anexo I Carta D.O. Nº0147/2015: verificar la suficiente capacidad de ruptura de los interruptores, en todas las nuevas instalaciones y en aquellas existentes en el entorno que pudiesen verse afectadas por la incorporación de las nuevas instalaciones, el cual debe ser realizado de acuerdo con el procedimiento DO Términos y condiciones del cálculo de corrientes de cortocircuito para la verificación del dimensionamiento de interruptores en el SIC, publicado en el sitio Web del CDEC SIC Según Términos de Referencia Estudios S/E Dalcahue 115/24,5 kv, STS de mayo 2015: la verificación de la capacidad de ruptura de interruptores, que defina los nuevos niveles de cortocircuito, con el fin de contrastarlos con las capacidades de ruptura de los interruptores existentes y proyectados en las SS/EE del sistema Chiloé Quellón 110 kv. El estudio empleará los parámetros eléctricos de instalaciones existentes incluidos en las bases de datos DigSilent que entregará STS, a las cuales se deberá agregar las nuevas instalaciones. La metodología empleada para el cálculo y verificación del dimensionamiento de los interruptores en el SIC, corresponde al procedimiento exigido por la normativa vigente que se detalla en el Anexo Técnico Nº1 Cálculo de nivel máximo de cortocircuito de la Norma Técnica de Seguridad y Calidad de Servicio emitida en Septiembre de El estudio empleará los parámetros eléctricos de instalaciones existentes incluidos en las bases de datos DigSilent modelo CDEC-SIC que entregará STS, a las cuales se deberá agregar las nuevas instalaciones. Además, se proporcionará un Diagrama Unilineal Simplificado del Sistema. ENSAUT Ltda. 4

5 4 ANTECEDENTES 4.1 DOCUMENTOS Carta D.O. Nº0147/2015 del CDEC-SIC emitida a STS S.A. con fecha Santiago, 13 de febrero de Referencia: Nueva S/E Dalcahue 115/24 kv, 16 MVA Términos de Referencia Estudios S/E Dalcahue 115/24,5 kv, emitido por el Área de Protecciones de STS en el mes de mayo de Anexo Técnico Nº1 Cálculo de nivel máximo de cortocircuito de la Norma Técnica de Seguridad y Calidad de Servicio emitida en Septiembre de Magnitudes de Capacidad de Ruptura de Interruptores de Subestaciones Primarias, proporcionadas por SAESA Catastro de Nuevos Proyectos Informados al CDEC PLANOS. N/A. 4.3 PROGRAMAS COMPUTACIONALES Programa DigSilent PARÁMETROS ELÉCTRICOS PARÁMETROS DE TRANSFORMADORES TRANSFORMADOR S/E CHILOE. Cantidad : 1. Potencia Nominal AT/MT : 90/90/18 MVA. Tensión AT (p) Tensión MT (s) Tensión BT (t) : 220kV. : 110kV. : 23kV. Zps (+) base 90 MVA : 10,27%. Zps (o) base 90 MVA : 9,18%. Zst (+) base 18 MVA : 2,35%. ENSAUT Ltda. 5

6 Zst (o) base 18 MVA : 2,43%. Zpt (+) base 18 MVA : 4,49%. Zpt (o) base 18 MVA : 3,52%. Pérdidas Cu AT-MT Pérdidas Cu MT-BT Pérdidas Cu AT-BT CDBC AT. CDSC BT. Tipo de Conexión : 224,77 kw. : 31,81 kw. : 30,59 kw. : 8x+1,25%; 0%; 8x-1,25%. : 2x+2,50%; 0%; 2x-2,50%. : YN0yn0d TRANSFORMADOR S/E SAN PEDRO. Cantidad : 1. Potencia Nominal AT/MT : 40 MVA. Tensión AT Tensión MT : 110 kv. : 30 kv. Zps (+) base 12 MVA : 13%. Zps (o) base 12 MVA : 13%. Pérdidas Cu AT-MT CDBC AT Tipo de Conexión : 50 kw. : 10x+1,5%; 0%; 10x-1,5%. : YNd TRANSFORMADOR CENTRAL SAN PEDRO. Cantidad : 18. Potencia Nominal AT/MT : 2,35 MVA. Tensión AT Tensión MT : 30kV. : 0,69kV. Zps (+) base 12 MVA : 10,9%. Zps (o) base 12 MVA : 6%. Pérdidas Cu AT-MT CDSC AT Tipo de Conexión : 22,95 kw. : 2x+2,5%; 0%; 2x-2,5%. : Dy11. ENSAUT Ltda. 6

7 TRANSFORMADOR S/E ANCUD. Cantidad : 1. Potencia Nominal AT/MT : 16 MVA. Tensión AT Tensión MT : 115 kv. : 24 kv. Zps (+) base 12 MVA : 8,27%. Zps (o) base 12 MVA : 8,11%. Pérdidas Cu AT-MT CDSC AT Tipo de Conexión : 61,5 kw. : 2x+2,875%; 0%; 2x-2,875%. : Dyn TRANSFORMADOR S/E DEGAÑ. Cantidad : 1. Potencia Nominal AT/MT : 40/40/10 MVA. Tensión AT (p) Tensión MT (s) Tensión BT (t) : 115kV. : 24kV. : 10kV. Zps (+) base 30 MVA : 15,30%. Zps (o) base 30 MVA : 15,30%. Zst (+) base 10 MVA : 1,84%. Zst (o) base 10 MVA : 1,84%. Zpt (+) base 10 MVA : 5,23%. Zpt (o) base 10 MVA : 5,23%. Pérdidas Cu AT-MT Pérdidas Cu MT-BT Pérdidas Cu AT-BT CDSC AT. Tipo de Conexión : 236 kw. : 20 kw. : 20 kw. : 2x+2,50%; 0%; 2x-2,50%. : YN0yn0d0. ENSAUT Ltda. 7

8 TRANSFORMADOR S/E PIDPID. Cantidad : 1. Potencia Nominal AT/MT : 16 MVA. Tensión AT Tensión MT : 115 kv. : 24 kv. Zps (+) base 12 MVA : 8,88%. Zps (o) base 12 MVA : 8,52%. Pérdidas Cu AT-MT CDSC AT Tipo de Conexión : 70 kw. : 2x+2,875%; 0%; 2x-2,875%. : Dyn TRANSFORMADOR S/E DALCAHUE. Cantidad : 1. Potencia Nominal AT/MT : 12/16 MVA. Tensión AT Tensión MT : 115 kv. : 24 kv. Zps (+) base 12 MVA : 6,2%. Zps (o) base 12 MVA : 6,2%. Pérdidas Cu AT-MT CDBC AT Tipo de Conexión : 40,5 kw. : 8x+1,25%; 0%; 8x-1,25%. : Dyn TRANSFORMADOR S/E CASTRO. Cantidad : 1. Potencia Nominal AT/MT : 16 MVA. Tensión AT Tensión MT : 115 kv. : 24 kv. Zps (+) base 12 MVA : 8,3%. Zps (o) base 12 MVA : 8,52%. Pérdidas Cu AT-MT CDBC AT : 70 kw. : 8x+1,25%; 0%; 8x-1,25%. ENSAUT Ltda. 8

9 Tipo de Conexión : Dyn TRANSFORMADOR S/E CHONCHI. Cantidad : 1. Potencia Nominal AT/MT : 30 MVA. Tensión AT Tensión MT : 115 kv. : 24 kv. Zps (+) base 12 MVA : 9,18%. Zps (o) base 12 MVA : 9,50%. Pérdidas Cu AT-MT CDSC AT Tipo de Conexión : 69,3 kw. : 2x+1,25%; 0%; 2x-1,25%. : Dyn TRANSFORMADOR S/E QUELLON. Cantidad : 1. Potencia Nominal AT/MT : 16 MVA. Tensión AT Tensión MT : 115 kv. : 24 kv. Zps (+) base 12 MVA : 7,6%. Zps (o) base 12 MVA : 7,81%. Pérdidas Cu AT-MT CDBC AT Tipo de Conexión : 63 kw. : 8x+1,25%; 0%; 8x-1,25%. : Dyn1. ENSAUT Ltda. 9

10 4.4.2 PARÁMETROS DE LINEAS LINEA 110 kv CHILOE ANCUD TRAMO Nº1. Longitud R (+) X (+) R (o) X (o) Y (+) Y (o) : 28,87km. : 0,2738 ohm/km. : 0,4003 ohm/km. : 0,4181 ohm/km. : 1,5049 ohm/km. : 2,8022umhos/km. : 1,3986umhos/km LINEA 110 kv CHILOE ANCUD TRAMO Nº2. Longitud R (+) X (+) R (o) X (o) Y (+) Y (o) : 5,8km. : 0,2656 ohm/km. : 0,3858 ohm/km. : 0,4099 ohm/km. : 1,4904 ohm/km. : 2,9478umhos/km. : 1,4340umhos/km LINEA 110 kv CHILOE - DEGAÑ. Longitud R (+) X (+) R (o) X (o) Y (+) Y (o) : 0,16km. : 0,2656 ohm/km. : 0,3872 ohm/km. : 0,4094 ohm/km. : 1,4882 ohm/km. : 2,9556umhos/km. : 1,3892umhos/km. ENSAUT Ltda. 10

11 LINEA 110 kv CHILOE SAN PEDRO. Longitud : 22,21km. R (+) X (+) R (o) X (o) Y (+) Y (o) : 0,07339 ohm/km. : 0,41693 ohm/km. : 0,31787 ohm/km. : 1,07789 ohm/km. : 2,9556 umhos/km. : 1,3892 umhos/km LINEA 110 kv CHILOE DALCAHUE - TRAMO Nº1. Longitud : 19,98km. R (+) X (+) R (o) X (o) Y (+) Y (o) : 0,2656 ohm/km. : 0,3858 ohm/km. : 0,4100 ohm/km. : 1,4905 ohm/km. : 2,9478umhos/km. : 1,4340umhos/km LINEA 110 kvchiloe DALCAHUE TRAMO Nº2. Longitud : 5,02km. R (+) X (+) R (o) X (o) Y (+) Y (o) : 0,2656 ohm/km. : 0,3858 ohm/km. : 0,4100 ohm/km. : 1,4905 ohm/km. : 2,9478 umhos/km. : 1,4340 umhos/km. ENSAUT Ltda. 11

12 LINEA 110 kv DALCAHUE PID PID. Longitud : 7,78 km. R (+) X (+) R (o) X (o) Y (+) Y (o) : 0,2656 ohm/km. : 0,3858 ohm/km. : 0,4100 ohm/km. : 1,4905 ohm/km. : 2,9478 umhos/km. : 1,4340 umhos/km LINEA 110 kv PID PID - CASTRO. Longitud : 8,07km. R (+) X (+) R (o) X (o) Y (+) Y (o) : 0,2656 ohm/km. : 0,3762 ohm/km. : 0,4091 ohm/km. : 1,5107 ohm/km. : 3,0248umhos/km. : 1,3239umhos/km LINEA 110 kv CASTRO CHONCHI, TRAMO Nº1. Longitud : 8,03km. R (+) X (+) R (o) X (o) Y (+) Y (o) : 0,2616 ohm/km. : 0,3809 ohm/km. : 0,406 ohm/km. : 1,4856 ohm/km. : 2,9481umhos/km. : 1,4341umhos/km. ENSAUT Ltda. 12

13 LINEA 110 kv CASTRO CHONCHI, TRAMO Nº2. Longitud : 9,86km. R (+) X (+) R (o) X (o) Y (+) Y (o) : 0,5386 ohm/km. : 0,4222 ohm/km. : 0,6827 ohm/km. : 1,5269 ohm/km. : 2,6541umhos/km. : 1,3607umhos/km LINEA 110 kv CHONCHI - QUELLON, TRAMO Nº1. Longitud : 0,83km. R (+) X (+) R (o) X (o) Y (+) Y (o) : 0,7434 ohm/km. : 0,3952 ohm/km. : 0,8869 ohm/km. : 1,5296 ohm/km. : 2,8386umhos/km. : 1,2869umhos/km LINEA 110 kv CHONCHI - QUELLON, TRAMO Nº2. Longitud : 57,45km. R (+) X (+) R (o) X (o) Y (+) Y (o) : 0,2616 ohm/km. : 0,3713 ohm/km. : 0,4051 ohm/km. : 1,5058 ohm/km. : 3,0252umhos/km. : 1,3240umhos/km. ENSAUT Ltda. 13

14 4.4.3 PARÁMETROS DE GENERADORES CENTRAL SAN PEDRO. Cantidad : 18 Potencia Nominal Tensión Nominal : 2,18 MVA. : 0,69kV. Factor de Potencia : 0,8. Conexión Resistencia de Neutro Xd Saturado Rs X2 R2 X0 R0 : Estrella levantada. : N/A. : 0,135 p.u. : 0,02p.u. : 0,18p.u. : 0,0 p.u. : 0,1p.u. : 0,01p.u CENTRAL DEGAÑ. Cantidad : 21 Potencia Nominal Tensión Nominal : 2 MVA. : 0,415kV. Factor de Potencia : 0,8. Conexión Resistencia de Neutro Xd Saturado Rs X2 R2 X0 R0 : Solidamente a tierra. : N/A. : 0,135 p.u. : 0,02p.u. : 0,18p.u. : 0,0 p.u. : 0,032 p.u. : 0,0p.u. ENSAUT Ltda. 14

15 CENTRAL DEGAÑ II. Cantidad : 12 Potencia Nominal Tensión Nominal : 1,45 MVA. : 0,415kV. Factor de Potencia : 0,8. Conexión Resistencia de Neutro Xd Saturado Rs X2 R2 X0 R0 : Solidamente a tierra. : N/A. : 0,135 p.u. : 0,02p.u. : 0,18p.u. : 0,0 p.u. : 0,032 p.u. : 0,0p.u CENTRAL CHILOE. Cantidad : 9 Potencia Nominal Tensión Nominal : 1,5 MVA. : 0,4kV. Factor de Potencia : 0,8. Conexión Resistencia de Neutro Xd Saturado Rs X2 R2 X0 R0 : Solidamente a tierra. : N/A. : 0,1577 p.u. : 0,02p.u. : 0,1678p.u. : 0,0 p.u. : 0,0094p.u. : 0,0 p.u. ENSAUT Ltda. 15

16 CENTRAL QUELLON II. Cantidad : 4 Potencia Nominal Tensión Nominal : 2,778 MVA. : 3,3kV. Factor de Potencia : 0,9. Conexión Resistencia de Neutro Xd Saturado Rs X2 R2 X0 R0 : Solidamente a tierra. : N/A. : 0,179p.u. : 0,012p.u. : 0,185p.u. : 0,0 p.u. : 0,087p.u. : 0,0 p.u. ENSAUT Ltda. 16

17 5 DIAGRAMA UNILINEAL SIMPLIFICADO DEL SISTEMA EN ESTUDIO. ENSAUT Ltda. 17

18 6 SUPUESTOS DE CÁLCULO DE CORTOCIRCUITOS 6.1. De acuerdo con la Norma IEC 60909, el cálculo de las corrientes de cortocircuito debe considerar los siguientes supuestos Durante el tiempo de duración del cortocircuito no existe cambio en el tipo de cortocircuito, esto es, un cortocircuito trifásico permanece trifásico y un cortocircuito monofásico permanece monofásico durante todo el tiempo del cortocircuito Durante el tiempo de duración del cortocircuito, no existen cambios topológicos en la red La impedancia de los transformadores es referida a la posición nominal del cambiador de tomas. No obstante, el cálculo de corrientes de cortocircuito debe considerar un factor de corrección que represente a la posición del cambiador de tomas que dé origen a la menor impedancia de cortocircuito Las magnitudes de la resistencia del arco del cortocircuito y de la impedancia de falla se consideran despreciables No se consideran: las capacitancias de las líneas, las admitancias shunt y las cargas estáticas (no-rotatorias), excepto las correspondientes a la red de secuencia cero del sistema. ENSAUT Ltda. 18

19 7 METODOLOGÍA DE CÁLCULO DE CORTOCIRCUITOS 7.1 El método de cálculo de las corrientes de cortocircuito corresponde al definido por la Norma IEC 60909: 2001, para el cálculo de corrientes de cortocircuito en sistema trifásicos de corriente alterna. 7.2 El cálculo de las corrientes de cortocircuitos deberá contemplar las siguientes condiciones para su aplicación Factor de tensión (c): De acuerdo con los niveles de tensión de las instalaciones del SIC que contempla este Anexo, se deberá considerar un factor de tensión c igual a 1,1. Esto corresponde a una tensión pre-falla igual a 1,1 veces la tensión nominal de la instalación directamente afectada Topología de la red: Se deberá considerar la configuración del sistema que presente la mayor contribución de las centrales de generación al cortocircuito, esto significa, tener conectadas todas las unidades de generación, todas las líneas y transformadores en servicio, a fin de que se configure el mayor Enmallamiento del sistema Sistema equivalente: En caso de usar redes equivalentes externas para representar el sistema o parte de este, se deberá utilizar la mínima impedancia de cortocircuito equivalente que corresponde a la máxima contribución de corriente al cortocircuito desde la red externa equivalente modelada Duración del cortocircuito: Se deberá considerar un tiempo de duración del cortocircuito, o tiempo de despeje de falla, de un segundo. 7.3 Las corrientes de cortocircuito deben ser evaluadas para los siguientes tipos de falla: Trifásica Bifásica aislada de tierra Bifásica a tierra Monofásica a tierra. 7.4 Para cada uno de los tipos de cortocircuitos indicados en el artículo precedente, se deberán determinar las siguientes componentes de la corriente de cortocircuito: ENSAUT Ltda. 19

20 7.4.1 Corriente de cortocircuito simétrica inicial: I k Corriente de cortocircuito máxima instantánea: Ip Corriente de cortocircuito simétrica de interrupción: Ib Componente continua de la corriente de cortocircuito: Idc Corriente de cortocircuito asimétrica de interrupción: Iasi Corriente de cortocircuito de régimen permanente: Ik Corriente de cortocircuito de equivalente de cortocircuito: Ith. Por otra parte, en el cálculo de las componentes de corriente de cortocircuito de interrupción, simétrica y asimétrica, y de la componente continua de la corriente de cortocircuito, se deberá emplear 40 milisegundos como tiempo mínimo en la separación de los contactos de un interruptor. 7.5 Los niveles máximos de cortocircuito de las componentes de corrientes de cortocircuito indicadas en el numeral precedente, se podrán determinar de la siguiente forma: El nivel máximo de la corriente de cortocircuito simétrica inicial, estará dado por la mayor de las correspondientes corrientes determinadas para cada tipo de cortocircuito de los indicados en el numeral 7.3 del presente documento. Sea esta corriente de cortocircuito denotada como I kmax La magnitud de la corriente de cortocircuito máxima instantánea, de acuerdo a lo indicado en el DOCUMENTO TÉCNICO 2 del Anexo Técnico Nº1 Cálculo de nivel máximo de cortocircuito de la Norma Técnica de Seguridad y Calidad de Servicio emitida en Junio de 2015, se considera igual a: Ip = 2 *I k* (1 + exp ( /(X/R))) La magnitud de la corriente de cortocircuito simétrica de interrupción, se considera igual: Ib = I k La magnitud de la componente continua de la corriente de cortocircuito, de acuerdo a lo indicado en el DOCUMENTO TÉCNICO 2 del Anexo Técnico Nº1 Cálculo de nivel ENSAUT Ltda. 20

21 máximo de cortocircuito de la Norma Técnica de Seguridad y Calidad de Servicio emitida en Junio de 2015, se considera igual a: Idc = 2 * I k * exp (4* /(X/R))) La magnitud de la corriente de cortocircuito asimétrica de interrupción, de acuerdo a lo indicado en el DOCUMENTO TÉCNICO 2 del Anexo Técnico Nº1 Cálculo de nivel máximo de cortocircuito de la Norma Técnica de Seguridad y Calidad de Servicio emitida en Septiembre de 2015, se considera igual a: Iasi = I k * (1 + 2 * exp (8* /(X/R))) El nivel máximo de la corriente de cortocircuito de régimen permanente (Ikmax), estará dado por la mayor de las correspondientes corrientes determinadas para cada tipo de cortocircuito de los indicados en el numeral 7.3 del presente documento El nivel máximo de la corriente de equivalente térmico (Ithmax), será igual al nivel máximo de la corriente de cortocircuito simétrica inicial (I kmax) para un tiempo de duración del cortocircuito de 1 segundo. Para otros tiempos de duración del cortocircuito (t) el nivel máximo de la corriente de equivalente térmico, se estimará con la siguiente expresión: Ith max = t x I k max. 7.6 Las instalaciones del sistema de transmisión con tensión nominal igual o superior a 200 kv y las instalaciones de generación, deberán soportar el efecto térmico equivalente al máximo nivel de corriente de cortocircuito simétrica inicial que se determine, considerando una duración del cortocircuito de al menos 0,5 segundos. Las instalaciones del sistema de transmisión con tensión nominal inferior a 200 kv deberán soportar el efecto térmico equivalente al máximo nivel de corriente de cortocircuito simétrica inicial que se determine, considerando una duración del cortocircuito de al menos un segundo. ENSAUT Ltda. 21

22 8 RESULTADOS OBTENIDOS 8.1 CÁLCULO DE CORRIENTES DE CORTOCIRCUITOS SIMÉTRICAS. S/E Volt. Nom I k 3f I k 2f I k 1f-t I k 2f-t kv LL. Melipulli 220 4,5 3,8 4,9 4,9 Chiloé 220 2,4 2,1 2,4 2,5 Chiloé 110 3,9 3,3 4,5 4,5 Ancud 110 2,1 1,8 1,6 2,0 Ancud 23 3,3 2,9 3,7 3,7 Degañ 110 3,9 3,3 4,5 4,4 Degañ 23 13,3 10,8 13,9 14,2 San Pedro 110 2,9 2,5 3,1 3,1 San Pedro 30 7,2 6,2 0,0 6,2 Dalcahue 110 2,7 2,3 2,1 2,5 Dalcahue 23 3,6 3,1 3,9 3,9 Pid Pid 110 2,5 2,1 1,8 2,3 Pid Pid 23 3,3 2,9 3,7 3,7 Castro 110 2,3 2,0 1,6 2,1 Castro 23 3,4 3,0 3,8 3,8 Chonchi 110 1,9 1,7 1,2 1,8 Chonchi 23 5,0 4,3 5,8 5,8 Quellón 110 1,4 1,2 0,7 1,2.. Quellón 23 5,5 4,7 6,6 6,6 ENSAUT Ltda. 22

23 8.2 CÁLCULO DE REACTANCIAS Y RESISTENCIAS DE SECUENCIA. S/E Volt. Nom X1 R1 X2 R2 X0 R0 kv LL. ohm ohm ohm ohm ohm ohm Melipulli ,5 5,6 32,5 5,6 21,2 1,3 Chiloé ,1 11,0 57,9 10,8 55,9 2,9 Chiloé ,7 2,7 18,2 2,5 9,8 0,3 Ancud ,5 12,1 32,0 11,9 62,0 14,8 Ancud 23 4,3 0,7 4,4 0,7 2,9 0,0 Degañ ,7 2,7 18,3 2,5 10,0 0,4 Degañ 23 1,1 0,2 1,2 0,1 0,8 0,0 San Pedro ,6 3,8 24,0 3,6 18,6 1,9 San Pedro 30 2,6 0,5 2,6 0,4 6, ,0 Dalcahue ,8 7,5 25,3 7,2 47,4 10,7 Dalcahue 23 4,1 0,5 4,1 0,5 3,0 0,0 Pid Pid ,9 8,7 27,4 8,4 59,1 14,0 Pid Pid 23 4,3 0,5 4,4 0,5 3,0 0,0 Castro ,9 9,9 29,4 9,6 71,5 17,4 Castro 23 4,2 0,6 4,3 0,6 3,1 0,0 Chonchi ,6 13,5 34,1 13,0 98,9 27,6 Chonchi 23 2,9 0,6 2,9 0,6 1,7 0,0 Quellón ,5 19,3 48,3 18,7 187,8 52,1.. Quellón 23 2,6 0,5 2,7 0,4 1,2 0,0 ENSAUT Ltda. 23

24 8.3 COMPONENTES DE CORRIENTES DE CORTOCIRCUITOS CÁLCULO DE COMPONENTES DE CORTOCIRCUITO TRIFÁSICO.. S/E Volt. Nom I k Ip Ib Idc Iasi Ik Ith kv LL. (peak) (c.c) X/R cc3f Melipulli 220 4,5 9,9 4,5 0,6 4,5 4,6 4,5 5,4 Chiloé 220 2,4 5,2 2,4 0,3 2,4 2,4 2,4 5,1 Chiloé 110 3,9 8,9 3,9 0,8 4,0 4,0 3,9 6,6 Ancud 110 2,1 3,9 2,1 0,0 2,1 2,1 2,1 2,6 Ancud 23 3,3 7,5 3,3 0,6 3,4 3,4 3,3 6,1 Degañ 110 3,9 8,9 3,9 0,8 4,0 4,0 3,9 6,6 Degañ 23 13,3 29,4 13,3 1,9 13,4 13,6 13,3 5,5 San Pedro 110 2,9 6,6 2,9 0,5 3,0 3,0 2,9 6,2 San Pedro 30 7,2 15,7 7,2 0,9 7,3 7,3 7,2 5,2 Dalcahue 110 2,7 5,3 2,7 0,1 2,7 2,8 2,7 3,3 Dalcahue 23 3,6 8,6 3,6 1,1 3,8 3,7 3,6 8,2 Pid Pid 110 2,5 4,8 2,5 0,1 2,5 2,5 2,5 3,1 Pid Pid 23 3,3 7,9 3,3 1,1 3,5 3,4 3,3 8,6 Castro 110 2,3 4,4 2,3 0,0 2,3 2,3 2,3 2,9 Castro 23 3,4 7,9 3,4 0,8 3,5 3,5 3,4 7,0 Chonchi 110 1,9 3,4 1,9 0,0 1,9 1,9 1,9 2,5 Chonchi 23 5,0 10,8 5,0 0,5 5,0 5,1 5,0 4,8 Quellón 110 1,4 2,5 1,4 0,0 1,4 1,4 1,4 2,5 Quellón 23 5,5 12,0 5,5 0,7 5,5 5,6 5,5 5,2 ENSAUT Ltda. 24

25 8.3.2 CÁLCULO DE COMPONENTES DE CORTOCIRCUITO BIFÁSICO AISLADO DE TIERRA.. S/E Volt. Nom I k Ip Ib Idc Iasi Ik Ith kv LL. (peak) (c.c) X/R cc2f Melipulli 220 3,8 8,4 3,8 0,6 3,8 3,9 3,8 5,6 Chiloé 220 2,1 4,6 2,1 0,3 2,1 2,1 2,1 5,2 Chiloé 110 3,3 7,6 3,3 0,8 3,4 3,4 3,3 6,9 Ancud 110 1,8 3,3 1,8 0,0 1,8 1,8 1,8 2,6 Ancud 23 2,9 6,6 2,9 0,5 3,0 3,0 2,9 6,2 Degañ 110 3,3 7,6 3,3 0,8 3,4 3,4 3,3 6,9 Degañ 23 10,8 24,9 10,8 2,4 11,1 11,0 10,8 6,8 San Pedro 110 2,5 5,7 2,5 0,5 2,5 2,5 2,5 6,4 San Pedro 30 6,2 13,9 6,2 1,0 6,3 6,3 6,2 5,8 Dalcahue 110 2,3 4,5 2,3 0,1 2,3 2,3 2,3 3,4 Dalcahue 23 3,1 7,4 3,1 0,9 3,2 3,2 3,1 8,2 Pid Pid 110 2,1 4,1 2,1 0,1 2,1 2,1 2,1 3,2 Pid Pid 23 2,9 7,0 2,9 1,0 3,1 3,0 2,9 8,7 Castro 110 2,0 3,8 2,0 0,0 2,0 2,0 2,0 3,0 Castro 23 3,0 7,0 3,0 0,7 3,1 3,1 3,0 7,1 Chonchi 110 1,7 3,1 1,7 0,0 1,7 1,7 1,7 2,6 Chonchi 23 4,3 9,3 4,3 0,5 4,3 4,4 4,3 4,8 Quellón 110 1,2 2,2 1,2 0,0 1,2 1,2 1,2 2,5 Quellón 23 4,7 10,5 4,7 0,8 4,8 4,8 4,7 5,9 ENSAUT Ltda. 25

26 8.3.3 CÁLCULO DE COMPONENTES DE CORTOCIRCUITO MONOFÁSICO A TIERRA.. S/E Volt. Nom I k Ip Ib Idc Iasi Ik Ith kv LL. (peak) (c.c) X/R cc1ft Melipulli 220 4,9 11,3 4,9 1,1 5,0 5,0 4,9 6,7 Chiloé 220 2,4 5,5 2,4 0,5 2,5 2,4 2,4 6,9 Chiloé 110 4,5 10,7 4,5 1,4 4,7 4,6 4,5 8,3 Ancud 110 1,6 3,1 1,6 0,0 1,6 1,6 1,6 3,23 Ancud 23 3,7 8,8 3,7 1,1 3,9 3,8 3,7 8,29 Degañ 110 4,5 10,7 4,5 1,4 4,7 4,6 4,5 8,2 Degañ 23 13,9 33,6 13,9 5,0 14,8 14,2 13,9 9,1 San Pedro 110 3,1 7,2 3,1 0,8 3,2 3,2 3,1 7,1 San Pedro 30 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 Dalcahue 110 2,1 4,3 2,1 0,1 2,1 2,1 2,1 3,8 Dalcahue 23 3,9 9,7 3,9 1,8 4,3 4,0 3,9 11,2 Pid Pid 110 1,8 3,6 1,8 0,1 1,8 1,8 1,8 3,6 Pid Pid 23 3,7 9,2 3,7 1,8 4,1 3,8 3,7 11,70 Castro 110 1,6 3,2 1,6 0,1 1,6 1,6 1,6 3,5 Castro 23 3,8 9,3 3,8 1,5 4,1 3,9 3,8 9,67 Chonchi 110 1,2 2,3 1,2 0,0 1,2 1,2 1,2 3,08 Chonchi 23 5,8 13,2 5,8 1,1 5,9 5,9 5,8 6,25 Quellón 110 0,7 1,4 0,7 0,0 0,7 0,7 0,7 3,15 Quellón 23 6,6 15,4 6,6 1,6 6,8 6,7 6,6 7,22 ENSAUT Ltda. 26

27 8.3.4 CÁLCULO DE COMPONENTES DE CORTOCIRCUITO BIFÁSICO A TIERRA.. S/E Volt. Nom I k Ip Ib Idc Iasi Ik Ith kv LL. (peak) (c.c) X/R cc2ft Melipulli 220 4,9 6,9 4,9 0,0 4,9 5,0 4,9 0,4 Chiloé 220 2,5 3,5 2,5 0,0 2,5 2,5 2,5 0,4 Chiloé 110 4,5 6,4 4,5 0,0 4,5 4,6 4,5 0,3 Ancud 110 2,0 2,9 2,0 0,0 2,0 2,0 2,0 0,9 Ancud 23 3,7 5,2 3,7 0,0 3,7 3,8 3,7 0,5 Degañ 110 4,4 6,2 4,4 0,0 4,4 4,5 4,4 0,3 Degañ 23 14,2 20,6 14,2 0,0 14,2 14,5 14,2 0,9 San Pedro 110 3,1 4,4 3,1 0,0 3,1 3,2 3,1 0,3 San Pedro 30 6,2 8,8 6,2 0,0 6,2 6,3 6,2 0,6 Dalcahue 110 2,5 3,6 2,5 0,0 2,5 2,5 2,5 0,7 Dalcahue 23 3,9 5,5 3,9 0,0 3,9 4,0 3,9 0,4 Pid Pid 110 2,3 3,3 2,3 0,0 2,3 2,3 2,3 0,7 Pid Pid 23 3,7 5,2 3,7 0,0 3,7 3,8 3,7 0,4 Castro 110 2,1 3,0 2,1 0,0 2,1 2,1 2,1 0,8 Castro 23 3,8 5,4 3,8 0,0 3,8 3,9 3,8 0,4 Chonchi 110 1,8 2,6 1,8 0,0 1,8 1,8 1,8 1,0 Chonchi 23 5,8 8,3 5,8 0,0 5,8 5,9 5,8 0,6 Quellón 110 1,2 1,8 1,2 0,0 1,2 1,2 1,2 1,0 Quellón 23 6,6 9,4 6,6 0,0 6,6 6,7 6,6 0,6 ENSAUT Ltda. 27

28 8.4 ANÁLISIS DE CAPACIDAD DE RUPTURA DE INTERRUPTORES. Como se puede ver en la tabla de resultados de la sección 8.1, la ubicación de las fallas y el tipo de falla simulada determinan las corrientes de cortocircuito totales a considerar para fines de evaluación de las capacidades de ruptura de los interruptores existentes y proyectados. El análisis, para cada interruptor involucrado, considera las siguientes verificaciones: La capacidad de ruptura simétrica nominal del interruptor, deberá ser mayor que la corriente de cortocircuito simétrica de interrupción (Ib). La capacidad de ruptura asimétrica del interruptor, deberá ser mayor que la corriente de cortocircuito de asimétrica de interrupción (Iasy). La capacidad de cierre contra cortocircuito nominal del interruptor, deberá ser mayor que la corriente de cortocircuito máxima instantánea (Ip). A continuación, en Tablas posteriores se verifica la capacidad de los interruptores por subestación y paño: ENSAUT Ltda. 28

29 S/E Volt. Nom kv LL. Paño Interruptor Corrientes de Cortocircuito Capacidad Ruptura Capacidad Calculadas Cierre Simetrica Asimetrica Ib Iasy Ip (c.r.) (c.r.) Melipulli 220 T55 52JL ,9 5,0 11,3 Melipulli 220 T22 52JT ,9 5,0 11,3 Melipulli 220 T33 52JT ,9 5,0 11,3 Melipulli 220 T44 52JT ,9 5,0 11,3 Chiloé 220 JL1 52JL ,5 2,5 5,2 Chiloé 110 HT1 52HT ,5 4,7 10,7 Chiloé 110 H1 52H ,5 4,7 10,7 Chiloé 110 H2 52H ,5 4,7 10,7 Chiloé 110 H3 52H ,5 4,7 10,7 Chiloé 110 HR1 52HR ,5 4,7 10,7 Ancud 110 HT2 52HT ,1 2,1 3,9 Ancud 110 HT1 52HT ,1 2,1 3,9 Ancud 23 ET1 52ET ,7 3,9 8,8 Ancud 23 E1 52E ,7 3,9 8,8 Ancud 23 E2 52E ,7 3,9 8,8 Ancud 23 E3 52E ,7 3,9 8,8 Ancud 23 E4 52E ,7 3,9 8,8 Degañ 110 HT1 52HT ,5 4,7 10,7 Degañ 23 ET1 52ET ,2 14, Degañ 23 E1 52E1 12, ,2 14,8 33,6 Degañ 23 E2 52E2 12, ,2 14,8 33,6 Degañ 23 EG1 52EG ,2 14,8 33,6 San Pedro San Pedro ,1 3,1 7, ,2 7,3 15,7 Dalcahue 110 HT1 52HT ,7 2,7 5,3 Dalcahue 110 H1 52H ,7 2,7 5,3 Dalcahue 110 H2 52H ,7 2,7 5,3 Dalcahue 23 ET1 52ET ,9 4,3 9,7 Dalcahue 23 E1 52E ,9 4,3 9,7 Dalcahue 23 E2 52E ,9 4,3 9,7 Dalcahue 23 ER 52ER ,9 4,3 9,7 Cumple : : Cumple con Holgura (La corriente calculada es menor al 80% de la capacidad del interruptor) Cumple en forma crítica (La corriente calculada se encuentra entre el 80% y el 100% de la capacidad del interruptor) : No cumple (La corriente calculada es mayor al 100% de la capacidad del interruptor) ENSAUT Ltda. 29

30 S/E Volt. Nom kv LL. Paño Interruptor Corrientes de Cortocircuito Capacidad Ruptura Capacidad Calculadas Cierre Simetrica Asimetrica Ib Iasy Ip (c.r.) (c.r.) Cumple Pid Pid 110 H2 52H ,5 2,5 4,8 Pid Pid 110 HT1 52HT ,5 2,5 4,8 Pid Pid 110 H1 52H ,5 2,5 4,8 Pid Pid 23 ET1 52ET ,7 4,1 9,2 Pid Pid 23 E1 52E ,7 4,1 9,2 Pid Pid 23 E2 52E ,7 4,1 9,2 Pid Pid 23 E3 52E ,7 4,1 9,2 Pid Pid 23 E4 52E4 12,5-32 3,7 4,1 9,2 Castro 110 HT1 52HT1 31,5-80 2,3 2,3 4,4 Castro 110 H1 52H1 31,5-80 2,3 2,3 4,4 Castro 110 H2 52H2 31,5-80 2,3 2,3 4,4 Castro 23 ET1 52ET ,8 4,1 9,3 Castro 23 E1 52E ,8 4,1 9,3 Castro 23 E2 52E ,8 4,1 9,3 Chonchi 110 H1 52H ,9 1,9 3,4 Chonchi 110 HT1 52HT ,9 1,9 3,4 Chonchi 23 ET1 52ET ,8 5,9 13,2 Chonchi 23 E1 52E1 12,5-32 5,8 5,9 13,2 Chonchi 23 E2 52E ,8 5,9 13,2 Chonchi 23 E3 52E ,8 5,9 13,2 Chonchi 23 E4 52E4 12,5-32 5,8 5,9 13,2 Quellón 110 HT1 52HT ,4 1,4 2,5 Quellón 23 ET1 52ET ,6 6,8 15,4 Quellón 23 E1 52E ,6 6,8 15,4 Quellón 23 E2 52E ,6 6,8 15,4 Quellón 23 E3 52E ,6 6,8 15,4 Quellón 23 EG1 52EG ,6 6,8 15,4 Quellón 23 EG2 52EG ,6 6,8 15,4 : Cumple con Holgura (La corriente calculada es menor al 80% de la capacidad del interruptor) : Cumple en forma crítica (La corriente calculada se encuentra entre el 80% y el 100% de la capacidad del interruptor) : No cumple (La corriente calculada es mayor al 100% de la capacidad del interruptor) ENSAUT Ltda. 30

31 8.4.1 Se concluye que todos los interruptores con excepción de Central Degañ en 23 kv, poseen capacidades de ruptura y cierre que cumplen con holgura (la corriente de cortocircuito calculada es menor al 80% de la capacidad del interruptor) los requerimientos sistémicos. En particular para el caso de la Central Degañ en 23 kv, para una falla directamente aguas debajo de cualquiera de los interruptores 52E1 o 52E2, la magnitud de corriente de cortocircuito simétrico rms que circula por cada uno de ellos corresponde a 14,2, valor superior a su respectiva capacidad de ruptura simétrica de 12,5. Además, la magnitud de corriente peak que circula por cada uno de ellos corresponde a 33,6 cr, valor superior a su respectiva capacidad de cierre de 32 cr Si bien no se precisa la capacidad de ruptura asimétrica, se puede establecer que para todos los interruptores, las corrientes de cortocircuito máximas calculadas no superan la capacidad de ruptura asimétrica de estos. Lo anterior debido a que las corrientes de cortocircuito asimétrica son incluso inferiores a la capacidad de ruptura simétrica de los interruptores analizados, la que en cualquier caso será menor que la capacidad de ruptura asimétrica. ENSAUT Ltda. 31

32 9 CUMPLIMIENTO ART. 14 DEL ANEXO TÉCNICO CALCULO DE NIVEL MÁXIMO DE CORTOCIRCUITO Se verifica a continuación el cumplimiento del Art. 14 del Anexo Técnico Calculo de nivel máximo de cortocircuito, al cual se hace referencia en el punto 7.6 del presente documento. En particular, se verifica el cumplimiento de dicha exigencia para los nuevos interruptores proyectados en S/E Dalcahue. Para lo anterior, se compara el tiempo de duración admisible de cortocircuito para cada uno de los interruptores (ver tabla de más abajo), el cual corresponde a un dato de placa, con el tiempo requerido en el Art. 14. Paño S/E Dalcahue Duración Admisible de Cortocircuito [seg] Exigencia Art. 14 [seg] Cumplimiento H1 3 1 SI H2 3 1 SI HT1 3 1 SI ET1 3 1 SI E1 3 1 SI E2 3 1 SI ER 3 1 SI Nota: Se adjunta Anexo con las fotografías de las placas de los interruptores analizados. Se verifica entonces el cumplimiento del Art. 14 del Anexo Técnico Calculo de nivel máximo de cortocircuito para todos los interruptores de la S/E Dalcahue. ENSAUT Ltda. 32

33 10 CONCLUSIONES En el presente informe se han presentado los resultados de cálculo del cortocircuito máximo para la S/E Dalcahue e instalaciones aledañas. Con lo anterior, es posible esgrimir las siguientes conclusiones: 9.1 La incorporación de la subestación Dalcahue no implica aumentos de las corrientes de cortocircuito del entorno, respecto de la condición actual, ya que según lo informado por SAESA no existen centrales ni proyectos de generación que se conecten en dicha subestación. Cabe destacar que para la misma fecha de puesta en servicio de S/E Dalcahue se contempla la entrada en servicio la Central Degañ II (14 MW), instalación considerada en el presente estudio La evaluación de las capacidades de ruptura fue realizada de manera conservadora utilizando los niveles de cortocircuito en barras de las subestaciones y los criterios del Anexo Técnico Nº1 Cálculo de nivel máximo de cortocircuito de la Norma Técnica de Seguridad y Calidad de Servicio emitida en Septiembre de De acuerdo a los criterios señalados y resultados obtenidos, las características de los interruptores de la nueva subestación Dalcahue y los de su entorno cumplen con holgura (la corriente de cortocircuito calculada es menor al 80% de la capacidad del interruptor) los requerimientos de capacidad de ruptura y cierre, con excepción de los interruptores 52E1 y 52E2 correspondientes a la Central Degañ en 23 kv, los cuales poseen capacidades de ruptura y cierre inferiores a las corrientes de las corrientes de cortocircuito generadas directamente aguas debajo de cada uno de ellos. 9.4 Para la actual Central Degañ, se debe considerar reemplazar los interruptores 52E1 y 52E2 con capacidad de ruptura y cierre de 25 rms y 63 cr, respectivamente, lo cual se abordará en el proyecto Central Degañ II. 9.5 Para la nueva Central Degañ II, se recomienda considerar equipos con capacidad de ruptura y cierre de 25 rms y 63 cr, respectivamente. ENSAUT Ltda. 33

34 11 ANEXO: FOTOGRAFÍAS DE PLACA DE INTERRUPTORES DE S/E DALCAHUE Interruptor 52H1: Interruptor 52H2: ENSAUT Ltda. 34

35 Interruptor 52HT1: Interruptor 52ET1: ENSAUT Ltda. 35

36 Interruptor 52E1: Interruptor 52E2: ENSAUT Ltda. 36

37 Interruptor 52 ER: ENSAUT Ltda. 37