INFORME TÉCNICO 6CX285799 04 octubre 2017 Rev. 01 Estudio de Preoperatividad de la Línea de Transmisión 60 kv y Subestaciones para la Conexión de las CC.HH. Kusa y Alli al SEIN Estudio de Pre-Operatividad
Proyecto Hidroeléctrico Alli Estudio de Factibilidad Fase II EE.TT. Particulares Hidro-Electromecánicas Parte 4 Equipo Electromecánico Setiembre 2017 Pagina (i) Copyright Pöyry (Peru) S.A.C. Este documento ha sido preparado por Pöyry (Peru) S.A.C. ( Pöyry ) para Concesionaria Hidroeléctrica Sur Medio S.A. ( CONHIDRO ). Pöyry no garantiza la exactitud ni la integridad de la información contenida en este documento y no hay ninguna información en el documento que deba ser considerado en firme o definitivo para las acciones futuras. Toda la información contenida en este documento es de carácter confidencial y destinado para el uso exclusivo de CONHIDRO. CONHIDRO podrá transmitir la información contenida en el informe a sus directores, funcionarios, empleados o asesores profesionales, siempre que estén informados por CONHIDRO de su carácter confidencial. Todos los derechos están reservados. Ninguna parte de este documento podrá reproducirse de ninguna forma ni por ningún medio sin la autorización por escrito de Pöyry.
Proyecto Hidroeléctrico Alli Estudio de Factibilidad Fase II EE.TT. Particulares Hidro-Electromecánicas Parte 4 Equipo Electromecánico Setiembre 2017 Pagina (ii) Contacto Pöyry (Peru) S.A.C. Atn.: Dr. Roland Schmidt Av. José Gálvez Barrenechea 223 San Isidro, Lima 27 Perú Tel. +51 1 2249 111 E-mail: roland.schmidt@poyry.com www.poyry.com Martin Nater Av. José Gálvez Barrenechea 223 San Isidro, Lima 27 Peru E-mail: martin.nater@poyry.com Ing. Marcelo Maldonado (marcelo.maldonado@poyry.com) Ing. Solange Freyre (solange.freyre@poyry.com)
Página i Contenido 1 INTRODUCCIÓN... 1 2 OBJETIVO... 3 3 ALCANCE... 4 3.1 Central Hidroeléctrica Kusa... 4 3.2 Central Hidroeléctrica Alli... 5 3.3 Línea de Transmisión 60 kv CH. Kusa CH. Alli, Simple Terna, 5.3 km... 7 3.4 Línea de Transmisión 60 kv CH. Alli Nueva SE Lucanas, Doble Terna, 3.47 km... 7 3.5 Subestación de la CH Kusa 60 kv... 8 3.6 Subestación de la CH Alli 60 kv... 8 3.7 Nueva Subestación Lucanas 60 kv... 8 4 AÑO PREVISTO DE LA PUESTA EN OPERACIÓN... 9 5 DESCRIPCIÓN DEL ÁREA DEL PROYECTO... 10 5.1 Ubicación... 10 5.2 Condiciones climáticas y geográficas... 10 5.3 Condiciones sísmicas... 11 5.4 Características del sistema eléctrico... 11 6 INSTALACIONES EXISTENTES CERCANAS AL PROYECTO... 12 6.1 Línea de Transmisión Nazca Puquio 60 kv... 12 6.2 Línea de Transmisión Puquio Cora Cora 60 kv... 12 6.3 Subestación Puquio 60/22,9/10 kv... 12 6.3.1 Configuración... 12 6.3.2 Equipamiento en 60 kv... 14 6.3.3 Equipamiento en 22,9 kv... 15 6.3.4 Subestación Puquio 10 kv... 15 7 DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO... 17 7.1 Condiciones de Operación... 17 7.2 Línea de transmisión CH. Alli Nueva SE Lucanas, 60 kv, 3.47 km... 17 7.3 Línea de transmisión CH. Kusa CH. Alli, 60 kv, 5.3 km... 18 7.4 Franja de Servidumbre... 19 7.5 Distancias de seguridad... 19 7.5.1 Niveles de aislamiento... 20 7.5.2 Límites de tensión mecánica en los conductores... 20 7.6 Subestaciones de Potencia... 20
Página ii 7.6.1 Aislamiento... 21 7.6.2 Distancias de seguridad... 21 7.6.3 Niveles de cortocircuito... 23 7.6.4 Subestación Elevadora Kusa 10/60 kv... 23 7.6.5 Subestación Elevadora Alli 10/60 kv... 24 7.6.6 Nueva Subestación SE Lucanas 60 kv... 24 8 ANÁLISIS DEL SISTEMA ELÉCTRICO... 27 8.1 Flujo de Potencia en Operación Normal... 27 8.2 Flujo de Potencia en Contingencias... 27 8.3 Cálculos de Cortocircuito... 28 8.3.1 Cortocircuito Monofásico... 28 8.3.2 Cortocircuito Bifásico a Tierra... 29 8.3.3 Cortocircuito Trifásico... 30 8.3.4 Máximo Cortocircuito... 30 8.4 Estimaciones de Estabilidad... 31
Página iii Lista de Figuras: Figura 2-1: Esquema de conexión al SEIN 3 Figura 6-1: Esquema Unifilar Existente Subestación Puquio 60/22,9/10 kv 13 Figura 6-2: Vista Fotográfica Subestación Puquio 60/22,9/10 kv 14 Figura 7-1: Línea de Transmisión Alli-Nueva SE Lucanas 60 kv 18 Figura 7-2: Línea de Transmisión Kusa - Alli 60 kv 19 Figura 7-3: Ubicación de subestaciones SE Kusa, SE Alli, SE Lucanas 21 Figura 7-4: Dimensiones y distancias de un operador 22 Figura 7-5: Distancias al cerco de seguridad 23 Figura 7-6: Ubicación y disposición de la Nueva SE Lucanas 25 Figura 7-7: Nueva SE Lucanas vista de planta 26 Lista de Tablas: Tabla 1-1: Características principales de los proyectos en el Río San José 1 Tabla 1-2: Características principales de los proyectos Kusa, Sumaq y Alli 1 Tabla 1-3: Características los proyectos Kusa y Alli de acuerdo al contrato RER 2 Tabla 1-4: Características los Proyectos Kusa y Alli de acuerdo al Estudio de Alternativas 2 Tabla 3-1: Características generales de la CH Kusa (1/2) 4 Tabla 3-2: Características generales de la CH Kusa (2/2) 5 Tabla 3-3: Características generales de la CH Alli (1/2) 6 Tabla 3-4: Características generales de la CH Alli (2/2) 7 Tabla 5-1: Características del sistema eléctrico 60 kv 11 Tabla 7-1: Condiciones de operación 17 Tabla 7-2: Condiciones de seguridad 19 Tabla 7-3: Niveles de aislamiento 20 Tabla 8-1: Cortocircuito monofásico. Avenida y estiaje máxima demanda 2019 28 Tabla 8-2: Cortocircuito bifásico a tierra. Avenida máxima demanda 2019 29 Tabla 8-3: Cortocircuito bifásico a tierra. Estiaje máxima demanda 2019 29 Tabla 8-4: Cortocircuito trifásico. Avenida y estiaje máxima demanda 2019 30 Tabla 8-5: Máximo cortocircuito. 2026 30
Página 1 1 INTRODUCCIÓN En mayo de 2015, Constructora Málaga Hnos. S.A. contrató a Pöyry (Perú) S.A.C. para realizar un estudio con la finalidad de determinar el potencial hidroeléctrico de la cuenca del Río San José, ubicada en la provincia de Lucanas, departamento de Ayacucho. El trabajo mencionado incluyó dos visitas de campo a la zona de los potenciales proyectos y concluyó en octubre de 2015. Como resultado Pöyry recomendó un esquema con 6 centrales hidroeléctricas en cascada con una potencia instalada total de 85.7 MW y una presa de regulación en la cabecera de esta cascada, ubicada aguas abajo de la confluencia de los ríos Iruro y Pallpo. La siguiente tabla muestra los datos principales de los 6 proyectos: Tabla 1-1: Características principales de los proyectos en el Río San José Por otro lado, el estado a través del ente regulador en energía y minería Osinergmin, lanzó en el año 2015 una 4ta subasta de energía renovable, donde proyectos hidroeléctricos con potencia instalada menor a 20 MW podían participar hasta un total de 450 GWh por año. Constructora Málaga decidió participar en esta subasta con 3 de los 6 proyectos estudiados, y se acordó que fueran los proyectos San José 2, 3 y 4 a ser destacados para participar. Para este fin, los proyectos fueron renombrados, llamándolos ahora Kusa (antes San José 2), Sumaq (antes San José 3) y Alli (antes San José 4). La siguiente tabla muestra las características principales de estos 3 proyectos, resultado de un correspondiente diseño básico elaborado por Pöyry: Tabla 1-2: Caudal Cotas Salto Pérdida Salto Potencia Proyecto de diseño Cámara carga Restitución bruto de carga neto instalada (m3/s) (msnm) (msnm) (m) (m) (m) (MW) 1 7.00 3,300 3,130 170.00 1.85 168.15 10.3 2 7.60 3,115 2,880 235.00 3.03 231.97 15.4 3 8.10 2,850 2,680 170.00 5.84 164.16 11.6 4 8.30 2,659 2,460 199.00 2.96 196.04 14.2 5 8.50 2,448 2,240 208.00 2.84 205.16 15.2 6 16.00 2,226 2,087 139.00 2.98 136.02 19.0 Total 85.7 Caudal Cotas Salto Pérdida Salto Potencia Proyecto de diseño Cámara carga Restitución bruto de carga neto instalada (m3/s) (msnm) (msnm) (m) (m) (m) (MW) Kusa 7.60 3,118.14 2,885.00 233.14 5.05 228.09 15.55 Sumaq 8.10 2,877.00 2,680.00 197.00 22.31 174.69 12.87 Alli 8.30 2,659.85 2,460.00 199.85 5.88 193.97 14.51 Total 42.93 Características principales de los proyectos Kusa, Sumaq y Alli Para cumplir con los requisitos de la subasta RER con respecto a una experiencia comprobada en la operación de centrales hidroeléctricas, Constructora Málaga formó con el Sindicato Energético S.A. ( SINERSA, constituida en 1994, que desarrolló y opera las C.H. Curumuy de 12.5 MW, Poechos 1 de 15.4 MW y Poechos 2 de 10.0 MW en el norte
Página 2 del Perú) el Consorcio Hidroeléctrico Sur Medio S.A. que posteriormente fue renombrado en Concesionaria Hidroeléctrica Sur Medio S.A. ( CONHIDRO ). El 16 de febrero de 2016 Osinergmin, en un acto público, adjudicó proyectos hidroeléctricos de la 4ta subasta RER y dentro de los mismos fueron beneficiados CH Kusa y CH Alli un contrato de compra-venta de energía con el estado. De acuerdo a la adjudicación, la información pertinente de los dos proyectos es la siguiente: Tabla 1-3: Características los proyectos Kusa y Alli de acuerdo al contrato RER En consideración de los resultados de la adjudicación de los proyectos RER, donde de los 3 proyectos en cascada, CONHIDRO ganó el primero aguas arriba (Kusa) y el último aguas abajo (Alli), pero no el intermedio (Sumaq), Pöyry propuso como alternativa absorber el proyecto Sumaq por los otros dos, resultando los proyectos alternativos de Kusa y Alli con mayor salto bruto y potencia instalada de 16 MW cada uno. Para determinar las características técnicas y económicas de los proyectos alternativos propuestos, Pöyry elaboró en marzo y abril de 2016 un Estudio de Alternativas, donde las mencionadas alternativas con mayor salto bruto resultaron como mejor alternativa. Los datos técnicos de estas alternativas se muestran en la siguiente Tabla 1-4. Tabla 1-4: Barra de Potencia Energía Precio Fecha puesta Fecha vigencia Proyecto oferta instalada ofertada monómico en operación contrato RER (--) (MW) (GWh/año) (USD/MWh) (--) (--) Kusa Marcona 220 kv 15.55 72.53 45.40 31-12-2018 31-12-2038 Alli Marcona 220 kv 14.51 69.32 45.40 31-12-2018 31-12-2038 Total 30.06 141.85 Caudal Cotas Salto Pérdida Salto Potencia Energía Proyecto de diseño Cámara carga Restitución bruto de carga neto instalada media anual (m3/s) (msnm) (msnm) (m) (m) (m) (MW) (GWh) Kusa 7.00 3,125.80 2,815.00 310.80 44.69 266.11 16.03 96.79 Alli 7.00 2,798.96 2,520.00 278.96 15.58 263.38 15.99 96.29 Total 32.02 193.08 Características los Proyectos Kusa y Alli de acuerdo al Estudio de Alternativas El mencionado Estudio de Alternativas fue la base para el Estudio de Aprovechamiento Hídrico que fue remitido por separado para los dos proyectos Kusa y Alli a la Autoridad Nacional del Agua (ANA) para su aprobación. Con esta solicitud se fijaron los puntos de captación y restitución de ambos proyectos. El Estudio de Factibilidad y posterior Estudio Definitivo se basan en el Estudio de Alternativas y como consecuencia a los proyectos según la Tabla 1-4 arriba. En este sentido, se prevé optimizar y detallar estos proyectos, más no elaborar nuevas alternativas.
2 OBJETIVO CONHIDRO Página 3 El presente documento tiene como objetivo presentar la descripción de la ingeniería de líneas de transmisión y subestaciones de potencia del proyecto como parte de la documentación del Estudio de Pre-operatividad de la Conexión de las centrales hidroeléctricas Kusa y Alli al Sistema Interconectado Nacional (SEIN). Las instalaciones previstas en el proyecto con la finalidad de evacuar la potencia al SEIN son las siguientes: - Nueva CH. Kusa, voltaje de generación 10 kv, voltaje de transmisión 60 kv. - Nueva CH. Alli, voltaje de generación 10 kv, voltaje de transmisión 60 kv. - Nueva SE Lucanas 60 kv, simple barra, cuatro (4) bahías, que nace del seccionamiento de la línea SE Nazca SE Puquio. - Nueva Línea de Transmisión CH. Kusa CH Alli, 60 kv, simple terna, 5.3 km. - Nueva Línea de Transmisión CH Alli Nueva SE Lucanas, 60 kv, doble terna, 3.47 km. - Reforzamiento de la línea de transmisión en 60 kv SE Nazca SE Lucanas, mediante el reemplazo de los conductores de fase ACSR 120 mm 2 por AAAC 240 mm 2. E instalación de cable OPGW de 70 mm 2 (24 hilos de FO) - Instalación de cable OPGW de 70 mm 2 (24 hilos de FO) en el tramo de línea SE Lucanas SE Puquio. Seguidamente se muestra el diagrama unifilar simplificado del proyecto: Figura 2-1: Esquema de conexión al SEIN
Página 4 3 ALCANCE Presentar el desarrollo de la ingeniería de líneas de transmisión y subestaciones de potencia del proyecto, el cual estará compuesto por la descripción del proyecto, criterios de diseño, planos y cálculos justificativos, en el marco del desarrollo del Estudio de Preoperatividad, que tiene como fin verificar que el equipamiento principal de las instalaciones del proyecto, no impacten en la operación del sistema interconectado SEIN. 3.1 Central Hidroeléctrica Kusa Las características principales de la central Kusa se resumen en las siguientes tablas: Tabla 3-1: Características generales de la CH Kusa (1/2)
Nombre de Proyecto Region Provincia Distrito Cuenca de Aporte Rios Aprovechados Información General Tabla 3-2: Características generales de la CH Kusa (2/2) La tensión de generación se ha definido en 10 kv. CONHIDRO Página 5 CH Kusa Ayacucho Lucanas Lucanas Cuenca San Jose Río San Jose Características Técnicas Unidades Cámara de carga Nivel de operación msnm 3,090.7 Nivel de fondo del pozo de ingreso de tubería msnm 3,081.7 Sistema de Conducción Tipo: Tubería de conducción, tubería forzada, canal de descarga Tubería de conducción Longitud de tubería D=1900mm m 3,780.0 Longitud de tubería D=1750mm m 3,780.0 Tubería forzada Longitud de tubería forzada m 525.0 Diámetro de tubería forzada m 1.3 Canal de Descarga Longitud de Canal m 50.0 Ancho del canal m 3.0 Chimenea de equilibrio Tubería de chimenea Unidades de tubería und 2 Longitud del tubería m 136.4 Diámetro de tubería m 1.8 Pozo de equilibrio Altura m 8.0 Área m 2 45.0 Nivel de agua normal msnm 3,072.1 Diámetro del tubería m 1.8 Casa de Maquinas Tipo: Casa de Maquinas en caverna Caverna de máquinas Dimensiones: ancho/alto/longitud m 13.90 x 16.1 x 38.90 Tipo de Turbinas Pelton eje vertical Numero de unidades 2 Nivel de eje de turbina msnm 2802.2 Caudal de diseño por unidad m 3 /s 3.5 Capaciada instalada por unidad MW 8.0 Caverna de transformadores Accesos Accesos Proyectados km 3.26 3.2 Central Hidroeléctrica Alli Las características principales de la central Alli se resumen en las siguientes tablas:
Página 6 Tabla 3-3: Características generales de la CH Alli (1/2)
Página 7 Tabla 3-4: Características generales de la CH Alli (2/2) La tensión de generación se ha definido en 10 kv. 3.3 Línea de Transmisión 60 kv CH. Kusa CH. Alli, Simple Terna, 5.3 km Con conductor de aleación de aluminio AAAC 120 mm 2, cable de guarda tipo OPGW de 70 mm 2 (24 hilos de FO), torres metálicas de celosía, aisladores poliméricos. El equipamiento eléctrico considerado, será instalado en el lugar dispuesto según planos del proyecto. 3.4 Línea de Transmisión 60 kv CH. Alli Nueva SE Lucanas, Doble Terna, 3.47 km Con conductor de aleación de aluminio AAAC 120 mm 2, cable de guarda tipo OPGW de 70 mm 2 (24 hilos de FO), torres metálicas de celosía, aisladores poliméricos. El equipamiento eléctrico considerado, será instalado en el lugar dispuesto según planos del proyecto.
3.5 Subestación de la CH Kusa 60 kv CONHIDRO Página 8 Será una subestación de elevación de 10 kv a 60 kv, con un transformador de 18 MVA (60/10 kv) y una bahía de salida de salida de línea para 60 kv. 3.6 Subestación de la CH Alli 60 kv Será una subestación de elevación de 10 kv a 60 kv, con un transformador de 18 MVA (60/10 kv) y una bahía de salida de salida de línea para 60 kv. 3.7 Nueva Subestación Lucanas 60 kv Será una subestación en 60 kv, simple barra y cuatro (4) bahías de salida de línea, esta subestación nace de la apertura de la línea existente Nazca-Puquio y permite conectar la línea de transmisión en doble terna que proviene de las centrales hidroeléctricas Kusa y Alli, mediante las bahías de línea respectivas.
Página 9 4 AÑO PREVISTO DE LA PUESTA EN OPERACIÓN El presente proyecto tiene previsto ingresar en operación para mediados del año 2020.
Página 10 5 DESCRIPCIÓN DEL ÁREA DEL PROYECTO 5.1 Ubicación El área especificada tiene una extensión total de 5,606 ha, abarcando los 2 proyectos hidroeléctricos Kusa y Alli, y la línea de transmisión hasta la Nueva SE Lucanas 60 kv. 5.2 Condiciones climáticas y geográficas El clima del área del proyecto posee características propias de los valles interandinos de la Sierra. Además de las recomendaciones del Código Nacional de Electricidad respecto al área del proyecto, se adopta las siguientes condiciones climatológicas para el diseño de la línea: La temperatura en la zona de proyecto es: Mínima : 0 C Media : 15 C Máxima : 30 C Velocidad de viento : 29 m/s (104 km/h) La geografía de la zona del proyecto es de característica ondulada, dentro de la sierra central de Perú.
5.3 Condiciones sísmicas CONHIDRO Página 11 Considerando que el proyecto está localizado en áreas con diferentes características sísmicas, todos los equipos estarán diseñados para trabajar bajo las siguientes condiciones sísmicas: Para equipos eléctricos Aceleración horizontal : 0.5 g. Aceleración vertical : 0.3 g. 5.4 Características del sistema eléctrico Las características del sistema eléctrico son las siguientes: PARAMETRO UNIDAD VALOR Tensión nominal del sistema kv 60 Tensión máxima asignada kv 72.5 Frecuencia asignada Hz 60 Puesta a tierra del sistema sólido Número de fases 3 Tensión soportada asignada al impulso tipo rayo en el sitio de instalación kvp 325 Tensión soportada asignada a frecuencia industrial en el sitio de instalación kvp 175 Corriente de corta duración admisible ka 31.5 Duración del cortocircuito asignado s 1 Distancia mínima de fuga mm/kv / mm 31 / 2247.5 Tensión máxima de radio interferencia, medida a 0.5MHz µv - Designación de fases R, S, T Tiempo normal de aclaración de la falla ms 100 Tiempo de aclaración de la falla en respaldo ms 300 Tabla 5-1: Características del sistema eléctrico 60 kv
Página 12 6 INSTALACIONES EXISTENTES CERCANAS AL PROYECTO 6.1 Línea de Transmisión Nazca Puquio 60 kv Las características básicas de la línea de transmisión Nazca Puquio son: Tensión : 60 kv Potencia nominal : 31 MVA Número de ternas : 1 Disposición conductores : Triangular Frecuencia : 60 Hz Longitud : 101.0 km Conductor activo : ACSR 120 mm² Estructuras Material : Torres de celosía Configuración de la estructura : Brazos en dos niveles Aislador : Polimérico 6.2 Línea de Transmisión Puquio Cora Cora 60 kv Las características básicas de la línea de transmisión Puquio Cora Cora son: Tensión : 60 kv Potencia nominal : 31 MVA Número de ternas : 1 Disposición conductores : Triangular Frecuencia : 60 Hz Longitud : 52.0 km Conductor activo : AAAC 120 mm² Estructuras Material : Torres de celosía Configuración de la estructura : Brazos en dos niveles Aislador : Polimérico 6.3 Subestación Puquio 60/22,9/10 kv 6.3.1 Configuración La configuración actual de la subestación puquio en 60 kv es derivación en T, no presenta sistema de barras y la celda de línea a Cora-Cora se conecta en T. En el lado de 22,9 kv y 10 kv si presenta sistema de barras para las celdas de media tensión. A continuación, se muestra el esquema unifilar actual de la subestación puquio y una vista fotográfica.
Página 13 Figura 6-1: Esquema Unifilar Existente Subestación Puquio 60/22,9/10 kv En la figura anterior podemos observar que la llegada de la línea de transmisión proveniente de la subestación Nazca no posee interruptor, tampoco seccionadores, ni transformadores de medida.
Página 14 Figura 6-2: Vista Fotográfica Subestación Puquio 60/22,9/10 kv 6.3.2 Equipamiento en 60 kv Actualmente la subestación presenta el siguiente equipamiento en 60 kv: Bahía de Llegada de SE Nazca 60 Kv Tres (3) Pararrayos 10 ka, clase 3. Bahía de Salida a SE Cora Cora Un (1) Interruptor de 145 kv, 3150 A, 31.5 ka. Un (1) Seccionador Tripolar de línea motorizado c/p.a.t. de 123 kv, 800 A. Un (1) Seccionador Tripolar motorizado s/p.a.t. de 123 kv, 800 A, 450 kvbil. Tres (3) Transformadores de Corriente 20-50-100/5/5/5 A, 2x30 VA Cl 5P20, 1x30 VA Cl 0.2. Tres (3) Pararrayos 10 ka, clase 3. Bahía de Transformadores de Potencial. Un (1) Interruptor Tripolar de Potencia de 100 kv, 800 A, 31,5 ka. Un (1) Seccionador Tripolar motorizado s/p.a.t. de 100 kv, 800 A. Tres (3) Transformadores de Tensión 100 kv, 50 VA CL 05, 50 VA-CL 3P. Transformador de Potencia Un (1) transformador de potencia de 7-9/7-92-2.5 MVA, ONAN/ONAF, 60/22,9/10 kv, conexión Ynynd5 con neutro aterrizado a tierra mediante una resistencia por el lado de 10 kv, lo que permitirá la circulación de las corrientes
6.3.3 Equipamiento en 22,9 kv CONHIDRO Página 15 producto de fallas monofásicas. Incluye tres (3) Transformadores de corriente 250-200)/ 5-5-5 A. El equipamiento en 22,9 kv, está conformado por celdas de tipo no convencional los cuales se describen a continuación: Celdas Metal Enclosed de Línea, se encuentra formada por: Un (1) Interruptor de potencia tipo extraíble de 24 kv, 630 A, 25 ka. Un (1) Seccionador tripolar de línea con motor c/p.a.t. 24 kv, 400 A. Tres (3) Transformadores de corriente 300/ 5-5 A. Un (Tres) Transformadores de corriente toroidal 200/1 A. 5 VA. Celda de Transformación, conformada por: Un (1) Interruptor de potencia tipo extraíble de 36 kv, 800 A, 20 ka. Un (1) Seccionador tripolar de línea con motor c/p.a.t. 36 kv, 800 A. Celda de medición, conformada por: Tres (3) fusible de 36 KV de 2 A. Tres (3) transformadores de tensión 22,9/ 3 / 0,10/ 3 / 0,10/ 3 V. Celda de Servicios Auxiliares. Electrodunas tiene planificada la instalación de una (1) celda de Servicios auxiliares, constituida por: Tres (3) fusibles de 22,9 KV, 31,5 A Un Transformador de Servicios auxiliares 22,9+- 2x2.5%/0.4-0,23 KV y de 50 KVA de conexión Dyn11, instalado a la intemperie. 6.3.4 Subestación Puquio 10 kv El equipamiento en 10 kv, está conformado por celdas de tipo no convencional los cuales se describen a continuación: Celdas Metal Enclosed de Salida 1, conformado por: Un (1) Interruptor de potencia tipo extraíble de 17.5 kv, 630 A, 20 ka. Un (1) Seccionador tripolar de línea motorizado de 17,5 kv, 630 A. Tres (3) Transformadores de corriente 600/ 5-5 A. Tres (3) Pararrayos 12 ka, clase 2. Celda de Transformación, conformado por: Un (1) Interruptor de potencia tipo extraíble de 17.5 kv, 630 A, 20 ka. Un (1) Seccionador tripolar de línea motorizado de 17,5 kv, 630 A. Tres (3) Transformadores de corriente 600/ 5-5 A. Tres (3) Pararrayos 12 ka, clase 2. Celdas de Conexión a Central Térmica, conformador por: Un (1) Interruptor de potencia tipo extraíble de 17.5 kv, 630 A, 20 ka. Un (1) Seccionador tripolar de línea motorizado de 17,5 kv, 630 A. Tres (3) Transformadores de corriente 600/ 5-5 A.
Página 16 Tres (3) Pararrayos 12 ka, clase 2. Celda de medición, conformador por: Tres (3) fusible de 17,5 KV de 2 A. Tres (3) transformadores de tensión 10/ 3 / 0,10/ 3 / 0,10/ 3 V. 2x30 VA, 3P. Cl 0.5. Celda de Transformador Zig-Zag, conformador por: Tres (3) fusibles de 17,5 KV, 31,5 A Un Transformador Zig-Zag 17,5 kv, 95 kvbil, 175 kva.
Página 17 7 DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO Siguiendo la normativa en el diseño de las líneas de transmisión CH. Kusa CH Alli, 60 kv, terna simple y CH. Alli Nueva SE Lucanas, 60 kv, terna doble, se considerará utilizar la menor cantidad de vértices y además la ruta respetará el área de concesión del proyecto. 7.1 Condiciones de Operación Las condiciones de operación se muestran, según la tabla siguiente: Nivel de tensión Nivel de tensión máxima Frecuencia Capacidad Nominal a 20 C Capacidad Térmica a 75 C 60 kv 72.5 kv 60 Hz Caída de tensión máxima 5 % Tabla 7-1: Condiciones de operación 22.5 MVA 36.5 MVA 7.2 Línea de transmisión CH. Alli Nueva SE Lucanas, 60 kv, 3.47 km Las características básicas de la línea de transmisión Alli Nueva SE Lucanas son: Tensión : 60 kv Potencia de transmisión : 50 MVA Número de ternas : 2 Disposición conductores : Vertical por terna Frecuencia : 60 Hz Longitud : 3.47 km Conductor activo : AAAC 120 mm² Cable con fibra óptica : OPGW 70 mm 2 Estructuras Material : Torres de celosía Configuración de la estructura : Brazos en dos niveles Aislador : Polimérico
Página 18 NUEVA SE LUCANAS 60 kv NUEVA CH ALLI PATIO DE LLAVES 60 kv NUEVA LÍNEA DE TRANSMISION 60 kv CH.ALLI SE LUCANAS Figura 7-1: Línea de Transmisión Alli-Nueva SE Lucanas 60 kv 7.3 Línea de transmisión CH. Kusa CH. Alli, 60 kv, 5.3 km Las características básicas de la línea de transmisión Kusa Alli son: Tensión : 60 kv Potencia de Transmisión : 25 MVA Número de ternas : 1 Disposición conductores : Triangular Frecuencia : 60 Hz Longitud : 5.3 km Conductor activo : AAAC 120 mm² Cable con fibra óptica : OPGW 70 mm 2 Estructuras Material : Torres de celosía Configuración de la estructura : Brazos en dos niveles Aislador : Polimérico
Página 19 NUEVA CH KUSA PATIO DE LLAVES 60 kv NUEVA LÍNEA DE TRANSMISION 60 kv KUSA-ALLI EN SIMPLE TERNA NUEVA CH ALLI PATIO DE LLAVES 60 kv Figura 7-2: Línea de Transmisión Kusa - Alli 60 kv 7.4 Franja de Servidumbre Según el código nacional de electricidad 2011, el ancho mínimo de franja de servidumbre para la línea de 60 kv es 16 m. El trazo de ruta respeta la franja de servidumbre requerida. 7.5 Distancias de seguridad Las distancias de seguridad utilizadas en el diseño de la línea de trasmisión del presente proyecto están basadas en el Código Nacional de Electricidad - Suministro 2011. Estas se simulan con el conductor en estado final (creep), según la tabla siguiente: Distancias verticales al suelo Cuando el conductor cruza o sobresale Vías férreas Carreteras, avenidas sujetas a tráfico de camiones Caminos, calles y otras áreas sujetas a tráfico de camiones Espacios peatonales no transitables por vehículos Distancia de diseño 8.7 m 7.7 m 7.2 m 5.7 m Distancias en los cruces Al cruce con otros conductores Retenidas, alambres neutros, cables de guarda Comunicaciones: retenidas, conductores y cables Líneas primarias hasta 23 kv Tabla 7-2: Condiciones de seguridad Distancia de diseño 1.9 m 2.5 m 2.0 m
7.5.1 Niveles de aislamiento CONHIDRO Página 20 Los valores estandarizados de aislamiento, se muestran según la tabla siguiente: Característica de cadena Número de elementos (aisladores) / cadena vertical 6 Línea de fuga minima Tensión crítica disruptiva a frecuencia industrial (húmedo) Tensión crítica disruptiva ante el impulso tipo rayo (+) Longitud máxima de la cadena de aisladores hasta la grapa (Lcad) Distancia mínima a masa, cadena en posición vertical (a) Distancia mínima a masa, cadena en inclinación (b) Tabla 7-3: Niveles de aislamiento 7.5.2 Límites de tensión mecánica en los conductores Valor 1752 mm 240 kv 560 kvp 1.20 m 1.20 m 0.65 m Acorde con lo establecido en el CNE, los esfuerzos de tensión a 25 C sin carga externa, no deberán exceder: El 25 % de su resistencia nominal en rotura (estado inicial) El 22 % de su resistencia nominal en rotura (estado final) Así mismo los esfuerzos en cualquier otro caso, no superarán el 60% de su resistencia nominal a la rotura. 7.6 Subestaciones de Potencia La conexión de las dos centrales hidroeléctricas Kusa y Alli al sistema interconectado nacional SEIN se realizará considerando la implementación de la siguiente subestación: SE Lucanas 60 kv
Página 21 NUEVA LÍNEA DE TRANSMISION 60 kv KUSA-ALLI (SIMPLE TERNA) NUEVA CH KUSA PATIO DE LLAVES 60 kv NUEVA SE LUCANAS 60 kv NUEVA CH ALLI PATIO DE LLAVES 60 kv NUEVA LÍNEA DE TRANSMISION 60 kv CH. ALLI- SE. LUCANAS (DOBLE TERNA) Figura 7-3: Ubicación de subestaciones SE Kusa, SE Alli, SE Lucanas 7.6.1 Aislamiento Los niveles de aislamiento interno y externo para los equipos se han seleccionado según la tensión más elevada de la red, para menos de 1,000 msnm. Tensión nominal del sistema : 60 kv Tensión máxima del equipo : 72.5 kv Tensión de sostenimiento a la frecuencia Industrial : 140 kv Tensión de sostenimiento a la onda de impulso 1,2/50 : 325 kvpico Tensión Nominal del pararrayos : 54 kv Línea de fuga del aislador : 31 mm/kv 7.6.2 Distancias de seguridad 7.6.2.1 Distancias Fase-Fase y Fase-Tierra Las distancias de seguridad se calcularán a partir de los niveles de aislamiento resultantes del estudio de coordinación de aislamiento y siguiendo las recomendaciones de la norma IEC 60071-1 y 60071-2, y el Código Nacional de Electricidad. Estas distancias se seleccionarán en base en la normalización presentada en la norma IEC 60071-2, en la cual se correlaciona la soportabilidad al impulso atmosférico y al impulso tipo maniobra con las distancias mínimas en aire. Se tomarán en cuenta las siguientes consideraciones generales para las distancias de seguridad: Distancias desde tierra: factores tales como tensión de la instalación, altura de una persona, altura de bases, etc. Distancias a vehículos: altura típica de los vehículos de mantenimiento, así como también altura de los camiones que son usados para el transporte de equipos mayores.
Página 22 Distancias de cercos, muros, etc. 7.6.2.2 Zona de seguridad Es necesario incrementar la distancia fase tierra en una cantidad que depende de la altura del personal de mantenimiento y de la naturaleza del trabajo sobre el equipo, incluyendo los requerimientos de movimiento y acceso. Las dimensiones medidas a considerar son una función de la altura de los operadores y de los movimientos que estos puedan efectuar, tal como se muestra en la figura siguiente: Figura 7-4: Dimensiones y distancias de un operador a. Movimiento de Personal En ausencia de barreras, muros o mallas protectoras, la distancia de seguridad entre tierra y la parte energizada más baja de la subestación que se debe tener en cuenta para la libre circulación del personal es de 2,25 m medido a partir de la base de cualquier aislador tipo poste y tierra. El aislador tipo poste es considerado como un componente energizado en donde se reduce la tensión gradualmente y sólo la parte metálica inferior está a potencial de tierra. Se entiende que distancia de seguridad por circulación de personal es para condiciones normales en el patio de llaves, sin que el personal use escaleras u objetos que lo puedan acercar a las partes energizadas. Para el proyecto se considera una zona de circulación de 2,30 m. b. Distancia de Seguridad al cerco de la Subestación
Página 23 Los cercos que son instalados como barreras para el personal no autorizado, deberán colocarse de tal manera que las parte expuestas con tensión se encuentren fuera de la zona de distancia de seguridad, tal como se muestra en la figura siguiente: Figura 7-5: Distancias al cerco de seguridad En la tabla Nº 110-1 del CNE Suministro 2011 se presentan las distancias de seguridad hacia los cercos de la subestación para diferentes niveles de aislamiento al impulso (BIL), siendo para nuestro caso de R = 3,5 m para 60 kv. c. Movimiento de Vehículos Para el montaje y mantenimiento de algunos equipos como interruptores, es necesario utilizar una grúa y, por lo tanto, se debe prever una zona de seguridad para estos casos. Esta zona de seguridad está delimitada por el perfil del vehículo y la distancia de seguridad fase-tierra. 7.6.3 Niveles de cortocircuito Los niveles de cortocircuito en las barras de 60 kv serán de mínimo 25 ka. 7.6.4 Subestación Elevadora Kusa 10/60 kv El patio de llaves de la CH. Kusa tendrá una celda línea transformador en 60 kv, la cual mediante un pórtico de salida se enlazará a la línea de transmisión proyectada Kusa-Alli en simple terna, el equipamiento se describe a continuación: Transformador elevador de 18 MVA, 60/10 kv, tipo de enfriamiento ONAN. Interruptor de potencia 72,5 kv, tanque vivo de mando tripolar con cámara de extinción del arco en gas SF6 de 450 kvp BIL; 1250 A, 25 ka incluye mecanismo de operación a resorte y estructura soporte. Tensión de servicio auxiliar 125 Vcc.
CONHIDRO Página 24 Seccionador de línea tripolar 72,5 kv, 450 kvp BIL y 800 A; instalación horizontal, apertura central con mando a motor y con cuchilla de puesta a tierra mando manual; corriente de cortocircuito de 25 ka. Transformador de corriente monofásico 72,5 kv; 450 kvp BIL; 300/1 A; protección (2 núcleos) 20 VA; clase 5P20; Medición (1 núcleo) 15 VA Clase 0.2; Incluye caja agrupamiento de cables. Transformador de tensión, tipo capacitivo de 450 kvp BIL, de (60/ 3)/(0,12/ 3)/(0,12/ 3) 30VA; clase 3P, 30 VA; clase 0,2; núcleo de protección y otro medición, incluye caja agrupamiento cables. Tablero de Protección de Transformador-Línea, control y medición, consistente de: Relé Diferencial trifásico multifunción (protección principal) Equipo de medición digital multifunción, con medición de flujo de energía en ambas direcciones, Cl. 0.2. 7.6.5 Subestación Elevadora Alli 10/60 kv El patio de llaves de la CH Alli tendrá una celda línea transformador en 60 kv, la cual mediante un pórtico de salida se enlazará a la línea de transmisión proyectada Kusa-Alli, el equipamiento se describe a continuación: Transformador elevador de 18 MVA, 60/10 kv, tipo de enfriamiento ONAN. Interruptor de potencia 72,5 kv, tanque vivo de mando tripolar con cámara de extinción del arco en gas SF6 de 450 kvp BIL; 800 A, 25 ka incluye mecanismo de operación a resorte y estructura soporte. Seccionador de línea tripolar 72,5 kv, 450 kvp BIL y 1250A; instalación horizontal, apertura central con mando a motor y con cuchilla de puesta a tierra mando manual; corriente de cortocircuito de 25 Ka. Transformador de corriente monofásico 72,5 kv; 450 kvp BIL; 300/1 A; protección (2 núcleos) 20 VA; clase 5P20; Medición (1 núcleo) 20 VA Clase 0.2; Incluye caja agrupamiento de cables. Transformador de tensión, tipo capacitivo de 450 kvp BIL, de (60/ 3)/(0,12/ 3)/(0,12/ 3) 20VA; clase 3P, 20 VA; clase 0,2; núcleo de protección y otro medición, incluye caja agrupamiento cables. Tablero de Protección de Transformador-Línea, control y medición, consistente de un relé diferencial trifásico multifunción (protección principal) y un equipo de medición multifunción. 7.6.6 Nueva Subestación SE Lucanas 60 kv La Nueva S.E. Lucanas será construida cerca a la ubicación de las estructuras existentes T-262 y T-263 pertenecientes a la línea de transmisión Nazca Puquio 60 kv.
Página 25 LÍNEA EXISTENTE EN 60 kv TRAMO NUEVO DE LÍNEA EN 60 KV A SE PUQUIO LÍNEA DOBLE TERNA EN 60 KV A KUSA-ALLI TRAMO NUEVO DE LÍNEA EN 60 KV A SE PUQUIO Figura 7-6: Ubicación y disposición de la Nueva SE Lucanas El patio de llaves de la Nueva SE Lucanas tendrá una configuración en simple barra, con cuatro celdas de línea 60 kv, el equipamiento se describe a continuación: Bahía de Línea 60 kv viene de SE Kusa, la cual está conformada por un (01) interruptor de potencia en 60 kv, un (01) seccionador de línea para 60 kv, un (01) seccionador de puesta a tierra para 60 kv, tres (03) transformadores de corriente 60 kv, tres (03) transformador de tensión 60 kv y tres (03) pararrayos 60 kv. Bahía de Línea 60 kv viene de SE Alli, la cual está conformada por un (01) interruptor de potencia en 60 kv, un (01) seccionador de línea para 60 kv, un (01) seccionador de puesta a tierra para 60 kv, tres (03) transformadores de corriente 60 kv, tres (03) transformador de tensión 60 kv y tres (03) pararrayos 60 kv. Bahía de Línea 60 kv hacia la SE Nazca, la cual está conformada por un (01) interruptor de potencia en 60 kv, un (01) seccionador de línea para 60 kv, un (01) seccionador de puesta a tierra para 60 kv, tres (03) transformadores de corriente 60 kv, tres (03) transformador de tensión 60 kv y tres (03) pararrayos 60 kv. Bahía de Línea 60 kv hacia la SE Puquio, la cual está conformada por un (01) interruptor de potencia en 60 kv, un (01) seccionador de línea para 60 kv, un (01) seccionador de puesta a tierra para 60 kv, tres (03) transformadores de corriente 60 kv, tres (03) transformador de tensión 60 kv y tres (03) pararrayos 60 kv. Las características del equipamiento utilizado se describen a continuación: Interruptor de potencia 72,5 kv, tanque vivo de mando tripolar con cámara de extinción del arco en gas SF6 de 450 kvp BIL; 1250 A, 25 ka incluye mecanismo de operación a resorte y estructura soporte. Seccionador de línea tripolar 72,5 kv, 450 kvp BIL y 800 A; instalación horizontal, apertura central con mando a motor y con cuchilla de puesta a tierra mando manual; corriente de cortocircuito de 25 ka.
CONHIDRO Página 26 Transformador de corriente monofásico 72,5 kv; 450 kvp BIL; 300/1 A; protección (2 núcleos) 20 VA; clase 5P20; Medición (1 núcleo) 20 VA Clase 0.2; Incluye caja agrupamiento de cables. Transformador de tensión, tipo capacitivo de 450 kvp BIL, de (60/V3)/(0,12/V3)/(0,12/V3) 20VA; clase 3P, 20 VA; clase 0,2; núcleo de protección y otro medición, incluye caja agrupamiento cables. Tablero de Protección de Transformador-Línea, control y medición, consistente de: Relé Diferencial trifásico multifunción (protección principal) Equipo de medición digital multifunción. Figura 7-7: Nueva SE Lucanas vista de planta Las obras complementarias a realizar serán las siguientes: Malla de tierra profunda y red de tierra superficial. Cableados de control y protección. Obras civiles asociadas (Cimentación de los equipos en 60 kv, pórticos, etc.). Sistema de Servicios Auxiliares
Página 27 8 ANÁLISIS DEL SISTEMA ELÉCTRICO 8.1 Flujo de Potencia en Operación Normal En todos los escenarios analizados no se presentan sobrecargas en líneas de transmisión o en transformadores de potencia, que se vinculen a la operación de las centrales hidroeléctricas Kusa y Alli. Asimismo, las tensiones en barras se encuentran dentro de los límites aceptables de operación. La operación del proyecto ocasiona que los transformadores 220/60 kv de la S.E Marcona, reduzcan su carga (10 % en promedio) y se mejore el perfil de tensiones en las subestaciones Puquio y Coracora 60 kv. Se destaca la operación del proyecto S.E Nueva Nazca 220/60 kv (se proyecta su ingreso en el 2020), que brinda soporte de tensión y confiabilidad a la red de transmisión de 60 kv del sistema eléctrico Nazca Puquio. Por lo mencionado, del análisis del comportamiento eléctrico en operación normal, se concluye que las nuevas instalaciones que conforman el proyecto no afectan de manera negativa a la operación del SEIN. 8.2 Flujo de Potencia en Contingencias Contingencia 1: F/S del transformador 220/60 kv de la S.E Marcona En los escenarios de máxima demanda sin proyecto, esta contingencia ocasiona que el transformador de la S.E Marcona en servicio presente sobrecarga mayor a 20 %, asimismo se presentan caídas de tensión de 20 % en las subestaciones Puquio y Coracora. Estas condiciones mejoran notablemente luego del ingreso del Proyecto; el transformador de la S.E Marcona se sobrecarga como máximo al 12% de su capacidad nominal y las subestaciones Puquio y Coracora no presentan caída de tensión. En el año 2026, la contingencia no es tan crítica debido a la operación de la S.E Nueva Nazca, que brinda soporte de tensión y permite la descarga de la S.E Marcona 220/60 kv. Contingencia 2: F/S de la L.T Ica Marcona 220 kv Esta contingencia no ocasiona problemas de sobrecarga en líneas y transformadores, asimismo el perfil de tensión en barras se encuentra dentro de un rango aceptable de operación. Esto se debe a que el suministro de potencia desde el SEIN se mantiene a través de la subestación Poroma 500/220 kv. Contingencia 3: F/S de la L.T Marcona Tres Hermanas 220 kv Esta contingencia es equivalente a la salida total del Parque Eólico Marcona y Tres Hermanas (125 MW aprox.). No se presentan problemas de sobrecarga en líneas y transformadores, asimismo, el perfil de tensión en barras se encuentra dentro de un rango aceptable de operación. Contingencia 4: F/S del transformador 220/60 kv de la S.E Nueva Nazca No se presentan problemas de sobrecarga en líneas y transformadores. La operación de las centrales Kusa y Alli, brinda soporte de tensión al extremo más alejado del ramal Marcona Nazca Puquio Cora Cora de 200 km aproximadamente.
Página 28 8.3 Cálculos de Cortocircuito Luego de la operación de las instalaciones que conforman el Proyecto, no se presentan variaciones significativas en los valores de cortocircuito en barras, incrementándose el cortocircuito en no más de 1.5 ka. En las simulaciones de máximo cortocircuito, donde se considera la operación de todas centrales del SEIN para el 2026, se observa que el cortocircuito en la barra Kusa y Alli 60 kv no es mayor a 3 ka. Este valor se encuentra debajo de la capacidad de ruptura de los interruptores proyectados. Se concluye que la operación de las instalaciones que conforman el Proyecto, no generan un incremento significativo en los valores de cortocircuito, por lo cual no habría necesidad de reemplazar equipos en las instalaciones existentes. En las siguientes tablas se muestran los resultados de cortocircuito en barras. 8.3.1 Cortocircuito Monofásico 2019 Tensión Avenida Máxima Estiaje Máxima Subestación Nominal Sin Proyecto Con Proyecto Sin Proyecto Con Proyecto kv S k A MVA I k A ka S k A MVA I k A ka S k A MVA I k A ka S k A MVA I k A ka DESIERTO 220 488.16 3.84 488.27 3.84 500.17 3.94 500.26 3.94 INDEPENDENCIA 220 876.35 6.90 877.06 6.91 964.21 7.59 964.85 7.60 ICA 220 649.95 5.12 650.76 5.12 686.30 5.40 687.04 5.41 MARCONA 220 887.74 6.99 898.73 7.08 901.34 7.10 912.22 7.18 POROMA 220 1028.68 8.10 1039.70 8.19 1046.67 8.24 1057.57 8.33 MARCONA 60 329.21 9.50 344.36 9.94 331.34 9.57 346.47 10.00 NAZCA 60 49.13 1.42 65.13 1.88 49.17 1.42 65.17 1.88 CORACORA 60 55.17 1.59 64.44 1.86 55.22 1.59 64.49 1.86 DERIV. LLIPATA 60 15.86 0.46 32.05 0.93 15.87 0.46 32.05 0.93 PUQUIO 60 21.43 0.62 71.31 2.06 21.44 0.62 71.31 2.06 ALLI 60 - - 77.36 2.23 - - 77.36 2.23 KUSA 60 - - 73.99 2.14 - - 73.99 2.14 SE01 LUCANAS 60 - - 81.09 2.34 - - 81.09 2.34 Tabla 8-1: Cortocircuito monofásico. Avenida y estiaje máxima demanda 2019 Luego de la operación de las instalaciones que conforman el proyecto, no se presentan variaciones significativas en los valores de cortocircuito monofásico, incrementándose su valor en no más de 1.5 ka (barra Puquio 60 kv).
Página 29 8.3.2 Cortocircuito Bifásico a Tierra 2019 Tensión Avenida Máxima Subestación Nominal Sin Proyecto Con Proyecto kv S k B MVA I k B ka S k C MVA I k C ka S k B MVA I k B ka S k C MVA I k C ka DESIERTO 220 558.71 4.40 531.11 4.18 558.88 4.40 531.33 4.18 INDEPENDENCIA 220 841.79 6.63 847.01 6.67 842.40 6.63 847.86 6.68 ICA 220 618.41 4.87 636.87 5.01 619.11 4.87 637.86 5.02 MARCONA 220 867.57 6.83 847.96 6.68 878.27 6.91 861.09 6.78 POROMA 220 999.67 7.87 974.17 7.67 1009.87 7.95 986.66 7.77 MARCONA 60 336.11 9.70 338.04 9.76 349.56 10.09 353.33 10.20 NAZCA 60 41.91 1.21 51.14 1.48 55.64 1.61 68.55 1.98 CORACORA 60 51.24 1.48 59.22 1.71 63.75 1.84 72.95 2.11 DERIV. LLIPATA 60 14.88 0.43 17.08 0.49 28.47 0.82 33.53 0.97 PUQUIO 60 20.99 0.61 23.39 0.68 69.64 2.01 73.88 2.13 ALLI 60 - - - - 75.58 2.18 79.28 2.29 KUSA 60 - - - - 71.94 2.08 75.59 2.18 SE01 LUCANAS 60 - - - - 80.43 2.32 83.75 2.42 Tabla 8-2: Cortocircuito bifásico a tierra. Avenida máxima demanda 2019 Subestación Tensión Nominal kv S k B MVA Sin Proyecto I k B ka S k C MVA 2019 Estiaje Máxima I k C ka S k B MVA Con Proyecto Tabla 8-3: Cortocircuito bifásico a tierra. Estiaje máxima demanda 2019 Luego de la operación de las instalaciones que conforman el proyecto, no se presentan variaciones significativas en los valores de cortocircuito bifásico a tierra, incrementándose su valor en no más de 1.5 ka (barra Puquio 60 kv). I k B ka S k C MVA I k C ka DESIERTO 220 580.72 4.57 551.56 4.34 580.86 4.57 551.74 4.34 INDEPENDENCIA 220 936.87 7.38 936.60 7.37 937.45 7.38 937.40 7.38 ICA 220 657.65 5.18 675.30 5.32 658.32 5.18 676.25 5.32 MARCONA 220 881.79 6.94 862.15 6.79 892.45 7.03 875.26 6.89 POROMA 220 1017.09 8.01 992.24 7.81 1027.23 8.09 1004.68 7.91 MARCONA 60 338.05 9.76 340.00 9.82 351.47 10.15 355.27 10.26 NAZCA 60 41.93 1.21 51.19 1.48 55.67 1.61 68.60 1.98 CORACORA 60 51.30 1.48 59.30 1.71 63.80 1.84 73.03 2.11 DERIV. LLIPATA 60 14.88 0.43 17.09 0.49 28.47 0.82 33.53 0.97 PUQUIO 60 21.00 0.61 23.40 0.68 69.64 2.01 73.88 2.13 ALLI 60 - - - - 75.58 2.18 79.29 2.29 KUSA 60 - - - - 71.94 2.08 75.60 2.18 SE01 LUCANAS 60 - - - - 80.43 2.32 83.75 2.42
Página 30 8.3.3 Cortocircuito Trifásico 2019 Tensión Avenida Máxima Estiaje Máxima Subestación Nominal Sin Proyecto Con Proyecto Sin Proyecto Con Proyecto kv S k MVA I k ka S k MVA I k ka S k MVA I k ka S k MVA I k ka DESIERTO 220 1744.97 4.58 1745.68 4.58 1821.04 4.78 1821.61 4.78 INDEPENDENCIA 220 2372.75 6.23 2375.31 6.23 2694.31 7.07 2696.76 7.08 ICA 220 1781.63 4.68 1784.62 4.68 1918.45 5.03 1921.32 5.04 MARCONA 220 2439.84 6.40 2482.19 6.51 2488.86 6.53 2531.19 6.64 POROMA 220 2737.82 7.18 2777.58 7.29 2796.12 7.34 2835.76 7.44 MARCONA 60 715.38 6.88 751.80 7.23 720.29 6.93 756.70 7.28 NAZCA 60 120.61 1.16 174.50 1.68 120.74 1.16 174.63 1.68 CORACORA 60 167.29 1.61 215.31 2.07 167.54 1.61 215.57 2.07 DERIV. LLIPATA 60 34.75 0.33 80.60 0.78 34.76 0.33 80.60 0.78 PUQUIO 60 45.84 0.44 177.58 1.71 45.86 0.44 177.59 1.71 ALLI 60 - - 200.26 1.93 - - 200.28 1.93 KUSA 60 - - 195.02 1.88 - - 195.03 1.88 SE01 LUCANAS 60 - - 203.27 1.96 - - 203.29 1.96 Tabla 8-4: Cortocircuito trifásico. Avenida y estiaje máxima demanda 2019 Luego de la operación de las instalaciones que conforman el proyecto, no se presentan variaciones significativas en los valores de cortocircuito trifásico, incrementándose su valor en no más de 1.3 ka (barra Puquio 60 kv). Se concluye que la operación de las instalaciones que conforman el Proyecto, no generan un incremento significativo en los valores de cortocircuito, por lo cual no habría necesidad de reemplazar equipos en las instalaciones existentes. 8.3.4 Máximo Cortocircuito Subestación Tensión Nominal kv Corto Monofásico S k A I k A MVA ka S k B MVA Tabla 8-5: Máximo cortocircuito. 2026 2026 Corto Bifásico a Tierra I k B S k C ka MVA Las simulaciones de máximo cortocircuito consideran la operación de todas centrales instaladas en el SEIN para el año 2026. Se observa que el cortocircuito en las barras Kusa, Alli y SE Lucanas 60 kv no es mayor a 3 ka, no superándose la capacidad de ruptura de los interruptores a instalarse en estas instalaciones. I k C ka CortoTrifásico S k I k MVA ka DESIERTO 220 575.15 4.53 678.27 5.34 646.26 5.09 2140.28 5.62 NUEVA CHINCHA 220 778.58 6.13 874.48 6.88 836.83 6.59 2722.12 7.14 INDEPENDENCIA 220 2141.14 16.86 2055.65 16.18 2041.84 16.08 5546.09 14.55 ICA 220 895.98 7.05 884.37 6.96 895.94 7.05 2651.92 6.96 MARCONA 220 1044.66 8.22 1039.05 8.18 1015.08 7.99 3018.58 7.92 NUEVA NAZCA 220 499.46 3.93 543.80 4.28 559.21 4.40 1757.34 4.61 POROMA 220 1210.80 9.53 1194.24 9.40 1156.62 9.11 3380.60 8.87 MARCONA 60 495.68 14.31 486.15 14.03 498.56 14.39 1132.69 10.90 NAZCA 60 243.18 7.02 237.10 6.84 248.21 7.17 546.36 5.26 CORACORA 60 98.52 2.84 114.28 3.30 123.44 3.56 389.06 3.74 DERIV. LLIPATA 60 33.04 0.95 29.00 0.84 34.60 1.00 83.25 0.80 PUQUIO 60 76.69 2.21 73.53 2.12 79.21 2.29 192.30 1.85 ALLI 60 83.36 2.41 80.16 2.31 85.30 2.46 217.99 2.10 KUSA 60 78.90 2.28 75.65 2.18 80.59 2.33 209.92 2.02 SE01 LUCANAS 60 88.23 2.55 85.93 2.48 90.73 2.62 223.17 2.15
8.4 Estimaciones de Estabilidad CONHIDRO Página 31 El tiempo crítico de despeje de falla se encuentra en 0.115 0.130 segundos en el 2019 y en 0.160 1.170 segundos en el 2026, este tiempo permite que el sistema no pierda estabilidad, ya que es mayor al mínimo tiempo de actuación de los sistemas de protección (100 ms). Se calculó el tiempo máximo de tolerancia a la circulación de corriente inversa ante fallas desbalanceadas, siendo este valor de 5.5 segundos para las centrales Kusa y Alli, tiempo suficiente para que actúen los sistemas de protección de la central. Los resultados obtenidos del cálculo de tiempo crítico de despeje de falla y tolerancia a la circulación de corriente inversa deberán tomarse en consideración para el ajuste de las protecciones asociadas al Proyecto en la etapa de Operatividad.