INGENIERÍA DE DETALLE SUBESTACIONES CARÉN BAJO, MELIPEUCO Y RÍO TOLTÉN LAP01-1000-E-RP-0010 LÍNEA 1x220 kv CAUTÍN - CIRUELOS Para: LATIN AMERICA POWER Preparado por: INPROLEC S.A./ESINEL. Emisión: Responsables Nombre y Apellido Firma Ultima Rev. Líder de disciplina Gerente de ingeniería Cliente Javier Ayala José Salazar Roberto González Historial de Revisiones: Revisado Aprobado Rev. Por Emitido para Fecha por por 3 R. Alvarez Construcción 01/12/2015 J. Ayala J. Salazar 2 R. Alvarez Construcción 27/11/2015 J. Ayala J. Salazar 1 R. Alvarez Construcción 23/11/2015 J. Ayala J. Salazar 0 C. Albistur Construcción 28/07/2015 J. Ayala J. Salazar B C. Albistur Revisión y comentarios 14/07/2015 J. Ayala J. Salazar A C. Albistur Revisión Interna 08/07/2015 M. Palm R. Alvarez Comentarios: 3
CONTENIDO 1 INTRODUCCIÓN... 3 2 OBJETIVO... 3 3 ALCANCES... 3 4 ANTECEDENTES... 3 4.1 Datos de entrada... 3 4.2 Nuevas instalaciones... 4 5 CONSIDERACIONES... 7 5.1 Artículo 3-22... 7 5.2 Metodología... 8 6 RESULTADOS... 9 6.1 Desbalance en tramo Cautín Ciruelos Valdivia 220 kv... 9 6.2 Desbalance en línea 110 kv Melipeuco Río Toltén... 18 6.3 Desbalance en línea 23 kv Carén Bajo Melipeuco... 18 7 CONCLUSIONES... 20 Página 2 de 22
1 INTRODUCCIÓN LatinAmericaPower (LAP) se encuentra actualmente realizando estudios asociados al desarrollo de las centrales hidroeléctricas de pasada Carilafquen y Malalcahuello, conectadas a la Subestación Carén Bajo en 23 kv. El proyecto tiene una capacidad instalada de 35 MVA y se conecta en TapOff a la línea de transmisión en 220 kv Cautín - Ciruelos, propiedad de Transelec. 2 OBJETIVO El presente documento tiene como objetivo principal verificar que el desbalance de tensiones en las líneas de transmisión involucradas en el proyecto, cumplan con las exigencias de la Norma Técnica de Seguridad y Calidad de Servicio (NTSyCS). Se verificará la línea que conecta las centrales de pasada al Sistema Interconectado Central (SIC) 220 kv Ciruelos Cautín. También se verificará la línea del sistema troncal 1x220 kv Cautín Ciruelos. 3 ALCANCES El alcance de este estudio se concentra en determinar el índice de desbalance de tensiones de la línea existente 220 kv entre las SS/EE Cautín y Ciruelos, transmitiendo potencia correspondiente a su límite térmico a 25 C con sol. 4 ANTECEDENTES 4.1 Datos de entrada 4.1.1 Determinación eléctrica del conductor. Frontel S.A. Enero 2014. 4.1.2 Especificaciones de la línea. Frontel S.A. Febrero 2014. 4.1.3 TDS.TOS3061.V001 Transformer Technical Datasheet. 4.1.4 TDS.TOS3062.V001 Transformer Technical Datasheet. 4.1.5 MLLC.390.030. Motortecnica. Septiembre 2014. 4.1.6 CRLF.390.030. Motortecnica. Septiembre 2014. Página 3 de 22
1 10 1 10 1 1 DIgSILENT 4.2 Nuevas instalaciones 4.2.1 Centrales Las centrales de paso en estudio se conectan a la barra en 23 kv de la denominada subestación Carén Bajo. La Tabla 4.1 muestra los parámetros de las unidades de generación. Tabla 4.1 Parámetros unidades de generación Parámetros Carilafquén Malalcahuello Unidades 2 2 Potencia por unidad MVA 12 5,5 Tensión kv 13,8 13,8 Factor de potencia 0,9 0,9 Velocidad sincrónica rpm 750 1000 Número de polos 8 6 Reactancia sincrónica eje directo % (*) 151 175 Reactancia sincrónica eje cuadratura % (*) 86 87 Reactancia subtransitoria eje directo % (*) 30 24 Reactancia subtransitoria en cuadratura % (*) 38 32 (*) Valores para reactancias no saturadas Charrúa Tap El Rosal Temuco Mulchen Cautín 0 0 0 Tap Río Toltén Melipeuco Melipeuco - Río Toltén Angostura Los Ciruelos Rucatayo Carén Bajo 0 Valdivia Carilafquén Malalcahuello Nodes Branches Zona de Interés PowerFactory 14.1.3 Figura 4.1: Esquemático Sistema de Potencia Project: Graphic: zona de interés Date: Annex: Página 4 de 22
4.2.2 Transformadores Los parámetros para modelar los transformadores del proyecto se presentan en la Tabla 4.2 y en la Tabla 4.3 Tabla 4.2 Parámetros de los transformadores de las centrales de pasada Parámetros TR. Carilafquén TR. Malalcahuello Potencia MVA 25 12 Tensión kv 23 / 13,8 23 / 13,8 Grupo de conexión YNd11 YNd11 Impedancia sec.+ % 10 9 Impedancia sec.0 % 6,5 6,5 Pérdidas en cobre kw 123 65 Pérdidas en vacío kw 14,8 11 Tabla 4.3 Parámetros de los transformadores del sistema de potencia Parámetros Melipeuco Río Toltén Potencia MVA 60/60/20 60/60/8 Tensión kv 110/23/13,8 220/110/13,8 Grupo de conexión YNyn0d1 YNyn0d1 Impedancia sec.+ % P-S 10 10 S-T 1,37 5,48 P-T 5,48 3,68 Impedancia sec.0 % P-S 9,1 9,1 S-T 1,24 4,92 P-T 4,93 3,31 Pérdidas en vacío kw (P-S) 34 51 Pérdidas en cobre kw (P-S) 260 235 Cambiador de taps (bajo carga) ±10x1,25% ±10x1,25% 4.2.3 Líneas aéreas En las nuevas instalaciones del proyecto existen dos líneas de transmisión, la línea 2x23 kv que conecta las subestaciones Carén Bajo - Melipeuco, y la línea de 1x110 kv Melipeuco - Tap-Off Río Toltén. Línea 110 kv Tap-Off Río Toltén - Melipeuco: Línea de un circuito y 100 km de longitud. Consta de un conductor AAAC Greeley (927,2 MCM) en disposición Página 5 de 22
triangular y un cable de guardia tipo OPGW con radio medio geométrico 5,18 mm y 0,62 [Ω/km] de resistencia DC. Adicionalmente, según lo presentado en el Anexo 1, tiene un ciclo de transposición completo. Línea 23 kv Melipeuco Carén Bajo: línea de 21,5 km de longitud. Consta de dos conductores AAC de 300 mm 2 protegido bicapa (capa aislante y semiconductora) en disposición triangular sin cable de guardia. Los parámetros de las líneas fueron informados por el cliente, y se muestran en la siguiente tabla. Línea de Transmisión 110 kv Tap off Río Toltén - Melipeuco 23 kv Melipeuco Carén Bajo Tabla 4.4: Parámetros de las líneas de transmisión. Por circuito. R1 [Ω/km] X1 [Ω/km] R0 [Ω/km] X0 [Ω/km] B1 [us/km] B0 [us/km] 0,081 0,341 0,225 1,464 3,419 1,432 0,058 0,108 0,202 1,494 11,084 1,406 Tabla 4.5: Coordenadas de los circuitos de las líneas. Circuito X1 [m] X2 [m] X3 [m] Y1 [m] Y2 [m] Y3 [m] Línea 1x110 kv Tap-off Melipeuco - Río Toltén Circuito 1-1,50-1,50 1,50 12,49 13,99 12,49 Línea 23 kv Melipeuco - Toltén Circuito 1 1-0,89-0,64-0,76 11,40 11,40 11,20 Circuito 2 0,89 0,64 0,76 11,40 11,40 11,20 1 La línea es de simple circuito con dos conductores por fase. Para facilitar el modelamiento en PowerFactory es que se modela como una línea de doble circuito Página 6 de 22
5 CONSIDERACIONES 5.1 Artículo 3-22 Las de líneas de transmisión deben garantizar que al transmitir la potencia correspondiente a su límite térmico a 25 C con sol, en Estado Normal, el desbalance de tensiones en su extremo receptor no supere los límites siguientes: a) Inferior al 1,0% para líneas de tensión igual o superior a 200 [kv]; b) Inferior al 1,5% para líneas de tensión inferior a 200 [kv]. En caso de no cumplir los límites anteriores, se debe incluir los ciclos de transposiciones necesarios para cumplir los límites indicados. El estudio del impacto de la nueva instalación que el Coordinado que la explote debe presentar a la aprobación de la DO, debe demostrar el cumplimiento de esta exigencia mediante una simulación, que considere en el extremo transmisor una fuente ideal balanceada sólidamente puesta a tierra y en el extremo receptor una carga ideal balanceada con factor de potencia 0,98 inductivo, también puesta a tierra. En conformidad con la norma IEEE 1159, el índice de desbalance se debe medir como la máxima desviación, en módulo, de las tensiones entre fases respecto del promedio de ellas, dividida por dicho promedio, donde los subíndices i y j corresponden a las fases A, B y C, de acuerdo a lo siguiente (8.1). u = 100 máx [ U ij U prom U prom ] (8.1) Asimismo, en el caso de un proyecto de seccionamiento de una línea existente mediante una subestación para efectuar inyecciones o retiros, así como mediante la conexión de una inyección o retiro en derivación, los estudios técnicos realizados por el Coordinado que solicita la conexión, deben verificar que el impacto del Nuevo Proyecto mantiene el cumplimiento de los límites de desbalance establecidos en el presente artículo. En caso contrario, corresponderá adaptar los ciclos de transposición de la línea a las nuevas condiciones. Página 7 de 22
5.2 Metodología De acuerdo a las disposiciones técnicas indicadas en el punto 5.1, la metodología consiste en la modelación del sistema eléctrico concentrándose en: Tramo 220 kv Cautín Ciruelos Valdivia. Línea 110 kv Melipeuco Río Toltén Línea 23 kv Carén Bajo Melipeuco El modelo consiste en una fuente ideal balanceada sólidamente aterrizada conectada en el extremo transmisor y en el extremo receptor un carga ideal balanceada con factor de potencia 0,98 inductivo, con valor de potencia tal que por la línea se transmita la potencia correspondiente a su límite térmico a 25 C con sol. La capacidad considerada en el presente estudio es la siguiente: Tramo 220 kv Cautín Ciruelos Valdivia: 193 MVA Línea 110 kv Melipeuco Río Toltén: 144,23 MVA Línea 23 kv Carén Bajo Melipeuco: 26,93. MVA Página 8 de 22
6 RESULTADOS 6.1 Desbalance en tramo Cautín Ciruelos Valdivia 220 kv De acuerdo a la información disponible, el tramo Cautín-Ciruelos-Valdivia posee dos estructuras de transposición, definiéndose los siguientes segmentos y secuencia de fases: Tabla 6.1: Características del tramo Cautín-Los Ciruelos-Valdivia Segmentos Secuencia Longitud Estructura Conductor [km] Tipo Tipo C. Guardia Cautín Tap Off Río Toltén A-B-C 32 22AD ACSR 636 MCM Grosbeak - Tap Off Río Toltén TR1 A-B-C 6,383 22AD ACSR 636 MCM Grosbeak - TR1 TR2 C-A-B 38,383 22AD ACSR 636 MCM Grosbeak - TR2 Los Ciruelos B-C-A 38,383 22AD ACSR 636 MCM Grosbeak - Los Ciruelos Valdivia B-C-A 34,65 22AD ACSR 636 MCM Grosbeak - Segmentos Tabla 6.2: Características del tramo Cautín-Valdivia Secuencia Longitud Estructura Conductor [km] Tipo Tipo C. Guardia Cautín TR1 C-B-A 38,383 22AD ACSR 636 MCM Grosbeak - TR1 TR2 B-A-C 38,383 22AD ACSR 636 MCM Grosbeak - TR2 Valdivia A-C-B 73,033 22AD ACSR 636 MCM Grosbeak - A partir de los comentarios realizados por el CDEC SIC, en la Figura 6.1 se muestra con mayor detalle los segmentos considerados en el estudio. Las principales características de la línea son las siguientes: Estructuras de doble circuito del tipo 22AD Conductor ACSR 636 MCM Grosbeak 1 Ciclo de transposición completo Debido a que el proyecto modifica una línea existente mediante una derivación Tap-off, se verifica que el impacto de este nuevo proyecto mantiene el cumplimiento de la normativa descrita en el artículo 3-22 de la NTSyCS. Página 9 de 22
34.65 km 38.38 km 38.38 km 38.38 km 6.38 km 32.00 km 34.65 km 38.38 km 6.38 km 32.00 km DIgSILENT 6.1.1 Caso Base El caso base considera una carga concentrada de 193 MVA conectada en la S/E Valdivia y se procede a determinar el desbalance en las barras de 220 kv de la subestación Ciruelos y Valdivia. V ~ Cautín 220 kv Primera Transposición 1x110 kv Melipeuco-Río Toltén 100.0 km Segunda Transposición Los Ciruelos 220 kv Valdivia 220 kv Nodes Branches PowerFactory 14.1.3 Figura 6.1: Esquemático Caso Base Estudio de desbalance de tensión Tramo Cautín-Ciruelos-Valdivia Project: 14052 Graphic: Grid Date: Annex: La Tabla 6.3 y la Tabla 6.4, muestran los índices de desbalance en las barras de 220 kv de las subestaciones Valdivia y Ciruelos, considerando la conexión de los 35 MVA aportados por las unidades generadoras Carilafquen y Malalcahuello. Página 10 de 22
34.7 km 34.7 km 38.4 km 38.4 km -16.06 MW 2.61 Mvar 76.93 % -16.06 MW 2.61 Mvar 76.93 % 32.01-6.91 21.40-31.34 5.37 21.40 31.80 MVA 0.99 31.99 MVA 38.4 km -0.98 6.4 km 32.0 km 38.4 km 6.4 km 32.0 km DIgSILENT Tabla 6.3: Tensión en Barras Barra U ab [kv] U bc [kv] U ca [kv] Promedio [kv] Ciruelos 220 kv 211,92 211,93 211,82 211,89 Valdivia 220 kv 208,52 209,77 208,88 209,06 Tabla 6.4: Índice de desbalance Barra Desbalance [%] U ab U bc U ca Ciruelos 220 kv 0,01 0,02 0,03 Valdivia 220 kv 0,26 0,34 0,09 V ~ 173.71 MVA 0.94 Cautín 220 kv Ul:A 220.00 kv Ul:B 220.00 kv Ul:C 220.00 kv 69.48 MW 16.71 Mvar 37.95 % 94.22 MW 11.41 Mvar 49.53 % Ul:A 22.56 kv Ul:B 22.56 kv Ul:C 22.57 kv Ul:A 112.77 kv Ul:B 112.77 kv Ul:C 112.80 kv Ul:A 112.34 kv Ul:B 112.40 kv Ul:C 112.34 kv Primera Transposición 1x110 kv Melipeuco-Río Toltén Segunda Transposición 17.36 MW -0.26 Mvar 76.93 % 17.36 MW -0.26 Mvar 76.93 % -98.52 MW -17.25 Mv.. 54.05 % -92.08 MW -18.77 Mv.. 50.70 % Ul:A 24.06 kv Ul:B 24.09 kv Ul:C 24.04 kv 23.80 MVA - 10.91 MVA - Los Ciruelos 220 kv Ul:A 211.92 kv Ul:B 211.93 kv Ul:C 211.82 kv 98.52 MW 17.25 Mvar 92.08 MW 18.77 Mvar 51.18 % 54.70 % Ul:A 14.19 kv Ul:B 14.19 kv Ul:C 14.17 kv 23.99 MVA Ul:A 14.20 kv Ul:B 14.19 kv Ul:C 14.18 kv 11.01 MVA Valdivia 220 kv -97.74 MW -18.26 Mvar 54.70 % -91.40 MW -20.15 Mvar 51.18 % Ul:A 208.52 kv Ul:B 209.77 kv Ul:C 208.88 kv 193.00 MVA 0.98 Load Flow 3-phase(ABC) Nodes Line to Line Positive-Sequence Voltage, Magnitude [kv] Line-Ground Positive-Sequence Voltage, Magnitude [p.u.] Line-Ground Positive-Sequence Voltage, Angle [deg] PowerFactory 14.1.3 Estudio de desbalance de tensión Tramo Cautín-Ciruelos-Valdivia Project: 14052 Graphic: Grid Date: Annex: Figura 6.2: Resultados Página 11 de 22
34.65 km 34.65 km 38.38 km 38.38 km 38.38 km 6.38 km 38.38 km 6.38 km 32.00 km 32.00 km DIgSILENT 6.1.2 Caso 1 El Caso 1 considera una carga concentrada de 193 MVA conectada en la S/E Cautín y una fuente controlada en la barra de 220 kv de la S/E Ciruelos. Cautín 220 kv Primera Transposición 1x110 kv Melipeuco-Río Toltén 100.0 km Segunda Transposición Los Ciruelos 220 kv V ~ Valdivia 220 kv Nodes Branches PowerFactory 14.1.3 Figura 6.3: Esquemático Caso 1 Estudio de desbalance de tensión Tramo Cautín-Ciruelos-Valdivia Caso 1 Project: 14052 Graphic: Grid Date: Annex: La Tabla 6.5 y Tabla 6.6, muestran los resultados para determinar el índice de desbalance en la barra de 220 kv de la subestación Cautín, considerando la conexión de los 35 MVA aportados por las unidades generadoras Carilafquen y Malalcahuello. Página 12 de 22
34.7 km 34.7 km 38.4 km 38.4 km -16.07 MW 2.57 Mvar 76.40 % -16.07 MW 2.57 Mvar 76.40 % 32.04-6.80 21.25-31.38 5.19 21.25 31.81 MVA 0.99 38.4 km 6.4 km 38.4 km 6.4 km 32.0 km 32.0 km DIgSILENT Tabla 6.5: Tensión en Barras Barra U ab [kv] U bc [kv] U ca [kv] Promedio [kv] Cautín 220 kv 206,44 206,7 206,52 206,55 Tabla 6.6: Índice de desbalance Barra Desbalance [%] U ab U bc U ca Cautín 220 kv 0,06 0,07 0,02 193.00 MVA 0.98 Cautín 220 kv Ul:A 206.44 kv Ul:B 206.70 kv Ul:C 206.52 kv -123.66 MW -33.55 Mvar 70.74 % -65.48 MW -31.30 Mvar 40.14 % Ul:A 22.71 kv Ul:B 22.66 kv Ul:C 22.72 kv Ul:A 113.50 kv Ul:B 113.26 kv Ul:C 113.51 kv Ul:A 113.06 kv Ul:B 112.83 kv Ul:C 113.00 kv Primera Transposición 1x110 kv Melipeuco-Río Toltén 0.00 MVA - Segunda Transposición 17.36 MW -0.25 Mvar 76.40 % 17.36 MW -0.25 Mvar 76.40 % 95.50 MW 36.97 Mva.. 54.31 % 66.76 MW 21.09 Mva.. 38.02 % Ul:A 24.20 kv Ul:B 24.21 kv Ul:C 24.19 kv Los Ciruelos 220 kv Ul:A 220.00 kv Ul:B 220.00 kv Ul:C 220.00 kv 67.46 MW 14.68 Mvar 170.95 MVA 0.95-66.76 MW -21.09 Mvar 37.16 % 36.41 % 23.99 MVA 11.01 MVA V ~ Ul:A 14.27 kv Ul:B 14.26 kv Ul:C 14.26 kv 23.99 MVA Ul:A 14.27 kv Ul:B 14.27 kv Ul:C 14.27 kv 11.01 MVA Valdivia 220 kv -67.12 MW -17.95 Mvar 36.41 % 67.12 MW 17.95 Mvar 37.16 % Ul:A 217.86 kv Ul:B 218.10 kv Ul:C 217.91 kv Load Flow 3-phase(ABC) Nodes Line to Line Positive-Sequence Voltage, Magnitude [kv] Line-Ground Positive-Sequence Voltage, Magnitude [p.u.] Line-Ground Positive-Sequence Voltage, Angle [deg] PowerFactory 14.1.3 Estudio de desbalance de tensión Tramo Cautín-Ciruelos-Valdivia Caso 1 Project: 14052 Graphic: Grid Date: Annex: Figura 6.4: Resultados Caso 1 Página 13 de 22
34.65 km 34.65 km 38.38 km 38.38 km 38.38 km 6.38 km 38.38 km 6.38 km 32.00 km 32.00 km DIgSILENT 6.1.3 Caso 2 El Caso 2 considera una carga concentrada de 193 MVA conectada en la S/E Ciruelos y una fuente controlada en la barra de 220 kv de la S/E Cautín. V ~ Cautín 220 kv Primera Transposición 1x110 kv Melipeuco-Río Toltén 100.0 km Segunda Transposición Los Ciruelos 220 kv Valdivia 220 kv Nodes Branches PowerFactory 14.1.3 Figura 6.5: Esquemático Caso 2 Estudio de desbalance de tensión Tramo Cautín-Ciruelos-Valdivia Caso 2 Project: 14052 Graphic: Grid Date: Annex: La Tabla 6.7 y Tabla 6.8, muestran los resultados para determinar el índice de desbalance en la barra de 220 kv de la subestación Ciruelos, considerando la conexión de los 35 MVA aportados por las unidades generadoras Carilafquen y Malalcahuello. Página 14 de 22
34.7 km 34.7 km 38.4 km 38.4 km -16.06 MW 2.62 Mvar 77.05 % -16.06 MW 2.62 Mvar 77.05 % 32.01-6.87 21.19-31.35 5.18 21.19 31.78 MVA 0.99 38.4 km 6.4 km 38.4 km 6.4 km 32.0 km 32.0 km DIgSILENT Tabla 6.7: Tensión en Barras Barra U ab [kv] U bc [kv] U ca [kv] Promedio [kv] Ciruelos 220 kv 209,91 210,06 209,83 209,93 Tabla 6.8: Índice de desbalance Barra Desbalance [%] U ab U bc U ca Ciruelos 220 kv 0,01 0,06 0,05 V ~ 172.42 MVA 0.95 Cautín 220 kv Ul:A 220.00 kv Ul:B 220.00 kv Ul:C 220.00 kv 90.29 MW 22.24 Mvar 48.98 % 72.94 MW 3.28 Mvar 38.21 % Ul:A 22.54 kv Ul:B 22.55 kv Ul:C 22.55 kv Ul:A 113.97 kv Ul:B 114.09 kv Ul:C 114.01 kv Ul:A 113.51 kv Ul:B 113.70 kv Ul:C 113.53 kv Primera Transposición 1x110 kv Melipeuco-Río Toltén 0.00 MVA - Segunda Transposición 17.36 MW -0.27 Mvar 77.05 % 17.36 MW -0.27 Mvar 77.05 % -118.26 M.. -18.50 Mv.. 65.16 % -71.70 MW -14.44 Mv.. 39.16 % Ul:A 24.04 kv Ul:B 24.09 kv Ul:C 24.02 kv Los Ciruelos 220 kv Ul:A 209.91 kv Ul:B 210.06 kv Ul:C 209.83 kv -70.88 MW -19.90 Mvar 193.00 MVA 0.98 71.70 MW 14.44 Mvar 39.55 % 40.14 % 23.99 MVA 11.01 MVA Ul:A 14.19 kv Ul:B 14.18 kv Ul:C 14.16 kv 23.99 MVA Ul:A 14.19 kv Ul:B 14.19 kv Ul:C 14.16 kv 11.01 MVA Valdivia 220 kv 71.30 MW 17.24 Mvar 40.14 % -71.30 MW -17.24 Mvar 39.55 % Ul:A 212.33 kv Ul:B 212.28 kv Ul:C 212.21 kv Load Flow 3-phase(ABC) Nodes Line to Line Positive-Sequence Voltage, Magnitude [kv] Line-Ground Positive-Sequence Voltage, Magnitude [p.u.] Line-Ground Positive-Sequence Voltage, Angle [deg] PowerFactory 14.1.3 Estudio de desbalance de tensión Tramo Cautín-Ciruelos-Valdivia Caso 2 Project: 14052 Graphic: Grid Date: Annex: Figura 6.6: Resultados Caso 2 Página 15 de 22
34.7 km 34.7 km 38.4 km 38.4 km -16.08 MW 2.56 Mvar -16.08 MW 2.56 Mvar 32.04-6.79 21.36-31.38 5.17 21.36 31.81 MVA 0.99 38.4 km 6.4 km 38.4 km 6.4 km 32.0 km 32.0 km DIgSILENT 6.1.4 Caso 3 3 A continuación se presentan los resultados del Caso 3: Tabla 6.9: Tensión en Barras Barra U ab [kv] U bc [kv] U ca [kv] Promedio [kv] Ciruelos 220 kv 197,84 197,62 197,69 197,72 Tabla 6.10: Índice de desbalance Barra Desbalance [%] U ab U bc U ca Ciruelos 220 kv 0,06 0,05 0,01 V ~ 188.65 MVA 0.89 Cautín 220 kv Ul:A 220.00 kv Ul:B 220.00 kv Ul:C 220.00 kv 167.85 MW 71.11 Mvar -0.00 MW -0.03 Mvar Ul:A 22.69 kv Ul:B 22.76 kv Ul:C 22.70 kv Ul:A 113.36 kv Ul:B 113.79 kv Ul:C 113.41 kv Ul:A 112.84 kv Ul:B 113.40 kv Ul:C 112.90 kv Primera Transposición 1x110 kv Melipeuco-Río Toltén 0.00 MVA - Segunda Transposición 17.36 MW -0.25 Mvar 17.36 MW -0.25 Mvar -189.14 M.. -38.41 Mv.. -0.00 MW 0.02 Mvar Ul:A 24.19 kv Ul:B 24.28 kv Ul:C 24.18 kv Los Ciruelos 220 kv Ul:A 197.84 kv Ul:B 197.62 kv Ul:C 197.69 kv -0.00 MW 0.00 Mvar 193.00 MVA 0.98 0.00 MW -0.02 Mvar 23.99 MVA 11.01 MVA Ul:A 14.29 kv Ul:B 14.28 kv Ul:C 14.24 kv 23.99 MVA Ul:A 14.30 kv Ul:B 14.29 kv Ul:C 14.25 kv 11.01 MVA Valdivia 220 kv 0.00 MW -0.01 Mvar -0.00 MW 0.01 Mvar Ul:A 9.28 kv Ul:B 8.52 kv Ul:C 11.42 kv Load Flow 3-phase(ABC) Nodes Line to Line Positive-Sequence Voltage, Magnitude [kv] Line-Ground Positive-Sequence Voltage, Magnitude [p.u.] Line-Ground Positive-Sequence Voltage, Angle [deg] PowerFactory 14.1.3 Estudio de desbalance de tensión Tramo Cautín-Ciruelos-Valdivia Caso 3 Project: 14052 Graphic: Grid Date: Annex: Figura 6.7: Resultados Caso 3 Página 16 de 22
34.7 km 34.7 km 38.4 km 38.4 km -16.04 MW 2.66 Mvar -16.04 MW 2.66 Mvar 31.97-6.98 21.26-31.32 5.37 21.26 31.77 MVA 0.99 38.4 km 6.4 km 38.4 km 6.4 km 32.0 km 32.0 km DIgSILENT 6.1.5 Caso 4 3 A continuación se presentan los resultados del Caso 4: Tabla 6.11: Tensión en Barras Barra U ab [kv] U bc [kv] U ca [kv] Promedio [kv] Cautín 220 kv 195,22 195,44 195,39 195,35 Tabla 6.12: Índice de desbalance Barra Desbalance [%] U ab U bc U ca Cautín 220 kv 0,07 0,05 0,02 193.00 MVA 0.98 Cautín 220 kv Ul:A 195.22 kv Ul:B 195.44 kv Ul:C 195.39 kv -189.14 MW -50.23 Mvar -0.00 MW -0.02 Mvar Ul:A 22.45 kv Ul:B 22.33 kv Ul:C 22.46 kv Ul:A 113.58 kv Ul:B 112.94 kv Ul:C 113.61 kv Ul:A 113.23 kv Ul:B 112.53 kv Ul:C 113.15 kv Primera Transposición 1x110 kv Melipeuco-Río Toltén 0.00 MVA - Segunda Transposición 17.36 MW -0.28 Mvar 17.36 MW -0.28 Mvar 167.12 MW 80.00 Mva.. -0.00 MW 0.01 Mvar Ul:A 23.93 kv Ul:B 23.89 kv Ul:C 23.93 kv Los Ciruelos 220 kv Ul:A 220.00 kv Ul:B 220.00 kv Ul:C 220.00 kv -0.00 MW 0.00 Mvar 185.28 MVA 0.90 0.00 MW -0.01 Mvar 23.99 MVA 11.01 MVA V ~ Ul:A 14.09 kv Ul:B 14.09 kv Ul:C 14.11 kv 23.99 MVA Ul:A 14.10 kv Ul:B 14.10 kv Ul:C 14.12 kv 11.01 MVA Valdivia 220 kv 0.00 MW -0.01 Mvar -0.00 MW 0.01 Mvar Ul:A 8.20 kv Ul:B 9.10 kv Ul:C 8.64 kv Load Flow 3-phase(ABC) Nodes Line to Line Positive-Sequence Voltage, Magnitude [kv] Line-Ground Positive-Sequence Voltage, Magnitude [p.u.] Line-Ground Positive-Sequence Voltage, Angle [deg] PowerFactory 14.1.3 Estudio de desbalance de tensión Tramo Cautín-Ciruelos-Valdivia Caso 4 Project: 14052 Graphic: Grid Date: Annex: Figura 6.8: Resultados Caso 4 Página 17 de 22
6.2 Desbalance en línea 110 kv Melipeuco Río Toltén A continuación se muestran los índices de desbalance en la barra de 110 kv de S/E Río Toltén. El modelamiento de la línea se realizó según lo presentado en el punto 4.2.3 y la secuencia de fases presentada en el Anexo 1. Según lo informado por el cliente la capacidad de la línea a 25 C con sol es de 144,23 MVA (0,757 ka) 2. Tabla 6.13: Tensión en barras Barra U ab [kv] U bc [kv] U ca [kv] Promedio [kv] Río Toltén 110 kv 87,61 87,47 87,39 87,49 Tabla 6.14: Índice de desbalance Desbalance [%] Barra U ab U bc U ca Río Toltén 110 kv 0,14 0,02 0,12 6.3 Desbalance en línea 23 kv Carén Bajo Melipeuco A continuación se muestran los índices de desbalance en la barra de 23 kv de S/E Melipeuco. El modelamiento de la línea se realizó según lo presentado en el punto 4.2.3 y la secuencia de fases presentada en el Anexo 1. Tabla 6.15: Tensión en barras Barra U ab [kv] U bc [kv] U ca [kv] Promedio [kv] Melipeuco 23 kv 20,62 20,60 20,75 20,66 Tabla 6.16: Índice de desbalance Desbalance [%] Barra U ab U bc U ca Melipeuco 23 kv 0,18 0,27 0,45 En la Figura 6.9 se presentan los resultados para ambos casos. 2 Dado la longitud de la línea, el flujo de potencia no converge para potencias superiores a los 100 MVA, por consiguiente, se evaluará el desbalance con dicha carga. Página 18 de 22
Load Flow 3-phase(ABC) Nodes Ul:A 110.00 kv Ul:B 110.00 kv Ul:C 110.00 kv Ul:A 23.00 kv Ul:B 23.00 kv Ul:C 23.00 kv Line to Line Positive-Sequence Voltage, Magnitude [kv] Line-Ground Positive-Sequence Voltage, Magnitude [p.u.] Line-Ground Positive-Sequence Voltage, Angle [deg] PowerFactory 14.1.3 Ul:A 87.61 kv Ul:B 87.47 kv Ul:C 87.39 kv 14.25 MW 4.59 Mva.. 70.29 % -13.20 M.. -2.68 Mv.. 70.29 % V ~ 29.95 MVA 0.95 26.93 MVA 0.98 14.25 MW 4.59 Mvar 70.29 % -13.20 MW -2.68 Mvar 70.29 % V ~ 124.39 MVA 0.87 108.51 MW 60.81 Mvar 83.64 % 100.00 MVA 0.98 16.7 km -98.00 MW -19.90 Mvar 84.35 % DIgSILENT 33.3 km 33.3 km Ul:A 20.62 kv Ul:B 20.60 kv Ul:C 20.75 kv Estudio de desbalance de tensión Línea 110 kv Melipeuco-Río Toltén Línea 23 kv Carén Bajo-Melipeuco Project: 14052 Graphic: Grid(1) Date: Annex: Figura 6.9: Resultados Página 19 de 22
7 CONCLUSIONES En el presente estudio se ha obtenido el índice de desbalance de tensión debido a la incorporación las centrales de pasada Carilafquén y Malalcahuello. De acuerdo a la metodología indicada en la NTSyCS, se determinó que el máximo índice de desbalance es el siguiente: Tramo 220 kv Cautín Ciruelos Valdivia: 0,34% Tramo 220 kv Cautín Ciruelos: 0,07% Línea 110 kv Melipeuco Río Toltén: 0,14 % Línea 23 kv Carén Bajo Melipeuco: 0,45% Por lo tanto en base a los resultados obtenidos, se concluye que el seccionamiento de la línea debido a la incorporación del proyecto, no genera un impacto considerable desde este punto de vista y no es necesario adaptar ciclos de transposición de la línea. Adicionalmente, se verificó el desbalance en las líneas del proyecto, las cuales cumplen con las exigencias de la NTSyCS. Página 20 de 22
ANEXO 1 Transposición y Secuencia de Fases Página 21 de 22