ecc-003-2014_se-gorbea

Informe ECC Nº 003/2014

“NUEVA S/E GORBEA

66/13,2 KV”

“ESTUDIO DE CORTOCIRCUITOS Y CAPACIDADES DE RUPTURA DE INTERRUPTORES”

Mantenimiento Araucanía

Noviembre de 2014

Actividad Responsable Fecha

Desarrolló : Jorge Nahuelcheo G. Noviembre - 2014

Aprobó: Mauricio Salgado M. Noviembre - 2014

ECC-003/2014 Página 2 de 8

1. INTRODUCCION La nueva S/E Gorbea 66/13,2 kV, de propiedad de TRANSNET, se conectará a las líneas

de 66 kV Temuco - Loncoche, quedando ubicada aproximadamente a 33,17 km desde S/E Loncoche y a 46,78 km desde S/E Temuco. Se contempla la conexión de un transformador de 5 MVA 66/13,2 kV el cual contará con desconectadores fusibles en 66 kV y un reconectador Siemens con unidad de control Argus como interruptor general de media tensión 52CT1. Esta subestación alimentará los consumos del alimentador 52C1 propiedad de CODINER, el cual tendrá un reconectador Siemens y unidad de control Argus como equipos de protección. 2. OBJETIVOS

Los objetivos de este documento son:

Presentar el estudio de niveles de cortocircuito, el cual está orientado a la determinación de las corrientes máximas de cortocircuito en las barras de 66 kV y 13,2 kV asociadas al transformador T1.

Presentar el estudio de verificación de capacidades de ruptura, el cual se lleva a cabo para determinar si los interruptores ubicados en las instalaciones son aptos para interrumpir las corrientes máximas de cortocircuito que se registrarían en caso de fallas.

Los objetivos específicos del estudio son los siguientes:

Comparación de los niveles de cortocircuito en las instalaciones con las capacidades de ruptura (simétrica, asimétrica e instantánea) de los equipos de interrupción existentes en las instalaciones del sistema.

Identificación de los interruptores que se vean sobrepasados en su capacidad de ruptura por los niveles de cortocircuito.

Este estudio se realiza de acuerdo a lo instruido por la DO del CDEC – SIC, en

“PROCEDIMIENTO DO: TÉRMINOS Y CONDICIONES DEL CÁLCULO DE CORRIENTES DE CORTOCIRCUITO PARA LA VERIFICACIÓN DEL DIMENSIONAMIENTO DE INTERRUPTORES EN EL SIC”, versión Septiembre de 2009.


3. ANTECEDENTES Para el desarrollo del estudio, se modela el sistema interconectado central (SIC) y la S/E Gorbea

en la plataforma PowerFactory de DigSilent. La base de datos del SIC utilizada, corresponde a

una actualización Agosto de 2014 del CDEC-SIC.

Figura 1.- Diagrama Unifilar de S/E Gorbea

GORBEA


3.1. Parámetros de los equipos

a) S/E Gorbea Transformador T1 - 49600: Potencia : 5/6,25 MVA Conexión : Yz1d1 Tensiones nominales : 66/13,8/3kV Impedancia de secuencia positiva : 7% (Base 5 MVA y tensiones nominales)

4. NIVELES DE CORTOCIRCUITO En este capítulo se resumen los niveles de cortocircuito resultantes en las barras de 66kV y 13,2kV de S/E Gorbea.

4.1. Consideraciones del estudio para la obtención de niveles de cortocircuito

En esta sección se resumen las consideraciones y supuestos que a la luz del procedimiento de la DO, permiten el desarrollo del estudio. Entre las consideraciones generales del estudio, se cuentan: • El escenario de demanda y despacho corresponde a la situación de demanda alta del sistema para Agosto 2014, entregada por el CDEC-SIC. • La topología considera todos los generadores del sistema y todos los enmallamientos posibles. • Se consideran cortocircuitos trifásicos, bifásicos, bifásicos a tierra y monofásicos. • Se utiliza un factor de tensión de 1,1. • Se utiliza una duración de cortocircuito de 1 [s]. • Se utiliza un tiempo de apertura de 40 [ms].


4.2. Resultados de Cortocircuitos

A continuación se determinan los niveles de cortocircuito en S/E Gorbea en las barras de 66 kV y en barra de 13,2 kV (Generales 52CT1 y Alimentador 52C1):

Tabla 1.- Resultados cortocircuitos trifásicos:

Barra Falla trifásica Ib (kA)

Gorbea_Barra 66 KV 4,00

Gorbea_Barra 13,2 KV_CT1 2,71

Gorbea_Barra 13,2 KV_C1 2,71

Tabla 2.- Resultados cortocircuitos bifásicos:

Barra Falla bifásica Ib (kA)




Tabla 3.- Resultados cortocircuitos monofásicos a tierra:

Barra Falla monofásica a tierra Ib (kA)




Tabla 4.- Resultados cortocircuitos bifásicos a tierra:

Barra Falla bifásica a tierra Ib (kA)





5. VERIFICACIÓN DE CAPACIDAD DE RUPTURA DE INTERRUPTORES El presente capítulo corresponde a la verificación de la capacidad de ruptura de los interruptores, correspondientes a las barras de 66 y 13,2 kV de S/E Gorbea.

• Se consideran los niveles de cortocircuito presentados en el capitulo anterior “Niveles de Cortocircuito”.

• Las corrientes de cortocircuito en barra calculadas se comparan con las capacidades de ruptura de los interruptores ubicados en el sistema aledaño y se verifica que no sean sobrepasados en su capacidad permitida.

5.1. Consideraciones de la verificación de capacidades de ruptura El procedimiento planteado por la DO para el cálculo de cortocircuito, establece una serie de supuestos y consideraciones que se deben tener en cuenta para la realización del estudio. En esta sección se establecen las consideraciones que a la luz del procedimiento, permiten el desarrollo del estudio. Entre las consideraciones generales, se cuentan:

• El escenario de demanda y despacho corresponde a la situación de demanda alta del sistema para Agosto 2014, entregada por el CDEC-SIC.

• La topología considera todos los generadores del sistema y todos los enmallamientos

posibles.

• Se consideran cortocircuitos francos de tipo trifásicos, bifásicos, bifásicos a tierra y monofásicos.

• El cálculo de niveles de cortocircuito se ejecuta sobre las barras del sistema en estudio y

no sobre cada tramo particular que se conecta a dicha barra, de manera que se obtienen solicitaciones que en muchos casos son superiores a los valores reales que se obtendrán para cada interruptor.

Por otra parte, estos niveles de cortocircuito calculados se comparan con las mínimas capacidades de ruptura de los equipos conectados a cada barra. De esta manera, si el cortocircuito máximo no excede la capacidad de ruptura, ningún equipo asociado a una barra lo hará.


5.2. Resultados Capacidades de Ruptura En la tabla siguiente, se presentan los máximos niveles de corriente de cortocircuito para los distintos tipos de fallas.

Tabla 5.- Resultados de capacidades de ruptura transformador T1 y alimentador MT (Condición de máximo enmallamiento del sistema)

Barra Referencia cortocircuito

Paño Tipo de

Interruptor

Corrientes de Ruptura (kA)

Corrientes máximas de cortocircuito

(KA)

Se sobrepasa capacidad? % coci max v/s

capacidad I sym

I asym

I c-c-coci

I sym

I asym

Ip

Gorbea_Barra 66 KV 89BT1-F Fusible S&C

SMD - - - 4,00 5,66 6,67 - -

Gorbea_Barra 13,2 KV_CT1

52CT1 Reconectador Siemens 3AD

12,5 20

2,98 4,21 6,75 no 24%

Gorbea_Barra 13,2 KV_C1

52C1 Reconectador Siemens 3AD

12,5 20

2,98 4,21 6,75 no 24%

De la tabla 5 se observa que la habilitación del transformador T1 en S/E Gorbea no implica una excedencia de la capacidad de ruptura para ninguno de los interruptores involucrados.


6. Conclusiones De acuerdo a los resultados presentados en este informe, se concluye que los equipos de interrupción asociados al transformador T1 y alimentador 52C1 en S/E Gorbea poseen la capacidad de ruptura necesaria para despejar las corrientes de cortocircuito en las barras de 66kV y 13,2kV. Por lo tanto, de acuerdo a las simulaciones realizadas, se concluye que los interruptores ubicados en las instalaciones son aptos para interrumpir las corrientes máximas de cortocircuito que se registrarían en caso de fallas.

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