sistema equivalente proyectado al 2025
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7/26/2019 Sistema Equivalente Proyectado Al 2025
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ESCUELA SUPERIOR
POLITCNICA DEL LITORAL
FACULTAD DE INGENIERIA
EN ELECTRICIDAD Y COMPUTACIN
SISTEMAS DE POTENCIA II
INFORME
SISTEMA EQUIVALENTE EN BARRA SAN GREGORIO-
PORTOVIEJO AL 2025
GRUPO 8
INTEGRANTES:
SERGIO OMAR MENDOZA ECHEVERRIA
ROBERT ROSENDO ROCAFUERTE ALVARADO
JOEL EFREN VERA CATUTE
TUTOR:
ING. JOSE LAYANA CHANCAY
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1SISTEMAS DE POTENCIA II GRUPO 8
Tabla de Contenido
OBJETIVOS ..................................................................................................................................... 3
INTRODUCCIN ............................................................................................................................. 4
SISTEMA EQUIVALENTE ACTUAL (2015) EN 230 KV ...................................................................... 6
LINEAS DE TRANSMISIN .......................................................................................................... 6
GENERACIN EQUIVALENTE POR BARRA ................................................................................. 7
CARGA EQUIVALENTE POR BARRA .......................................................................................... 10
GENERADORES EQUIVALENTES POR BARRA ........................................................................... 11
TRANSFORMADORES EQUIVALENTES POR BARRA ................................................................. 12
OPERACIN ACTUAL DEL SISTEMA ......................................................................................... 14
VOLTAJES EN LAS BARRAS DE 230 KV ................................................................................. 14
VOLTAJES EN LAS BARRAS DE 69 KV ................................................................................... 15
CARGA EQUIVALENTE .......................................................................................................... 16
GENERACION EQUIVALENTE ............................................................................................... 17
MODELO DEL SISTEMA DE POTENCIA PARA FALLAS TRIFSICAS ........................................... 18
FORMACIN DE LA MATRIZ IMPEDANCIA .......................................................................... 18
CONCLUCIONES ........................................................................................................................... 26
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2SISTEMAS DE POTENCIA II GRUPO 8
ndice de Ilustraciones
Ilustracin 1. Conexin de las 13 barras a 230KV ....................................... 5
Ilustracin 2.Matriz Impedancia ............................................................... 19
Ilustracin 3.Flujo de carga del Sistema nacional interconectado a nivel de
voltaje (utilizando el software Power World) ........................................... 24
Ilustracin 4.Diagrama esquemtico del sistema nacional interconectado a
nivel de voltaje de 230KV ......................................................................... 25
ndice de tablas
Tabla 1.Barras a nivel de tensin de 230KV ................................................ 5
Tabla 2.Datos de las lneas de transmisin del sistema nacional
interconectado ........................................................................................... 6
Tabla 3.Datos de la generacin del sistema nacional interconectado ........ 9
Tabla 4.Datos de la carga del sistema nacional interconectado................ 10
Tabla 5.Datos de los generadores por barra ............................................. 11
Tabla 6.Datos de los transformadores por barra ...................................... 13
Tabla 7.Datos de los voltajes de las barras de 230 KV .............................. 14
Tabla 8.Datos de los voltajes en las barras de 69 KV ................................ 15
Tabla 9.Datos de la carga equivalente ...................................................... 16
Tabla 10.Datos de la generacin en las barras de 69 KV ........................... 17
Tabla 11.Simulaciones de MULTISIM ............ Error! Marcador no definido.
Tabla 12.Voltajes en las barras cuando ocurre la falla en la barra San
Gregorio ................................................................................................... 21
Tabla 13.Corriente de barra a barra cuando ocurre una falla en la barra
San Gregorio ............................................................................................ 23
http://c/sergio/7mo%20semestre/sistemas%20de%20potencia%202/Proyecto.docx%23_Toc427291652http://c/sergio/7mo%20semestre/sistemas%20de%20potencia%202/Proyecto.docx%23_Toc427291652 -
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3SISTEMAS DE POTENCIA II GRUPO 8
OBJETIVOS
Realizar un estudio a futuro de una red equivalente del sistema
nacional interconectado de 18 barras a un nivel de tensin de 230
KV para el ao 2025.
Obtener datos en cuanto a las lneas de transmisin, generacin y
carga total por barra, y subestaciones. Realizar el anlisis de falla en una de las barras del sistema de
potencia equivalente. Barra San Gregorio(Portoviejo)
Calcular la corriente de falla y voltajes presentes en las 12 barras
restantes.
Calcular las corrientes presentes en las lneas de transmisin cuando
se presenta la falla.
Usar herramientas virtuales para simular las fallas, el estado de
operacin del sistema, y determinar los parmetros del sistema.
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4SISTEMAS DE POTENCIA II GRUPO 8
INTRODUCCIN
El sistema Nacional Interconectado equivalente actual (2015) cuenta con
un total de 13 barras a un nivel de tensin de 230 KV. Se realizara el
anlisis de la proyeccin del SNI al 2025.
Segn el plan estratgico de expansin de las lneas de transmisin del
Ecuador se implementaran lneas a un nivel de tensin de 500 KV.
Se considerarn las barras de Coca-Codo, El Inga, Chorrillo, Sopladora,
Machala 500, a un nivel de tensin de 500 KV.
No BARRANivel de
voltaje (KV)
1 San Gregorio(Portoviejo.) 230
2 Esmeraldas 230
3 Santo Domingo 230
4 Santa Elena 230
5 Santa Rosa 230
6 Quevedo 230
7 Milagro 230
8 Pascuales 230
9 Machala 23010 Tulcn 230
11 Totoras 230
12 Molino(Paute) 230
13 Loja 230
14 Coca-Codo 500
15 El Inga 500
16 Chorrillo 500
17 Sopladora 500
18 Zamora 500
19 Machala 500 500
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Tabla 1.Barras a nivel de tensin de 230 KV y 500 KV
Ilustracin 1. Conexin de las 13 barras a 230KV
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SISTEMA EQUIVALENTE PROYECTADO AL 2 25
LINEAS DE TRANSMISIN
No NOMBRE #
TIPO DE
CONDUCTOR
Long.
Km
Vnom
KV
R +
Ohm
R+
p.u
X+
OhmX+p.u
1 L/T San Gregorio-Quevedo 1 1113 MCM 110 230 3,15 0,0059546 25,3 0,0478260
2 L/T Quevedo-Sant. Domingo 2 1113 MCM 104 230 3,05 0,0057655 24,6 0,0465028
3 L/T Sant. Domingo-Esmeraldas 2 397.5 KCM 154,8 230 6,75 0,0127599 12,54 0,0237051
4 L/T Sant. Domingo-Santa Rosa 2 1113 MCM 78,3 230 2,35 0,0044423 19,2 0,0362948
5 L/T Santa Rosa-Tulcn 1 1200 ACAR 199,5 230 15,45 0,0292060 63,45 0,1199432
6 L/T Santa Rosa-Totoras 2 1113 MCM 110 230 3,25 0,0061436 27 0,0510396
7 L/T Totoras-Molino(Paute) 1 1113 MCM 200,2 230 11,9 0,0224952 98,2 0,1856333
8 L/T Molino(Paute)-Loja 2 397.5 KCM 202,1 230 16,3 0,0308128 50,7 0,09584129 L/T Molino(Paute)-Milagro 2 1113 MCM 135,7 230 4,05 0,0076559 32,7 0,0618147
10 L/T Milagro-Machala 2 397.5 KCM 133,7 230 5,87 0,0110964 10,92 0,0206427
11 L/T Milagro-Pascuales 2 1113 MCM 52,7 230 0,775 0,0014650 6,22 0,01175803
12 L/T Pascuales-Sant.Elena 1 397.5 KCM 105,6 230 3,52 0,0066540 6,56 0,01240075
13 L/T Pascuales-Quevedo 2 1113 MCM 145,3 230 4,3 0,0040643 34,35 0,06493383
14 L/T Coca Codo - El Inga 2 750 ACAR 125 500 1,875 0,00075 21,875 0,00875
15 L/T El Inga- Chorrillo 1 750 ACAR 300 500 9 0,0036 105 0,042
16 L/T Chorrillo - Sopladora 2 750 ACAR 180 500 2,7 0,00108 31,5 0,0126
17L/T Sopladora - ZamoraSantiago
2750 ACAR
20 500 0,3 0,00012 3,50,0014
18L/T Zamora Santiago - Machala500
2750 ACAR
200 500 3 0,0012 350,014
Segn el plan de expansin de transmisin se implementarn nuevaslneas:
Lnea San Gregorio-Quevedo de doble circuito a 230 KV
Lnea de transmisin Milagro-Macha a un nivel de tensin de 230
KV, longitud de 135 Km, dos conductores por fase, tipo de conducto
750 ACAR.
Lnea de transmisin Milagro-Pascuales, en teora la lnea ser
construida de Milagro- Las Esclusas, pero se toma en cuenta la barra
Pascuales contiene a Las Esclusas, nivel de voltaje de 230 Kv. Lnea de transmisin Pascuales-Santa Elena a un nivel de 230 KV.
Tabla 2.Datos de las lneas de transmisin del sistema nacional interconectado
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Lnea de transmisin Esmeraldas- Santo domingo a 230 KV, longitud
de 155 Km, doble circuito.
Lnea de transmisin Coca-Codo a El Inga a un nivel de tensin de
500KV, esta lnea consta de doble circuito, con conductores de tipo
750 ACAR, tiene una longitud de 125 Km. Lnea de transmisin El Inga-Chorrillo a 500 KV, consta de un
circuito, con conductor tipo 750 ACAR.
Lnea de transmisin Chorrillo-Sopladora a 500 KV, consta de doble
circuito.
Lnea de transmisin Sopladora-Zamora Santiago a 500 KV, consta
de doble circuito, con conductores pito 750 ACAR.
Lnea de transmisin Zamora Santiago-Machala 500, a un nivel de
tensin de 500 KV.
En la tabla 2 se muestran con detalles las lneas de transmisin.
GENERACIN EQUIVALENTE POR BARRA
DATOS DE LA GENERACIN DEL SISTEMA NACIONAL INTERCONECTADO
No BARRA Central P( MW) P total( MW) Fp S (MVA)
1 San Gregorio-Portoviejo
C.T Jaramijo 140
613 0,9 681,11
C.H M Laniado 213
C.T Miraflores 40
C.T Manta 2 20
Otras. 200
2 EsmeraldasC.T Esmeraldas 132
276 0,9 306,67C.T Esmeraldas II 144
3 Santo Domingo
Hidrolitoral BaBa 42
330 0,9 366,67C.H Manduriacu 60
C.H Toachi Pilatn 228
4 Santa Elena
C.T Santa Elena 3 40
230 0,9 255,56C.T Santa Elena 2 90Otras. 100
5 Santa Rosa
C.T Santa Rosa 51
812 0,9 902,22
C.H Guangopolo 30
EEQSA 144
C.H Guangopolo II 50
C.H Chesp 167
C.H Villadora 270
C.H Quijos 100
6 Quevedo
Energy INT 100
167,5 0,9 186,11C.H BABA 42
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8SISTEMAS DE POTENCIA II GRUPO 8
C.H Calope 16,5
C.H La Esperanza 9
7 Milagro
C.H Cibimbe 15
116,3 0,9 129,22C.B San Carlos 35C.B Ecudos 29,8
C.B Ecoelectric 36,5
8 Pascuales
C.T Garca 92
1118,8 0,9 1243,11
Electroquil 192
Genecoca 34,3
CT. G. Zevallo 166
Victoria II 150
Trinitaria 133
CT. A Tinajero 81,5
CT. A Santos 120
Termoguayas 150
9 Machala
Termogas Machala 130
603 0,9 670Termogas Machala 2 120
C.H Minas de San Francisco 273
C.H La Unin 80
10 Pasto-Tulcn
C.T San Miguel 3
311 0,9 345,55C.T Ambi 8
Interconexion-Colombia 300
11 Totoras
C.H Illuchi I 4.2
774,5 0,9 860,56
C.H Illuchi II 7
C.H Pucara 70
C.H Jivino 40
EE.Riobamba 15,3
C.H San Francisco 212
C.H Agoyn 156
C.H Pisayambo 70
Otras. 200
12 Molino(Paute)
Hidro-Paute 1100
1773 0,9 1970Mazar 160
C. H Ocaa 26
C.H Sopladora 487
13 Loja
C.H Elec Caustro 38,4
346,5 0,9 385
C.T Elec Caustro 22,6
C.H Abanico 37,5
C.H EER. Sur 2,4
C.T EER. Sur 14,1
C.H Villonaco 16,5
Interconexion-Per 100C.H Delsitanisagua 115
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14 Coca-Codo C.H Coca-Codo Sinclair 1500 1500 0,9 1666,67
15 Zamora
C.H Z.San Juan Bosco 1028
5000 0,9 5555,56
C.H Z. Salto 1 924
C.H Z.Salto 2 917
C.H Z.Salto 3 1015
Otras. 1116
TOTAL: 13967,4 0,9 15519,33
En la Tabla 3 se presentan los datos en cuanto de la generacin del
sistema equivalente por cada barra presente.
Segn Plan de expansin de Generacin del Ecuador para el 2025 se
estima que entren en operacin las siguientes centrales ms importantes:
Barra Esmeraldas: Central Trmica Esmeraldas II con una potencia
de 144MW.
barra Santo Domingo: Central Hidroelctrica Toachi-Pilatn con unapotencia de 228 MW.
Barra Santa Rosa: Central Hidroelctrica Guangopolo II (50 MW),
Chesp (167 MW), Villadora (270 MW ), Quijos (100 MW ).
Barra Quevedo: Central Hidroelctrica BABA (42 MW), Calope (16,5
MW), La Esperanza (9 MW).
Barra Machala: Central Hidroelctrica Minas de San Francisco (273
MW), C.H La Unin (80 MW).
Barra Molino: C.H Ocaa (26 MW), C.H Sopladora (487 MW). Barra Loja: C.H Desiltanisagua (115 MW).
Barra Coca-Codo: C.H Coca Codo Sinclair (1500 MW)
Barra Zamora: C.H Sam Juan Bosco (1028 MW), C.H Z.Salto 1 (924
MW), C.H Z. Salto2 (917MW), C.H Z. Salto 3 (1015 MW)
Segn los datos, se observa que la mayor potencia generada es de 5000
MW correspondiente a la barra Zamora, potencia que es aportada por la
central Zamora-Santiago.
La potencia activa total instalada es de 13967,4 MW.
Tabla 3.Datos de la generacin del sistema nacional interconectado
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El factor de potencia ser de 0,9 con lo cual se muestra la potencia en
MVA total por barras. La Potencia total generada es de 15519,33 MVA.
CARGA EQUIVALENTE POR BARRA
DATOS DE LA CARGA DEL SISTEMA NACIONAL INTERCONECTADO
No BARRAEmpresa
DistribuidoraCARGA
(MW)2015
CargaTotal(MW)2015
CargaTotal(MW)2025
FpCargaMVAR
S (MVA)2025
1San
Gregorio(Portoviejo)CNEL-Manab 385,1 385,1 997,4 0,95 327,74 1049,89
2 Esmeraldas CNEL-Esmeraldas 100,3 100,3 259,8 0,95 85,37 273,47
3 Santo Domingo CNEL-S.Domingo 103,5 103,5 268,1 0,95 88,09 282,21
4 Santa Elena CNEL- S.Elena 102,9 102,9 266,5 0,95 87,56 280,53
5 Santa Rosa EEGSA 885,6 885,6 2293,7 0,95 753,69 2414,42
6 Quevedo CNEL-Los Rios 78,9 78,9 204,4 0,95 67,16 215,16
7 MilagroCNEL-Milagro 138,6
366,7 949,8 0,95 312,09 999,79CNEL-Guayas Rios 228,1
8 PascualesCNEL-Guayaquil 1083,1
1197,2 3100,8 0,95 1018,89 3264CNEL-Guayas Rios 114,1
9 Machala CNEL-El Oro 151,3 151,3 391,9 0,95 128,77 412,53
10 Tulcn EMELNORTE 111,2 111,2 288 0,95 94,63 303,16
11 Totoras
E.E Ambato 154,5
447,4 1158,8 0,95 380,77 1219,79
CNEL-Bolivar 16,2
EE. Riobamba 67
CNEL-Sucumbios 121,1
ELEPCOSA 88,6
12 Molino(Paute)Azogues 154,5
335,9 870 0,95 285,87 915,79
EER-Centro Sur 181,4
13 Loja E.E. Sur 63,7 63,7 165 0,95 54,22 173,68
TOTAL: 4329,7 11229,94 0,95 3691,1 11820,99
Para el equivalente total de carga por barra se procedi a establecer los
datos de las cargas proporcionadas por las empresas distribuidoras al
2015, y se estableci una tasa de crecimiento del 10% anual, en la Tabla 4se observa en detalle los datos de la carga proyecta al 2025. La potencia
Tabla 4.Datos de la carga del sistema nacional interconectado
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11SISTEMAS DE POTENCIA II GRUPO 8
activa total al 2025 ser de 11229,94 MW adems se considera que el
factor de potencia de la carga es de 0,95 por lo tanto la Potencia Aparente
S=11820,99 MVA.
La mayor concentracin de carga se encuentra en la Barra Pascuales conun total de 3100,8 MW cuyos datos se obtuvieron de las empresas de
distribucin CNEL-Guayaquil y CNEL-Guayas Ros.
La Barra que presenta menor Carga es la Barra Loja con un total de 165
MW, cuya empresa distribuidora es E.E. Sur.
GENERADORES EQUIVALENTES POR BARRA
Segn el Plan de Expansin de la Generacin se estima que para el 2025 se
encuentren operando las centrales antes mencionadas por lo cual el valor
de la generacin equivalente por barra cambiara en ciertos puntos de los
cuales se puede destacar lo siguiente:
DATOS DE LOS GENERADORES POR BARRA
No NOMBREV
nominalKV
CapacidadMW
FpCapacidad
MVAX+p.u
V base=230 KV
S base=100 MVA
X+ (p.u) L + (p.u)
1 San Gregorio(Port.) 69 613 0,9 681,11 0,1 0,014681916 3,8945E-05
2 Esmeraldas 69 276 0,9 306,67 0,1 0,032608341 8,64963E-05
3 Santo Domingo 69 330 0,9 366,67 0,1 0,027272479 7,23425E-05
4 Santa Elena 69 230 0,9 255,56 0,1 0,039129754 0,0001037955 Santa Rosa 69 812 0,9 902,22 0,1 0,011083771 2,94006E-05
6 Quevedo 69 167,5 0,9 186,11 0,1 0,053731664 0,000142528
7 Milagro 69 116,3 0,9 129,22 0,1 0,077387401 0,000205276
8 Pascuales 69 1118,8 0,9 1243,11 0,1 0,00804434 2,13383E-05
9 Machala 69 603 0,9 670 0,1 0,014925373 3,95908E-05
10 Tulcn 69 311 0,9 345,55 0,1 0,028939372 7,67641E-05
11 Totoras 69 774,5 0,9 860,56 0,1 0,01162034 3,08239E-05
12 Molino(Paute) 69 1773 0,9 1970 0,1 0,005076142 1,34649E-05
13 Loja 69 346,5 0,9 385 0,1 0,025974026 6,88982E-0514 Coca-Codo 500 1500 0,9 1666,67 0,12 0,007199986 1,90986E-05
15 Zamora-Santiago 500 5000 0,9 5555,56 0,12 0,002159998 5,72957E-06
Tabla 5.Datos de los generadores por barra
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12SISTEMAS DE POTENCIA II GRUPO 8
La generacin en San Gregorio, Esmeraldas, Santo Domingo, Santa
Rosa aumentar por lo tanto su reactancia disminuir, ya que
seguimos considerando un Vb=230 KV y Sb=100MVA.
Se considera un generador equivalente en la barra Coca-Codo de
una potencia de 1500 MW, 500 KV, con factor de potencia de 0,9 yreactancia del 12%.
Se considera un generador equivalente en la barra Zamora con una
potencia mxima de 5000 MW, a un nivel de tensin de 500 KV,
factor de potencia 0,9 y reactancia del 12%.
Para fines de clculos del sistema de potencia se llevaron las reactancias
de los generadores a una base con: Vb=230 KV y Sb=100MVA tal como se
muestra, adems se calcularon las inductancias en por unidad de lasmismas.
Los datos en detalle de los generadores tales como Voltaje nominal,
Capacidad, reactancias se presentan en la Tabla 5.
TRANSFORMADORES EQUIVALENTES POR BARRA
DATOS DE LOS TRANSFORMADORES POR BARRA
No NOMBRE TipoV.nominalPrimario
KV
V.nominalSecundario
KV
CAP.MVA
Xp.u
V base=230 KVS base=100 MVA
X+ (p.u) L + (p.u)
1 San Gregorio Gen. 69 230 681,11 0,1 0,014681916 3,8945E-05
2 Esmeraldas Gen. 69 230 306,67 0,1 0,032608341 8,64963E-05
3 Santo Domingo Gen. 69 230 366,67 0,1 0,027272479 7,23425E-05
4 Santa Elena Gen. 69 230 255,56 0,1 0,039129754 0,000103795
5 Santa Rosa Gen. 69 230 902,22 0,1 0,011083771 2,94006E-05
6 Quevedo Gen. 69 230 186,11 0,1 0,053731664 0,000142528
7 Milagro Gen. 69 230 129,22 0,1 0,077387401 0,0002052768 Pascuales Gen. 69 230 1243,11 0,1 0,00804434 2,13383E-05
9 Machala Gen. 69 230 670 0,1 0,014925373 3,95908E-05
10 Tulcn Gen. 69 230 345,55 0,1 0,028939372 7,67641E-05
11 Totoras Gen. 69 230 860,56 0,1 0,01162034 3,08239E-05
12 Molino(Paute) Gen. 69 230 1970 0,1 0,005076142 1,34649E-05
13 Loja Gen. 69 230 385 0,1 0,025974026 6,88982E-05
14 El Inga-Santa Rosa Trans. 500 230 1800 0,08 0,004444444 1,17893E-05
15 Chorrillo-Pascuales Trans. 500 230 2250 0,08 0,003555556 9,4314E-06
16 Sopladora-Molino Trans. 500 230 450 0,08 0,017777778 4,7157E-0517 Machala 500- Trans. 500 230 900 0,08 0,008888889 2,35785E-05
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13SISTEMAS DE POTENCIA II GRUPO 8
Machala
Tabla 6.Datos de los transformadores por barra
Debido a la Expansin de la generacin y transmisin se tiene la necesidadde construir subestaciones, adems de las existentes actualmente (2015)
se estima que para el 2025 se encuentre funcionando varias subestaciones
alrededor de todo el pas.
Para este anlisis se va a considerar una implementacin de cuatro
transformadores tal como se detalla:
Transformador para la transmisin ubicado entre las barras El Inga-
Santa Rosa de 500/230 KV con una capacidad de 1800 MVA y unareactancia del 8%.
Transformador para la transmisin conectado entre las barras
Chorrillo-Pascuales de 500/230 KV, con una capacidad de 2250 MVA
y una reactancia del 8%.
Transformador para la transmisin conectado entre las barras
Sopladora-Molino de 500/230 KV, con una capacidad de 450 MVA y
una reactancia del 8%.
Transformador para la transmisin de 500/230 KV conectado entre
las barras Machala-Machala 500, con una capacidad de 900 MVA y
una reactancia del 8%.
La tabla 6 muestra los trasformadores de las subestaciones, para fines de
clculos del sistema de potencia se llevaron las reactancias de los
transformadores a una base con: Vb=230 KV y Sb=100MVA tal como se
muestra.
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14SISTEMAS DE POTENCIA II GRUPO 8
OPERACIN DEL SISTEMA AL 2 25
Para el anlisis de flujo de carga se utiliza el software Power World, talcomo se muestra en la ilustracin 3, del cual se obtienen los datos en
cuanto a voltajes, potencia, etc.
VOLTAJES EN LAS BARRAS DE TRANSMISIN
DATOS DE LOS VOLTAJES EN LAS BARRAS DE TRANSMISIN
N Name Nom kV PU Volt Volt (kV) Angle (Deg)
1 TULCN 230 1,0469 240,788 28,12 SANTA ROSA 230 0,99893 229,753 25,79
3 STO. DOMINGO 230 1,04552 240,469 24,67
4 QUEVEDO 230 0,98172 225,795 22,06
5 PASCUALES 230 0,91014 209,332 28,97
6 MILAGRO 230 0,90004 207,009 32,59
7 MOLINO 230 1,01393 233,204 52,63
8 TOTORAS 230 0,96585 222,145 22,13
9 ESMERALDAS 230 1,06244 244,362 24,42
10 SAN GREGORIO 230 0,96679 222,362 11,22
11 STA. ELENA 230 0,93175 214,303 27,85
12 MACHALA 230 0,99234 228,238 43,12
13 LOJA 230 1,06965 246,02 61,6
14 Coca Codo 500 1,07183 535,917 36,53
15 El Inga 500 1,00888 504,441 29,85
16 Chorrillo 500 0,91875 459,377 33,61
17 Sopladora 500 0,98982 494,91 49,91
18 Zamora 500 1 500 51,35
19 Machala 500 500 0,98997 494,983 46,32
Tabla 7.Datos de los voltajes de las barras de Transmisin
La tabla muestra los datos de los voltajes en por unidad (p.u), su magnitud
y ngulo presentes en las 13 barras de 230 KV y en las 6 Barras de 500 KV,
como se observa los valores de voltajes obtenidos estn dentro de un
rango normal de operacin establecidos (10%).
El voltaje mnimo se presenta en la barra Milagro . = 0,90004 .
equivalente a = 207,009 < 32,59
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El nivel mximo de voltaje se presenta en la barra Coca-Codo . =1,07183 . equivalente a = 535,92 < 36,53
VOLTAJES EN LAS BARRAS DE 69 KV
DATOS DE LOS VOLTAJES EN LAS BARRAS DE 69 KV
14 Gen. Tucn 69 1,0859 74,927 32,93
15 Gen. Santa Rosa 69 1,03718 71,565 30,77
16 Gen. Sant. Domin 69 1,08247 74,691 29,23
17 Gen. Quevedo 69 1,02057 70,419 27,23
18 Gen. Pacuales 69 0,95102 65,62 34,93
19 Gen. Milagro 69 0,94117 64,941 38,67
20 Gen. Molino 69 1,05176 72,571 57,47
21 Gne. Totoras 69 1 69 27,47
22 Gen. Esmeraldas 69 1,09895 75,827 28,84
23 Gen San Gregorio 69 1 69 16,56
24 Gen Santa Elena 69 0,97198 67,067 33,55
25 Gen. Machala 69 1,03078 71,124 48,17
26 Gen. Loja 69 1,09028 75,229 66,03
Tabla 8.Datos de los voltajes en las barras de 69 KV
Se presentan los voltajes en las barras de 69 KV las cuales representan la
generacin equivalente, los valores de voltajes se dan en por unidad,
magnitud y fase, como se puede apreciar en la Tabla 8 los niveles de
tensin estn dentro del rango normal de operacin.
Se puede apreciar que el voltaje mnimo en las barras de 69KV se presentaen la barra Generacin Milagro . = 0,94117 . equivalente a = 64,94 < 38,67 .
El voltaje mximo se presenta en la barra generacin Esmeraldas.
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CARGA EQUIVALENTE
DATOS DE LA CARGA EQUIVALENTE
Bus Name of Bus Status MW Mvar MVA
1 TULCN Closed 288 95 303,26
2 SANTA ROSA Closed 2294 754 2414,74
3 STO. DOMINGO Closed 268 88 282,08
4 QUEVEDO Closed 204 67 214,72
5 PASCUALES Closed 3100 1015 3261,94
6 MILAGRO Closed 950 312 999,92
7 PAUTE Closed 870 286 915,8
8 TOTORAS Closed 1158 380 1218,76
9 ESMERALDAS Closed 260 85 273,54
10 SAN GREGORIO Closed 980 327 1033,12
11 STA. ELENA Closed 266 88 280,18
12 MACHALA Closed 392 129 412,68
13 LOJA Closed 165 54 173,61
TOTAL 11195 3680 11784,35
Tabla 9.Datos de la carga equivalente
La tabla 9 muestra los valores de las cargas equivalentes en potencia
activa (MW), reactiva (MVAR) y aparente (MVA) de cada una de las barras
a un nivel de 230 KV.
Segn los datos obtenidos mediante el software power world, se tiene
una potencia total activa de 11195 MW, una potencia reactiva total de3680 MVAR, por lo tanto una potencia aparente de 11784,35 MVA.
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GENERACION EQUIVALENTE
DATOS DE LA GENERACIN
Bus Name of Bus Status Gen MW Gen Mvar
14 Gen. Tucn Closed 331 160,31
15 Gen. Santa Rosa Closed 812 393,27
16 Gen. Sant. Domin Closed 330 159,83
17 Gen. Quevedo Closed 168 81,37
18 Gen. Pacuales Closed 1118 541,47
19 Gen. Milagro Closed 116 56,18
20 Gen. Molino Closed 1773 858,7
21 Gne. Totoras Closed 774 330,03
22 Gen. Esmeraldas Closed 276 133,67
23 Gen San Gregorio Closed 613 254,78
24 Gen Santa Elena Closed 230 111,39
25 Gen. Machala Closed 603 292,05
26 Gen. Loja Closed 347 100
31 Gen.Zamora Closed 2442,2 638,67
34 Gen. Coca Codo Closed 1500 726,48
TOTAL: 11433,2 4838,2
Tabla 10.Datos de la generacin en las barras de 69 KV
Se presentanlos datos de las generaciones equivalentes en cada barra.
Obteniendo una potencia activa generada de 11433,2 MW y una potencia
reactiva generada de 4838,2 MVAR.
Por lo tanto para el clculo de prdidas de potencia tenemos:
=
= 11433,2 11195
= 238,2
Es decir debido a que se consider las resistencias en las lneas se va a
producir un total de 238,2 MW de prdidas correspondiente a:
-
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18SISTEMAS DE POTENCIA II GRUPO 8
% = 2,08%
MODELO DEL SISTEMA DE POTENCIA PARA FALLAS TRIFSICAS
FORMACIN DE LA MATRIZ IMPEDANCIA
Para obtener la matriz de impedancias se obtuvo a partir de la inversa de
la matriz admitancia.
[
...
]
=
[
. . . .
. . . . . .
. . . . .
. . . . . . . . ]
.
[
..
]
[
...
]
=
[
.
.]
.
Por lo tanto se toman los voltajes en las otras barras:
=
Donde:
=
Como
= 1 .
Entonces:
=
Es decir con los voltajes en cada barra se obtendr los elementos de la
columna i de la matriz impedancia.
Luego se inyecta corriente de 1 p.u en cada barra y as se obtiene la matriz
impedancia del sistema.
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19SISTEMAS DE POTENCIA II GRUPO 8
Ilustracin 2.Matriz Impedancia
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20SISTEMAS DE POTENCIA II GRUPO 8
Para el siguiente anlisis vamos a tomar en cuenta las siguientes
consideraciones:
Se despreciara la corriente de carga Los voltajes internos en todas las mquinas Eg, son iguales
Todas las maquinas se pueden representar por una mquina
equivalente.
Se coloca una barra ideal de referencia (0) delante de todas las
mquinas de generacin.
En el momento de la falla las corrientes en todas las barras son ceroexcepto en la barra i, por lo tanto tenemos que:
=
La corriente de falla trifsica en la barra i es:
=1,0
El voltaje en la barra j con respecto a la barra de referencia cuando la falla
es en la barra i :
=
=
Por lo tanto, el voltaje en cualquier barra con respecto a tierra es:
= 1 +
= 1
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21SISTEMAS DE POTENCIA II GRUPO 8
Voltajes de las barras cuando se produce la falla en la barra San Gregorio
j -(Zij/Zii) V(p.u) V(KV)
1 -1 0 0
2 -0,012345333 0,987654667 227,16
3 -0,034180037 0,965819963 222,14
4 -0,005196038 0,994803962 228,8
5 -0,003014206 0,996985794 229,31
6 -0,228722879 0,771277121 177,39
7 -0,004751089 0,995248911 228,91
8 -0,008843029 0,991156971 227,97
9 -0,000942892 0,999057108 229,78
10 -0,000306045 0,999693955 229,93
11 -0,001160532 0,998839468 229,73
12 -0,000330921 0,999669079 229,9213 -3,26757E-05 0,999967324 229,99
14 -0,001214521 0,998785479 229,72
15 -0,002704923 0,997295077 229,38
16 -0,006943924 0,993056076 228,4
17 -0,001381712 0,998618288 229,68
18 -0,000847662 0,999152338 229,81
Tabla 11.Voltajes en las barras cuando ocurre la falla en la barra SanGregorio
La tabla muestra los valores de los voltajes con respecto a la barra de
referencia (.) cuando se presenta la falla en la barra 1 SanGregorio, adems los voltajes con respecto a tierra en p.u y valoresreales.
La corriente de falla trifsica en la barra i es:
=1,0
En nuestro caso:
= Impedancia vista desde la barra San Gregorio (Portoviejo)
Por lo tanto:
-
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22SISTEMAS DE POTENCIA II GRUPO 8
=1,0
0,023002 = 43,474481 .
Como:
= 1000003 (230) = 251,02
Entonces:
La corriente de falla en la barra San Gregorio:
= 43,474481 (251,02)
= 10912,96 < 90
Para el clculo de las corrientes que van de barra a barra cuando existe
una falla en un abarra i tenemos:
=
1
-
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23SISTEMAS DE POTENCIA II GRUPO 8
Direccion de I I pu
San Gregorio-Quevedo 6 1 3,05E-02
Quevedo-Sant. Domingo 12 11 3,37E-05
Sant. Domingo-Esmeraldas 3 6 1,55E-02
Sant. Domingo-Santa Rosa 10
5 1,41E-04Santa Rosa-Tulcn 8 6 3,47E-03
Santa Rosa-Totoras 4 8 1,35E-04
Totoras-Molino(Paute) 9 7 3,88E-05
Molino(Paute)-Loja 7 8 8,07E-05
Molino(Paute)-Milagro 12 7 1,35E-04
Milagro-Machala 13 12 2,73E-05
Milagro-Pascuales 11 5 2,98E-04
Pascuales-Sant.Elena 5 3 4,75E-03
Pascuales-Quevedo 2 3 6,36E-04
Coca Codo - El Inga 14 15 6,81E-05
El Inga- Chorrillo 15 16 4,04E-05
Chorrillo - Sopladora 16 17 1,77E-04
Sopladora - Zamora Santiago 17 18 1,53E-04
Zamora Santiago - Machala 18 9 2,72E-06
Tabla 12.Corriente de barra a barra cuando ocurre una falla en la barra
San Gregorio
En la tabla 13 se presentan las corrientes en por unidad (p.u) de barra a
barra durante la falla trifsica en la barra San Gregorio. Se presentan 13
corrientes.
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Ilustracin 3.Flujo de carga del Sistema nacional interconectado a nivel de
voltaje (utilizando el software Power World)
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25SISTEMAS DE POTENCIA II GRUPO 8
Ilustracin 4.Diagrama esquemtico del sistema nacional interconectado a
nivel de voltaje de 230KV
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CONCLUCIONES
Se calcul en caso de falla trifsica en la barra San Gregorio las
corrientes de fallas y las cadas de tensiones en cada barra.
Se represent un sistema equivalente de 19 barras del sistema nacional
interconectado con una aproximacin al 2025.
Para la realizacin del clculo de la falla trifsica en la barra san
Gregorio se us software de simulacin y as obtuvimos las cadas de
tensin en cada barra.
Se realiz el flujo de carga del sistemas nacional interconectadomediante el software de simulacin Power World.
REFERENCIAS
Anlisis de Fallas en Sistemas Elctricos de Potencia- Ing. Jos
Layana Chancay. Corporacin Elctrica del Ecuador, CELEC EP TRANSELECTRIC.
Corporacin CenaceSistema Nacional Interconectado