• Categories
• Transformador
• Subestación eléctrica
• Corriente eléctrica
• Generación eléctrica
• Generador eléctrico

Citation preview

ESTUDIO DE PRE OPERATIVIDAD Central Termoeléctrica Iquitos Nueva

Para: GENRENT DEL PERÚ S.A.C Lima, Noviembre 2014

REV.

DESCRIPCION

REALIZADO POR

REVISADO POR

APROBADO POR (POCH)

APROBADO POR (GENRENT)

FECHA

A

Emisión Revisión A

J.GARCIA

P.POZO

P.POZO

J.C. WONG

17/03/14

B

Emisión Revisión B

J.GARCIA

P.POZO

P.POZO

J.C. WONG

06/08/14

C

Emisión Revisión C

J.GARCIA

P.POZO

P.POZO

J.C. WONG

25/11/14

Estudio de Pre Operatividad

CONTENIDO I.

RESUMEN EJECUTIVO .............................................................................................................. 2 1. 2. 3. 4.

II.

GENERALIDADES ........................................................................................................................... 3 DESCRIPCIÓN DE LAS INSTALACIONES PROYECTADAS ................................................. 4 CONCLUSIONES DE LOS ESTUDIOS ELÉCTRICOS............................................................. 5 DIAGRAMA UNIFILAR DE LA CT IQUITOS NUEVA. ............................................................. 7 INGENIERÍA DEL PROYECTO DE LA NUEVA CENTRAL TERMOELÉCTRICA DE IQUITOS..................................................................................................................................10

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

GENERALIDADES ..........................................................................................................................11 ETAPAS DE EXPANSIÓN DE LA NUEVA CENTRAL DE IQUITOS.....................................11 NORMAS DE DISEÑO APLICADAS ...........................................................................................12 CARACTERISTICAS GENERALES .............................................................................................13 EQUIPAMIENTO DE LA CENTRAL TERMOELÉCTRICA .......................................................14 EQUIPAMIENTO DEL PATIO DE MANIOBRAS 60 KV. CT IQUITOS NUEVA .................19 SISTEMA DE PUESTA A TIERRA DE LA CT IQUITOS NUEVA...........................................20 LAYOUT DE LA CENTRAL TERMOELÉCTRICA IQUITOS NUEVA .....................................21

III.

INGENIERÍA PARA LA CONEXIÓN DE LA NUEVA CT AL SISTEMA IQUITOS. .......................................................................................................................................22

1. 2. 3. 4. 5.

ANTECEDENTES .............................................................................................................................23 UBICACIÓN DE LA NUEVA LÍNEA DE TRANSMISIÓN 60 KV ...........................................24 CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LA LÍNEA....................................................................25 DISEÑO DE LA LÍNEA DE TRANSMISIÓN ..............................................................................26 ADECUACIONES DEL SISTEMA DE IQUITOS – SANTA ROSA ........................................26

IV. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

ESTUDIOS ELÉCTRICOS DEL PROYECTO .....................................................................28 GENERALIDADES ..........................................................................................................................29 CRITERIOS DE DESEMPEÑO .....................................................................................................29 CONFIGURACIÓN DEL SISTEMA ..............................................................................................31 GENERACIÓN PROYECTADA......................................................................................................32 ANTECEDENTES TÉCNICOS DE LA SIMULACIÓN...............................................................35 ANÁLISIS DE OPERACIÓN EN ESTADO ESTACIONARIO .................................................40 ESTUDIO DE CORTOCIRCUITO ................................................................................................49 ESTUDIO DE ESTABILIDAD TRANSITORIA ..........................................................................57

Estudio de Pre Operatividad

ANEXOS ANEXO 1: Diagrama Unifilar CT Iquitos Nueva. Parte I. ANEXO 2: Diagrama Unifilar CT Iquitos Nueva. Parte II. ANEXO 3: Especificación Técnica. Transformadores a instalar en la CT Iquitos. ANEXO 4: Catalogo MAN Diesel Turbo. ANEXO 5: Diagrama de Protecciones CT Iquitos Nueva. ANEXO 6: Estudio de Coordinación de Aislamiento. ANEXO 7: Protección contra rayos. Plano planta CT Iquitos Nueva. ANEXO 8: Disposición de Equipos patio 60 kV CT Iquitos Nueva. ANEXO 9: Plano de Planta CT Iquitos Nueva. ANEXO 10: Línea de transmisión nueva 60 kV. ANEXO 11: Esquema línea de transmisión nueva 60 kV. ANEXO 12: Silueta de las estructuras. ANEXO 13: Cálculo de la nueva línea de transmisión 60 kV. ANEXO 14: Adecuaciones SE Iquitos y SE Santa Rosa. ANEXO 15: Modelamiento Sistema Iquitos. ANEXO 16: Proyecciones de demanda ELOR. ANEXO 17: Línea de transmisión CT Iquitos – Santa Rosa 60 kV. ANEXO 18: Diagrama Unifilar CT Iquitos actual. ANEXO 19: Datos generadores. CT Iquitos existente. ANEXO 20: Placas características de los transformadores existentes. ANEXO 21: Datos técnicos. Modelos Interruptores CT Iquitos existente. ANEXO 22: Esquema de protecciones. SE Iquitos existente. ANEXO 23: Sistema de protección SE Santa Rosa. ANEXO 24: Modelo controlador AVR_AC8B. ANEXO 25: Estudio de Flujo de Carga. ANEXO 26: Estudio de Cortocircuito. ANEXO 27: Estudio de Estabilidad.

1

Estudio de Pre Operatividad

I.

RESUMEN EJECUTIVO

2

Estudio de Pre Operatividad

1.

GENERALIDADES El Sistema de Generación actualmente instalado en la zona se mantiene como un sistema aislado, en tal sentido la implementación de una nueva Planta de Iquitos ayudaría a robustecer el sistema actual mientras éste se mantenga bajo esa condición, previendo un comportamiento futuro de reserva fría para cuando entre en funcionamiento la Línea Moyobamba – Iquitos 220 kV. El 16/05/2013 se otorgó la Buena Pro para la construcción de la Central a Gerent Do Brasil LTDA. El 18/09/2013 fue firmado el contrato de Concesión con Gerent del Perú S.A.C, quienes en conjunto con la empresa Telemenia están obligados a diseñar, financiar, construir, operar y mantener la nueva Central Termoeléctrica de Iquitos. El proyecto comprende el diseño, financiamiento, y operación de la Central de Generación Convencional de Iquitos que tendrá una capacidad instalada de 80,5 MW, que operará en forma inicial, como Sistema Aislado, conectado al Sistema de Iquitos existente a través de una línea de transmisión (enlace) en la tensión de 60 kV. Se espera que la Central Iquitos entre en operación para el año 2016, con tres etapas de expansión 57.5 MW en su primera etapa (año 2016), 59 MW instalados en la segunda etapa (año 2017), y 80.5 MW en su tercera etapa (año 2018) a partir de la cual pasa a ser Reserva Fría. La CT Iquitos Nueva estará ubicada en la periferia de la ciudad de Iquitos, cerca de la planta de abastecimiento de combustible (Petroperú), y su área de influencia se circunscribirá inicialmente a las zonas que se atiende actualmente con la producción de la Central Térmica de Iquitos. Específicamente ubicada en el Departamento de Loreto, Provincia de Maynas, Distrito de Iquitos. La empresa Poch Perú, a través de la empresa Genrent del Perú S.A.C. será la encargada de realizar el Estudio de Pre Operatividad del Sistema Iquitos operando como sistema aislado.

3

Estudio de Pre Operatividad

2.

DESCRIPCIÓN DE LAS INSTALACIONES PROYECTADAS La

nueva

Central

Termoeléctrica

de

Iquitos,

estará

conformada

por

7

generadores síncronos de 14 MVA cada uno en un nivel de tensión de 13.8 kV. Los mismos estarán conectados a un patio de llaves, con dos transformadores elevadores 13.8kV/60kV. El punto de conexión entre las centrales será en la barra de 60 kV de la subestación del sistema Iquitos existente. Ambos sistemas serán enlazados a través de una línea de transmisión en 60 kV a construirse, y trabajarán como Sistema Aislado. Generadores Se instalarán 7 unidades de generación diésel del tipo MAN 20V 32/44CR para una capacidad total de la Planta de 80,5 MW. Cada generador tendrá una capacidad de 14MVA, para trabajar en una tensión de 13,8 kV, con un factor de potencia de 0,8. Transformadores Transformadores de 50 MVA ONAN/ 65MVA ONAF, serán del tipo sumergidos en aceite, instalados en exteriores. Línea de transmisión. Se construirá una línea de transmisión doble circuito de longitud total aproximada de 15 km, con tramos aéreos y subterráneos, específicamente se utilizará cable de 1600 mm2 AL en 60 kV para atravesar el Rio Nanay, para cruzar un tramo de la ciudad de Iquitos y a la llegada de la subestación Iquitos existente. El conductor aéreo a utilizar será un AAAC 62-01 927.2 kcmil.

Figura 1. Esquema simplificado de la nueva Línea de transmisión Iquitos 60kV

4

Estudio de Pre Operatividad

3.

CONCLUSIONES DE LOS ESTUDIOS ELÉCTRICOS Los parámetros analizados en las simulaciones de los estudios eléctricos corresponden a niveles de potencia y niveles de tensión en los puntos adyacentes a las instalaciones proyectadas, de acuerdo con las disposiciones establecidas en el procedimiento N°20 “Ingreso, Modificación y Retiro de las instalaciones en el SEIN” del COES. La metodología de evaluación de la Central Iquitos Nueva, consistió en evaluar aquellos escenarios operacionales que a juicio del consultor resultan ser los más exigentes

para

la

operación

de

la

red.

Estos

escenarios

consideran

la

representación del sistema eléctrico en estados de demanda alta y demanda baja. Dichos casos, fueron analizados en la base de datos en formato Power Factory DigSILENT entregada por Electro Oriente, la cual fue actualizada en generación y demanda según lo dispuesto por Electro Oriente S.A, dicha información se anexa al presente informe (ANEXO N°16). Por otro lado, se ha simulado también los niveles de cortocircuito en barras y/o subestaciones adyacentes al

punto

de

conexión, comparándolo

posteriormente con

las

capacidades de ruptura de los interruptores asociados verificando su diseño. Además se verificó a través de los estudios de estabilidad transitoria, que las variables eléctricas de tensión, ángulo de rotor, y flujos transitorios de potencia se encontrarán en los límites establecidos en los criterios de desempeño del COES. Los Resultados obtenidos, tanto para demanda baja como alta, en la simulación de la red del Sistema Iquitos existente con el aporte de la CT Iquitos Nueva, indicaron que la inyección de potencia no provocó un impacto significativo en las instalaciones adyacentes al punto de interconexión, y que además la nueva Central no influye sobre la seguridad y calidad del servicio del Sistema Iquitos existente. ESTUDIO DE FLUJO DE CARGA Los análisis fueron realizados para los distintos años de ingreso de la nueva central, tanto en condiciones normales como de contingencia simple. En general,

la estrategia de análisis de la operación en estado estacionario

consideró, primeramente reproducir la condición de operación de la zona del proyecto para el año de ingreso (2016) sin las nuevas instalaciones (Escenario

5

Estudio de Pre Operatividad

sin proyecto). Luego se añadieron las nuevas instalaciones, para determinar el efecto de la misma sobre la operación en la zona de influencia (Escenario con proyecto), con la finalidad de detectar posibles sobrecargas y bajos niveles de tensión. El resultado del estudio realizado permite concluir que ante una contingencia que saque de servicio a un transformador o varias unidades de generación de la nueva CT Iquitos, las tensiones se mantienen en un rango de 0.90 y 1.05 p.u. en condiciones de emergencia, sin embargo se producen sub tensiones en algunas barras para escenarios de operación de demanda máxima bajo la contingencia de la nueva línea en 60 kV fuera de servicio, ya que ésta sería la peor condición de operación del sistema. Para elevar los perfiles de tensión cercanos a 0.9 p.u se recomienda la instalación de compensación reactiva en las barras o líneas cercanas al punto de conexión para re direccionar los reactivos hacia las zonas con perfiles de tensión por debajo de los límites establecidos. Se recomienda además incorporar a la simulación controladores de tensión en el sistema Iquitos existente. ESTUDIO DE CORTOCIRCUITO El análisis de las fluctuaciones en el sistema eléctrico, se llevó a cabo mediante simulaciones de cortocircuitos tipo trifásico, bifásico a tierra y monofásico en las instalaciones aledañas al punto de interconexión entre las centrales, con la finalidad de determinar los niveles de cortocircuito en cada instalación. Se analizó el escenario más desfavorable para la ocurrencia de falla, esto es, con toda la generación disponible para el año de ingreso de la nueva CT Iquitos, con la finalidad de verificar si la capacidad de ruptura de los equipos de las instalaciones aledañas pertenecientes al Sistema Iquitos actual se ven superadas por los nuevos niveles de corrientes de cortocircuito. Queda definido que la incorporación de la CT Iquitos Nueva es técnicamente posible, haciendo necesario realizar algún cambio en los interruptores de las subestaciones más cercanas al punto de conexión que estarán instalados para el año 2016, donde se superan las capacidades de ruptura, para que estos puedan soportar sin problemas los nuevos niveles de corrientes de cortocircuito.

6

Estudio de Pre Operatividad

ESTABILIDAD TRANSITORIA Para el estudio de estabilidad transitoria del sistema, se estableció un escenario de operación con la idea de representar y establecer condiciones extremas de operación, en el cual el sistema estuviera sometido a una contingencia (contingencia según el procedimiento N° 20 del COES), la cual implica simular una Falla trifásica en la barra del lado de alta tensión de los transformadores elevadores de la nueva Central durante 100 ms o más, hasta que el generador pierda el sincronismo. Luego de verificar la estabilidad del ángulo del rotor de las nuevas máquinas para distintos tiempos de despeje, quedo demostrado que el tiempo crítico de despeje es el esperado y resulta mayor a 100 ms,

además los resultados arrojan una

recuperación de la tensión aceptable, ya que las tensiones de barra se mantienen por encima del 85% del valor inicial luego de 3 segundos.

4.

DIAGRAMA UNIFILAR DE LA CT IQUITOS NUEVA. Las Figuras N°2 y N°3 muestran el Diagrama Unifilar previsto para la Central. (Fuente: Telemenia). Para mayor detalle ver los ANEXOS N°1 y N°2.

7

Estudio de Pre Operatividad

Figura 2. Diagrama Unifilar CT Iquitos Nueva. Parte I

8

Estudio de Pre Operatividad

Figura 3. Diagrama Unifilar CT Iquitos Nueva. Parte II

9

Estudio de Pre Operatividad

II.

INGENIERÍA DEL PROYECTO DE LA NUEVA CENTRAL TERMOELÉCTRICA DE IQUITOS

10

Estudio de Pre Operatividad

1.

GENERALIDADES Genrent del Perú ha contratado a la empresa Telemenia, para que realice el EPC de la construcción de la Central Termoeléctrica Iquitos Nueva de 80,5 MW. En tal sentido, el objetivo a continuación será detallar las características generales de la nueva Central, en base a los avances de Ingeniería realizados hasta la fecha de entrega de éste informe. La Central Termoeléctrica Iquitos Nueva estará ubicada en las siguientes coordenadas UTM WGS: E 697846.1473

2.

N 9597322.9460

ETAPAS DE EXPANSIÓN DE LA NUEVA CENTRAL DE IQUITOS. La Central Termoeléctrica de Iquitos Nueva, funcionando en Régimen de Sistema Aislado, contará con 7 máquinas de 11,5 MW cada una, las cuales serán instaladas en tres etapas de expansión, tal y como se detalla a continuación: Tabla 1: Características Interruptores Iquitos. Fuente: ELOR

Régimen

Etapa

Aislado

Primera Etapa Segunda Etapa Tercera Etapa

Reserva Fría

__

Año

N° de máquinas instaladas

Rango de Potencia efectiva

2016

5

57,5 MW

2017

6

69 MW

2018

7

80,5 MW

__

7

80,5 MW

Se espera que en años horizonte el Sistema de Iquitos, con ambas centrales en funcionamiento, se conecte al SEIN (Sistema Eléctrico Interconectado Nacional), cuando entre en funcionamiento la nueva Línea Moyobamba – Iquitos 220 kV, y el Sistema Iquitos pase a estar en Régimen de Reserva Fría para el SEIN.

11

Estudio de Pre Operatividad

El proyecto de construcción de la línea Moyobamba – Iquitos 220 kV, y la subestación intermedia Iquitos Nueva 220/60 kV, no es parte del alcance de los trabajos a realizar por Genrent del Perú.

3.

NORMAS DE DISEÑO APLICADAS Para el diseño de obras eléctricas, mecánicas, civiles se aplicaron los siguientes estándares.      

Ley de Concesiones Eléctricas y su reglamento (DL. 25844) Código Nacional Eléctrico - Suministro. 2011 ANSI American National Standards Institute ASTM American Society for Testing and Materials IEC International Electro-technical Commission IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers

Específicamente:   

           

ANSI/ASCE 3-91 Standard for the Structural Design of Composite Slabs. ANSI/ASCE 9-91 Standard Practice for the Construction and Inspection of Composite Slabs Building Code Requirements for Masonry Structures (ACI 530-02/ASCE 502/TMS 402-02) and Specifications for Masonry Structures (ACI 530.102/ASCE 6-02/TMS 602-02) ASCE/SEI 7-10 Minimum Design Loads for Buildings and Other Structures SEI/ASCE 8-02 Standard Specification for the Design of Cold-Formed Stainless Steel Structural Members ASCE 10-97 Design of Latticed Steel Transmission Structures ASCE/EWRI 12-13 Standard Guidelines for the Design of Urban Subsurface Drainage ASCE/EWRI 13-13 Standard Guidelines for the Installation of Urban Subsurface Drainage ASCE 16-95 Standard for Load Resistance Factor Design (LRFD) of Engineered Wood Construction ASCE 17-96 Air-Supported Structures ASCE 19-10 Structural Applications of Steel Cables for Buildings ASCE 20-96 Standard Guidelines for the Design and Installation of Pile Foundations SEI/ASCE 23-97 Specification for Structural Steel Beams with Web Openings ASCE/SEI 24-05 Flood Resistant Design and Construction ASCE/SEI 25-06 Earthquake-Actuated Automatic Gas Shutoff Devices

12

Estudio de Pre Operatividad

       

ASCE/SEI/SFPE 29-05 Standard Calculation Methods for Structural Fire Protection SEI/ASCE 30-00 Guideline for Condition Assessment of the Building Envelope SEI/ASCE 37-02 Design Loads on Structures during Construction ASCE/EWRI 45-05 Standard Guidelines for the Design of Urban Stormwater Systems ASCE/SEI 48-11 Design of Steel Transmission Pole Structures ASCE/G-I 53-10 Compaction Grouting Consensus Guide ASCE/SEI 55-10 Tensile Membrane Structures ANSI/ASCE/EWRI 57-10 Guidelines for the Physical Security of Wastewater/Stormwater Utilities

4.

CARACTERISTICAS GENERALES

4.1

Niveles de Tensión 

Tensión y frecuencia de salida del Generador -13.8 kV, 60 Hz.



Equipos Auxiliares que soportan los servicios de los generadores, 400/230VAC. 60 Hz.



Generador de arranque Autógeno (Black start generator), 400/230 VAC, 60 Hz.



Provisión de energía ininterrumpida (UPS) para cargas esenciales – 400/400VAC, 60 Hz.



Provisión de corriente continua para el control de los generadores y PLC – 24VDC.



Provisión de corriente continua para relés de los Sistemas Media Tensión (MV) y de Alta Tensión (HV) - 125 VDC.

4.2

Niveles de Aislamiento 

Media Tensión 13.8 kV, nivel de aislamiento – 24 kV.



Baja tensión 400/230 V – nivel de aislamiento 1000/600 V.



Alta tensión 60 kV – nivel de aislamiento 72.5 kV.



Tensión de Corriente contínua 24 V - nivel de aislamiento 60 VDC.



Tensión de Corriente continua 125 V - nivel de aislamiento 400 VDC.

13

Estudio de Pre Operatividad

4.3

Puntos de Sincronización y Conmutación 

La sincronización entre los generadores se hará a un nivel de 13.8 kV a través de los controles del interruptor de cada generador.



El Generador de arranque Autógeno (Black start generator), será sincronizado a un nivel de 400 VAC en el

Tablero de Distribución

Principal, MDB. 

La Central Eléctrica se sincronizará con la red Iquitos de 60 kV usando el interruptor de operación unipolar de 60 kV de la línea de salida.

(Fuente: Telemenia)

5.

EQUIPAMIENTO DE LA CENTRAL TERMOELÉCTRICA

5.1

Tablero de Celdas de Media Tensión MV 13.8 kV 

El Tablero de Media tensión estará compuesto por celdas metálicas blindadas, compuesta a su vez por las siguientes celdas: -

7 Celdas de entrada, con interruptor en vacio extraíble, 1250 Amp, transformadores

de

corriente,

transformadores

de

tensión,

transformadores de corriente torodial y relés de protección. -

1 Celda de acoplamiento con un interruptor en vacio extraíble de 3000 Amp.

-

1 Celda de subida.

-

2 Celdas que incluyen los transformadores de potencial de barra y seccionador a tierra de barra.

-

2 Celdas de alimentación que incluyen un interruptor en vacio extraíble

de

3000

Amp.,

transformadores

de

corriente,

transformadores de tensión, seccionador a tierra inter-bloqueado (interlocked), descargadores de sobretensión y relé de protección. -

2 Celdas de alimentación para los transformadores de patio, 1250 Amp., interruptor en vacio extraíble, transformadores de corriente, seccionador a tierra inter-bloqueado (interlocked), descargadores de sobretensión y relé de protección.



El tablero de media tensión será expandible a ambos lados para futuras celdas.



El tablero de media tensión será fabricado de acuerdo a IEC 60694 y a prueba de arco de acuerdo a IEC 62271-200.

14

Estudio de Pre Operatividad

5.2

Transformadores Transformadores de 50 MVA, serán del tipo sumergidos en aceite,



instalados en exteriores. Con las siguientes características: -

50 MVA ONAN/65 ONAF.

-

Tensión – 13.8/60 kV.

-

Frecuencia – 60 Hz.

-

Conmutador de Tensión (Tap Changer) – OLTC - Conmutador de Tensión En- Línea Automático ± 12 pasos, ± 15%.

-

Corto circuito - 14%.

-

Grupo de Conexión DYn 11

-

Equipo auxiliar – relé Bucholtz, termómetros de contacto (aceite, bobinas), etc.

Transformador 2000 kVA, serán del tipo inmersos en aceite para



instalación exterior, con las siguientes características: 2000 kVA.

-

13.8/0.4/0.23 kV.

-

60 Hz.

-

Conmutador de Tensión sin carga ± 2.5%.

-

Grupo de conexión DYn 11.

-

Centro de Estrella con conexión rígida a tierra.

Los Transformadores serán fabricados de acuerdo a IEC 60076, 60214.

 En

-

el

ANEXO

N°3,

se

detallan

las

especificaciones

técnicas

de

los

Transformadores exigidas por la empresa Telemenia. 5.3

Generadores Se instalarán 7 unidades de generación diésel del tipo MAN 20V 32/44CR para una capacidad total de la Planta de 80,5 MW. Los mismos entrarán en operación en las distintas etapas de expansión de la Central. Cada generador tendrá una capacidad de 14MVA, para trabajar en una tensión de 13,8 kV, con un factor de potencia de 0,9. El ANEXO N°4, contiene la Especificación Técnica del Fabricante de los grupos generadores 7x MAN 20V 32/44CR (Fuente: Telemenia).

15

Estudio de Pre Operatividad

5.4

Sistema de Control y Protección El ANEXO N°5, muestra el Diagrama Unifilar de Protección y Control de la Nueva Central Termoeléctrica proyectada por Telemenia.

5.5

Protección contra descargas atmosféricas Se proveerá un sistema de protección contra rayos para toda la central eléctrica, incluido todos los tanques de combustible y aceite lubricante. Los descargadores de sobretensión serán de óxido metálico, fabricados de acuerdo a IEC 60099-4.

5.6

Cargadores y Baterías 

Todos los Cargadores serán equipados, por lo menos, con 2 cargadores redundantes que proveen y cargan a las baterías.



Las baterías de reserva serán del tipo VRLA, cerradas herméticamente para una carga completa de 60 minutos.



Cada proveedor/cargador será monitoriado por el sistema de control PLC de la Central Eléctrica.



Cada generador tendrá su propio proveedor/cargador de 24 VDC para sus controles de 24 VDC.



Se dispondrá de un cargador de 24 VDC en común para todos los controles que no están directamente conectados a los generadores, además de los 7 dedicados a los generadores.



Dos (2) proveedores/cargadores redundantes de 125 VDC para los relés de protección del tablero de media tensión MV y para los equipos de 60 kV y los relés de protección.

5.7

UPS (Uninterruptible Power Supply) Se proveerá un equipo UPS de 30 kVA 400/400 VAC, 60 Hz para los monitores y controles en la sala de control, incluyendo equipo de comunicación, equipo de alarma de incendio, central telefónica, etc.

5.8

Iluminación y Tomacorrientes 

Las fuentes de iluminación (lámparas) serán de ahorro energético, cuando sea posible, fluorescente T5.



La iluminación en plataforma elevada para la sala de máquinas incluirá lámparas de ahorro energético de tipo halogenuro metálico.



Las calles internas serán iluminadas por columnas de acero de 7-8 metros con lámparas HPS de 125-250 W.

16

Estudio de Pre Operatividad





Los Niveles de Iluminación serán los siguientes: -

Generator Hall: 200 LUX

-

Casa de bombas, Sala Servicios Auxiliares : 200 LUX

-

Sala de Control: 500 LUX

-

Sala de Equipo Eléctrico : 200 LUX

-

Management and staff housing: 100-300 LUX

Todos los tomacorrientes serán protegidos por

RCD's (Dispositivo de

Corriente Residual) apropiados. 

Salas de oficinas, Management and staff house, Salas de control, etc., contarán con tomacorrientes comunes monofásicos de 16 A, 230 VAC, con neutro y tierra de acuerdo a las normas peruanas.



Power boxes en el Generator Hall, Casa de bomba y en Exterior, se instalarán tomacorrientes que incluirá: 2 tomas monofásicas de tipo CEE Fase + N + Tierra, 16 A; y tomas trifásicas de 5 pines tipo CEE, 16 A + protección.

5.9

Tableros de Baja Tensión La energía de baja tensión se distribuirá en la central eléctrica a una tensión de 400/230 VAC, 60 Hz. 

Provisión de energía de 400/230 V, 60 Hz: -

2 (dos) transformadores de 2000 kVA, 13.8/0.4/0.23 kV, 60 Hz proveen normalmente a las cargas internas de la central eléctrica.

-

Un generador de arranque autógeno proveerá energía para el arranque del primer generador MAN en caso de falta de energía en la línea de 60 kV.

-

Una unidad UPS de 30 kVA proveerá energía a todas las cargas esenciales, como PC´s de control, comunicación, alarmas de incendio, etc.



Los tableros de baja tensión serán construidos de acuerdo a la norma IEC 61439, forma 1 hasta forma 4A.



Tablero de Distribución Principal – MDB: El MDB incluye los interruptores principales de entrada – interruptores en aire (ACB´s), interruptores de alimentación – interruptores automáticos en caja moldeada (MCB´s) para los centros de control de motores y otros tableros



Cada generador, motores de carga general y casa de bomba, serán provistos de un tablero MCC dedicado. Total 9 – 10 MCC´s. Todos estos tableros serán de forma 4A.

17

Estudio de Pre Operatividad



Tablero de Ventiladores de Refrigeración de Generadores. Los ventiladores de refrigeración de generadores serán controlados por un accionador de Velocidad Variable – VSD. Cada ventilador de refrigeración será protegido por un interruptor de protección de motor ajustable montado en un tablero por separado, cercano a los ventiladores de refrigeración.



Paneles de Iluminación y servicios de edificio. Los toma corrientes y de iluminación en el edificio principal de máquinas y los dos edificios de servicios serán Forma 1 o Forma 2A.

5.10 Cables Todos los cables conectados a maquinaría rotativa - alternadores, motores, etc; serán flexibles de acuerdo a IEC 60228 CLASS 5; aislado con PVC ó XLPE. Todos los cables serán Copper conductor. 



Cables de Media Tensión -

De alternadores, 12/20 kV, flexible, tipo NTMCWÖU, C.

-

El resto, 12/20 kV, tipo N2XS(F)2Y.

-

Cables de acuerdo a IEC 60502.

Cables De Potencia -

Aislación XLPE, 600/1000 V, Clase 2 de acuerdo a IEC 60502, tipo N2XY o similar, de acuerdo a IEC 60502-1, IEC 60287.

-

Aislación PVC, 600/1000 V, Clase 5 de acuerdo a IEC 60228, tipo N2XY de acuerdo a IEC 60502-1, IEC 60287.



Cables de Control -

Aislación PVC, multi-núcleo, 300/500 V o 600/1000 V, núcleos negros con numeración blanca.

5.11 Bandejas y escaleras de cables 

Las bandejas de cables serán galvanizadas, hechas de chapa de acero perforada, de espesor 1–1.5 mm.



Las bandejas de cables serán horizontales montadas sobre la pared o, horizontales suspendidas sobre pasos de personas, o montadas sobre pasos de caños.



Donde sea aplicable, las bandejas de cables serán cubiertas para protección por una cubierta metálica galvanizada.



Se dejará un 30% libre de las bandejas para futuras ampliaciones.



Para cables pesados se usarán escaleras de cables. Donde sea aplicable, se usarán cubiertas metálicas galvanizadas.

18

Estudio de Pre Operatividad



Todas las bandejas y escaleras de cables serán puestas a tierra a través de un cable continuo de 16 mm2.

5.12 PVC Conduits 

Donde no existe un puente de caño para soporte de las bandejas o escaleras de cables- se usarán conductos PVC de espesor grueso.



Se usaran conductos de 4"/6"/8" de acuerdo a IEC 561386-24.



La parte superior de los conductos será enterrada a 80 cm de profundidad en espacios abiertos.



Debajo de calles, los conductos serán enterrados a 100 cm por debajo de la calle, se proveerá una protección adicional de 20 cm de concreto reforzado.

6.

EQUIPAMIENTO DEL PATIO DE MANIOBRAS 60 kV. CT IQUITOS NUEVA La Central Termoeléctrica de Iquitos Nueva, contará con un patio de maniobras en 60 kV, que en general tendrá las siguientes características:

6.1



Tensión nominal para todos los equipos - 72.5 kV.



Frecuencia - 60 Hz.



Distancia de fuga-25mm/kV.



Tensión Max. a Frecuencia industrial - 140 kV.



Tensión Max. de impulso - 325 kV.



Corriente Max. en corto tiempo (1s-3s) - 40 KA.



Rango de temperaturas - (-30) – (+40) °C.

Seccionador Contará con Seccionador central con uno o dos cuchillas de puesta a tierra.

6.2

Interruptor 

Interruptor de operación trifásica en los campos de transformadores.



Interruptor de operación monofásica en los campos de alimentación de salida.

6.3

Transformador de tensión Para ver configuración de los transformadores de tensión ver los ANEXOS N°1 y N°2.

19

Estudio de Pre Operatividad

6.4

Transformadores de corriente Serán usados dos tipos de transformadores de corriente: 

Transformador

de corriente

montado

en

el

lado alta

tensión

del

transformador elevador, con relación 1000/1 A con dos bobinados secundarios. 

Transformador de corriente exterior, con aisladores de porcelana, en el campo de alimentación de salida, con relación 2000/1 A con dos bobinados secundarios

6.5

Coordinación de aislamiento. El estudio de coordinación de aislamiento se encuentra en el ANEXO N°6. El ANEXO N°7, muestra la vista de planta de la subestación elevadora asociada a la CT Iquitos nueva, y las áreas definidas para protección contra descargas atmosféricas.

6.6

Descargadores de sobretensión Los Descargadores de Sobretensión serán de aisladores de porcelana, con bloques de óxido de metal. Descarga Máxima - 10 kA.

6.7

Comunicación con el Centro de Despacho de Iquitos La comunicación entre la Central Eléctrica Nueva con el Centro de Despacho (o la existente central eléctrica de Iquitos) será a través del cable de fibra óptica incorporado dentro del cable OPGW.

6.8

Disposición de los equipos en el Patio de Maniobras 60 kV El ANEXO N°8 muestra la disposición de los equipos en el Patio de Maniobras 60 kV a través de cortes transversales y vistas de planta. (Fuente: Telemenia)

7.

SISTEMA DE PUESTA A TIERRA DE LA CT IQUITOS NUEVA

7.1

Sistema de Tierra en el Patio de Maniobras 60 kV 

El conductor a utilizar para la malla de tierra será de cable desnudo de cobre de 150 mm2 tendidos a profundidad de 80 cm.



La dimensión de la malla será de 10.0 m X 10.0 m.



Cada pedestal de hierro será conectado a tierra en dos puntos por un cable desnudo de cobre de 95 mm 2.



Un anillo de tierra, a 1.0 m del cerco perimetral de la subestación.

20

Estudio de Pre Operatividad

7.2

Sistema de Tierra de Baja Tensión 

El sistema de tierra de baja tensión será TN-C y TN-C-S, de acuerdo a IEC 60364.



Se preferirá el uso de puesta a tierra de los cimientos como electrodos de puesta a tierra, dependiendo de las condiciones del suelo.



Todas las partes metálicas del edificio, construcciones de hierro, caños de hierro y otros ferro-metales serán conectados a tierra.

8.

LAYOUT DE LA CENTRAL TERMOELÉCTRICA IQUITOS NUEVA En el ANEXO N°9, muestra la vista de planta de la Central Termoeléctrica Iquitos Nueva (Fuente: Telemenia).

21

Estudio de Pre Operatividad

III.

INGENIERÍA PARA LA CONEXIÓN DE LA NUEVA CT AL SISTEMA IQUITOS.

22

Estudio de Pre Operatividad

1.

ANTECEDENTES El primer tramo de recorrido de la línea tenía previsto iniciar en la CT Iquitos Nueva, y llegar a la SE Iquitos Nueva 220/60 kV, subestación intermedia a construirse como parte del proyecto de la futura línea Moyobamba – Iquitos 220 kV, tal y como se muestra en la siguiente Figura:

Figura 1. Esquema de conexión de la Central Iquitos Nueva (futuro).

Para la fecha de entrega de éste estudio no estaba definida la Concesionaria que se encargará de la línea Moyobamba – Iquitos 220 kV y de la SE intermedia Iquitos Nueva 220/60kV. Esto se traducirá en un retraso de éste proyecto con respecto al proyecto: “Suministro de Energía para Iquitos”. En tal sentido Genrent del Perú construirá en primera instancia el tramo completo de línea desde la CT Iquitos Nueva hasta la barra en 60 kV de la SE Iquitos existente, con las características descritas en éste informe. El Concesionario de la L.T Moyobamba – Iquitos 220 kV, deberá en el futuro coordinar con Genrent del Perú, los detalles relativos a la ubicación final de la Subestación Intermedia Iquitos Nueva 220/60 kV, en particular la barra de 60 kV, y los trabajos necesarios para seccionar la línea de transmisión. Dado lo anteriormente mencionado, Genrent del Perú, plantea además una propuesta acerca de la ubicación de la futura subestación de interconexión Iquitos 220/60 kV, y de cómo será la inclusión de ésta subestación a la línea de transmisión en 60 kV que pretende construir. Dicha propuesta se puede visualizar en el ANEXO N°8 (Fuente: Telemenia).

23

Estudio de Pre Operatividad

La empresa Genrent del Perú S.A construirá entonces, una línea de transmisión en 60 kV, que interconectará a la Central Termoeléctrica Iquitos Nueva con el Sistema de Iquitos existente.

2.

UBICACIÓN DE LA NUEVA LÍNEA DE TRANSMISIÓN 60 kV La Línea de transmisión tendrá las siguientes coordenadas UTM WGS: Tabla 2. Coordenadas UTM WGS Nueva LT 60 kV

N° Torre

Este

Norte

N° Torre

Este

Norte

1

697683.21

9597443.7

30

693740.30

9593126.9

2

697450.79

9597607.4

31

693788.06

9592881.4

3

697272.01

9597488.9

32

693832.90

9592648.6

4

697098.00

9597374.6

33

693863.22

9592444.0

5

696945.76

9597260.1

34

693905.92

9592212.9

6

696750.95

9597110.6

35

694120.27

9591998.0

7

696570.40

9596970.1

36

694094.04

9591822.2

8

696397.57

9596821.8

37

694060.99

9591660.9

9

696219.06

9596663.4

38

694016.19

9591452.6

10

696044.54

9596513.1

39

693651.05

9591032.6

11

695847.36

9596372.4

40

693724.59

9590886.8

12

695664.75

9596244.4

41

693876.04

9590740.5

13

695467.85

9596099.7

42

694017.72

9590605.0

14

695267.92

9595963.7

43

694192.34

9590441.1

15

695082.49

9595828.9

44

694231.94

9590237.0

16

694887.61

9595692.8

45

694270.35

9589990.5

17

694730.47

9595582.4

46

694203.95

9589749.8

18

694624.03

9595405.7

47

694258.78

9589526.6

19

694506.47

9595211.8

48

694301.47

9589296.4

20

694397.60

9595027.1

49

694350.60

9589088.0

21

694273.54

9594820.1

50

694385.32

9588913.9

22

694159.00

9594630.8

51

694980.20

9587342.0

23

694076.69

9594495.1

52

694969.12

9587237.3

24

693959.41

9594306.2

53

694965.98

9587125.0

25

693843.41

9594116.9

54

694963.49

9586997.1

26

693722.44

9593921.5

55

694960.99

9586854.4

27

693631.18

9593749.8

56

694947.17

9586733.1

28

693663.13

9593546.7

57

694951.21

9586668.9

29

693698.93

9593351.7

58

695040.67

9586650.8

24

Estudio de Pre Operatividad

En el ANEXO N°10, se puede visualizar a través una vista en Google Earth, la ruta propuesta para la línea (Fuente: Telemenia).

3.

CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LA LÍNEA La línea de transmisión prevista para interconectar las centrales tendrá las siguientes características: 

Número de ternas: Dos (02).



Tensión nominal: 60 kV.



Frecuencia: 60 Hz.



Configuración de conductores: Vertical (conductores verticales).



Longitud total: 15 km.



Tipo de conductor aéreo: AAAC 6201 927.2 kcmil.



Tipo cable: 1600 mm2 AL.



Cables de guarda: Uno (01), del tipo OPGW de 24 fibras 15mm2.



Tipo de estructuras:

Torres y postes metálicos preparados para dos

ternas. 

Tipo de aisladores: siliconas.



Uso de cadenas dobles de aisladores: sobre pasos de carreteras.

El ANEXO N°11, muestra el esquema Simplificado de la Línea de transmisión, la cual estará conformada por los siguientes tramos: TRAMO 1: 8251m aprox. de conductor AAAC 927.2 desde la subestación elevadora de la nueva CT Iquitos hasta la ribera del Rio Nanay. TRAMO 2: 557m aprox. en cable 1600 mm2 AL 60 kV que pasa bajo el río Nanay. TRAMO 3: 2376m aprox. con conductor AAAC 6201 de calibre 927.2 kcmil desde la ribera del río Nanay hasta la entrada a la ciudad de Iquitos. TRAMO 4: 2280m aprox. en cable 1600 mm2 AL 60 kV que atraviesa la ciudad de Iquitos hasta las cercanías a la CT Iquitos existente. TRAMO 5. 771m aprox. con conductor AAAC 6201 de calibre 927.2 kcmil hasta la llegada a la S/E existente de ELOR. TRAMO 6: Tramo subterráneo a entrada a la subestación Iquitos en cable 1600mm2 AL.

25

Estudio de Pre Operatividad

4.

DISEÑO DE LA LÍNEA DE TRANSMISIÓN Tipo de Estructuras El ANEXO N°12 muestra los tipos de estructuras a utilizar para la nueva línea de transmisión en 60 kV. Diseño y Cálculos Justificativos. El diseño conceptual de la línea de transmisión se encuentra en el ANEXO N°13, que consta de diferentes estudios y cálculos justificativos, los cuales están:    

5.

Considerations in choosing the cross – sectional area type of underground cable 60 kV. Wires and cross section calculations AAAC 6201-T81 927.2 kcmil. Calculations supporting insulator 60 kV level of transmission line. Electrical characteristics for O.H overhead line & underground cable.

ADECUACIONES DEL SISTEMA DE IQUITOS – SANTA ROSA Se espera que la nueva línea de transmisión a ser construida por Genrent del Perú, llegue a la barra de 60 kV del patio de llaves de la subestación Iquitos actual, en tal sentido, se entiende que la subestación y las instalaciones aledañas deberán adecuarse ante la entrada de la nueva generación prevista para el año 2016, así como prepararse para cumplir con el desempeño esperado para los años horizontes en cuanto a calidad de suministro. Las adecuaciones u ampliaciones a realizarse en la subestación Iquitos actual y la subestación Santa Rosa es responsabilidad de Electro Oriente. SUBESTACIÓN IQUITOS 60/22.9/10KV Dentro de las actividades programadas por Electro Oriente para la subestación Iquitos actual, está el uso de equipos híbridos en el patio de llaves, es decir, equipos que incluyen interruptores, seccionadores, transformadores de corriente en un solo equipo, además de la incorporación de un nuevo transformador trifásico 46/15/36 MVA (ONAN) 57/18/45 MVA (ONAF) 60/22.9/10kV YNynd5, la ampliación de la barra de 10 kV y la incorporación de una nueva barra en 22.9kV, lo que se traducirá en una re distribución de las salidas asociadas a la subestación. En el ANEXO N°14, se puede visualizar un plano de planta actualizado que incluye las adecuaciones pertinentes para la ampliación de potencia de la subestación de transformación Iquitos (actual), información entregada por

26

Estudio de Pre Operatividad

Electro Oriente, además del nuevo Diagrama Unifilar proyectado para la subestación Iquitos. SUBESTACIÓN SANTA ROSA 60/22.9/10KV Electro Oriente tiene proyectada la ampliación de la subestación Santa Rosa en Vista del crecimiento de la demanda en la zona y para el mejor aprovechamiento de la generación proveniente de la Central Termoeléctrica Iquitos Nueva. Dentro de las actividades programadas está el reemplazo del transformador 10/13 MVA ONAN/ONAF 60/10kV YNd5, por un nuevo transformador de potencia trifásico 45/18/32 MVA (ONAN) 56/22/40 MVA (ONAF) 60/22.9/10 kV YNynyn0, además el retiro del transformador 10/22.9 kV 7MVA ONAN/ONAF YNd5. El Nuevo unifilar proyectado para la subestación Santa Rosa se encuentra en el ANEXO N°14.

27

Estudio de Pre Operatividad

IV.

ESTUDIOS ELÉCTRICOS DEL PROYECTO

28

Estudio de Pre Operatividad

1.

GENERALIDADES Conforme a lo solicitado por la empresa Genrent del Perú, se han efectuado los análisis de sistemas eléctricos de potencia para evaluar el impacto de la nueva Central Termoeléctrica Iquitos en la operación de su zona de influencia, con la finalidad de verificar que la nueva instalación que ingresa posee todos los equipos para su interconexión con el sistema existente, así como también confirmar, a través de las simulaciones en el software Power Factory DigSILENT, que el nuevo sistema integrado de Iquitos operando en sistema aislado, satisface los criterios de desempeño exigidos por el COES para el comportamiento estático, dinámico y en contingencia del sistema.

2.

CRITERIOS DE DESEMPEÑO Los resultados de los estudios eléctricos para el desarrollo de los Estudios de Pre Operatividad, deben satisfacer los Criterios de Desempeño, establecidos en el ítem 8.0 del procedimiento N°20 del COES:

2.1

Tensión 

Estado Normal: deberá estar dentro del rango ±5% de las tensiones nominales de los equipos instalados en las subestaciones, principalmente transformadores de potencia. Asimismo, en el caso de las barras del sistema de transmisión, las tensiones en Estado Normal deben estar en el rango de ±2.5% de las tensiones de operación.



Estado

de

Emergencia:

Se

debe

mantener

un

nivel

de

tensión

comprendido entre 0.90 y 1.10 p.u. de la tensión de operación, en todas las barras con tensiones nominales de 220 y 500 kV. Debe estar en el rango de 0.90 y 1.05 p.u de la tensión de operación en todas las barras con tensión igual o menor a 138 kV. 2.2

Frecuencia 

Estado Normal: debe estar comprendida entre 59.64 y 60.36 Hz (variación máxima ±0.6%)



Las excursiones toleradas luego de los desequilibrios de potencia acelerante en el SEIN podrían provocar variaciones transitorias de frecuencia comprendidas entre 59.5 y 60.5 Hz.



Estado de Restablecimiento: en el régimen posterior a una falla, la frecuencia debe estar comprendida entre 59.5 y 60.5 Hz

29

Estudio de Pre Operatividad

2.3

Sobrecargas 

Estado

Normal:

no

se

admite

sobrecargas

ni

en

líneas

ni

en

transformadores de potencia. 

Estado de Alerta (Contingencia N-1): líneas y transformadores: En esta etapa las simulaciones deben arrojar sobrecargas menores o iguales al 20%. Posteriormente, en la etapa de conexión de las instalaciones, estas magnitudes serán declaradas por el Titular en las Fichas Técnicas del Anexo 4 del Procedimiento N°20 del COES.

2.4

Criterios de Estabilidad 

Los generadores del SEIN no deberán perder el sincronismo ante las contingencias.



Las fallas deberán ser despejadas por la protección principal en 100 ms en el nivel de 220 y 500 kV, y en 150 ms en el nivel de 138 kV.



El tiempo muerto para el recierre deberá ser 500 ms u otro que se encuentre

debidamente

sustentado

en

el

estudio

de

transitorios

electromagnéticos. 

Se deben identificar las excursiones transitorias de la tensión mayores al 20%, y las sobretensiones temporarias de más del 10% de la tensión nominal por más de 2 s.



Las instalaciones que componen la Central de Generación Convencional (CGNC) deberán superar las condiciones del Hueco de tensión, señalados en el Capítulo 4 del Anexo 1 del Procedimiento N°20 del COES.



Se considerará aceptable la recuperación de la tensión si los estudios de estabilidad transitoria demuestran que las tensiones de barra del sistema no sean menores al 85% del valor inicial lUego de 3 s.



El amortiguamiento del sistema para pequeñas perturbaciones, será como mínimo 5% en condiciones N o de Red Completa. En condiciones de contingencia N-1, la relación de amortiguamiento en post-falla debe ser positiva y en lo posible mayor al 2%.

Nota: Para éste estudio, se considerarán los criterios de desempeño que apliquen para un Sistema Aislado en 60 kV.

30

Estudio de Pre Operatividad

3.

CONFIGURACIÓN DEL SISTEMA Para simular el Sistema de Iquitos actual, se utilizó el archivo ELOR 2013_11-112013.pfd suministrado por Electro Oriente, y así desarrollar las simulaciones y estudios eléctricos del proyecto con la finalidad de representar la red fidedigna del Sistema Iquitos para los años de estudio. Se entenderá como caso base, a los casos y contingencias modelados para el año 2016 considerando como base el archivo

entregado

por

Electro

Oriente

incluyendo

las

modificaciones

y

adecuaciones proyectadas en el Sistema para ese año. Se denominará escenario normal de operación, a la combinación de topología, generación y demanda que representa la situación con todos los elementos disponibles, es decir en estado “n”. Son estos escenarios normales de operación los que posteriormente son evaluados bajo distintas contingencias simples, es decir, en estado “n-1”. Habiendo considerado lo que antecede, las distintas topologías, escenarios y contingencias de este estudio, tanto en demanda máxima como mínima, serán detallados en los puntos siguientes de este informe. Al sistema de Iquitos actual simulado, a través del archivo ELOR 2013_11-112013.pfd, le fue ingresada una representación de lo que será la CT Iquitos Nueva. El Diagrama Unifilar de la Figura 1, muestra la representación de la Central Termoeléctrica Iquitos Nueva en el simulador Power Factory DigSilent, para el año 2018, año en que ingresan la totalidad de las máquinas (7 máquinas) para un total de potencia instalada de 80.5 MW.

Figura 1. Diagrama Unifilar de la CT Iquitos Nueva Simulado.

31

Estudio de Pre Operatividad

La Figura 2, destaca la ubicación de la nueva Central Termoeléctrica de Iquitos (CT Iquitos) y la nueva línea de transmisión, ambas simuladas respecto del resto del Sistema de Iquitos existente.

Figura 2. Ubicación de la CT Iquitos Nueva vs Sistema Iquitos Simulado.

El archivo ELOR 2013_11-11-2013.pfd, entregado por Electro Oriente fue modificado para incorporar las adecuaciones en la Subestación Iquitos y la Subestación Santa Rosa (según los unifilares mostrados en el ANEXO N°14) que estarán presentes para el año 2016 (año base). El ANEXO N°15, muestra el esquema del Sistema Iquitos completo usado para la simulación en Power Factory DigSilent.

4.

GENERACIÓN PROYECTADA La base de datos utilizada para el Sistema de Iquitos con formato Power Factory DigSILENT, fue la suministrada por Electro Oriente en el archivo ELOR 2013_1111-2013.pfd. Luego, en la confección de una red eléctrica más fidedigna, se ha actualizado dicha red eléctrica a la fecha de entrada de la nueva planta en cuestión, modificando las variables de demanda y de generación según los años de ingreso de las nuevas máquinas y adecuando los escenarios a los nuevos proyectos y/o ampliaciones que estarán presentes en el año de entrada de la nueva CT Iquitos.

32

Estudio de Pre Operatividad

Los proyectos de generación en construcción o culminación, que se proyectan para la operación del Sistema de Iquitos, antes y para la fecha de entrada de la CT Iquitos nueva, se detallan a continuación: Tabla 3: Obras de generación previstas en el Sistema Iquitos

Fecha de entrada Mes Año Enero

2014

Abril

2014

Obras en Construcción de Generación Finalización del Contrato grupos CAT alquilados de 10 MW, de propiedad de la empresa FERRENERGY SAC Ampliación de 20MW en la CT Iquitos, otorgado a la empresa Consorcio Energía de Iquitos

Potencia MW 10

20

De esta manera, se garantiza que los estudios de flujo de potencia se realizan con todas las centrales que estarán en funcionamiento para cuando ingrese la CT Iquitos nueva, de acuerdo a la información que se dispone actualmente. 4.1

CRECIMIENTO DE LA DEMANDA Tal cual se ha indicado, la metodología de evaluación del impacto eléctrico fue, simular la situación del Sistema de Iquitos prevista para los meses y años de ingreso de la CT Iquitos nueva, escenarios en que se determinarán los efectos de las nuevas instalaciones. La CT Iquitos nueva tiene previsto entrar en operación completa en tres etapas, como se describe a continuación: 1 Etapa Año 2016:

5 máquinas instaladas de 14 MVA cada una.

2 Etapa Año 2017:

6 máquinas instaladas de 14 MVA cada una.

3 Etapa Año 2018:

7 máquinas instaladas de 14 MVA cada una.

Para obtener la demanda máxima para los años de interés del estudio (año 2016, 2017 y 2018), se consideró la información suministrada por Electro Oriente y que se anexa al informe (Ver ANEXO N° 16: “DEMANDAS MÁXIMAS SE IQUITOS Y SE SANTA ROSA. ELOR”). Para obtener los casos de estudio de demanda mínima en el 2016, 2017 y 2018 se tomó el escenario de operación de demanda mínima del año 2013 del archivo ELOR 2013_11-11-2013.pfd, y se hizo una proyección de la demanda mínima para los años 2016, 2017 y 2018, en base a la proyección de la demanda

33

Estudio de Pre Operatividad

definida en el documento: “Proyecciones de demanda y participación en Generación” emitido por Electro Oriente S.A en fecha 07-11-2013 que se anexa al presente informe (Ver ANEXO N°16). Del ANEXO N°16 se deduce que la tasa de crecimiento anual es de 6,4%, y es la misma para los años 2016, 2017 y 2018. A continuación se presenta la proyección estimada de las cargas: Tabla 4: Estimación de Demanda Mínima.

CARGAS

TERMINAL

S-01 Patllaves10.5kV "B" S-02 Patllaves22.9kV S-03 Patllaves10.5kV "B" S-04 Patllaves10.5kV "A" S-06 Patllaves10.5kV "A" S-07 Patllaves10.5kV "A" S-08 Patllaves10.5kV "A" S-10 Patllaves22.9kV S-11 Patllaves10.5kV "B" S-13 Patllaves10.5kV "A" S-15 Patllaves22.9kV S-R1. StaRosa22.9kV S-R2. StaRosa10kV_B S-R4. StaRosa10kV_B S-R5 StaRosa22.9kV S-R6 StaRosa10kV_B S-R9. StaRosa10kV_B S-R10 StaRosa10kV_B SS.AA. StaRosa10kV_B SS.AA. 1S-4. **DD: dato desconocido

MW MIN 2013

1.70 1.70 0.70 1.32 1.24 1.44 1.43 1.12 1.13 0.15 **DD 1.17 1.84 0.97 1.65 0.93 1.53 **DD 0.38 0.91

TASA DE CRECIMIENTO ANUAL %

MW MIN 2016

MW MIN 2017

MW MIN 2018

6,4

2.04 2.03 0.84 1.59 1.48 1.72 1.71 1.34 1.36 0.18

2.16 2.15 0.88 1.68 1.57 1.82 1.81 1.42 1.44 0.19

2.30 2.29 0.94 1.79 1.67 1.94 1.93 1.51 1.53 0.20

1.41 2.21 1.17 1.98 1.11 1.83

1.49 2.34 1.23 2.09 1.18 1.94

1.58 2.49 1.31 2.22 1.25 2.06

0.46 1.09

0.48 1.16

0.51 1.23

6,4 6,4 6,4 6,4 6,4 6,4 6,4 6,4 6,4 6,4 6,4 6,4 6,4 6,4 6,4 6,4 6,4 6,4 6,4

34

Estudio de Pre Operatividad

Tabla 5: Estimación de Demanda Máxima.

5.

CARGAS

TERMINAL

MW MAX 2016

MW MAX 2017

MW MAX 2018

S-01 S-02 S-03 S-04 S-06 S-07 S-08 S-10 S-11 S-13 S-15 S-R1. S-R2. S-R4. S-R5 S-R6 S-R9. S-R10 SS.AA. SS.AA.

Patllaves10.5kV "B" Patllaves22.9kV Patllaves10.5kV "B" Patllaves10.5kV "A" Patllaves10.5kV "A" Patllaves10.5kV "A" Patllaves10.5kV "A" Patllaves22.9kV Patllaves10.5kV "B" Patllaves10.5kV "A" Patllaves22.9kV StaRosa22.9kV StaRosa10kV_B StaRosa10kV_B StaRosa22.9kV StaRosa10kV_B StaRosa10kV_B StaRosa10kV_B StaRosa10kV_B 1S-4.

3.631 4.829 2.533 5.587 4.916 4.494 5.233 3.68 3.483 0.72 3.215 4.268 4.59 3.913 7.612 4.031 1.664 6.59 0.21 0.85

3.762 4.999 2.592 3.752 5.119 4.677 5.555 3.625 3.6 0.773 3.385 4.476 4.76 4.125 8.089 4.266 1.663 6.96 0.23 0.90

3.894 5.168 2.653 3.917 5.321 4.86 5.876 3.571 3.718 0.826 3.565 4.686 4.933 4.34 8.575 4.502 1.662 7.35 0.24 0.96

ANTECEDENTES TÉCNICOS DE LA SIMULACIÓN Los antecedentes técnicos utilizados para la simulación fueron proyectados por Electro Oriente para el Sistema de Iquitos existente, y por POCH (basados en la Información generada de la Ingeniería de Telemenia), para la CT Iquitos Nueva y la línea de transmisión que las interconecta en 60 kV. Dichos antecedentes corresponden a los indicados a continuación.

5.1

LÍNEA DE TRANSMISIÓN IQUITOS – SANTA ROSA 60 KV El Sistema de Iquitos cuenta con una línea de transmisión en 60 kV, que interconecta la subestación de Iquitos 60kV con la Subestación Santa Rosa 60 kV. El ANEXO N°17 muestra las características de la Línea (Fuente: ELOR).

35

Estudio de Pre Operatividad

La Tabla 6 corresponde a las características técnicas simuladas para la línea de transmisión en 60 kV que enlaza la subestación Iquitos actual y la subestación Santa Rosa. Tabla 6: Datos simulados para la Línea de transmisión Iquitos –Santa Rosa 60 kV.

Líneas de transmisión en 60kV SE Iquitos – SE Santa Rosa Simulada Calibre Tipo de conductor Longitud de la línea Corriente nominal Resistencia de secuencia positiva Reactancia de secuencia positiva Resistencia de secuencia cero Reactancia de secuencia cero Fuente: Electro Oriente 5.2

350 AAAC 5,5 0,425 1,04 2,46 2,40 7,40

MCM km kA Ω/km Ω/km Ω/km Ω/km

CENTRAL TERMOELÉCTRICA DE IQUITOS ACTUAL Según

la

información

suministrada

por

Electro

Oriente

S.A.

La

Central

Termoeléctrica de Iquitos se encuentra ubicada en el Departamento de Loreto, Provincia de Maynas, Distrito de Iquitos, Localidad Iquitos y sus coordenadas UTM de la Central son: Este: '0695295 Norte: 9587191 Las condiciones ambientales de la zona donde se encuentra la Central de Iquitos es la siguiente (promedio anual): Humedad Relativa = 89 % Temperatura máxima = 31,6 °C Temperatura media = 27,4 °C Temperatura mínima = 22,6 °C Diagrama Unifilar del Sistema de Iquitos El ANEXO N°18, muestra el Diagrama Unifilar del Sistema Iquitos actualizado para diciembre de 2013 (Fuente: ELOR). El ANEXO N°14, muestra el Diagrama Unifilar proyectado del Sistema Iquitos – Santa Rosa para el año 2016. (Fuente: ELOR). Generadores La Central de Iquitos cuenta actualmente con una potencia instalada de 70.02MW (año 2014) y 55.8MW de potencia efectiva (año 2014). El ANEXO N°19 muestra

36

Estudio de Pre Operatividad

una Tabla resumen de las características de las máquinas y su estado (operativas /inoperativas) para el año 2013. Sin embargo se espera que para el año 2015 la potencia instalada sea de 77.54MW y la potencia efectiva de 62.8MW. (Fuente: ELOR). La Tabla 7 muestra los datos utilizados para la Simulación de las máquinas del Sistema Iquitos del año 2015 como Caso Base año 2016. Tabla 7: Generadores Sistema Iquitos Simulados.

Generadores Sistema Iquitos. Año 2016 Nombre Cummis N°1 Wartsila N°1 Wartsila N°2 Wartsila N°3 Wartsila N°4 Catmak5 Wartsila N°5 Wartsila N°6 Wartsila N°7 CatMak N°1 CatMak N°2 Cat3516N°4 Cat3516N°5 Cat3516N°6 GM N°1 Fuente: Electro

MVA Instalados 2 6.4 6.4 6.4 6.4 7.52 7.8 7.8 7.8 0 7.52 2 2 2 2.5 Oriente. Informe

kV

fp

Estado

0,48 0,8 Operativo 10,5 0,8 Operativo 10,5 0,8 Operativo 10,5 0,8 Operativo 10,5 0,8 Operativo 10,5 0,8 Operativo 10,5 0,8 Inoperativo 10,5 0,8 Operativo 10,5 0,8 Operativo 10,5 0,8 Inoperativo 10,5 0,8 Operativo 0,48 0,8 Operativo 0,48 0,8 Operativo 0,48 0,8 Operativo 10,5 0,8 Operativo técnico N°GPP-063-2014.

Terminal AC4 Wartsila_A Wartsila_A Wartsila_A Wartsila_A CatMak5 SKODA SKODA SKODA SKODA_CATMAK SKODA_CATMAK CAT3516(B) CAT3516(B) CAT3516(B) AC4

Transformadores El ANEXO N°20, muestra las placas características de los transformadores instalados en el Sistema de Iquitos. (Fuente: ELOR) La Tabla 8 muestra los datos utilizados para simular los transformadores del Sistema Iquitos existente.

37

Estudio de Pre Operatividad

Tabla 8: Parámetros simulados de los transformadores del Sistema Iquitos

Nombre

MVA

TR2 14 TR1 14 TRF3 57/18/45ONAF TR_2.5MVA 2,5 TR_2.5MVA_CAT4 2,5 TR_2.5MVA_CAT5 2,5 TR_2.5MVA_CAT6 2,5 TR1_7.5MVA 7,5 TP1 56/22/40 ONAF TR_0.8MVA 0,8 Fuente: Electro Oriente

Tensiones nominales 60/10 kV 60/10 kV 60/22.9/10kV 10.5/0.48 kV 10.5/0.48 kV 10.5/0.48 kV 10.5/0.48 kV 60/10 kV 60/22.9/10kV 10.5/0.48 kV

Conexión

Barra HV

Ynd5 Ynd5 Ynynd5 Ynd5 Yd5 Dy5 Yd5 Ynd5 YNynyn0 Dyn5

Patllaves 60kV Patllaves 60kV Patllaves 60kV AC4 CAT3516(B) CAT3516(B) CAT3516(B) StaRosa60kV StaRosa60kV SKODA

Interruptores El ANEXO N°21 muestra información acerca de interruptores de potencia instalados actualmente, con las características: 72,5 kV, 352 KVP BIL, 2000 A. Sistema de Protección y Control El ANEXO N°22 y ANEXO N°23, muestran los Esquemas de Control y Protección del Sistema Iquitos y de la subestación Santa Rosa, respectivamente. (Fuente: ELOR, año 2014) 5.3

NUEVAS INSTALACIONES Línea de Transmisión La Tabla 9 muestra los datos utilizados para simular la nueva línea de transmisión en 60kV, futuro enlace entre las centrales. Tabla 9: Parámetros simulados de la nueva línea de transmisión en 60kV (Interconexión entre las Centrales)

Línea de transmisión Iquitos nueva 60kV – TRAMO AÉREO Calibre Tipo de conductor Longitud total con conductor aéreo Corriente nominal Resistencia (20°C) RMG (radio equivalente) Resistencia de secuencia positiva Reactancia de secuencia positiva Resistencia de secuencia cero

927.2 AAAC (6201) 11398 0.908 0.02 11,22 0.12 1.79 0.82

kcmil metros aprox. kA Ω/km mm Ω Ω Ω

38

Estudio de Pre Operatividad

Reactancia de secuencia cero

6.91

Ω

Línea de transmisión Iquitos nueva 60kV – TRAMO EN CABLE Calibre Tipo de Conductor Longitud total en cable Corriente nominal Resistencia (20°C) Resistencia de secuencia positiva Reactancia de secuencia positiva Resistencia de secuencia cero Reactancia de secuencia cero

1600 AL/ A2XS(FL)2Y / XLPE 3602 0.941 0.024 0.051 0.556 0.350 0.139

mm2 metros aprox. kA Ω/km Ω Ω Ω Ω

Transformadores La Tabla 10 muestra las características técnicas de los transformadores, consideradas para simular la CT Iquitos Nueva. Tabla 10: Parámetros simulados de los transformadores CT Iquitos Nueva

Transformadores TRF1 /TRF2 CT Iquitos Nueva Potencia Tensiones Conexión Zcc % Impedancia de secuencia positiva Impedancia de secuencia cero Cambiador de tap Corriente de vacío Pérdidas en el hierro Fuente: Telemenia.

50 MVA 60/13.8 kV YNd11 14 % 0.014 p.u 0.0119 p.u ±12 tap máx. ±1.25% 0.4 % 24.5 kW

Generadores La Tabla 11 muestra las características técnicas de las máquinas generadoras, consideradas para simular la CT Iquitos Nueva.

Tabla 11: Parámetros simulados del grupo de generación CT Iquitos Nueva

Grupo de Generación CT Iquitos Nueva Potencia nominal Unidades Tensiones nominales Conexión

14 7 13,8 YN

MVA s.u. kV s.u.

39

Estudio de Pre Operatividad

Factor de potencia Reactancia síncrona (Xd) Reactancia síncrona (Xq) Reactancia de secuencia cero (X0) Reactancia de secuencia neg (X2) Reactancia transitoria (Xd’) Reactancia sub transitoria (Xd”) Constante de tiempo sub transitorio (Td”) Constante de tiempo de Inercia (H) Resistencia del estator Fuente: Base de datos SEIN. COES

0,8 2,536 1,648 0,22 0,29 0.51 0,32 0.022 6.2 0.006

s.u. pu pu pu pu pu pu s s pu

NOTA: Es importante resaltar que para éste estudio, se consideró tomar un modelo de generador de la base de datos del SEIN (archivo .pfd), disponible en la página web del COES, que se adaptara a la características estimadas por Telemenia para las máquinas generadoras de la nueva CT Iquitos. La curva de capabilidad esperada por Telemenia para los futuros generadores se adaptó al generador tipo escogido de la base de datos del SEIN. (VER ANEXO N°26) Controlador AVR En la Simulación del Sistema Iquitos futuro fue incorporado, un controlador AVR (Regulador de Tensión) tipo AC8B según IEEE Std. 421.5, según recomendación de Telemenia, como el posible controlador que se pueda instalar a las nuevas máquinas de Generación. En el ANEXO N°24, se encuentra el Diagrama de Bloques del AVR_AC8B de la librería del Power Factory DigSilent.

6.

ANÁLISIS DE OPERACIÓN EN ESTADO ESTACIONARIO De acuerdo con las disposiciones, se requiere que las nuevas instalaciones sean evaluadas técnicamente a objeto de determinar el impacto eléctrico que provocan sobre el Sistema existente. Esta evaluación se llevará a cabo mediante simulaciones estáticas o de régimen permanente de la operación del Sistema de Iquitos actual.

40

Estudio de Pre Operatividad

El presente informe considera analizar los flujos de potencia, haciendo uso del simulador Power Factory DigSilent 14.1 junto a una completa representación del Sistema de Iquitos utilizando la base de datos suministrada por Electro Oriente, así como el uso de la librería disponible de la base de datos del SEIN proporcionada por el COES. Se busca con estas simulaciones representar y establecer condiciones extremas de operación y con ello determinar si las nuevas instalaciones cumplen con las exigencias establecidas en los Criterios de Desempeño, en cuanto a mantener la tensión, potencia activa y reactiva dentro de los parámetros establecidos por ella.

6.1

METODOLOGÍA PARA EL CÁLCULO DE FLUJO DE CARGA Los análisis fueron realizados para los distintos años de ingreso de la nueva central (5 Máquinas

en funcionamiento

para

el año

2016, 6

Máquinas

funcionamiento para el año 2017, 7 Maquinas funcionamiento para el año 2018), tanto en condiciones normales como de contingencia simple. En general,

la estrategia de análisis de la operación en estado estacionario

consideró, primeramente reproducir la condición de operación de la zona del proyecto para el año de ingreso (2016) sin las nuevas instalaciones (Escenario sin proyecto); mostrando los niveles esperados de flujo de potencia antes del ingreso de la nueva Central. Luego se añadieron las nuevas instalaciones de acuerdo a las distintas etapas de expansión de la Nueva Central, para determinar el efecto de la misma sobre la operación en la zona de influencia (Escenario con proyecto), con la finalidad de detectar posibles sobrecargas y bajos niveles de tensión. Se consideraron escenarios de máxima y mínima demanda. Las contingencias simples que se evaluaron comprenden desconexión de una o varias máquinas y de un transformador de la nueva CT Iquitos, además la desconexión de la nueva línea de transmisión en 60kV, considerando que éstas contingencias serían las más exigentes y pudieran variar significativamente la operación del sistema.

41

Estudio de Pre Operatividad

6.2

CALCULO DE FLUJO DE CARGA Se definieron las configuraciones topológicas, consideradas como más relevantes, para evaluar el impacto que tiene la incorporación de la CT Iquitos Nueva, en sus distintas etapas de expansión, sobre el Sistema Iquitos existente, tanto en demanda máxima como en demanda mínima.

Se definieron escenarios ejemplos de despachos de carga a manera de estudio, que no necesariamente son los despachos de carga típicos de la Central actual ni los esperados para el año 2016 con el ingreso de la nueva CT. Sin embargo se tomó como premisa que la Central termoeléctrica Iquitos Nueva operará como base y la Central térmica ELOR operará en caso de que la demanda supere la potencia contratada, debido a que se considera que la Central térmica Iquitos Nueva tendrá un menor costo variable de combustible por ser una planta moderna. En el presente estudio se evaluarán las siguientes contingencias: Contingencia 1: Central Termoeléctrica Iquitos Nueva al 50%: Evento de switcheo en G2 y G3 (Año 2016) Evento de switcheo en G2, G3 y G4 (Año 2017) Evento de switcheo en G2, G3, G4 y G5 (Año 2018) Contingencia 2: Línea nueva 60 kV fuera de servicio. Contingencia 3: Evento de switcheo en TRF2 de la CT Iquitos Nueva. Considerando las contingencias planteadas se elaboró cuadro de casos de estudios como escenarios posibles del Sistema de Iquitos tanto en demanda máxima como en demanda mínima mediante cálculos iterativos de flujos de potencia con la herramienta Power Factory DigSILENT a efecto de determinar el comportamiento del sistema:

42

Estudio de Pre Operatividad

Tabla 12: Casos de Estudio para el cálculo de Flujo de Carga.

CASO BASE

CASOS DE CONTINGENCIA CONSIDERADOS

Sin conectar CT Iquitos Nueva CT Iquitos Nueva en servicio (Normal ) Sistema Iquitos (2016) + CT Iquitos Nueva (5 unidades)

CT Iquitos Nueva en servicio y evento de switcheo en G2 y G3 de CT Iquitos Nueva (Contingencia 1) CT Iquitos Nueva en servicio y evento Línea nueva 60 kV fuera de servicio (Contingencia 2) CT Iquitos Nueva en servicio y evento de switcheo en TRF2 (Contingencia 3) CT Iquitos Nueva en servicio (Normal)

Sistema Iquitos (2017) + CT Iquitos Nueva (6 unidades)

CT Iquitos Nueva en servicio y evento de switcheo en G2, G3 y G4 de CT Iquitos Nueva (Contingencia 1) CT Iquitos Nueva en servicio y evento Línea nueva 60 kV fuera de servicio (Contingencia 2) CT Iquitos Nueva en servicio y evento de switcheo en TRF2 (Contingencia 3) CT Iquitos Nueva en servicio (Normal)

Sistema Iquitos (2018) + CT Iquitos Nueva (7 unidades)

CT Iquitos Nueva en servicio y evento de switcheo en G2, G3, G4 y G5 de CT Iquitos Nueva (Contingencia 1) CT Iquitos Nueva en servicio y evento Línea nueva 60 kV fuera de servicio (Contingencia 2) CT Iquitos Nueva en servicio y evento de switcheo en TRF2 (Contingencia 3)

6.3

RESULTADOS Tabla 13: Flujo de Carga. Demanda Máxima Año 2016. Sin CT Iquitos Nueva.

CASO AÑO 2016 – SIN CT IQUITOS NUEVA Barras ALSTOM

U (kV)

U (p.u)

10.52

1.00

Patllaves10.5kV_A

10.50

1.00

Patllaves10.5kV_B

10.50

1.00

Patllaves22.9kV

23.68

1.03

Patllaves60kV

61.46

1.02

StaRosa60kV

60.11

1.00

StaRosa10kV_B

9.48

0.90

StaRosa22.9kV

21.81

0.95

WARTSILA_A

10.52

1.00

AC4

10.52

1.00

SKODA

10.52

1.00

CatMak5

10.53

1.00

Cat 3516 (B)

10.51

1.00

SKODA_CATMAK

10.51

1.00

43

Estudio de Pre Operatividad

Tabla 14: Flujo de Carga. Caso de Estudio: Demanda Máxima Año 2016

NORMAL U kV U p.u ALSTOM 10.13 0.96 Patllaves10.5kV_A 10.12 0.96 Patllaves10.5kV_B 10.12 0.96 Patllaves22.9kV 21.29 0.97 Patllaves60kV 59.32 0.99 StaRosa60kV 58.07 0.97 StaRosa10kV_A 10.46 1 StaRosa10kV_B 9.52 0.95 StaRosa22.9kV 21.92 0.96 WARTSILA_A 10.13 0.96 AC4 10.14 0.96 SKODA 10.12 0.96 CatMak5 10.14 0.96 Cat3516 (B) 10.12 0.96 SKODA_CATMAK 10.13 0.96 Iquitos Nueva60 kV 59.69 0.99 Iquitos Nueva13.8kV 13.80 1 Barras

CONTING. 1 U kV U p.u 9.67 0.92 9.65 0.92 9.65 0.92 20.33 0.92 56.77 0.95 55.57 0.93 10.01 0.95 9.11 0.91 20.98 0.92 9.67 0.92 9.67 0.92 9.65 0.92 9.67 0.92 9.66 0.92 9.66 0.92 57.31 0.96 13.32 0.97

CONTING. 2 U kV U p.u 5.82 0.55 5.81 0.55 5.81 0.55 12.25 0.56 33.95 0.57 33.24 0.55 5.99 0.57 5.45 0.54 12.55 0.55 5.82 0.55 5.82 0.55 5.81 0.55 5.82 0.55 5.81 0.55 5.81 0.55 62.22 1.04 14.31 1.04

CONTING. 3 U kV U p.u 10.05 0.96 10.04 0.96 10.04 0.96 21.12 0.96 58.82 0.98 57.58 0.98 10.37 0.99 9.44 0.94 21.74 0.95 10.05 0.96 10.06 0.96 10.04 0.96 10.06 0.96 10.04 0.96 10.05 0.96 59.14 0.99 13.79 1.00

Tabla 15: Flujo de Carga. Caso de Estudio: Demanda Mínima Año 2016

Barras ALSTOM Patllaves10.5kV_A Patllaves10.5kV_B Patllaves22.9kV Patllaves60kV StaRosa60kV StaRosa10kV_A StaRosa10kV_B StaRosa22.9kV WARTSILA_A AC4 SKODA CatMak5 Cat 3516 (B)

NORMAL U kV U p.u 10.12 0.96 10.12 0.96 10.12 0.96 21.42 0.97 59.81 1.00 59.51 0.99 10.72 1.02 9.89 0.99 22.67 0.99 10.12 0.96 10.12 0.96 10.12 0.96 10.12 0.96 10.12 0.96

CONTING. 1 U kV U p.u 10.10 0.96 10.10 0.96 10.10 0.96 21.39 0.97 59.74 1.00 59.44 0.99 10.71 1.02 9.88 0.99 22.64 0.99 10.10 0.96 10.10 0.96 10.10 0.96 10.10 0.96 10.10 0.96

CONTING. 2 U kV U p.u 7.70 0.73 7.70 0.73 7.70 0.73 16.31 0.74 45.43 0.76 45.20 0.75 8.14 0.78 7.51 0.75 17.22 0.75 7.70 0.73 7.71 0.73 7.70 0.73 7.70 0.73 7.70 0.73

CONTING. 3 U kV U p.u 10.13 0.96 10.13 0.96 10.13 0.96 21.44 0.97 59.86 1.00 59.57 0.99 10.73 1.02 9.90 0.99 22.69 0.99 10.13 0.96 10.13 0.96 10.13 0.96 10.13 0.96 10.13 0.96

44

Estudio de Pre Operatividad

SKODA_CATMAK 10.12 Iquitos Nueva60 kV 59.99 Iquitos Nueva13.8kV 13.80

0.96 1.00 1.00

10.10 59.94 13.79

0.96 1.00 1.00

7.70 60.23 13.85

0.73 1.00 1.00

10.13 60.05 13.82

0.96 1.00 1.00

Tabla 16: Flujo de Carga. Caso de Estudio: Demanda Máxima Año 2017

NORMAL U kV U p.u ALSTOM 10.18 0.97 Patllaves10.5kV_A 10.17 0.97 Patllaves10.5kV_B 10.17 0.97 Patllaves22.9kV 21.40 0.97 Patllaves60kV 59.49 0.99 StaRosa60kV 58.09 0.97 StaRosa10kV_A 10.47 1.00 StaRosa10kV_B 9.48 0.95 StaRosa22.9kV 21.88 0.96 WARTSILA_A 10.18 0.97 AC4 10.19 0.97 SKODA 10.17 0.97 CatMak5 10.19 0.97 Cat 3516 (B) 10.17 0.97 SKODA_CATMAK 10.18 0.97 Iquitos Nueva60 kV 59.81 1.00 Iquitos Nueva13.8kV 13.80 1.00 Barras

CONTING. 1 U kV U p.u 9.76 0.93 9.75 0.93 9.75 0.93 20.51 0.93 57.05 0.95 55.70 0.93 10.04 0.96 9.09 0.91 20.98 0.92 9.76 0.93 9.76 0.93 9.75 0.93 9.76 0.93 9.75 0.93 9.75 0.93 57.39 0.96 13.26 0.96

CONTING. 2 U kV U p.u 6.87 0.65 6.86 0.65 6.86 0.65 14.46 0.66 40.02 0.67 39.07 0.65 7.04 0.67 6.38 0.64 14.72 0.64 6.87 0.65 6.88 0.65 6.86 0.65 6.88 0.65 6.86 0.65 6.87 0.65 61.17 1.02 14.07 1.02

CONTING. 3 U kV U p.u 10.13 0.97 10.12 0.96 10.12 0.96 21.29 0.97 59.17 0.99 57.77 0.96 10.41 0.99 9.43 0.94 21.76 0.95 10.13 0.97 10.13 0.97 10.12 0.96 10.14 0.97 10.12 0.96 10.13 0.97 59.46 0.99 13.79 1.00

Tabla 17: Flujo de Carga. Caso de Estudio: Demanda Mínima Año 2017

Barras ALSTOM Patllaves10.5kV_A Patllaves10.5kV_B Patllaves22.9kV Patllaves60kV StaRosa60kV StaRosa10kV_A StaRosa10kV_B

NORMAL U kV U p.u 10.50 1.00 10.50 1.00 10.50 1.00 22.25 1.01 61.84 1.03 61.44 1.02 11.07 1.05 10.18 1.02

CONTING. 2 CONTING. 1 U kV U p.u U kV U p.u 10.29 0.98 4.57 0.44 10.29 0.98 4.57 0.44 10.29 0.98 4.57 0.44 21.80 0.99 9.70 0.44 60.59 1.01 26.93 0.45 60.20 1.00 26.76 0.45 10.85 1.03 4.82 0.46 9.98 1.00 4.44 0.44

CONTING. 3 U kV U p.u 10.53 1.00 10.53 1.00 10.53 1.00 22.32 1.01 62.04 1.03 61.64 1.03 11.11 1.06 10.22 1.02

45

Estudio de Pre Operatividad

StaRosa22.9kV WARTSILA_A AC4 SKODA CatMak5 Cat 3516 (B) SKODA_CATMAK Iquitos Nueva60 kV Iquitos Nueva13.8kV

23.37 10.50 10.50 10.50 10.50 10.50 10.50 61.85 14.15

1.02 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.03 1.03

22.90 10.29 10.29 10.29 10.29 10.29 10.29 60.61 13.87

1.00 0.98 0.98 0.98 0.98 0.98 0.98 1.01 1.00

10.18 4.57 4.57 4.57 4.57 4.57 4.57 61.74 14.20

0.44 0.44 0.44 0.44 0.44 0.44 0.44 1.03 1.03

23.45 10.53 10.53 10.53 10.53 10.53 10.53 62.06 14.14

1.02 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.03 1.02

Tabla 18: Flujo de Carga. Caso de Estudio: Demanda Máxima Año 2018

NORMAL U kV U p.u ALSTOM 10.23 0.97 Patllaves10.5kV_A 10.21 0.97 Patllaves10.5kV_B 10.21 0.97 Patllaves22.9kV 21.46 0.98 Patllaves60kV 59.64 0.99 StaRosa60kV 58.23 1.00 StaRosa10kV_A 10.49 1.00 StaRosa10kV_B 9.52 0.95 StaRosa22.9kV 21.94 0.96 WARTSILA_A 10.23 0.97 AC4 10.23 0.97 SKODA 10.21 0.97 CatMak5 10.23 0.97 Cat 3516 (B) 10.22 0.97 SKODA_CATMAK 10.22 0.97 Iquitos Nueva60 kV 58.87 1.00 Iquitos Nueva13.8kV 13.80 1.00 Barras

CONTING. 1 U kV U p.u 6.72 0.64 6.71 0.64 6.71 0.64 14.06 0.64 38.45 0.64 37.54 0.63 6.76 0.64 6.14 0.61 14.15 0.62 6.72 0.64 6.72 0.64 6.71 0.64 6.72 0.64 6.71 0.64 6.72 0.64 37.56 0.63 8.25 0.60

CONTING. 2 U kV U p.u 5.21 0.50 5.20 0.49 5.20 0.49 10.96 0.50 30.34 0.51 29.62 0.49 5.34 0.51 4.84 0.48 11.16 0.49 5.21 0.50 5.21 0.50 5.20 0.49 5.21 0.50 5.20 0.50 5.21 0.50 77.89 1.3 17.91 1.3

CONTING. 3 U kV U p.u 10.07 0.96 10.05 0.96 10.05 0.96 21.11 0.96 58.64 0.98 57.25 0.95 10.32 0.98 9.36 0.94 21.57 0.94 10.07 0.96 10.07 0.96 10.05 0.96 10.07 0.96 10.05 0.96 10.06 0.96 58.78 0.98 13.61 0.99

Tabla 19: Flujo de Carga. Caso de Estudio: Demanda Mínima Año 2018

Barras ALSTOM Patllaves10.5kV_A Patllaves10.5kV_B

NORMAL CONTING. 1 U kV U p.u U kV U p.u 10.16 0.97 10.14 0.97 10.15 0.97 10.14 0.97 10.15 0.97 10.14 0.97

CONTING. 2 CONTING. 3 U kV U p.u U kV U p.u 7.32 0.70 10.17 0.97 7.32 0.70 10.16 0.97 7.32 0.70 10.16 0.97

46

Estudio de Pre Operatividad

Patllaves22.9kV Patllaves60kV StaRosa60kV StaRosa10kV_A StaRosa10kV_B StaRosa22.9kV WARTSILA_A AC4 SKODA CatMak5 Cat 3516 (B) SKODA_CATMAK Iquitos Nueva60 kV Iquitos Nueva13.8kV

21.54 59.96 59.59 10.74 9.89 22.68 10.16 10.16 10.15 10.16 10.15 10.15 60.10 13.80

0.98 1.00 0.99 1.02 0.99 0.99 0.97 0.97 0.97 0.97 0.97 0.97 1.00 1.00

21.50 59.88 59.50 10.72 9.87 22.65 10.14 10.14 10.14 10.14 10.14 10.14 60.03 13.79

0.98 1.00 0.99 1.02 0.99 0.99 0.97 0.97 0.97 0.97 0.97 0.97 1.00 1.00

15.54 43.18 42.91 7.73 7.12 16.33 7.32 7.33 7.32 7.33 7.32 7.32 60.06 13.81

0.71 0.72 0.72 0.74 0.71 0.71 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 1.00 1.00

21.56 60.02 59.65 10.75 0.90 22.70 10.17 10.17 10.16 10.17 10.16 10.16 60.16 13.80

0.98 1.00 0.99 1.02 0.99 0.99 0.97 0.97 0.97 0.97 0.97 0.97 1.00 1.00

NOTA: Los valores en color rojo, representan voltajes mayores a 1.05p.u. Los valores en color azul, representan tensiones por debajo de 0.9 p.u. Ambos son valores críticos según los Criterios de Desempeño.

En el ANEXO N°25, se muestra el flujo de potencia del sistema Iquitos completo, en los escenarios de demanda máxima y mínima por año de ingreso de la nueva Central. Los valores obtenidos son los niveles de tensión en kV y en por unidad, además valores de transferencia de potencia activa en MW, potencia reactiva en MVAR y porcentajes de carga. 6.4

CONCLUSIONES Conforme a lo solicitado, se ha efectuado un estudio de flujos de potencia (régimen permanente), a objeto de identificar los efectos que provoca en el Sistema de Iquitos actual la incorporación de la nueva CT Iquitos. El resultado del estudio realizado permite concluir que: 

Para el Caso Base, es decir el Sistema Iquitos operando normal sin las nuevas instalaciones para el año 2016, en un escenario de operación exigente (demanda máxima) muestra un sistema con los generadores trabajando a su máxima capacidad, es decir al límite de la demanda que pueden suplir. Las sobrecargas en barras o los perfiles bajos de tensión son un indicativo de que para el año 2016, el sistema de Iquitos sin la

47

Estudio de Pre Operatividad

nueva CT presentará un déficit de potencia activa y reactiva, ya que la demanda superará a la potencia generada. El Sistema Iquitos operando con la Nueva Central (Año 2016) muestra en condición de operación normal un Sistema totalmente equilibrado ya que la demanda es cubierta por la nueva generación inyectada desde CT Iquitos Nueva. Es de destacar que la línea en 60 kV que une las subestaciones Iquitos y Santa Rosa presenta un nivel de carga del 84.91% (para un escenario de demanda máxima año 2016), cercano a su límite de trabajo, por lo que se recomienda el cambio de calibre actual. 

La

Contingencia

N°1,

representa

la

salida

tempestiva

de

varios

generadores de la CT Iquitos Nueva. En el sistema aparecen bajos niveles de tensión en las barras especialmente para los escenarios más exigentes como en demanda máxima, debido a la pérdida de reactivos que inyectan las máquinas con el evento de switcheo. Sin embargo los bajos niveles de tensión se mantienen por encima de 0.90 p.u cumpliendo con los Criterios de Desempeño del Procedimiento N°20 del COES, no es sino para el escenario de demanda máxima del año 2018 cuando las tensiones bajan a niveles críticos teóricos ya que el escenario planteado representa la salida de más del 50% de la CT Iquitos Nueva. 

La contingencia N°2 simula a la nueva línea en 60 kV fuera de servicio. Esta contingencia es y sería la más exigente para el sistema ya que representa la pérdida completa de la generación proveniente de la CT Iquitos Nueva, a sabiendas de que el despacho de carga es liderado por las nuevas máquinas de la CT Iquitos nueva.



El evento de switcheo del Transformador N°2 de la CT Iquitos Nueva, representado en la Contingencia N°3, genera niveles bajos de tensión en las barras del sistema pero mayores a 0.90 pu. El transformador N°1 aparece sobrecargado en escenarios de demanda máxima como una consecuencia de la pérdida de transformador N°1, sin embargo esto no representa un efecto en el desempeño de la nueva CT.

En concreto, los parámetros analizados corresponden a niveles de tensión y flujos de potencia activa y reactiva, en concordancia con las disposiciones establecidas en los criterios de desempeño.

48

Estudio de Pre Operatividad

Es importante destacar que para mejorar los perfiles de tensión que se encuentran cercanos a 0.90 o por debajo de éste valor, se hizo un re despacho de carga para inyectar reactivos a la red a través de los grupos generadores existentes. Este efecto puede contrarrestarse con la instalación de compensación reactiva en las barras o líneas cercanas al punto de conexión para re direccionar los reactivos hacia las zonas con perfiles de tensión por debajo de los límites establecidos. Cabe señalar además, que el archivo ELOR 2013_11-11-2013.pfd no tenía incorporado en la simulación del Sistema Iquitos, controles de tensión para las máquinas generadoras existentes. Con la selección y correcto modelamiento de reguladores de tensión en el sistema actual, existe la probabilidad de que los perfiles de tensión mejoren para condiciones de emergencia. En tal sentido, se recomienda incorporar a la simulación dichos controladores e instalarlos en campo si no existen actualmente. Teniendo en cuenta lo que antecede, se puede señalar que la incorporación de la nueva CT Iquitos al Sistema existente es técnicamente viable sobre los escenarios simulados, ya que a parte de las depresiones de tensión presente en algunas barras en condiciones críticas de emergencia, éstas pueden mejorarse, quedando demostrado que la misma no afectará el funcionamiento nominal del sistema según los Criterios de Desempeño considerados en este informe. Por el contrario la mejoría en el desempeño del Sistema Iquitos al ingresar la CT Iquitos Nueva es un indicativo de la necesidad de poder suplir la demanda de las cargas asociadas al Sistema Iquitos –Santa Rosa para año 2016 y los años horizonte.

7.

ESTUDIO DE CORTOCIRCUITO El análisis de las fluctuaciones en el sistema eléctrico, se llevará a cabo mediante simulaciones de cortocircuitos tipo trifásico, bifásico a tierra y monofásico en las instalaciones aledañas al punto de interconexión entre las centrales, con la finalidad de determinar los niveles de cortocircuito en cada instalación. Los parámetros analizados corresponden a niveles de corriente de cortocircuito en barras y/o subestaciones adyacentes al Punto de Interconexión para el año de ingreso de la nueva CT Iquitos en un escenario de operación de demanda máxima

(peor

condición).

Todo

esto,

de

acuerdo

con

las

disposiciones

establecidas en el procedimiento técnico N°20 “Ingreso, Modificación y Retiro de

49

Estudio de Pre Operatividad

las Instalaciones en el SEIN”, dictado por el Comité de Operación Económica del Sistema, en adelante COES. El estudio contempla analizar el escenario más desfavorable para la ocurrencia de falla, esto es, con toda la generación disponible para el año de ingreso de la nueva CT Iquitos, con el objetivo de identificar qué instalaciones pueden verse afectadas debido a la incorporación de la Central Termoeléctrica Iquitos Nueva, además de analizar si la capacidad de ruptura de los equipos de las instalaciones aledañas pertenecientes al Sistema Iquitos actual se ven superadas por los nuevos niveles de corrientes de cortocircuito.

7.1

METODOLOGÍA DEL ESTUDIO DE CORTOCIRCUITO Se consideraron los siguientes tipos de cortocircuito: 

Trifásico



Monofásico



Bifásico a tierra

Se utilizaron las condiciones de la norma IEC 60909-0: 

Factor c: 1,1



Tiempo mínimo de separación de los contactos de un interruptor: 40 ms.



Tiempo de duración de la corriente de cortocircuito: 1 s.



Reactancias de máquinas sincrónicas: reactancia subtransitoria saturada.



Reactancias de máquinas asincrónicas: reactancia de rotor bloqueado.

En los cuales se obtienen las siguientes componentes de la corriente de cortocircuito:

7.2



Corriente de cortocircuito simétrica inicial (I”k) en kArms



Corriente de cortocircuito pico (Ip) en kA



Componente DC de la corriente de cortocircuito (Idc) en kA



Corriente de cortocircuito simétrica de interrupción (Ib) en kArms



Corriente de cortocircuito de régimen permanente (Ik) en kArms

RESULTADOS. CASO DE CORTOCIRCUITO EN BARRAS Se estudiaron los distintos tipos de cortocircuito para el año 2016, donde ingresa la CT Iquitos Nueva, en la condición de demanda máxima lo que representa la peor condición de operación.

50

Estudio de Pre Operatividad

Los resultados gráficos (Unifilar del sistema) de las simulaciones en el software Power Factory se muestran en el ANEXO N° 26, donde se puede visualizar la CT Iquitos Nueva interconectada al resto del Sistema de Iquitos.

7.2.1

Niveles de cortocircuito de corriente simétrica inicial (I”k)

La Tabla 20 presenta los niveles de corrientes de cortocircuito simétrico inicial, con la CT Iquitos Nueva en servicio y fuera de servicio Tabla 20: Corrientes de Cortocircuito simétrico año 2016.

CC 1Ø Barras (año 2016)

Tensión [kV]

CC 2Øt

CC 3Ø I"k Max

Variación I"k [%]

26.68 26.63 26.63 2.88 6.67 26.68 26.18 26.63 25.96 25.83

40.32 40.74 40.74 7.83 13.94 40.32 39.15 40.74 38.59 38.82

51.12 52.98 52.98 123.07 104.09 51.12 49.54 52.98 48.65 50.29

39.90

26.41

39.9

4.10 5.48 16.86 8.66 5.07

2.42 0 8.52 3.58 -

4.41 5.48 17.56 9.1 6.10

51.07 63.33 91.07 141.37

22.02

-

22.02

con

sin

con

sin

con

sin

CT

CT

CT

CT

CT

CT

10.5 10.5 10.5 60 22.9 10.5 10.5 10.5 10.5 10.5

15.92 14.46 14.46 7.65 13.94 15.92 15.64 14.46 16.29 13.18

22.88 23.83 23.83 3.64 6.83 22.88 21.50 23.83 20.70 20.59

35.32 35.64 35.64 7.83 12.92 35.32 34.19 35.64 33.69 33.84

25.46 25.66 25.66 3.51 6.78 25.46 24.65 25.66 24.25 24.17

40.32 40.74 40.74 5.66 12.67 40.32 39.15 40.74 38.59 38.82

11 SKODA_CATMAK

10.5

14.21

21.14

34.87

24.91

12 13 14 15 16

60 10.5 10.5 22.9 60

4.35 0 17.56 9.08 6.10

2.76 0 9.19 3.84 -

4.41 4.72 17.54 9.10 5.96

2.70 0 9.01 3.77 -

13.8

18.94

-

20.73

-

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

ALSTOM Patllaves10.5kV_A Patllaves10.5kV_B Patllaves60kV Patllaves22.9kV WARTSILA_A AC4 SKODA CatMak5 Cat 3516 (B) StaRosa60kV StaRosa10kV_A StaRosa10kV_B StaRosa22.9kV Iquitos Nueva 60 kV

17 Iquitos Nueva 13.8 kV

-

Valores en [kA]

De los valores expuestos en la tabla anterior, se observa que la influencia de las instalaciones de la CT Iquitos Nueva en la corriente simétrica inicial I”k, es significativo, alcanzando un aumento porcentual máximo de un 123.07% en la barra Patllaves60KV (barra de conexión), donde el nuevo nivel de corto circuito se calcula en 7.83 kA. Cabe mencionar que la variación porcentual de la componente I”k corresponde a la variación de la máxima corriente calculada en el grupo de fallas seleccionado.

51

Estudio de Pre Operatividad

7.2.2

Niveles de Corriente de Cortocircuito de corriente peak (Ip)

La Tabla 21 presenta los niveles de corrientes instantáneas máximas posibles de la corriente de cortocircuito prevista, con la CT Iquitos Nueva en servicio y fuera de servicio. Tabla 21: Corrientes de Cortocircuito pico año 2016.

CC 1Ø Barras (año 2016)

Tensión [kV]

CC 2Øt

CC 3Ø

con

sin

con

sin

con

sin

CT

CT

CT

CT

CT

CT

Ip Max

1 2 3 4 5 6

ALSTOM Patllaves10.5kV_A Patllaves10.5kV_B Patllaves60kV Patllaves22.9kV WARTSILA_A

10.5 10.5 10.5 60 22.9 10.5

40.73 37.13 37.13 19.93 31.51 40.73

58.20 60.57 60.57 9.56 18.09 58.20

90.33 91.51 91.51 20.41 29.20 90.33

64.79 65.21 65.21 9.23 17.96 64.79

103.11 104.60 104.60 14.75 28.63 103.11

67.88 67.67 67.67 7.57 17.66 67.88

103.11 104.6 104.6 20.41 31.51 103.11

7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

AC4 SKODA CatMak5 Cat 3516 (B) SKODA_CATMAK StaRosa60kV StaRosa10kV_A StaRosa10kV_B StaRosa22.9kV Iquitos Nueva 60 kV Iquitos Nueva 13.8 kV

10.5 10.5 10.5 10.5 10.5 60 10.5 10.5 22.9 60 13.8

38.51 37.13 39.81 32.51 36.13 10.04 0 41.88 21.18 15.92 49.27

53.39 60.57 51.18 51.01 53.54 6.72 0 23.85 9.97 -

84.19 91.51 82.33 83.48 88.64 10.18 12.74 41.83 21.22 15.55 53.93

61.21 65.21 59.97 59.88 63.08 6.59 0 23.38 9.77 -

96.41 104.60 94.31 95.74 101.41 9.47 14.78 40.22 20.20 13.21 57.27

65.01 67.67 64.21 64.00 66.89 5.89 0 22.09 9.27 -

96.41 104.6 94.31 95.74 101.41 10.18 14.78 41.88 21.22 15.92 57.27

Variación Ip [%] 51.90 54.57 54.57 121.12 74.18 51.90 48.30 54.57 46.87 49.59 51.60 54.47 75.59 117.19 -

Valores en [kA]

De los valores presentados en la tabla anterior, se observa que el impacto de las instalaciones de la CT Iquitos Nueva en el nivel de corriente peak Ip es significativo, alcanzando un aumento porcentual máximo de un 121.12% en la barra Patllaves60kV (Barra de interconexión). Cabe mencionar que la variación porcentual de la componente Ip corresponde a la variación de la máxima corriente calculada en el grupo de fallas seleccionado. 7.2.3

Niveles de la componente DC de la I cortocircuito (Idc)

La Tabla 22 presenta los niveles de la componente DC de la corriente de cortocircuito prevista, con la CT Iquitos Nueva en servicio y fuera de servicio.

52

Estudio de Pre Operatividad

Tabla 22: Componente DC de Corriente de Cortocircuito año 2016 sin CT Iquitos Nueva.

CC 3Ø Barras (año 2016)

Tensión [kV]

con

sin

CT

CT

Variación Idc [%]

1 2 3 4 5

ALSTOM Patllaves10.5kV_A Patllaves10.5kV_B Patllaves60kV Patllaves22.9kV

10.5 10.5 10.5 60 22.9

5.24 6.07 6.07 1.42 0.03

2.39 2.30 2.30 0.64 1.86

119.24 163.91 163.91 121.87 -

6

WARTSILA_A

10.5

5.24

2.39

7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

AC4 SKODA CatMak5 Cat 3516 (B) SKODA_CATMAK StaRosa60kV StaRosa10kV_A StaRosa10kV_B StaRosa22.9kV Iquitos Nueva 60 kV Iquitos Nueva 13.8 kV

10.5 10.5 10.5 10.5 10.5 60 10.5 10.5 22.9 60 13.8

1.66 6.07 1.28 1.75 4.33 0.02 2.72 0.26 0.07 1.58 14.23

1.15 2.30 1.00 1.06 2.06 0.06 0 1.33 0.55 -

119.24 44.34 163.91 28 65.09 110.19 -

Valores en [kA]

De los valores presentados en la tabla anterior, se observa que el impacto de las instalaciones de la CT Iquitos Nueva en la componente dc de la corriente de cortocircuito calculada es considerable, alcanzando un aumento porcentual máximo de un 163.91%. Cabe mencionar que la variación porcentual de la componente Idc corresponde a la variación de la máxima corriente calculada en el grupo de fallas seleccionado. 7.2.4

Niveles de I cortocircuito simétrica de interrupción (Ib)

La Tabla 23 presenta el nivel de corriente de cortocircuito simétrica de interrupción prevista, con la CT Iquitos Nueva en servicio y fuera de servicio.

53

Estudio de Pre Operatividad

Tabla 23: Corrientes de Cortocircuito simétrica de interrupción año 2016.

CC 1Ø Barras (año 2016) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

ALSTOM Patllaves10.5kV_A Patllaves10.5kV_B Patllaves60kV Patllaves22.9kV WARTSILA_A AC4 SKODA CatMak5 Cat 3516 (B) SKODA_CATMAK StaRosa60kV StaRosa10kV_A StaRosa10kV_B StaRosa22.9kV Iquitos Nueva 60 kV Iquitos Nueva 13.8 kV

Tensión [kV] 10.5 10.5 10.5 60 22.9 10.5 10.5 10.5 10.5 10.5 10.5 60 10.5 10.5 22.9 60 13.8

CC 2Øt

CC 3Ø

con

sin

con

sin

con

sin

CT

CT

CT

CT

CT

CT

15.92 14.46 14.46 7.65 13.94 15.92 15.64 14.46 16.29 13.18 14.21 4.35 0 17.56 9.08 6.10 18.94

22.88 23.83 23.83 3.64 6.83 22.81 21.50 23.83 20.70 20.59 21.14 2.76 0 9.19 3.84 -

35.32 35.64 35.64 7.83 12.92 35.32 34.19 35.64 33.69 33.84 34.87 4.41 4.72 17.54 9.10 5.96 20.73

25.46 25.66 25.66 3.51 6.78 25.46 24.65 25.66 24.25 24.17 24.91 2.70 0 9.01 3.77 -

32.53 32.77 32.77 5.05 11.79 32.53 32.04 32.77 31.78 31.96 32.38 3.96 5.48 16.85 8.55 4.69 19.35

20.04 20.03 20.03 2.60 6.21 20.04 19.90 20.03 19.83 19.80 19.96 2.28 0 8.52 3.58 -

Ib Max

Variación Ib [%]

35.32 35.64 35.64 7.83 13.94 35.32 34.19 35.64 33.69 33.84 34.87 4.41 5.48 17.56 9.08 6.1 20.73

38.72 38.89 38.89 123.07 104.09 38.72 38.70 38.89 38.92 40.00 39.98 63.33 91.07 136.45 -

Valores en [kA]

De los valores presentados en la tabla anterior, se observa que el impacto de las instalaciones de la CT Iquitos Nueva en los niveles de corriente de cortocircuito simétrica de interrupción es significativa, alcanzando un aumento porcentual máximo de un 123.607% en la barra Patllaves60kV (Barra de interconexión), llegando a un nivel máximo de Ib de 7.83kA respectivamente. Cabe mencionar que la variación porcentual de la componente Ib corresponde a la variación de la máxima corriente calculada en el grupo de fallas seleccionado.

7.2.5

Niveles de corriente de cortocircuito de régimen permanente (Ik)

La Tabla 24 presenta los niveles de corriente de cortocircuito de régimen permanente prevista, con la CT Iquitos Nueva en servicio y fuera de servicio.

54

Estudio de Pre Operatividad

Tabla 24: Corrientes de Cortocircuito de régimen permanente año 2016.

CC 1Ø Barras (año 2016)

Tensión [kV]

CC 2Øt

CC 3Ø

con

sin

con

sin

con

sin

CT

CT

CT

CT

CT

CT

Ik Max

Variación Ik [%]

1 2 3 4

ALSTOM Patllaves10.5kV_A Patllaves10.5kV_B Patllaves60kV

10.5 10.5 10.5 60

15.92 14.46 14.46 7.65

22.88 23.83 23.83 3.64

35.32 35.64 35.64 7.83

25.46 25.66 25.66 3.51

40.32 40.74 40.74 5.66

26.68 26.63 26.63 2.88

40.32 40.74 40.74 7.83

51.12 52.98 52.98 123.07

5

Patllaves22.9kV

22.9

13.94

6.83

12.92

6.78

12.67

6.67

13.94

104.09

6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

WARTSILA_A AC4 SKODA CatMak5 Cat 3516 (B) SKODA_CATMAK StaRosa60kV StaRosa10kV_A StaRosa10kV_B StaRosa22.9kV Iquitos Nueva 60 kV Iquitos Nueva 13.8 kV

10.5 10.5 10.5 10.5 10.5 10.5 60 10.5 10.5 22.9 60 13.8

15.92 15.64 14.46 16.29 13.18 14.21 4.35 0 17.56 9.08 6.10 18.94

22.81 21.50 23.83 20.70 20.59 21.14 2.76 0 9.19 3.84 -

35.32 34.19 35.64 33.69 33.84 34.87 4.41 4.72 17.54 9.10 5.96 20.73

25.46 24.65 25.66 24.25 24.17 24.91 2.70 0 9.01 3.77 -

40.32 39.15 40.74 38.59 38.82 39.90 4.10 5.48 16.86 8.66 5.07 22.02

26.68 26.18 26.63 25.96 25.83 26.41 2.42 0 8.52 3.58 -

40.32 39.15 40.74 38.59 38.82 39.9 4.41 5.48 17.56 9.1 6.1 22.02

51.12 49.54 52.98 48.65 50.29 51.07 63.33 91.07 141.37 -

Valores en [kA]

De los valores presentados en la tabla anterior, se observa que el impacto de las instalaciones de la CT Iquitos Nueva en los niveles de corriente de cortocircuito de régimen permanente es significativo, alcanzando un aumento porcentual máximo de un 123.07% en la barra Patllaves60kV (barra de interconexión), llegando a un nivel máximo de Ik de 7.83. Cabe mencionar que la variación porcentual de la componente Ik corresponde a la variación de la máxima corriente calculada en el grupo de fallas seleccionado.

7.3

CAPACIDAD DE RUPTURA DE INTERRUPTORES Un interruptor estará adecuadamente dimensionado si satisface las condiciones principales que se señalan a continuación, aplicándolas a las mayores corrientes de cortocircuito que se determinaron anteriormente. La capacidad de ruptura simétrica nominal del interruptor, deberá ser mayor que la corriente de cortocircuito simétrica de interrupción (Ib) que se establezca en

55

Estudio de Pre Operatividad

éste, en el instante de 40ms después de iniciado el cortocircuito.La capacidad de cierre contra cortocircuito nominal del interruptor, deberá ser mayor que la corriente de cortocircuito máxima instantánea (Ip) que se establezca a través de éste. En la siguiente tabla, se indica el mayor valor de Ib e Ip que se presentará en los interruptores asociados a cada barra: Tabla 25: Corrientes máximas Ib e Ip.

Barra 1 ALSTOM 2 Patllaves10.5kV_A 3 Patllaves10.5kV_B 4 Patllaves60kV 5 Patllaves22.9kV 6 WARTSILA_A 7 AC4 8 SKODA 9 CatMak5 10 Cat 3516 (B) 11 SKODA_CATMAK 12 StaRosa60kV 13 StaRosa10kV_A 14 StaRosa10kV_B 15 StaRosa22.9kV 16 Iquitos Nueva 60 kV 17 Iquitos Nueva 13.8 kV Valores en [kA]

Tensión [kV]

Ib Máx

Ip Máx

10.5 10.5 10.5 60 22.9 10.5 10.5 10.5 10.5 10.5 10.5 60 10.5 10.5 22.9 60 13.8

35.32 35.64 35.64 7.83 13.94 35.32 34.19 35.64 33.69 33.84 34.87 4.41 5.48 17.56 9.08 6.1 20.73

103.11 104.6 104.6 20.41 31.51 103.11 96.41 104.6 94.31 95.74 101.41 10.18 14.78 41.88 21.22 15.92 57.27

Para verificar que las instalaciones del entorno son capaces de soportar la corriente de cortocircuito que existirá al momento de entrar en servicio la nueva instalación, será necesario comparar con los valores de corriente (capacidad de ruptura) de los interruptores actualmente instalados o los que se tienen previstos, funcionarán para el año de ingreso de la nueva CT Iquitos. Es importante resaltar que para éste estudio no se contó con la información acerca de las adecuaciones o nuevas incorporaciones de los interruptores al sistema de Iquitos prevista por electro Oriente para el año 2016. La única información suministrada por Electro Oriente se encuentra en el ANEXO N°4.

56

Estudio de Pre Operatividad

Finalmente sólo se puede indicar que los interruptores de las instalaciones pertenecientes a la nueva CT Iquitos Nueva, deberán ser capaces de soportar al menos los niveles de cortocircuito simétricos presentados en la Tabla 25 para el año 2016. 7.4

CONCLUSIONES Los resultados de este estudio indican que la inclusión de la CT Iquitos Nueva al Sistema de Iquitos actual, hace variar las corrientes de cortocircuito de las barras aledañas a ésta, donde las mayores variaciones se registran, como era de esperar, en la barra Patllaves60kV, ya que ésta es la barra donde se conectará la nueva CT Iquitos. La siguiente tabla presenta los mayores valores alcanzados: Tabla 26: Máximas variaciones en las barras aledañas.

Barra 1 Patllaves22.9kV 2 Patllaves60kV 3 StaRosa22.9kV 1 Patllaves22.9kV 2 Patllaves60kV 3 StaRosa22.9kV

Tensión [kV]

Variación I"k [%]

Variación Ip [%]

Variación idc [%]

60 104.09 74.18 60 123.07 121.12 121.87 10.5 141.37 17.19 VALORES MÁXIMOS ALCANZADOS [kA] 60 13.94 31.51 1.86 60 7.83 20.41 1.42 10.5 9.1 21.22 0.55

Variación Ib [%]

Variación Ik [%]

104.09 123.07 136.45

104.09 123.07 141.37

13.94 7.83 9.08

13.94 7.83 9.1

Teniendo en cuenta lo anterior, queda de manifiesto que la incorporación de la CT Iquitos Nueva es técnicamente posible, haciendo necesario realizar algún cambio en los interruptores de las subestaciones más cercanas si las capacidades mostradas superan las capacidades de ruptura de los interruptores que estarán instalados para el año 2016, para que puedan soportar sin problemas los nuevos niveles de corrientes de cortocircuito.

8.

ESTUDIO DE ESTABILIDAD TRANSITORIA El

presente

informe

considera

analizar

la

estabilidad

del

sistema

ante

contingencias, haciendo uso del simulador Power Factory de DigSilent junto a una completa representación del Sistema Iquitos.

57

Estudio de Pre Operatividad

Se busca con estas simulaciones representar y establecer condiciones extremas de operación y con ello determinar si las nuevas instalaciones cumplen con las exigencias establecidas en el procedimiento N°20 del COES. Se analizó el escenario de operación más desfavorables para el año 2016, con el objetivo de identificar qué instalaciones pueden verse afectadas debido a la incorporación de la CT Iquitos nueva, identificando los niveles de tensión, transferencias de potencia, ángulo del rotor de las máquinas pertenecientes al Sistema de Iquitos existente, que pudiesen ver afectada su estabilidad dinámica debido a las contingencias. 8.1

METODOLOGÍA DE ESTUDIO Para el estudio de estabilidad transitoria del sistema, se estableció el siguiente escenario de operación, en el cual el sistema será sometido a una contingencia según el procedimiento N° 20 del COES. Utilizando el escenario de demanda máxima, se define el siguiente caso de estudio: 

Escenario (Año 2016): Sistema Iquitos actual + CT Iquitos Nueva (5 Unidades).

Para el estudio de estabilidad dinámica, se define la siguiente contingencia: 

Contingencia: Falla trifásica en la barra del lado de alta tensión de los transformadores elevadores de la nueva Central durante 100 ms o más, hasta que el generador pierda el sincronismo.

De acuerdo con la contingencia anteriormente definida, para el escenario de operación, el procedimiento de simulación dinámica es el siguiente: Tabla 27: Procedimiento de simulación.

Tiempo [s] 0,00 1,00

CASO CONTINGENCIA Régimen permanente (Inicio de la simulación), obtención de las condiciones de operación inicial Contingencia : Falla trifásica en la barra de alta tensión (60kV) del lado de alta tensión de los transformadores elevadores de la nueva Central

1,10

Despeje de la falla a los 100 ms.

20,0

Fin de la simulación

58

Estudio de Pre Operatividad

Para evaluar la pérdida del sincronismo del generador es relevante observar la variable ángulo del rotor. Para éste estudio, se consideraron analizar las variables del Generador G2 de Iquitos Nueva, en vista de que todos los generadores tienen las mismas características. 8.2

RESULTADOS Para el análisis de estabilidad transitoria, se utilizó el caso de estudio año 2016 con demanda máxima, según los requerimientos indicados en el procedimiento N°20 del COES, para representar la peor condición de operación para el año de ingreso de la nueva Central Termoeléctrica al Sistema de Iquitos. Utilizando el escenario de operación mencionado, se simuló una falla trifásica a los 1 segundo, en la barra del lado de alta tensión del transformador elevador de la unidad variando los tiempos de despeje de falla en 100 ms, 110 ms, 120 ms, 150 ms, 180 ms, 200 ms, 500ms y 800ms tiempo en el cual el generador pierde el sincronismo. El ANEXO N°27 muestra las gráficas correspondientes a las siguientes variables de interés: 

Ángulo de rotor para un generador tipo de la CT Iquitos Nueva, durante los distintos tiempos de despeje utilizados para la simulación.



El comportamiento en tiempo de la tensión en los generadores de la nueva CT Iquitos Nueva.



La tensión en la barra de 60 kV donde ocurre la falla, antes y después de la contingencia planteada.



Las tensiones de las barras del Sistema Iquitos Completo (año 2016), después de 3 segundos de ocurrida la falla (contingencia).

8.3

CONCLUSIONES Los resultados de las simulaciones muestran que luego de la incorporación de la nueva

generación,

el

sistema

Iquitos

actual

cumple

con

las

exigencias

establecidas en los Criterios de desempeño ya mencionados, en cuanto a las variables de tensión, frecuencia y estabilidad angular.

59

Estudio de Pre Operatividad

De las gráficas presentadas, se observa que la falla es despejada por la protección principal en 100 ms. Además, la respuesta en tiempo de la tensión de los generadores, después de ocurrida la falla no presenta excursiones transitorias mayores al 20% y sobretensiones temporarias de más del 10% de la tensión nominal por más de 2 segundos. Se considera aceptable la recuperación de la tensión, ya que el estudio de estabilidad transitoria a través de la representación de la tensión de los generadores pre y post falla (Falla: 1seg, Despeje: 1.10 seg) y de la tensión en las barras, muestra que las tensiones de barra están por encima del 85% del valor inicial luego de 3 segundos. El tiempo crítico de despeje es el esperado y resulta mayor a 100 ms por lo que no habría que aplicar medidas correctivas para llevarlo a valores cercanos a los 100 ms, además se considera aceptable que el ángulo de rotor (del generador tipo), de la primera excursión angular en primera oscilación, se encuentra por debajo de 120°, con respecto a la máquina de referencia del sistema Para estudios futuros se recomienda hacer un análisis de pequeña señal o pequeñas perturbaciones, además de un estudio de Estabilidad de frecuencia. Con éstas premisas se concluye que, bajo las condiciones analizadas, la conexión de la CT Iquitos nueva al Sistema existente no provocara efecto adverso que ponga en riesgo la seguridad y la calidad de servicio del sistema.

60