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• Miguel Angel Miranda Ugarte

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FALLAS REGISTRADAS EN EL SEIN

Curso Dictado por Ing. Humberto Galoc Maslucán

1. Protección diferencial de corriente para un Transformadores de Potencia Devanado 1

Devanado 2

R

R

S

S

T

T

87T

1. Protección diferencial de corriente para un Transformadores de Potencia I0

Devanado 1

Devanado 2

0 R

R 0

I0

S

S

T

0

I0

T 3I0

1. Protección diferencial de corriente para un Transformadores de Potencia Devanado 1

R

R

S

S

T

T

2

I1R I1S I1T

Devanado 2

=

k1 3

-1

-1

i1R

I2R

-1

2

-1

i1S

I2S

-1

-1

2

i1T

I2T

=

k2 √3

1

-1

0

i2R

0

1

-1

i2S

-1

0

1

i2T

1. Protección diferencial de corriente para un Transformadores de Potencia Devanado 1

I1R

Devanado 2

R

R

S

S

T

T

1

0

0

i1R

I1S =

0

1

0

i1S

I1T

0

0

1

i1T

1

+3

iSt

I2R

iSt

I2S =

iSt

I2T

k2 √3

1

-1

0

i2R

0

1

-1

i2S

-1

0

1

i2T

1. Protección diferencial de corriente para un Transformadores de Potencia Comportamiento para una falla externa cuando la polaridad de ISt se encuentra invertido

Comportamiento para una falla externa

2. Falso sincronismo Ajustes de sincronismo de sincronismo: Máxima diferencia de tensión Máxima diferencia de frecuencia Máxima diferencia de ángulo

: ∆V = 10%Vn = 12,8 kV : ∆f = 0,10 Hz : ∆Φ = 20 º

Condiciones de cierre con mando de cierre manual: Condición

Cierre Interruptor

Tensión Línea> and Tensión Barra> and Sincronismo

Si

Tensión Línea< and Tensión Barra>

Si

Tensión Línea> and Tensión Barra
t>>

= =

150 A 40 ms

66 kV PL: PT:

Protección de línea. Protección de transformador.

Línea L-1005 (Quencoro – Tintaya) de 138 kV

10

3. Esquema para permitir el recierre en la L-1005

(Quencoro – Tintaya) de 138 kV Tintaya

Azángaro

138 kV Ayaviri

138 kV

138 kV

PL

PL

PL: 21, 21N, 67N, 67NCD, 25, 79. PT: 51, 50, 51N, 50N, 27.

PT 22,9 kV

Ajustes de mínima tensión: V

= =

15%Un(fase –tierra) 200 ms

10 kV PL: PT:

Protección de línea. Protección de transformador.

Línea L-1005 (Quencoro – Tintaya) de 138 kV

11

4. Desconexión

de la línea L-2251, ocurrido el 27.09.2011 a las 18:33 h G1

G1

167,4 MW

EV-173-2011: Desconexión de la línea L-2251, ocurrido el 27.09.2011 a las 18:33 h Tingo María

Vizcarra

133 MW

Aguaytía

L-2251 73 km

220 kV

L-2252 174 km

60 MVar 22,9 kV

30 MVar 50 MVA

50 MVA

34,4 MW

138 kV

138 kV

12

4. Desconexión

de la línea L-2251, ocurrido el 27.09.2011 a las 18:33 h Ubicación de la falla:

Línea L-2251.

Tipo de falla:

Falla monofásica en la fase “T”.

Señalizaciones: (ambos extremos)

Disparo monofásico fase “T” en Zona 1 Recierre monofásico. Disparo SOTF. Disparo trifásico.

Vizcarra

G1

G1

Tingo María

Aguaytía

220 kV

22,9 kV

30 MVar

138 kV

138 kV

13

4. Desconexión

de la línea L-2251, ocurrido el 27.09.2011 a las 18:33 h Trigger 27/09/2011 06:33:55 p.m..122

P*/MW

Q*/Var 2.000e+007

100 0.00

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

t/s

0

1.000e+007 0.000e+000 -1.000e+007

-100

-2.000e+007

P*

Q*

Apertura monofásica fase "T" de la L-2251 en la S.E. Aguaytía.

LINE1_A_IN/kA

Recierre monofásica de fase "T" de la L-2251 en la S.E. Aguaytía

1 0 0.00

-1

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

0.40

0.50

t/s

-2

LINE1_A_IN

Tiempo muerto del recierre I/kA 1 0 0.00

-1

0.10

0.20

-2

LINE1_A_IL1

LINE1_A_IL2

0.30

t/s

Recierre monofásica de fase "T" de la L-2251 en la S.E. Tingo María.

LINE1_A_IL3

U/kV 100

0.00

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

0.20

0.30

0.40

0.50

t/s

0 -100 -200

LINE1_UL1

LINE1_UL2

LINE1_UL3

ZM01-TRIP ZM01-START SOTF-TRIP 0.00

0.10

t/s

Registro oscilográfico del relé REL670 PL1 de la línea L-2251 en la S.E. Aguaytía.

14

4. Desconexión

de la línea L-2251, ocurrido el 27.09.2011 a las 18:33 h Trigger 27/09/2011 06:33:53 p.m..812

P*/MW

Q*/Var

100

2.500e+007 0.000e+000

0 0.00

-100

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

t/s

-2.500e+007 -5.000e+007

-200

P*

Apertura monofásica fase "T" de la L-2251 en la S.E. Tingo María.

Q*

Recierre monofásica de fase "T" de la L-2251 en la S.E. Tingo María

I/kA 1.0 0.00

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

t/s

0.0

-1.0

LINE1_A_IL1

LINE1_A_IL2

LINE1_A_IL3

Desconexión trifásica de la L-2251 S.E. Tingo María LINE1_A_IN/kA 0.5 0.0 0.00

-0.5

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

0.20

0.30

0.40

0.50

0.20

0.30

0.40

0.50

t/s

-1.0

Tiempo muerto del recierre

LINE1_A_IN U/kV 100

0.00

0.10

t/s

0 -100 -200

LINE1_UL1

LINE1_UL2

LINE1_UL3

ZM01-TRIP SOTF-TRIP 0.00

0.10

t/s

Registro oscilográfico del relé REL670 PL1 de la línea L-2251 en la S.E. Tingo María.

15

4. Desconexión

de la línea L-2251, ocurrido el 27.09.2011 a las 18:33 h Potencia Eléctrica (Pe) antes de falla

MW 4º Pe = 220 MW

3º Pm =133 MW

Potencia Eléctrica (Pe) antes de falla

Pe = 144 MW

1º 2º

Pe = 79 MW

1º : Antes de la falla. 2º : Desconexión monofásica de la línea . 3º : Instante antes del ciclo de recierre de la línea. 4º : Instante después del ciclo de recierre de la línea. Nota: La potencia mecánica considerada en la grafica es la diferencia de la potencia mecánica de los grupos de la C.T. Aguaytía menos la carga de la S.E. Aguaytía.

δ0

180º

δ Comportamiento dinámico

16

5. Desconexión

de la línea L-2252, ocurrido el 29.09.2011 a las 15:39 h G1

G1

160,63 MW

Tingo María

Vizcarra

122 MW

Aguaytía

68,40 MW

220 kV

22,9 kV

35,6 MW

52 MW 138 kV

138 kV

17

5. Desconexión

de la línea L-2252, ocurrido el 29.09.2011 a las 15:39 h Ubicación de la falla:

Línea L-2252.

Tipo de falla:

Falla monofásica en la fase “R”.

Señalizaciones:

S.E. Vizcarra L-2052: Disparo trifásico 67N

G1

G1

S.E. Tingo María L-2052 : Disparo monofásico por 21N en Z1 Recierrre monofásico Disparo trifásico por 21N en Z1 L-2051:

Disparo trifásico SOTF

Tingo María

Vizcarra

Aguaytía

220 kV

22,9 kV

138 kV

138 kV

18

5. Desconexión

de la línea L-2252, ocurrido el 29.09.2011 a las 15:39 h Trigger 29/09/2011 03:39:09 p.m..620

P*/MW

100

50

-0.2

-0.1

0

0.0

0.1

Apertura monofásica fase "R" de la línea L-2252 en la S.E. Tingo María

P*

0.2 0.3 Recierre monofásico fase "R" de la 0.4 línea L-2252 en la S.E. Tingo María

0.5

0.6

0.7

t/s

Desconexión trifásica de la línea L-2252 en la S.E. Tingo María

I/kA 1

0 -0.2 -1

-0.1

0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

Falla monofásica en la fase "R" de la línea L-2252

-2

LINE_A_IL1

LINE_A_IL2

t/s

Tiempo muerto del recierre

LINE_A_IL3

U/kV 200 100 -0.2

-0.1

0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

t/s

0 -100 -200 -300

LINE_UL1

LINE_UL2

LINE_UL3

ZM01-TRIP ZM01-START ZCOM-TRIP -0.2

-0.1

0.0

t/s

Registro oscilográfico del relé REL670 PL1 de la línea L-2252 en la S.E. Tingo María (Fuente : Eteselva)

19

5. Desconexión

de la línea L-2252, ocurrido el 29.09.2011 a las 15:39 h

Amortiguamiento de la carga remanente de la línea y el reactor.

Registro oscilográfico del relé REL670 PL1 de la línea L-2252 en la S.E. Vizcarra(Fuente : Eteselva)

20

6. Desconexión

de la línea L-2252, ocurrido el 29.09.2011 a las 15:39 h Trigger 29/09/2011 03:39:24 p.m..273

P*/MW -0.075

-0.050

-0.025

0.000

0.025

0.050

0.075

0.100

0.125

0.150

0.100

0.125

0.150

t/s

-50

-100

-150

P*

Recierre de la L-2252 en la S.E. Tingo María.

Desconexión de la línea L-2251 en la S.E. Tingo María.

I/kA 1.0

-0.075

-0.050

-0.025

0.000

0.025

0.050

0.075

t/s

0.0

Desconexión de la línea L-2251 en la S.E. Aguaytía.

-1.0

LINE1_A_IL1

LINE1_A_IL2

LINE1_A_IL3

U/kV 200

100 -0.075

-0.050

-0.025

0.000

0.025

0.050

0.075

0.100

0.125

0.150

0.000

0.025

0.050

0.075

0.100

0.125

0.150

t/s

0

-100

-200

LINE1_UL1

LINE1_UL2

LINE1_UL3

SOTF-TRIP Rx DTT Tx DTT -0.075

-0.050

-0.025

Registro oscilográfico del relé REL670 PL1 de la línea L-2251 en la S.E. Tingo María

t/s

21

6. Esquema AGR.

El COES con el informe COES/DO/SEV-145- 2010, recomendó incrementar el umbral de corriente de 160 % a 183% veces la corriente nominal el cual equivalente de 209 A a 240 A. Esquema del AGR de la S.E. Tingo María

22

6. Esquema AGR.

23

6. Esquema AGR.

24

6. Esquema AGR.

25

6. Activación del AGR. • A las 08:17 h, el CCO-COES coordinó con CC-TER para que arranque la unidad TG2 con la finalidad de regular la tensión en la S.E. Pucallpa. El CCO-COES solicitó al CC-TER conectar la unidad TG2 y generar 40 MW en cada una de las unidades de la C.T. Aguaytía. La unidad TG1 de la C.T. Aguaytía se encontraba generando 84,20 MW y 17,89 MVAr, con una tensión en los bornes de la unidad de 13,76 kV (0,997 pu), ver Figura 2. Sin embargo, la unidad TG1 puede operar con una tensión máxima de 14,49 kV (1,05 pu) y una potencia reactiva máxima de 75 MVAr, conforme a su ficha técnica (ver Figura 3). Por lo tanto, la unidad TG1 aún tenía margen para incrementar la tensión en dicha área. • A las 08:31 h entró en servicio la unidad TG2 de la C.T. Aguaytía (ver Figura 4) e inició el aumento de su generación hasta 40,29 MW. Pero la unidad TG1 aún estaba generando 83,50 MW. 26

6. Activación del AGR.

• El 17.10.2011 a las 08:40:17 h, el CCO-COES coordinó con el CC-TER compartir la carga de la unidad TG1 (80 MW) entre las unidades TG1 y TG2 (o sea 40 MW por cada una) y con una generación máxima de la C.T. Aguaytía de 80 MW. La línea L-2252 estaba fuera de servicio.

27

6. Activación del AGR.

•Oscilografía de la línea L-2251 en la S.E. Tingo María (Fuente: ETESELVA).

28

Discrepancia de polos

6. Activación del AGR.

S*/MVA 100 50 -0.075

-0.050

-0.025

0.000

0.025

0.050

0.075

0.100

-0.075

-0.050

-0.025

0.000

0.025

0.050

0.075

0.100

-0.075

-0.050

-0.025

0.000

0.025

0.050

0.075

0.100

-0.075

-0.050

-0.025

0.000

0.025

0.050

0.075

0.100

-0.025

0.000

0.025

0.050

0.075

0.100

t/s

0

S* P*/MW -50

t/s

-100

P* Q*/Var -2.500e+007

t/s

-5.000e+007 -7.500e+007

Q* U/kV 100 0 -100

t/s

-200

LINE1_UL1

LINE1_UL2

LINE1_UL3

I/A 250 0 -250

-0.075

-0.050

-500

t/s

-750

LINE1_A_IL1

LINE1_A_IL2

LINE1_A_IL3

•Registro oscilográfico del relé 7SJ611 del AT1, corriente 220 kV (Fuente: ETESELVA).

29

6. Activación del AGR. Trigger 17/10/2011 08:40:37 a.m..305

P*/MW 140 130 120

-1.2

-1.1

-1.0

-0.9

-0.8

-0.7

-0.6

-0.5

-0.4

-0.3

-0.2

-0.1

0.0

-1.1

-1.0

-0.9

-0.8

-0.7

-0.6

-0.5

-0.4

-0.3

-0.2

-0.1

0.0

-1.1

-1.0

-0.9

-0.8

-0.7

-0.6

-0.5

-0.4

-0.3

-0.2

-0.1

0.0

-0.8

-0.7

-0.6

-0.5

-0.4

-0.3

-0.2

-0.1

0.0

t/s

P* Q*/Var 7.500e+007 5.000e+007 2.500e+007

-1.2

t/s

0.000e+000

Q* U/kV

100

0 -1.2

t/s

-100

-200

VR L-2251

VS L-2251

VT L-2251

I/A 500

250

0 -1.2

-1.1

-1.0

-0.9

-250

t/s

-500

-750

IR L-2251

IS L-2251

IT L-2251

Oscilografía de la línea L-2251 en la S.E. Aguaytía (Fuente: ETESELVA). 30

6. Activación del AGR.

•Perfil de potencia activa de los grupos TG1 y TG2 de C.T. Aguaytía (fuente: SCADA COES)

31

6. Activación del AGR. Trigger 17/10/2011 08:40:00 a.m..802

182MW P/MW

148MW

150

100

50

-1.75

-1.50

-1.25

-1.00

-0.75

-0.50

-0.25

0.00

-0.75

-0.50

-0.25

0.00

-0.75

-0.50

-0.25

0.00

t/s

0

Pot.Activa Total

Pot.Activa Gen1

Pot.Activa Gen2

P/Var

1.000e+008

5.000e+007

-1.75

-1.50

-1.25

-1.00

t/s

0.000e+000

Pot.Reactiv Total

Pot.Reactiv Gen1

Pot.Reactiv Gen2

U/kV

8.5

8.0

7.5 -1.75

Tension R Gen1

-1.50

-1.25

-1.00

t/s

Tension R Gen2

•Potencia activa de las unidades TG1 y TG2 de C.T. Aguaytía (Fuente: Termoselva)

32

7. Sobretensión registrada el 18.03.2007 en la línea L-2051 (Campo Armiño- Cotaruse) de 220 kV (18.03.2007)

Tensiones registradas en la linea L-2051 (Cotaruse – Campo Armiño) de 220 kV en la S.E. Cotaruse.

33

7. Sobretensión registrada el 18.03.2007 en la línea L-2051 (Campo Armiño- Cotaruse) de 220 kV (18.03.2007) COTARUSE R-15

MANTARO IP2

XL12

IN-2644

IP12

XC2

L-2052

XL13

SOCABAYA

IP13

XC4

IP7

L-2054

IP4 10 km

220kV

Sistema Interconectado Centro - Norte

IP2

B2

B3 IP8

220kV

IP4

220kV

220kV IP5

IP1

B1

B4

IP3

L-2051

L-2053

IP1

XC1

XL11 Diagrama unifilar en el año 2010

10km

IP6 IP11

Sistema Interconectado Sur

IP3 IP14

XL14

XC3

IN-2642

IN-2646

R-16

Ampliación CTM

300 MVA 220/19.5 kV

SVC +300/-100 MVar

YNd11

IN-1558

Diagrama unifilar de la interconexión Mantaro – Cotaruse – Socabaya de 220 kV

TCR TSC TSC 205 97,5 97,5 Filtro Filtro MVar MVar MVar 7mo 5to 35 70 MVar MVar

34

7. Sobretensión registrada el 18.03.2007 en la línea L-2051 (Campo Armiño- Cotaruse) de 220 kV (18.03.2007) Línea + Compensación serie + Reactor de línea :

S.E. A

S.E. B

R

R

S

S

T

T

35

7. Sobretensión registrada el 18.03.2007 en la línea L-2051 (Campo Armiño- Cotaruse) de 220 kV (18.03.2007)

Reactor trifásico con núcleo de hierro, 50 MVar XL14 S.E. Cotaruse

Reactor monofásico con núcleo de aire, 350 Ω XL14N S.E. Cotaruse

36

7. Sobretensión registrada el 18.03.2007 en la línea L-2051 (Campo Armiño- Cotaruse) de 220 kV (18.03.2007)

Primero repasemos:
Ejemplos en circuitos R-L-C.
Diagrama unifilar del enlace Campo Armiño - Cotaruse – Socabaya de 220 kV
Sobretensión registrada el 18.03.2007 en la línea L-2051 (Campo Armiño- Cotaruse) de 220 kV.

7. Sobretensión registrada el 18.03.2007 en la línea L-2051 (Campo Armiño- Cotaruse) de 220 kV (18.03.2007)

Ejemplo 1: F

B 10,1 Ω 125,4 Ω

C

48,4 uf

T

7. Sobretensión registrada el 18.03.2007 en la línea L-2051 (Campo Armiño- Cotaruse) de 220 kV (18.03.2007)

Ejemplo 1: F

B 10,1 Ω 125,4 Ω

C

T

48,4 uf Despeje de la falla

Inicio de falla

Corriente de cortocircuito(C: C –T)

39

7. Sobretensión registrada el 18.03.2007 en la línea L-2051 (Campo Armiño- Cotaruse) de 220 kV (18.03.2007)

Ejemplo 1: F

B 10,1 Ω 125,4 Ω

C

Despeje de la falla

48,4 uf

Inicio de falla

La corriente de falla oscilatoria es debida a la superposición de la a corriente de 60 Hz y la corriente originada por el cambio de configuración con tensión a frecuencia fR (249,23 Hz).

fR = 249,23 Hz T= 4,01 ms

Tensión entre los bornes del capacitor (v:B –C)

40

7. Sobretensión registrada el 18.03.2007 en la línea L-2051 (Campo Armiño- Cotaruse) de 220 kV (18.03.2007)

Ejemplo 1: Inicio de falla

F

B 10,1 Ω 125,4 Ω

C

48,4 uf

Despeje de la falla

Tensión de fuente(v:F) y tensión en C(v:C)

41

7. Sobretensión registrada el 18.03.2007 en la línea L-2051 (Campo Armiño- Cotaruse) de 220 kV (18.03.2007)

Ejemplo 2: F 10,1 Ω 125,4 Ω

B

C

T

48,4 uf

Despeje de la falla

968 Ω Inicio de falla

Corriente de cortocircuito (c:C –T)

42

7. Sobretensión registrada el 18.03.2007 en la línea L-2051 (Campo Armiño- Cotaruse) de 220 kV (18.03.2007)

Ejemplo 2: Despeje de la falla

F 10,1 Ω 125,4 Ω

B

C

48,4 uf 968 Ω

Inicio de falla

Tensión entre los bornes del capacitor (v:B –C)

43

7. Sobretensión registrada el 18.03.2007 en la línea L-2051 (Campo Armiño- Cotaruse) de 220 kV (18.03.2007)

Ejemplo 2: F 10,1 Ω 125,4 Ω

B

C

Despeje de la falla

48,4 uf 968 Ω

Inicio de falla

Tensión entre los bornes del capacitor (v:B –C)

44

7. Sobretensión registrada el 18.03.2007 en la línea L-2051 (Campo Armiño- Cotaruse) de 220 kV (18.03.2007)

Ejemplo 2: F 10,1 Ω 125,4 Ω

B

C

48,4 uf 968 Ω

Tensión de la fuente(v:F) y tensión en C(v:C)

45

7. Sobretensión registrada el 18.03.2007 en la línea L-2051 (Campo Armiño- Cotaruse) de 220 kV (18.03.2007) R C/2

C/2 S

T

C0/2

C0/2 L-2053 (falla 3Φ) L-2053 (falla 1 Φ)

Sobretensión en la fase T de la L-2051 en la S.E. Cotaruse de 220 kV, registrada el 18 de marzo de 2007.

46

7. Sobretensión registrada el 18.03.2007 en la línea L-2051 (Campo Armiño- Cotaruse) de 220 kV (18.03.2007)

C/2

C/2

+ Vr C0/2

C0/2 L-2053 (falla 3Φ) L-2053 (falla 1 Φ)

Vr: Tensión remanente, el signo depende del valor de la corriente instantes antes de la extinción de arco eléctrico en el interruptor.

47

7. Sobretensión registrada el 18.03.2007 en la línea L-2051 (Campo Armiño- Cotaruse) de 220 kV (18.03.2007)

Sobretensión en la fase C de la L-2051 en la S.E. Cotaruse de 220 kV, registrada el 18.03.2007.

48

Gracias por su atención Humberto Galoc Maslucán