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• Danjesús Chambi Romero

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UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS (Universidad del Perú, DECANA DE AMERICA)

FACULTAD DE INGENIERIA ELECTRONICA Y ELECTRICA E.A.P. INGENIERIA ELECTRICA

TEMA: PLAN DE REESTABLECIMIENTO – AREA NORTE

CURSO: PLANIFICACIÓN Y OPERACION DE SISTEMA DE POTENCIA

PROFESOR: ING. RUBEN ROJAS RAMIREZ

ALUMNOS: -

S S S S S S

LIMA - PERU

CONTENIDO CAPITULO I INTRODUCCIÓN 1.1.

OBJETIVOS

1.2.

ALCANCES

1.3. DESCRIPCIÓN DE LOS RECURSOS NECESARIOS PARA EL RESTABLECIMIENTO DEL SISTEMA 1.3.1 CENTRALES CON ARRANQUE EN BLACK START 1.3.2 ESQUEMAS ESPECIALES DE PROTECCIÓN 1.3.3 AISLAMIENTO RÁPIDO 1.4. COMUNICACIONES DE VOZ ENTRE CENTROS DE CONTROL LUEGO DE UN COLAPSO PARCIAL O TOTAL 1.4.1

IMPORTANCIA DE LAS COMUNICACIONES DURANTE UN COLAPSO PARCIAL O TOTAL DEL SEIN

1.4.2

MEDIOS DE COMUNICACIÓN DEL CENTRO DE CONTROL DEL COES

1.5.

CRITERIOS GENERALES A CONSIDERAR DURANTE EL PROCESO DE RESTABLECIMIENTO DEL SEIN

1.6.

CONCLUSIONES

CAPITULO II ÁREA OPERATIVA NORTE 2.1 AREÁ OPERATIVA N ° 1: S.E. ZORRITOS 2.1.1 DESCRIPCIÓN 2.1.2 RESTRICCIONES TÉCNICAS Y/O OPERATIVAS 2.1.3 CENTRALES CON ARRANQUE EN BLACK START 2.2 AREÁ OPERATIVA N ° 2: S.E.TALARA 2.2.1 DESCRIPCIÓN 2.2.2 RESTRICCIONES TÉCNICAS Y/O OPERATIVAS 2.2.3 CENTRALES CON ARRANQUE EN BLACK START 2.3 AREÁ OPERATIVA N ° 3: S.E. PIURA OESTE Y S.E. LA NIÑA 2.3.1 DESCRIPCIÓN 2.3.2 RESTRICCIONES TÉCNICAS Y/O OPERATIVAS 2.3.3 CENTRALES CON ARRANQUE EN BLACK START 2.4 AREÁ OPERATIVA N ° 4: S.E. CHICLAYO OESTE 2.4.1 DESCRIPCIÓN 2.4.2 RESTRICCIONES TÉCNICAS Y/O OPERATIVAS 2.4.3 CENTRALES CON ARRANQUE EN BLACK START 2.5

AREÁ OPERATIVA N ° 5: S.E. GUADALUPE

2.5.1 2.5.2 2.5.3

DESCRIPCIÓN RESTRICCIONES TÉCNICAS Y/O OPERATIVAS CENTRALES CON ARRANQUE EN BLACK START

2.6 AREÁ OPERATIVA N ° 6: S.E.TRUJILLO NORTE, S.E. CHIMBOTE 1 Y S.E. CAJAMARCA NORTE 2.6.1 DESCRIPCIÓN 2.6.2 RESTRICCIONES TÉCNICAS Y/O OPERATIVAS 2.6.3 CENTRALES CON ARRANQUE EN BLACK START 2.7

PLAN DE RESTABLECIMIENTO DEL ÁREA OPERATIVA NORTE

2.7.1

CRITERIOS ESPECIFICOS

2.7.2 PLAN DE RESTABLECIMIENTO EN CASO DE UN COLAPSO TOTAL Y/O PARCIAL DEL ÁREA NORTE 2.7.2.1 FORMACIÓN DE SISTEMAS AISLADOS 2.7.2.2 SINCRONIZACIÓN DE SISTEMAS AISLADOS

ANEXOS

CAPITULO I

INTRODUCCIÓN El Plan de Restablecimiento del SEIN es un documento que permitirá a los operadores de los centros de control de las empresas de energía y usuarios libres, la recuperación rápida y segura del suministro de energía en caso de colapsos parciales o total del sistema. Las secuencias de maniobras propuestas en el Plan de Restablecimiento son validadas mediante estudios especializados cuyos resultados más relevantes se muestran como anexos a este documento. El Plan de Restablecimiento se actualiza en forma periódica por el COES, cuando se produce el ingreso de nuevas instalaciones en el SEIN.

1.1. OBJETIVOS

    

Elaborar el Plan de Restablecimiento del Sistema Eléctrico Interconectado Nacional de acuerdo a lo establecido en el PR N° 9 del COES –SINAC “Coordinación  de la operación en tiempo real del Sistema Interconectado Nacional”. Identificar las limitaciones técnicas de las diferentes áreas operativas del SEIN respecto a los recursos necesarios para iniciar en forma rápida y segura el proceso de restablecimiento: arranque  en Black Start, esquemas especiales de protección, aislamiento rápido, etc. Establecer una jerarquía de comunicaciones entre los Centros de Control del COES y de los Agentes ante situaciones de colapso parcial o total del SEIN.

1.2. ALCANCES El Plan de Restablecimiento propuesto tiene los siguientes alcances:

   

Proponer criterios generales y criterios específicos a tener en cuenta por el personal del Centro de Control  del COES y de los Agentes durante el proceso de restablecimiento del SEIN.

Las simulaciones eléctricas para validar la secuencia de maniobras propuesta en el Plan de Restablecimiento se realizarán en estado estacionario en los escenarios de mínima y máxima demanda, en los periodos de avenida y estiaje.  De ser necesario, se realizan simulaciones de transitorios electromagnéticos con el fin de descartar sobretensiones temporarias, las cuales podrían producirse por la aparición del fenómeno de resonancia o ferroresonancia en ciertas configuraciones topológicas atípicas que se producen durante el proceso de restablecimiento, estas simulaciones se realizan en el escenario de mínima demanda el cual es el más crítico debido a que hay menor cantidad de centrales eléctricas en servicio.

1.3. DESCRIPCIÓN DE LOS RECURSOS NECESARIOS PARA EL RESTABLECIMIENTO DEL SISTEMA 1.3.1 CENTRALES CON ARRANQUE EN BLACK START.-

El arranque de centrales de generación en Black Start es el procedimiento para recuperar el sistema de transmisión luego de un colapso parcial o total el cual ha causado una gran pérdida de suministros. Esto implica a centrales de generación aisladas las cuales son recuperadas individualmente y gradualmente son reconectadas una a otra para formar un sistema interconectado nuevamente. Generalmente, todas las centrales de generación necesitan de un suministro para arrancar: bajo condiciones normales, este suministro vendría de la red de transmisión o de distribución; bajo condiciones de emergencia, las centrales de generación con Black Start reciben este suministro eléctrico de pequeñas plantas auxiliares de generación localizadas en el sitio. 1.3.2 ESQUEMAS ESPECIALES DE PROTECCIÓN

Los esquemas especiales de protección son requeridos como un requerimiento de control automático donde la generación o demanda puede ser reducida o desconectada luego de un evento de falla en el sistema con el fin de mitigar sobrecargas localizadas en la red, mantener la estabilidad del sistema, mantener los voltajes en el sistema y/o asegurar una rápida restauración del sistema de transmisión. El esquema especial de protección generalmente requiere el monitoreo de todos los circuitos de transmisión en una zona en la cual están enlazados con el sistema de protección acordado. Si un circuito seleccionado desconecta, la lógica del proceso desencadenará la activación del esquema para desconectar generación o demanda. En nuestro sistema eléctrico, estos esquemas especiales derivan de estudios especializados, los cuales son aprobados por el COES. 1.3.3 AISLAMIENTO RÁPIDO

Es la capacidad que tiene una unidad de permanecer girando en vacío a tensión y frecuencia nominal (suministrando energía a sus servicios auxiliares), luego de una gran perturbación en el sistema, en nuestro sistema eléctrico, diversas centrales eléctricas dispones de este recurso.

1.4. COMUNICACIONES DE VOZ ENTRE CENTROS DE CONTROL LUEGO DE UN COLAPSO PARCIAL O TOTAL 1.4.1 IMPORTANCIA DE LAS COMUNICACIONES DURANTE UN COLAPSO PARCIAL O TOTAL DEL SEIN Las consecuencias económicas de un colapso parcial o total del SEIN son de alto impacto para la sociedad, en ese sentido, es muy importante disponer de medios de comunicación redundantes y de alta disponibilidad entre los Centros de Control de los Agentes y el Centro de Control del COES con el fin de tener una rápida capacidad de respuesta frente a este evento; esto implica realizar un diagnóstico rápido de las condiciones operativas del SEIN post evento, así como dar las instrucciones operativas a las centrales con arranque en Black Start con el fin de reponer el servicio en el menor tiempo técnicamente posible.

El Centro de Control del COES (CCO-COES) y el Centro de Control de REP son los únicos Centros de Control que disponen de las señales necesarias del sistema de transmisión del SEIN para determinar si ha ocurrido un colapso parcial o total en el sistema. Dada la importancia fundamental de la disponibilidad de los medios de comunicación durante el proceso de restablecimiento, es imperativo que, durante esta fase, las comunicaciones de voz entre el Centro de Control del COES y el Centro de Control de los Agentes sean realizadas única y exclusivamente a requerimiento del Centro de Control del COES cuando este así lo considere necesario, excepcionalmente, un Agente podrá establecer comunicación si la información que proporcionará está relacionada con la causa de la falla.

1.4.2 MEDIOS DE COMUNICACIÓN DEL CENTRO DE CONTROL DEL COES El Centro de Control del COES dispone de los siguientes medios de comunicación con los Agentes del SEIN:





Medios de comunicación principales: Se cuenta con cuatro líneas telefónicas IP que utilizan la red pública de comunicaciones las cuales son usadas para coordinar la operación del SEIN las 24 h de cada día.



Medio de comunicación de respaldo I Compuesto por dos números telefónicos analógicos que utilizan la red pública de comunicaciones, los cuales son usados cuando el medio de comunicación principal esta inoperativo.



Medio de comunicación en emergencia Compuesto por sistema digital punto a punto, de tecnología IP el cual usa la Red ICCP del SEIN, y es usado solo en caso de emergencia, cuando no están disponibles ni el medio de comunicación principal ni el medio de respaldo. Las empresas que actualmente tienen este tipo de comunicación con el Centro de Control del COES son catorce (14) y son: Rep, Termochilca, Enel

Generación, Enel Distribución, Egasa, Egemsa, Electroperú, Shougesa, Kallpa, Redesur, Enosa, Engie, Egehuanza y Cerro Verde. También se cuenta con un teléfono celular el cual es usado en casos de emergencia.

1.5. CRITERIOS GENERALES A CONSIDERAR DURANTE EL PROCESO DE RESTABLECIMIENTO DEL SEIN

 

El proceso de recuperación es dirigido y supervisado por el Coordinador del SEIN, desde el Centro Coordinador de la Operación del SEIN (CCO-COES) en coordinación con los Centros de Control o Supervisores Responsables de las  empresas involucradas.





Luego de haber ocurrido una perturbación, es importante determinar su origen, razón por la cual se debe verificar y confirmar con el sistema SCADA y los Centros de Control de las empresas involucradas, los interruptores que han abierto automáticamente. De ser necesario, se solicitará la señalización  de los relés de protección en las instalaciones que han quedado desconectadas.  Luego de haber ocurrido una perturbación, es importante conocer el estado de la red post-falla, una vez que ha concluido el estado de emergencia y el sistema nuevamente ha quedado en estado estacionario, pero con restricciones significativas del suministro, es importante conocer como ha quedado el SEIN antes de iniciar cualquier maniobra de recuperación, esto facilita la toma de acciones para restablecer el suministro en el menor tiempo posible, reduciendo el impacto de la falla.



   

 



Luego de haber ocurrido una perturbación, es importante conocer la disponibilidad de los equipos fallados y de las unidades de generación, una vez que se ha determinado el equipo fallado se deberá verificar, con el Centro de Control de la empresa propietaria o con la empresa que realiza la operación, la disponibilidad del equipo fallado, para considerarlo en el proceso de recuperación o posponer su inclusión hasta que esté disponible. También, se deberá verificar la disponibilidad de generación en las unidades hidráulicas y térmicas de las áreas operativas correspondientes. Luego de un colapso parcial, es importante verificar que la tensión y frecuencia se encuentren en los rangos de operación normal. Es necesario  tener disponibilidad de generación rotante para poder iniciar el Restablecimiento. Luego de verificar el estado de la red post-falla, las empresas propietarias procederán a abrir los interruptores de los equipos que han quedado desenergizados, las maniobras para abrir los interruptores deben desarrollarse optimizando el número de maniobras de cerrar y abrir (por ejemplo, no se debe abrir los interruptores de los reactores y líneas que se conectan en serie), la ejecución de varias maniobras puede ocasionar el agotamiento  de los servicios auxiliares de la subestación y dejar inoperativos los equipos. Se debe tener en cuenta la rapidez en la toma de acción para normalizar los suministros interrumpidos, para lo cual se debe priorizar las maniobras que tomen el menor tiempo para energizar las instalaciones afectadas, ya sea con la central de generación más cercana al área involucrada o desde el SEIN a través de la red de transmisión.

 Se debe de tener en cuenta la seguridad en las maniobras de recuperación de cargas, los bloques de carga que se decidan conectar dependen de la capacidad de generación y de la frecuencia del sistema aislado. Es recomendable que la central o grupo asignado a regular la frecuencia establezca el regulador de velocidad en el modo de control isócrono y de no ser posible trabajar en este modo, se optará por el modo de control manual. Se recomienda operar manteniendo una frecuencia ligeramente superior a la nominal del SEIN (ejemplo 60.2 Hz), para evitar que al momento de conectarse una carga esta descienda a valores que provoquen la actuación de los relés de rechazo de carga por mínima frecuencia.



     



  

   

En la normalización del suministro de sistemas aislados, lo más apropiado es conectar gradualmente las cargas en bloques máximos de acuerdo a la rampa de toma de carga de cada unidad generadora, de manera coordinada con los Agentes. El conectar bloques de carga superiores, puede originar la salida del servicio de las unidades de generación, por efectos de la fluctuación de frecuencia y/o tensión, lo cual haría que el proceso de normalización del suministro vuelva a  cero, retardando así el tiempo de normalización. El lenguaje de operación en tiempo real entre el Coordinador y los integrantes, debe ser único de acuerdo al Protocolo de Comunicaciones de Voz existente; las órdenes impartidas deben ser claras y precisas, lo que facilitará una coordinación adecuada durante el proceso de normalización del suministro. Se debe tener en cuenta el factor económico durante el proceso de restablecimiento, considerando que el costo de falla (interrupción  de suministros) es muy superior al costo variable de cualquier central térmica. No transgredir los parámetros de operación establecidos en la NTCSE, respecto a  las variables de frecuencia y tensión.

Conformación de sistemas que operen en aislado, a partir de unidades que posean un mecanismo de arranque en Black Start. Estas pueden desarrollar áreas autónomas que luego pueden integrarse entre sí, lo cual permitirá reducir el tiempo de recuperación. Durante el proceso de recuperación de cargas, se deberán conectar preferentemente los alimentadores que tienen instalados relés de mínima frecuencia; esto debido a que si ocurre una desconexión indeseada de una unidad de generación durante el proceso de restablecimiento,  se pueda recuperar la frecuencia del sistema aislado en forma automática. Las empresas de distribución de energía, deberán priorizar la reconexión de las cargas esenciales (hospitales, aeropuertos,  edificios públicos, bomberos, etc.), los cuales son definidas por Osinergmin. Luego de ocurrido una perturbación en el sistema de transmisión que origine la formación de dos sistemas aislados, en ambos sistemas se deben de tomar las acciones para estabilizar la frecuencia en 60 Hz en los siguientes cinco a diez minutos de ocurrido el evento (dependiendo de la magnitud del evento), lo cual  podría implicar no recuperar la carga

rechazada por el esquema de RACMF en el sistema con déficit de generación. Lo anterior se explica dado que algunas líneas de transmisión que interconectan áreas operativas pasan por zonas con alturas superiores a 3000 m.s.n.m. lo cual implica que la falla podría ser de origen transitorio (descarga atmosférica); si este es el caso y la empresa propietaria declara la disponibilidad en los siguientes diez minutos, es más beneficioso para el sistema interconectar los dos sistemas lo más rápidamente posible.

1.6. CONCLUSIONES



 

 

La estandarización del Plan de Restablecimiento del Área Operativa Norte, realizado sobre la base del Plan de Restablecimiento Vigente y en coordinación con las empresas integrantes del COES, facilitará la coordinación en tiemporeal durante el proceso de recuperación del suministro interrumpido.

La rapidez en la toma de acción para recuperar el suministro requiere dar prioridad a las maniobras que tomen el menor tiempo posible para recuperar el servicio, a través de centrales de generación cercanas al área involucrada  o a través de la propia red eléctrica.

La conformación de sistemas que operen aislados, permite desarrollar el proceso de normalización en forma simultánea, lo cual reduce el tiempo de recuperación a través del arranque de grupos  de generación que cuenten con un mecanismo de arranque Black Start.

1.7. RECOMENDACIONES



 

Antes de energizar cualquier transformador o autotransformador con regulación de taps bajo carga, se deberá poner el regulador del tap en la posición central, con esto se evita  la aparición de sobretensiones en las barras de baja y media tensión.

Energizar las líneas de 220 kV en vacío con el reactor conectado en serie, en la subestación donde exista este equipo y la disposición lo permita, a fin de compensar el efecto capacitivo que se genera por la longitud de la línea.

CAPITULO II

ÁREA OPERATIVA NORTE Es la sección del SEIN comprendida entre la subestación Chimbote 1 hasta la subestación Zorritos. Se interconecta con el área operativa Centro a través de tres enlaces: las líneas de transmisión L-2215/L-2216 (Paramonga Nueva – Chimbote 1), las líneas L-2269/L2270 (Conococha – Kiman Ayllu) de 220 kV y la línea L-5006 (Carabayllo – Chimbote Nueva) de 500 kV. Con la puesta en servicio de la línea de 500 kV Trujillo – La Niña, el área norte ha pasado a ser un sistema mallado desde la S.E. Chimbote hasta la S.E. Piura Oeste, los cuales están unidos a través de dos enlaces en 220 kV y un enlace en 500 kV. En la zona de Talara y Zorritos el área norte aún conserva una configuración radial. ÁREA OPERATIVA N ° 1

L-2249

ÁREA OPERATIVA N ° 2

L-2295 L-2250

S.E. PARIÑAS

L-2248

ÁREA

L-2239 L-2241 ÁREA

S.E. LA NIÑA

OPERATIVA N ° 4

ÁREA

CENTRO

OPERATIVA N ° 3

L-2238 L-2162 S.E. FELAM

L-2236

L-2269

L-2237

L-2270

L-2234 ÁREA OPERATIVA N ° 5

L-2235

L-5010

L-2215 ÁREA OPERATIVA N ° 6

L-2216

L-5006

220 KV 500 KV

Figura 0-1 Áreas Operativas de la zona Norte del SEIN Está constituido por seis (6) áreas operativas, ver Figura 0-1, que son secciones del SEIN equipadas con centrales de generación, redes de transmisión y distribución. Estas áreas pueden ser separadas del SEIN y operar en forma aislada atendiendo la demanda del área de influencia respectiva, con o sin restricciones de suministro, excepto el área N° 5 que debido a una restricción técnica de la C.H. Gallito Ciego no puede restablecerse en sistema aislado.

2.1

AREÁ OPERATIVA N ° 1: S.E. ZORRITOS

2.1.1 DESCRIPCIÓN

El área operativa N ° 1 está conformada por la S.E. Zorritos, de esta subestación se suministra de energía a la ciudad de Tumbes y, parcialmente, diversas áreas rurales de la Región Tumbes. En esta área operativa se encuentra la C.T. Tumbes, propiedad de la empresa Electroperú, la demanda es principalmente residencial, la empresa distribuidora de energía local es Electro Nor Oeste. En la Figura 0-2 se muestra el diagrama unifilar simplificado del área operativa N ° 1 del SEIN.

Figura 0-2 Área Operativa N ° 1 del SEIN

2.1.2 RESTRICCIONES TÉCNICAS Y/O OPERATIVAS

   



Cuando no hay transferencia de energía entre Perú y Ecuador, la línea L-2280 (Zorritos – Machala) opera con cuellos muertos abiertos en las tres fases en la  torre T-116. La C.T. Tumbes para el proceso de arranque y parada utiliza combustible diesel B5 (más liviano que el combustible residual R6), por esta razón, si ocurre una falla que ocasiona la desconexión de la central cuando esta se encuentra  operando con combustible residual pueden presentarse los siguientes dos casos:  Si la falla es grave que imposibilite su re arranque, el grupo quedará fuera de servicio hasta corregir la anomalía y, la limpieza del sistema de combustible se tendrá que efectuar con un proceso de mantenimiento integral a sus componentes, lo cual demanda un tiempo aproximado de 7 días. 

Si la falla es leve el re-arranque se hará en forma inmediata con combustible diesel B5 para la limpieza del sistema de combustible.

Aproximadamente, cada unidad necesita operar 30 minutos con combustible diésel B5 antes de parar con el fin de realizar el lavado del sistema de combustible. La unidad empieza a operar con residual cuando genera más de 5 MW (dato aproximado). 2.1.3 CENTRALES CON ARRANQUE EN BLACK START EMPRESA

CENTRAL

TIEMPO DE SINCRONIZACIÓN (MIN.)

CT TUMBES MAK 1

60

CT TUMBES MAK 2

60

ELECTROPERÚ

Tabla 0-1 Datos técnicos de la C.T. Tumbes

2.2

AREÁ OPERATIVA N ° 2: S.E.TALARA

2.2.1 DESCRIPCIÓN

El área operativa N ° 2 está conformada por la S.E. Talara, de esta subestación se suministra de energía a la ciudad de Talara y, parcialmente, áreas rurales de la Región Tumbes. En esta área operativa se encuentra ubicada la C.T. Malacas 2 compuesta por la unidad TG4 y la Central Térmica de Reserva Fría de Generación compuesta por la unidad TG5, estas centrales son propiedad de la empresa ENEL PIURA. En esta zona también se conecta a la S.E. Pariñas la CE Talara. La demanda del área está compuesta por Usuarios Regulados (ENOSA) y Usuarios Libres (Petroperú y Graña y Montero Petrolera). En la Figura 0-12 se muestra el diagrama unifilar simplificado del área operativa N ° 2 del SEIN.

Figura 0-3 Área Operativa N ° 2 del SEIN 2.2.2 RESTRICCIONES TÉCNICAS Y/O OPERATIVAS

 

 

Graña y Montero Petrolera ha informado que la carga mínima necesaria para suministrar sus instalaciones críticas es de 1,6 MW.

Petroperú ha informado que la carga mínima necesaria para suministrar las instalaciones críticas de su Refinería de Talara es de 3 MW.  La carga de la Refinería de Talara (Petroperú) es sensible a las variaciones de tensión, razón por la cual, en coordinación con las

empresas ENEL PIURA y REP se debe de realizar un adecuado control de tensión en la zona con el fin de no ocasionar pérdida de carga en la Refinería debido variaciones bruscas de tensión en la barra de 13,2 kV de la S.E. Talara (las cuales pueden producirse con la conexión/ desconexión de reactores o líneas de transmisión en vacío). 2.2.3 CENTRALES CON ARRANQUE EN BLACK START TIEMPO DE SINCRONIZACIÓN EMPRESA

CENTRAL (MIN.)

ENEL PIURA

CT MALACAS 2 TG5

30/60 (*)

Tabla 0-2 Datos técnicos de la CT Reserva Fría de Generación (*) 30 minutos en situación normal y 60 minutos para el arranque en Black Start, según contrato con el Estado.

La unidad TG5 de la Central de Reserva Fría de Generación debe de ser capaz de mantenerse girando en vacío luego de una gran perturbación, el sistema de control de potencia–frecuencia debe poseer un estatismo permanente con posibilidad de ser ajustado entre el 4 % y 7% y una banda muerta inferior a 0.2 Hz, estos son requisitos establecidos en el contrato con el Estado.

2.3

AREÁ OPERATIVA N ° 3: S.E. PIURA OESTE Y S.E. LA NIÑA

2.3.1 DESCRIPCIÓN

El área operativa N ° 3 está conformada por la S.E. Piura Oeste y la S.E La Niña, de esta subestación se suministra de energía a la Región Piura. En esta área operativa se encuentran ubicadas la CT Tablazo, CT Maple (energía renovable), CH Curumuy, CH Poechos I y CH Poechos II. La demanda del área está compuesta por Usuarios Regulados (ENOSA) y Usuarios Libres (Agrícola El Chira, Maple Etanol y Textil Piura). En la Figura 07 y Figura 0-7 se muestra el diagrama simplificado unifilar del área operativa N ° 3 del SEIN.

Figura 0-5 Área operativa N ° 3 del SEIN

Figura 0-7 Área operativa N ° 3 del SEIN 2.3.2 RESTRICCIONES TÉCNICAS Y/O OPERATIVAS



  





El Usuario Libre Textil Piura cuenta con una planta térmica la cual le permite autoabastecerse en caso de falta de suministro de energía. Los servicios auxiliares de Textil Piura son de 0.5 MW, esta es la carga mínima necesaria para suministrar sus  instalaciones críticas en caso no esté disponible su central térmica. Según los resultados obtenidos en los estudios de transitorios electromagnéticos desarrollados en el Estudio de Operatividad de la línea de transmisión 500 kV Trujillo Nueva – La Niña, se concluye que : 

La línea 500 kV Trujillo – La Niña debe de ser energizada desde la S.E. Trujillo Nueva, esto con el fin de evitar sobre tensiones de maniobra durante la energización. No es recomendable energizar la línea desde la S.E. La Niña debido a que esta barra tiene una baja potencia de cortocircuito.



La línea 500 kV Trujillo – La Niña solo debe de ser energizada cuando sus dos reactores de línea estén conectados en ambos extremos.



La energización del auto transformador 500/220 kV de la S.E. La Niña debe de ser realizado desde el lado de 220 kV y con mando sincronizado. No es recomendable energizar el auto transformador desde el lado de 500 kV debido a que se presentan sobretensiones de maniobra durante su energización.

2.3.3 CENTRALES CON ARRANQUE EN BLACK START

El área operativa N ° 3 no cuenta con centrales eléctricas para el arranque en Black Start.

2.4

AREÁ OPERATIVA N ° 4: S.E. CHICLAYO OESTE

2.4.1 DESCRIPCIÓN

El área operativa N ° 4 está conformada por la S.E. Reque, S.E. Chiclayo Oeste y la S.E. Nueva Jaén, de estas subestaciones se suministra de energía a la Región Lambayeque (S.E. Chiclayo Oeste) y parte de la Región Cajamarca (S.E. Nueva Jaén). En esta área operativa se encuentran ubicadas la C.H. Carhuaquero, la C.H. Caña Brava, C.H. Las Pizarras, C.H. Quanda, C.H. La Pelota y la CTRF. Planta Etén. La demanda del área es predominantemente residencial, la empresa distribuidora de energía local es Electronorte (ENSA). En la Figura 0-7 se muestra el diagrama unifilar simplificado del área operativa N ° 4 del SEIN.

Figura 0-7 Área Operativa N ° 4 del SEIN 2.4.2 RESTRICCIONES TÉCNICAS Y/O OPERATIVAS

No se han detectado restricciones técnicas y/o operativas en los equipos del área operativa N ° 4.

2.4.3 CENTRALES CON ARRANQUE EN BLACK START EMPRESA

CENTRAL

EGENOR

CTRF PLANTA ETEN

TIEMPO DE SINCRONIZACIÓN (MIN.)

CH CARHUAQUERO G1 (*)

12

CH CARHUAQUERO G2 (*)

12

CH CARHUAQUERO G3 (*)

12

TG1

30/60 (**)

Tabla 0-3 Datos técnicos de la C.H. Carhuaquero (*) Tiempo de arranque en Black Start de los grupos G1, G2 y G3. En situaciones de emergencia el tiempo entre arranques es de 90 minutos. (**) 30 minutos en situación normal y 60 minutos para el arranque en Black Start, según contrato con el Estado.

La Central de Reserva Fría de Generación Etén debe de ser capaz de mantenerse girando en vacío luego de una gran perturbación, el sistema de control de potencia–frecuencia debe poseer un estatismo permanente con posibilidad de ser ajustado entre el 4 % y 7% y una banda muerta inferior a 0.2 Hz, estos son requisitos establecidos en el contrato con el Estado. El modo de regulación de frecuencia de la central Carhuaquero en sistema aislado es mediante la operación de una unidad (G1 o G2) en modo manual y la operación de la unidad G3 en modo automático.

2.5

AREÁ OPERATIVA N ° 5: S.E. GUADALUPE

2.5.1 DESCRIPCIÓN

El área operativa N ° 5 está conformada por la S.E. Guadalupe, de esta subestación se suministra de energía a la Región La Libertad y parte de la Región Cajamarca. En esta área operativa se encuentra ubicada la C.H. Gallito Ciego y la Central Eólica Cupisnique de 83 MW. La demanda del área es residencial (Hidrandina) e industrial (Cementos Pacasmayo). En la Figura 0-7 se muestra el diagrama unifilar simplificado del área operativa N ° 5 del SEIN.

Figura 0-8 Área operativa N ° 5 del SEIN 2.5.2 RESTRICCIONES TÉCNICAS Y/O OPERATIVAS

La C.H. Gallito Ciego tiene implementada una lógica de sistema aislado en su PLC la cual desconecta los dos grupos de la central cuando detecta que los interruptores de las líneas L-6646/L-6656 (Guadalupe – Gallito Ciego) se encuentran abiertos en la SE Gallito Ciego. Esta lógica solo permite la operación de un solo grupo de la central en sistema aislado con la carga de las líneas L6042 (Gallito Ciego – Tembladera) y L-6045 (Gallito Ciego – Cajamarca)  cuando los interruptores de las líneas L-6646/L-6656 se encuentran abiertos. 2.5.3 CENTRALES CON ARRANQUE EN BLACK START

La CH Gallito Ciego tiene arranque en Black Start; sin embargo, no puede operar en sistema aislado con la carga de Guadalupe debido a que su potencia mínima de operación es mayor a la demanda del sistema aislado.

2.6

AREÁ OPERATIVA N ° 6: S.E.TRUJILLO NORTE, S.E. CHIMBOTE 1 Y S.E. CAJAMARCA NORTE

2.6.1 DESCRIPCIÓN

El área operativa N ° 6 está conformada por la S.E. Trujillo Norte, S.E. Trujillo Nueva, S.E. Chimbote 1, S.E. Chimbote Nueva, S.E. Huallanca y S.E. Cajamarca Norte, de estas subestaciones se suministra de energía a la Región La Libertad y parte de la Región Cajamarca. En esta área operativa se encuentran ubicadas la C.H. Cañón del Pato, C.H. Santa Cruz I y C.H. Santa Cruz II. La demanda del área es residencial (Hidrandina), industrial (Sider Perú) y minera (Barrick: Alto Chicama y Pierina, Consorcio Minero Horizonte, minera Gold Fields La Cima, Minera Aurífera Retamas: MARSA y minera Yanacocha). En la Figura 0-10, Figura 0-10 y Figura 0-11, se muestran los diagramas unifilares simplificados de las subestaciones que componen el área operativa N ° 6 del SEIN

Figura 0-9 Diagrama unifilar de la S.E. Huallanca

Figura 0-10 Diagrama unifilar de la S.E. Cajamarca Norte y Kiman Ayllu 2.6.2 RESTRICCIONES TÉCNICAS Y/O OPERATIVAS  En el Informe Técnico COES/DP-SNP-048-2012, se analizó la posibilidad





de recuperar la carga de la SE Trujillo Norte con la C.H. Cañón del Pato a través de las líneas L-2272/L-2274 (Kiman Ayllu – Cajamarca Norte) y L2260 (Cajamarca Norte – Trujillo Norte) luego de un colapso total del área Norte, en el informe se concluyó que esta opción no es viable por las siguientes razones: 

Se presenta resonancia a frecuencia industrial (60 Hz) cuando se energiza, desde la C.H. Cañón del Pato, una línea Kiman Ayllu Cajamarca Norte con un reactor conectado en Kiman Ayllu.

 Se presenta resonancia a una frecuencia de 85 Hz cuando se energiza, desde la C.H. Cañón del Pato, una línea Kiman Ayllu Cajamarca Norte con dos reactores conectados en Kiman Ayllu; sin embargo, si en estas condiciones se energiza el transformador del SVC de Cajamarca Norte (en forma simultánea con sus filtros) la frecuencia de resonancia se acerca a la frecuencia fundamental. 

La energización del transformador del SVC de Cajamarca Norte (tanto con un reactor o dos reactores conectados en Kiman Ayllu con una línea Kiman Ayllu – La – Ramada - Cajamarca Norte en servicio) ocasionan sobretensiones del orden de 1.26 p.u. y 1.18 p.u. respectivamente, por lo cual esta maniobra no es recomendable realizarla.

Figura 0-11 Diagrama unifilar de la S.E. Trujillo Norte y S.E. Trujillo Nueva

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Cuando el área Norte o la S.E. Chimbote operan en sistema aislado se presenta restricción de carga del usuario libre Sider Perú, debido a que se presentan problemas de compensación reactiva ocasionados por la disminución de la potencia de cortocircuito en la barra de la S.E. Chimbote 1, ante esta circunstancia, Sider Perú no debe operar sus

cargas no lineales (Hornos de arco de 30 y 17 MW), estos deben quedar fuera de servicio hasta que se sincronice el Área Operativa Norte con el SEIN.

Figura 0-12 Diagrama unifilar de la S.E. Chimbote 1 y S.E. Chimbote Nueva

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Para la conexión del SVC de la S.E. Cajamarca Norte, es necesario realizar  una configuración especial en la S.E. Cajamarca Norte, la cual consiste en: i En una de las barras de 220 kV deben de estar conectados la L-2273, L2263, L-2261 y el transformador T36 220/60/10 kV. ii En la otra barra deben de estar conectados la L-2275 y L-2260. iii El acoplamiento de barras debe de estar abierto. iv El SVC debe de ser conectado a la barra a la cual están conectadas la L2260 y L-2275. v Luego se debe de cerrar el acoplamiento de barras. Esta configuración se adopta con el fin de evitar la disminución de carga de la minera Yanacocha.

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La energización del transformador del SVC de la S.E. Cajamarca Norte implica también la energización de los filtros de 5ta y 7ma armónica del SVC, lo cual ocasiona la actuación de las protecciones propias de la minera Yanacocha, por esta razón, es necesario realizar la separación de barras mencionada en el  párrafo precedente.

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2.6.3 CENTRALES CON ARRANQUE EN BLACK START TIEMPO DE SINCRONIZACIÓN EMPRESA

CENTRAL (MIN.)

EGENOR

CH CAÑON DEL PATO G1 (*)

1

CH CAÑON DEL PATO G2 (*)

1

CH CAÑON DEL PATO G3 (*)

1

CH CAÑON DEL PATO G4 (*)

1

CH CAÑON DEL PATO G5 (*)

1

CH CAÑON DEL PATO G6 (*)

1

Tabla 0-4 Datos técnicos de la C.H. Cañón del Pato El tiempo de 1 minuto corresponde al arranque de cada grupo en forma individual. (*) Tiempo de arranque en Black Start de los grupos. En situaciones de emergencia el tiempo mínimo entre arranques sucesivos es de 30 minutos.