Sistema Equivalente Proyectado Al 2025

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  • 7/26/2019 Sistema Equivalente Proyectado Al 2025

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    ESCUELA SUPERIOR

    POLITCNICA DEL LITORAL

    FACULTAD DE INGENIERIA

    EN ELECTRICIDAD Y COMPUTACIN

    SISTEMAS DE POTENCIA II

    INFORME

    SISTEMA EQUIVALENTE EN BARRA SAN GREGORIO-

    PORTOVIEJO AL 2025

    GRUPO 8

    INTEGRANTES:

    SERGIO OMAR MENDOZA ECHEVERRIA

    ROBERT ROSENDO ROCAFUERTE ALVARADO

    JOEL EFREN VERA CATUTE

    TUTOR:

    ING. JOSE LAYANA CHANCAY

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    1SISTEMAS DE POTENCIA II GRUPO 8

    Tabla de Contenido

    OBJETIVOS ..................................................................................................................................... 3

    INTRODUCCIN ............................................................................................................................. 4

    SISTEMA EQUIVALENTE ACTUAL (2015) EN 230 KV ...................................................................... 6

    LINEAS DE TRANSMISIN .......................................................................................................... 6

    GENERACIN EQUIVALENTE POR BARRA ................................................................................. 7

    CARGA EQUIVALENTE POR BARRA .......................................................................................... 10

    GENERADORES EQUIVALENTES POR BARRA ........................................................................... 11

    TRANSFORMADORES EQUIVALENTES POR BARRA ................................................................. 12

    OPERACIN ACTUAL DEL SISTEMA ......................................................................................... 14

    VOLTAJES EN LAS BARRAS DE 230 KV ................................................................................. 14

    VOLTAJES EN LAS BARRAS DE 69 KV ................................................................................... 15

    CARGA EQUIVALENTE .......................................................................................................... 16

    GENERACION EQUIVALENTE ............................................................................................... 17

    MODELO DEL SISTEMA DE POTENCIA PARA FALLAS TRIFSICAS ........................................... 18

    FORMACIN DE LA MATRIZ IMPEDANCIA .......................................................................... 18

    CONCLUCIONES ........................................................................................................................... 26

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    2SISTEMAS DE POTENCIA II GRUPO 8

    ndice de Ilustraciones

    Ilustracin 1. Conexin de las 13 barras a 230KV ....................................... 5

    Ilustracin 2.Matriz Impedancia ............................................................... 19

    Ilustracin 3.Flujo de carga del Sistema nacional interconectado a nivel de

    voltaje (utilizando el software Power World) ........................................... 24

    Ilustracin 4.Diagrama esquemtico del sistema nacional interconectado a

    nivel de voltaje de 230KV ......................................................................... 25

    ndice de tablas

    Tabla 1.Barras a nivel de tensin de 230KV ................................................ 5

    Tabla 2.Datos de las lneas de transmisin del sistema nacional

    interconectado ........................................................................................... 6

    Tabla 3.Datos de la generacin del sistema nacional interconectado ........ 9

    Tabla 4.Datos de la carga del sistema nacional interconectado................ 10

    Tabla 5.Datos de los generadores por barra ............................................. 11

    Tabla 6.Datos de los transformadores por barra ...................................... 13

    Tabla 7.Datos de los voltajes de las barras de 230 KV .............................. 14

    Tabla 8.Datos de los voltajes en las barras de 69 KV ................................ 15

    Tabla 9.Datos de la carga equivalente ...................................................... 16

    Tabla 10.Datos de la generacin en las barras de 69 KV ........................... 17

    Tabla 11.Simulaciones de MULTISIM ............ Error! Marcador no definido.

    Tabla 12.Voltajes en las barras cuando ocurre la falla en la barra San

    Gregorio ................................................................................................... 21

    Tabla 13.Corriente de barra a barra cuando ocurre una falla en la barra

    San Gregorio ............................................................................................ 23

    http://c/sergio/7mo%20semestre/sistemas%20de%20potencia%202/Proyecto.docx%23_Toc427291652http://c/sergio/7mo%20semestre/sistemas%20de%20potencia%202/Proyecto.docx%23_Toc427291652
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    OBJETIVOS

    Realizar un estudio a futuro de una red equivalente del sistema

    nacional interconectado de 18 barras a un nivel de tensin de 230

    KV para el ao 2025.

    Obtener datos en cuanto a las lneas de transmisin, generacin y

    carga total por barra, y subestaciones. Realizar el anlisis de falla en una de las barras del sistema de

    potencia equivalente. Barra San Gregorio(Portoviejo)

    Calcular la corriente de falla y voltajes presentes en las 12 barras

    restantes.

    Calcular las corrientes presentes en las lneas de transmisin cuando

    se presenta la falla.

    Usar herramientas virtuales para simular las fallas, el estado de

    operacin del sistema, y determinar los parmetros del sistema.

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    INTRODUCCIN

    El sistema Nacional Interconectado equivalente actual (2015) cuenta con

    un total de 13 barras a un nivel de tensin de 230 KV. Se realizara el

    anlisis de la proyeccin del SNI al 2025.

    Segn el plan estratgico de expansin de las lneas de transmisin del

    Ecuador se implementaran lneas a un nivel de tensin de 500 KV.

    Se considerarn las barras de Coca-Codo, El Inga, Chorrillo, Sopladora,

    Machala 500, a un nivel de tensin de 500 KV.

    No BARRANivel de

    voltaje (KV)

    1 San Gregorio(Portoviejo.) 230

    2 Esmeraldas 230

    3 Santo Domingo 230

    4 Santa Elena 230

    5 Santa Rosa 230

    6 Quevedo 230

    7 Milagro 230

    8 Pascuales 230

    9 Machala 23010 Tulcn 230

    11 Totoras 230

    12 Molino(Paute) 230

    13 Loja 230

    14 Coca-Codo 500

    15 El Inga 500

    16 Chorrillo 500

    17 Sopladora 500

    18 Zamora 500

    19 Machala 500 500

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    Tabla 1.Barras a nivel de tensin de 230 KV y 500 KV

    Ilustracin 1. Conexin de las 13 barras a 230KV

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    SISTEMA EQUIVALENTE PROYECTADO AL 2 25

    LINEAS DE TRANSMISIN

    No NOMBRE #

    TIPO DE

    CONDUCTOR

    Long.

    Km

    Vnom

    KV

    R +

    Ohm

    R+

    p.u

    X+

    OhmX+p.u

    1 L/T San Gregorio-Quevedo 1 1113 MCM 110 230 3,15 0,0059546 25,3 0,0478260

    2 L/T Quevedo-Sant. Domingo 2 1113 MCM 104 230 3,05 0,0057655 24,6 0,0465028

    3 L/T Sant. Domingo-Esmeraldas 2 397.5 KCM 154,8 230 6,75 0,0127599 12,54 0,0237051

    4 L/T Sant. Domingo-Santa Rosa 2 1113 MCM 78,3 230 2,35 0,0044423 19,2 0,0362948

    5 L/T Santa Rosa-Tulcn 1 1200 ACAR 199,5 230 15,45 0,0292060 63,45 0,1199432

    6 L/T Santa Rosa-Totoras 2 1113 MCM 110 230 3,25 0,0061436 27 0,0510396

    7 L/T Totoras-Molino(Paute) 1 1113 MCM 200,2 230 11,9 0,0224952 98,2 0,1856333

    8 L/T Molino(Paute)-Loja 2 397.5 KCM 202,1 230 16,3 0,0308128 50,7 0,09584129 L/T Molino(Paute)-Milagro 2 1113 MCM 135,7 230 4,05 0,0076559 32,7 0,0618147

    10 L/T Milagro-Machala 2 397.5 KCM 133,7 230 5,87 0,0110964 10,92 0,0206427

    11 L/T Milagro-Pascuales 2 1113 MCM 52,7 230 0,775 0,0014650 6,22 0,01175803

    12 L/T Pascuales-Sant.Elena 1 397.5 KCM 105,6 230 3,52 0,0066540 6,56 0,01240075

    13 L/T Pascuales-Quevedo 2 1113 MCM 145,3 230 4,3 0,0040643 34,35 0,06493383

    14 L/T Coca Codo - El Inga 2 750 ACAR 125 500 1,875 0,00075 21,875 0,00875

    15 L/T El Inga- Chorrillo 1 750 ACAR 300 500 9 0,0036 105 0,042

    16 L/T Chorrillo - Sopladora 2 750 ACAR 180 500 2,7 0,00108 31,5 0,0126

    17L/T Sopladora - ZamoraSantiago

    2750 ACAR

    20 500 0,3 0,00012 3,50,0014

    18L/T Zamora Santiago - Machala500

    2750 ACAR

    200 500 3 0,0012 350,014

    Segn el plan de expansin de transmisin se implementarn nuevaslneas:

    Lnea San Gregorio-Quevedo de doble circuito a 230 KV

    Lnea de transmisin Milagro-Macha a un nivel de tensin de 230

    KV, longitud de 135 Km, dos conductores por fase, tipo de conducto

    750 ACAR.

    Lnea de transmisin Milagro-Pascuales, en teora la lnea ser

    construida de Milagro- Las Esclusas, pero se toma en cuenta la barra

    Pascuales contiene a Las Esclusas, nivel de voltaje de 230 Kv. Lnea de transmisin Pascuales-Santa Elena a un nivel de 230 KV.

    Tabla 2.Datos de las lneas de transmisin del sistema nacional interconectado

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    Lnea de transmisin Esmeraldas- Santo domingo a 230 KV, longitud

    de 155 Km, doble circuito.

    Lnea de transmisin Coca-Codo a El Inga a un nivel de tensin de

    500KV, esta lnea consta de doble circuito, con conductores de tipo

    750 ACAR, tiene una longitud de 125 Km. Lnea de transmisin El Inga-Chorrillo a 500 KV, consta de un

    circuito, con conductor tipo 750 ACAR.

    Lnea de transmisin Chorrillo-Sopladora a 500 KV, consta de doble

    circuito.

    Lnea de transmisin Sopladora-Zamora Santiago a 500 KV, consta

    de doble circuito, con conductores pito 750 ACAR.

    Lnea de transmisin Zamora Santiago-Machala 500, a un nivel de

    tensin de 500 KV.

    En la tabla 2 se muestran con detalles las lneas de transmisin.

    GENERACIN EQUIVALENTE POR BARRA

    DATOS DE LA GENERACIN DEL SISTEMA NACIONAL INTERCONECTADO

    No BARRA Central P( MW) P total( MW) Fp S (MVA)

    1 San Gregorio-Portoviejo

    C.T Jaramijo 140

    613 0,9 681,11

    C.H M Laniado 213

    C.T Miraflores 40

    C.T Manta 2 20

    Otras. 200

    2 EsmeraldasC.T Esmeraldas 132

    276 0,9 306,67C.T Esmeraldas II 144

    3 Santo Domingo

    Hidrolitoral BaBa 42

    330 0,9 366,67C.H Manduriacu 60

    C.H Toachi Pilatn 228

    4 Santa Elena

    C.T Santa Elena 3 40

    230 0,9 255,56C.T Santa Elena 2 90Otras. 100

    5 Santa Rosa

    C.T Santa Rosa 51

    812 0,9 902,22

    C.H Guangopolo 30

    EEQSA 144

    C.H Guangopolo II 50

    C.H Chesp 167

    C.H Villadora 270

    C.H Quijos 100

    6 Quevedo

    Energy INT 100

    167,5 0,9 186,11C.H BABA 42

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    8SISTEMAS DE POTENCIA II GRUPO 8

    C.H Calope 16,5

    C.H La Esperanza 9

    7 Milagro

    C.H Cibimbe 15

    116,3 0,9 129,22C.B San Carlos 35C.B Ecudos 29,8

    C.B Ecoelectric 36,5

    8 Pascuales

    C.T Garca 92

    1118,8 0,9 1243,11

    Electroquil 192

    Genecoca 34,3

    CT. G. Zevallo 166

    Victoria II 150

    Trinitaria 133

    CT. A Tinajero 81,5

    CT. A Santos 120

    Termoguayas 150

    9 Machala

    Termogas Machala 130

    603 0,9 670Termogas Machala 2 120

    C.H Minas de San Francisco 273

    C.H La Unin 80

    10 Pasto-Tulcn

    C.T San Miguel 3

    311 0,9 345,55C.T Ambi 8

    Interconexion-Colombia 300

    11 Totoras

    C.H Illuchi I 4.2

    774,5 0,9 860,56

    C.H Illuchi II 7

    C.H Pucara 70

    C.H Jivino 40

    EE.Riobamba 15,3

    C.H San Francisco 212

    C.H Agoyn 156

    C.H Pisayambo 70

    Otras. 200

    12 Molino(Paute)

    Hidro-Paute 1100

    1773 0,9 1970Mazar 160

    C. H Ocaa 26

    C.H Sopladora 487

    13 Loja

    C.H Elec Caustro 38,4

    346,5 0,9 385

    C.T Elec Caustro 22,6

    C.H Abanico 37,5

    C.H EER. Sur 2,4

    C.T EER. Sur 14,1

    C.H Villonaco 16,5

    Interconexion-Per 100C.H Delsitanisagua 115

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    9SISTEMAS DE POTENCIA II GRUPO 8

    14 Coca-Codo C.H Coca-Codo Sinclair 1500 1500 0,9 1666,67

    15 Zamora

    C.H Z.San Juan Bosco 1028

    5000 0,9 5555,56

    C.H Z. Salto 1 924

    C.H Z.Salto 2 917

    C.H Z.Salto 3 1015

    Otras. 1116

    TOTAL: 13967,4 0,9 15519,33

    En la Tabla 3 se presentan los datos en cuanto de la generacin del

    sistema equivalente por cada barra presente.

    Segn Plan de expansin de Generacin del Ecuador para el 2025 se

    estima que entren en operacin las siguientes centrales ms importantes:

    Barra Esmeraldas: Central Trmica Esmeraldas II con una potencia

    de 144MW.

    barra Santo Domingo: Central Hidroelctrica Toachi-Pilatn con unapotencia de 228 MW.

    Barra Santa Rosa: Central Hidroelctrica Guangopolo II (50 MW),

    Chesp (167 MW), Villadora (270 MW ), Quijos (100 MW ).

    Barra Quevedo: Central Hidroelctrica BABA (42 MW), Calope (16,5

    MW), La Esperanza (9 MW).

    Barra Machala: Central Hidroelctrica Minas de San Francisco (273

    MW), C.H La Unin (80 MW).

    Barra Molino: C.H Ocaa (26 MW), C.H Sopladora (487 MW). Barra Loja: C.H Desiltanisagua (115 MW).

    Barra Coca-Codo: C.H Coca Codo Sinclair (1500 MW)

    Barra Zamora: C.H Sam Juan Bosco (1028 MW), C.H Z.Salto 1 (924

    MW), C.H Z. Salto2 (917MW), C.H Z. Salto 3 (1015 MW)

    Segn los datos, se observa que la mayor potencia generada es de 5000

    MW correspondiente a la barra Zamora, potencia que es aportada por la

    central Zamora-Santiago.

    La potencia activa total instalada es de 13967,4 MW.

    Tabla 3.Datos de la generacin del sistema nacional interconectado

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    10SISTEMAS DE POTENCIA II GRUPO 8

    El factor de potencia ser de 0,9 con lo cual se muestra la potencia en

    MVA total por barras. La Potencia total generada es de 15519,33 MVA.

    CARGA EQUIVALENTE POR BARRA

    DATOS DE LA CARGA DEL SISTEMA NACIONAL INTERCONECTADO

    No BARRAEmpresa

    DistribuidoraCARGA

    (MW)2015

    CargaTotal(MW)2015

    CargaTotal(MW)2025

    FpCargaMVAR

    S (MVA)2025

    1San

    Gregorio(Portoviejo)CNEL-Manab 385,1 385,1 997,4 0,95 327,74 1049,89

    2 Esmeraldas CNEL-Esmeraldas 100,3 100,3 259,8 0,95 85,37 273,47

    3 Santo Domingo CNEL-S.Domingo 103,5 103,5 268,1 0,95 88,09 282,21

    4 Santa Elena CNEL- S.Elena 102,9 102,9 266,5 0,95 87,56 280,53

    5 Santa Rosa EEGSA 885,6 885,6 2293,7 0,95 753,69 2414,42

    6 Quevedo CNEL-Los Rios 78,9 78,9 204,4 0,95 67,16 215,16

    7 MilagroCNEL-Milagro 138,6

    366,7 949,8 0,95 312,09 999,79CNEL-Guayas Rios 228,1

    8 PascualesCNEL-Guayaquil 1083,1

    1197,2 3100,8 0,95 1018,89 3264CNEL-Guayas Rios 114,1

    9 Machala CNEL-El Oro 151,3 151,3 391,9 0,95 128,77 412,53

    10 Tulcn EMELNORTE 111,2 111,2 288 0,95 94,63 303,16

    11 Totoras

    E.E Ambato 154,5

    447,4 1158,8 0,95 380,77 1219,79

    CNEL-Bolivar 16,2

    EE. Riobamba 67

    CNEL-Sucumbios 121,1

    ELEPCOSA 88,6

    12 Molino(Paute)Azogues 154,5

    335,9 870 0,95 285,87 915,79

    EER-Centro Sur 181,4

    13 Loja E.E. Sur 63,7 63,7 165 0,95 54,22 173,68

    TOTAL: 4329,7 11229,94 0,95 3691,1 11820,99

    Para el equivalente total de carga por barra se procedi a establecer los

    datos de las cargas proporcionadas por las empresas distribuidoras al

    2015, y se estableci una tasa de crecimiento del 10% anual, en la Tabla 4se observa en detalle los datos de la carga proyecta al 2025. La potencia

    Tabla 4.Datos de la carga del sistema nacional interconectado

  • 7/26/2019 Sistema Equivalente Proyectado Al 2025

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    11SISTEMAS DE POTENCIA II GRUPO 8

    activa total al 2025 ser de 11229,94 MW adems se considera que el

    factor de potencia de la carga es de 0,95 por lo tanto la Potencia Aparente

    S=11820,99 MVA.

    La mayor concentracin de carga se encuentra en la Barra Pascuales conun total de 3100,8 MW cuyos datos se obtuvieron de las empresas de

    distribucin CNEL-Guayaquil y CNEL-Guayas Ros.

    La Barra que presenta menor Carga es la Barra Loja con un total de 165

    MW, cuya empresa distribuidora es E.E. Sur.

    GENERADORES EQUIVALENTES POR BARRA

    Segn el Plan de Expansin de la Generacin se estima que para el 2025 se

    encuentren operando las centrales antes mencionadas por lo cual el valor

    de la generacin equivalente por barra cambiara en ciertos puntos de los

    cuales se puede destacar lo siguiente:

    DATOS DE LOS GENERADORES POR BARRA

    No NOMBREV

    nominalKV

    CapacidadMW

    FpCapacidad

    MVAX+p.u

    V base=230 KV

    S base=100 MVA

    X+ (p.u) L + (p.u)

    1 San Gregorio(Port.) 69 613 0,9 681,11 0,1 0,014681916 3,8945E-05

    2 Esmeraldas 69 276 0,9 306,67 0,1 0,032608341 8,64963E-05

    3 Santo Domingo 69 330 0,9 366,67 0,1 0,027272479 7,23425E-05

    4 Santa Elena 69 230 0,9 255,56 0,1 0,039129754 0,0001037955 Santa Rosa 69 812 0,9 902,22 0,1 0,011083771 2,94006E-05

    6 Quevedo 69 167,5 0,9 186,11 0,1 0,053731664 0,000142528

    7 Milagro 69 116,3 0,9 129,22 0,1 0,077387401 0,000205276

    8 Pascuales 69 1118,8 0,9 1243,11 0,1 0,00804434 2,13383E-05

    9 Machala 69 603 0,9 670 0,1 0,014925373 3,95908E-05

    10 Tulcn 69 311 0,9 345,55 0,1 0,028939372 7,67641E-05

    11 Totoras 69 774,5 0,9 860,56 0,1 0,01162034 3,08239E-05

    12 Molino(Paute) 69 1773 0,9 1970 0,1 0,005076142 1,34649E-05

    13 Loja 69 346,5 0,9 385 0,1 0,025974026 6,88982E-0514 Coca-Codo 500 1500 0,9 1666,67 0,12 0,007199986 1,90986E-05

    15 Zamora-Santiago 500 5000 0,9 5555,56 0,12 0,002159998 5,72957E-06

    Tabla 5.Datos de los generadores por barra

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    La generacin en San Gregorio, Esmeraldas, Santo Domingo, Santa

    Rosa aumentar por lo tanto su reactancia disminuir, ya que

    seguimos considerando un Vb=230 KV y Sb=100MVA.

    Se considera un generador equivalente en la barra Coca-Codo de

    una potencia de 1500 MW, 500 KV, con factor de potencia de 0,9 yreactancia del 12%.

    Se considera un generador equivalente en la barra Zamora con una

    potencia mxima de 5000 MW, a un nivel de tensin de 500 KV,

    factor de potencia 0,9 y reactancia del 12%.

    Para fines de clculos del sistema de potencia se llevaron las reactancias

    de los generadores a una base con: Vb=230 KV y Sb=100MVA tal como se

    muestra, adems se calcularon las inductancias en por unidad de lasmismas.

    Los datos en detalle de los generadores tales como Voltaje nominal,

    Capacidad, reactancias se presentan en la Tabla 5.

    TRANSFORMADORES EQUIVALENTES POR BARRA

    DATOS DE LOS TRANSFORMADORES POR BARRA

    No NOMBRE TipoV.nominalPrimario

    KV

    V.nominalSecundario

    KV

    CAP.MVA

    Xp.u

    V base=230 KVS base=100 MVA

    X+ (p.u) L + (p.u)

    1 San Gregorio Gen. 69 230 681,11 0,1 0,014681916 3,8945E-05

    2 Esmeraldas Gen. 69 230 306,67 0,1 0,032608341 8,64963E-05

    3 Santo Domingo Gen. 69 230 366,67 0,1 0,027272479 7,23425E-05

    4 Santa Elena Gen. 69 230 255,56 0,1 0,039129754 0,000103795

    5 Santa Rosa Gen. 69 230 902,22 0,1 0,011083771 2,94006E-05

    6 Quevedo Gen. 69 230 186,11 0,1 0,053731664 0,000142528

    7 Milagro Gen. 69 230 129,22 0,1 0,077387401 0,0002052768 Pascuales Gen. 69 230 1243,11 0,1 0,00804434 2,13383E-05

    9 Machala Gen. 69 230 670 0,1 0,014925373 3,95908E-05

    10 Tulcn Gen. 69 230 345,55 0,1 0,028939372 7,67641E-05

    11 Totoras Gen. 69 230 860,56 0,1 0,01162034 3,08239E-05

    12 Molino(Paute) Gen. 69 230 1970 0,1 0,005076142 1,34649E-05

    13 Loja Gen. 69 230 385 0,1 0,025974026 6,88982E-05

    14 El Inga-Santa Rosa Trans. 500 230 1800 0,08 0,004444444 1,17893E-05

    15 Chorrillo-Pascuales Trans. 500 230 2250 0,08 0,003555556 9,4314E-06

    16 Sopladora-Molino Trans. 500 230 450 0,08 0,017777778 4,7157E-0517 Machala 500- Trans. 500 230 900 0,08 0,008888889 2,35785E-05

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    Machala

    Tabla 6.Datos de los transformadores por barra

    Debido a la Expansin de la generacin y transmisin se tiene la necesidadde construir subestaciones, adems de las existentes actualmente (2015)

    se estima que para el 2025 se encuentre funcionando varias subestaciones

    alrededor de todo el pas.

    Para este anlisis se va a considerar una implementacin de cuatro

    transformadores tal como se detalla:

    Transformador para la transmisin ubicado entre las barras El Inga-

    Santa Rosa de 500/230 KV con una capacidad de 1800 MVA y unareactancia del 8%.

    Transformador para la transmisin conectado entre las barras

    Chorrillo-Pascuales de 500/230 KV, con una capacidad de 2250 MVA

    y una reactancia del 8%.

    Transformador para la transmisin conectado entre las barras

    Sopladora-Molino de 500/230 KV, con una capacidad de 450 MVA y

    una reactancia del 8%.

    Transformador para la transmisin de 500/230 KV conectado entre

    las barras Machala-Machala 500, con una capacidad de 900 MVA y

    una reactancia del 8%.

    La tabla 6 muestra los trasformadores de las subestaciones, para fines de

    clculos del sistema de potencia se llevaron las reactancias de los

    transformadores a una base con: Vb=230 KV y Sb=100MVA tal como se

    muestra.

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    OPERACIN DEL SISTEMA AL 2 25

    Para el anlisis de flujo de carga se utiliza el software Power World, talcomo se muestra en la ilustracin 3, del cual se obtienen los datos en

    cuanto a voltajes, potencia, etc.

    VOLTAJES EN LAS BARRAS DE TRANSMISIN

    DATOS DE LOS VOLTAJES EN LAS BARRAS DE TRANSMISIN

    N Name Nom kV PU Volt Volt (kV) Angle (Deg)

    1 TULCN 230 1,0469 240,788 28,12 SANTA ROSA 230 0,99893 229,753 25,79

    3 STO. DOMINGO 230 1,04552 240,469 24,67

    4 QUEVEDO 230 0,98172 225,795 22,06

    5 PASCUALES 230 0,91014 209,332 28,97

    6 MILAGRO 230 0,90004 207,009 32,59

    7 MOLINO 230 1,01393 233,204 52,63

    8 TOTORAS 230 0,96585 222,145 22,13

    9 ESMERALDAS 230 1,06244 244,362 24,42

    10 SAN GREGORIO 230 0,96679 222,362 11,22

    11 STA. ELENA 230 0,93175 214,303 27,85

    12 MACHALA 230 0,99234 228,238 43,12

    13 LOJA 230 1,06965 246,02 61,6

    14 Coca Codo 500 1,07183 535,917 36,53

    15 El Inga 500 1,00888 504,441 29,85

    16 Chorrillo 500 0,91875 459,377 33,61

    17 Sopladora 500 0,98982 494,91 49,91

    18 Zamora 500 1 500 51,35

    19 Machala 500 500 0,98997 494,983 46,32

    Tabla 7.Datos de los voltajes de las barras de Transmisin

    La tabla muestra los datos de los voltajes en por unidad (p.u), su magnitud

    y ngulo presentes en las 13 barras de 230 KV y en las 6 Barras de 500 KV,

    como se observa los valores de voltajes obtenidos estn dentro de un

    rango normal de operacin establecidos (10%).

    El voltaje mnimo se presenta en la barra Milagro . = 0,90004 .

    equivalente a = 207,009 < 32,59

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    El nivel mximo de voltaje se presenta en la barra Coca-Codo . =1,07183 . equivalente a = 535,92 < 36,53

    VOLTAJES EN LAS BARRAS DE 69 KV

    DATOS DE LOS VOLTAJES EN LAS BARRAS DE 69 KV

    14 Gen. Tucn 69 1,0859 74,927 32,93

    15 Gen. Santa Rosa 69 1,03718 71,565 30,77

    16 Gen. Sant. Domin 69 1,08247 74,691 29,23

    17 Gen. Quevedo 69 1,02057 70,419 27,23

    18 Gen. Pacuales 69 0,95102 65,62 34,93

    19 Gen. Milagro 69 0,94117 64,941 38,67

    20 Gen. Molino 69 1,05176 72,571 57,47

    21 Gne. Totoras 69 1 69 27,47

    22 Gen. Esmeraldas 69 1,09895 75,827 28,84

    23 Gen San Gregorio 69 1 69 16,56

    24 Gen Santa Elena 69 0,97198 67,067 33,55

    25 Gen. Machala 69 1,03078 71,124 48,17

    26 Gen. Loja 69 1,09028 75,229 66,03

    Tabla 8.Datos de los voltajes en las barras de 69 KV

    Se presentan los voltajes en las barras de 69 KV las cuales representan la

    generacin equivalente, los valores de voltajes se dan en por unidad,

    magnitud y fase, como se puede apreciar en la Tabla 8 los niveles de

    tensin estn dentro del rango normal de operacin.

    Se puede apreciar que el voltaje mnimo en las barras de 69KV se presentaen la barra Generacin Milagro . = 0,94117 . equivalente a = 64,94 < 38,67 .

    El voltaje mximo se presenta en la barra generacin Esmeraldas.

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    CARGA EQUIVALENTE

    DATOS DE LA CARGA EQUIVALENTE

    Bus Name of Bus Status MW Mvar MVA

    1 TULCN Closed 288 95 303,26

    2 SANTA ROSA Closed 2294 754 2414,74

    3 STO. DOMINGO Closed 268 88 282,08

    4 QUEVEDO Closed 204 67 214,72

    5 PASCUALES Closed 3100 1015 3261,94

    6 MILAGRO Closed 950 312 999,92

    7 PAUTE Closed 870 286 915,8

    8 TOTORAS Closed 1158 380 1218,76

    9 ESMERALDAS Closed 260 85 273,54

    10 SAN GREGORIO Closed 980 327 1033,12

    11 STA. ELENA Closed 266 88 280,18

    12 MACHALA Closed 392 129 412,68

    13 LOJA Closed 165 54 173,61

    TOTAL 11195 3680 11784,35

    Tabla 9.Datos de la carga equivalente

    La tabla 9 muestra los valores de las cargas equivalentes en potencia

    activa (MW), reactiva (MVAR) y aparente (MVA) de cada una de las barras

    a un nivel de 230 KV.

    Segn los datos obtenidos mediante el software power world, se tiene

    una potencia total activa de 11195 MW, una potencia reactiva total de3680 MVAR, por lo tanto una potencia aparente de 11784,35 MVA.

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    GENERACION EQUIVALENTE

    DATOS DE LA GENERACIN

    Bus Name of Bus Status Gen MW Gen Mvar

    14 Gen. Tucn Closed 331 160,31

    15 Gen. Santa Rosa Closed 812 393,27

    16 Gen. Sant. Domin Closed 330 159,83

    17 Gen. Quevedo Closed 168 81,37

    18 Gen. Pacuales Closed 1118 541,47

    19 Gen. Milagro Closed 116 56,18

    20 Gen. Molino Closed 1773 858,7

    21 Gne. Totoras Closed 774 330,03

    22 Gen. Esmeraldas Closed 276 133,67

    23 Gen San Gregorio Closed 613 254,78

    24 Gen Santa Elena Closed 230 111,39

    25 Gen. Machala Closed 603 292,05

    26 Gen. Loja Closed 347 100

    31 Gen.Zamora Closed 2442,2 638,67

    34 Gen. Coca Codo Closed 1500 726,48

    TOTAL: 11433,2 4838,2

    Tabla 10.Datos de la generacin en las barras de 69 KV

    Se presentanlos datos de las generaciones equivalentes en cada barra.

    Obteniendo una potencia activa generada de 11433,2 MW y una potencia

    reactiva generada de 4838,2 MVAR.

    Por lo tanto para el clculo de prdidas de potencia tenemos:

    =

    = 11433,2 11195

    = 238,2

    Es decir debido a que se consider las resistencias en las lneas se va a

    producir un total de 238,2 MW de prdidas correspondiente a:

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    % = 2,08%

    MODELO DEL SISTEMA DE POTENCIA PARA FALLAS TRIFSICAS

    FORMACIN DE LA MATRIZ IMPEDANCIA

    Para obtener la matriz de impedancias se obtuvo a partir de la inversa de

    la matriz admitancia.

    [

    ...

    ]

    =

    [

    . . . .

    . . . . . .

    . . . . .

    . . . . . . . . ]

    .

    [

    ..

    ]

    [

    ...

    ]

    =

    [

    .

    .]

    .

    Por lo tanto se toman los voltajes en las otras barras:

    =

    Donde:

    =

    Como

    = 1 .

    Entonces:

    =

    Es decir con los voltajes en cada barra se obtendr los elementos de la

    columna i de la matriz impedancia.

    Luego se inyecta corriente de 1 p.u en cada barra y as se obtiene la matriz

    impedancia del sistema.

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    Ilustracin 2.Matriz Impedancia

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    Para el siguiente anlisis vamos a tomar en cuenta las siguientes

    consideraciones:

    Se despreciara la corriente de carga Los voltajes internos en todas las mquinas Eg, son iguales

    Todas las maquinas se pueden representar por una mquina

    equivalente.

    Se coloca una barra ideal de referencia (0) delante de todas las

    mquinas de generacin.

    En el momento de la falla las corrientes en todas las barras son ceroexcepto en la barra i, por lo tanto tenemos que:

    =

    La corriente de falla trifsica en la barra i es:

    =1,0

    El voltaje en la barra j con respecto a la barra de referencia cuando la falla

    es en la barra i :

    =

    =

    Por lo tanto, el voltaje en cualquier barra con respecto a tierra es:

    = 1 +

    = 1

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    Voltajes de las barras cuando se produce la falla en la barra San Gregorio

    j -(Zij/Zii) V(p.u) V(KV)

    1 -1 0 0

    2 -0,012345333 0,987654667 227,16

    3 -0,034180037 0,965819963 222,14

    4 -0,005196038 0,994803962 228,8

    5 -0,003014206 0,996985794 229,31

    6 -0,228722879 0,771277121 177,39

    7 -0,004751089 0,995248911 228,91

    8 -0,008843029 0,991156971 227,97

    9 -0,000942892 0,999057108 229,78

    10 -0,000306045 0,999693955 229,93

    11 -0,001160532 0,998839468 229,73

    12 -0,000330921 0,999669079 229,9213 -3,26757E-05 0,999967324 229,99

    14 -0,001214521 0,998785479 229,72

    15 -0,002704923 0,997295077 229,38

    16 -0,006943924 0,993056076 228,4

    17 -0,001381712 0,998618288 229,68

    18 -0,000847662 0,999152338 229,81

    Tabla 11.Voltajes en las barras cuando ocurre la falla en la barra SanGregorio

    La tabla muestra los valores de los voltajes con respecto a la barra de

    referencia (.) cuando se presenta la falla en la barra 1 SanGregorio, adems los voltajes con respecto a tierra en p.u y valoresreales.

    La corriente de falla trifsica en la barra i es:

    =1,0

    En nuestro caso:

    = Impedancia vista desde la barra San Gregorio (Portoviejo)

    Por lo tanto:

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    22SISTEMAS DE POTENCIA II GRUPO 8

    =1,0

    0,023002 = 43,474481 .

    Como:

    = 1000003 (230) = 251,02

    Entonces:

    La corriente de falla en la barra San Gregorio:

    = 43,474481 (251,02)

    = 10912,96 < 90

    Para el clculo de las corrientes que van de barra a barra cuando existe

    una falla en un abarra i tenemos:

    =

    1

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    23SISTEMAS DE POTENCIA II GRUPO 8

    Direccion de I I pu

    San Gregorio-Quevedo 6 1 3,05E-02

    Quevedo-Sant. Domingo 12 11 3,37E-05

    Sant. Domingo-Esmeraldas 3 6 1,55E-02

    Sant. Domingo-Santa Rosa 10

    5 1,41E-04Santa Rosa-Tulcn 8 6 3,47E-03

    Santa Rosa-Totoras 4 8 1,35E-04

    Totoras-Molino(Paute) 9 7 3,88E-05

    Molino(Paute)-Loja 7 8 8,07E-05

    Molino(Paute)-Milagro 12 7 1,35E-04

    Milagro-Machala 13 12 2,73E-05

    Milagro-Pascuales 11 5 2,98E-04

    Pascuales-Sant.Elena 5 3 4,75E-03

    Pascuales-Quevedo 2 3 6,36E-04

    Coca Codo - El Inga 14 15 6,81E-05

    El Inga- Chorrillo 15 16 4,04E-05

    Chorrillo - Sopladora 16 17 1,77E-04

    Sopladora - Zamora Santiago 17 18 1,53E-04

    Zamora Santiago - Machala 18 9 2,72E-06

    Tabla 12.Corriente de barra a barra cuando ocurre una falla en la barra

    San Gregorio

    En la tabla 13 se presentan las corrientes en por unidad (p.u) de barra a

    barra durante la falla trifsica en la barra San Gregorio. Se presentan 13

    corrientes.

  • 7/26/2019 Sistema Equivalente Proyectado Al 2025

    25/27

    ESCUELA SUPERIOR POLITCNICA DEL LITORAL

    24SISTEMAS DE POTENCIA II GRUPO 8

    Ilustracin 3.Flujo de carga del Sistema nacional interconectado a nivel de

    voltaje (utilizando el software Power World)

  • 7/26/2019 Sistema Equivalente Proyectado Al 2025

    26/27

    ESCUELA SUPERIOR POLITCNICA DEL LITORAL

    25SISTEMAS DE POTENCIA II GRUPO 8

    Ilustracin 4.Diagrama esquemtico del sistema nacional interconectado a

    nivel de voltaje de 230KV

  • 7/26/2019 Sistema Equivalente Proyectado Al 2025

    27/27

    ESCUELA SUPERIOR POLITCNICA DEL LITORAL

    CONCLUCIONES

    Se calcul en caso de falla trifsica en la barra San Gregorio las

    corrientes de fallas y las cadas de tensiones en cada barra.

    Se represent un sistema equivalente de 19 barras del sistema nacional

    interconectado con una aproximacin al 2025.

    Para la realizacin del clculo de la falla trifsica en la barra san

    Gregorio se us software de simulacin y as obtuvimos las cadas de

    tensin en cada barra.

    Se realiz el flujo de carga del sistemas nacional interconectadomediante el software de simulacin Power World.

    REFERENCIAS

    Anlisis de Fallas en Sistemas Elctricos de Potencia- Ing. Jos

    Layana Chancay. Corporacin Elctrica del Ecuador, CELEC EP TRANSELECTRIC.

    Corporacin CenaceSistema Nacional Interconectado