Informe EDP-080-13 ECP LT 60 KV L-6559 Oquendo-Nueva Quimpac

7/25/2019 Informe EDP-080-13 ECP LT 60 KV L-6559 Oquendo-Nueva Quimpac

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A Emitido para Revisin 17/09/2013 W.L.A. B.R.V. R.M.A.

REV. DESCRIPCION FECHA EJEC. REV. APRO.

Proyecto de Ampliacin QuimpacEstudio de Operatividad

LT 60 kV SET OQUENDO SET NUEVA QUIMPAC (L-6559)

Titulo:

Estudio de Coordinacin de ProteccionesLT 60 kV L-6559 Oquendo-Nueva Quimpac

Informe N: Revisin

EDP-080-13 A

ResponsableTcnico:

Ing. Bernardino Rojas VeraCIP 38006

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Estudio de Coordinacin de ProteccionesLT 60 kV L-6559 Oquendo-Nueva Quimpac Pgina2 de 57

EDP-080-13 Rev: A

ESTUDIO DE COORDINACION DE PROTECCIONES

LINEA DE TRANSMISION EN 60 KV OQUENDO NUEVA QUIMPAC

INDICE

1.

INTRODUCCION .......................................................................................................................................................................... 3

2. OBJETIVO ...................................................................................................................................................................................... 3

3. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ............................................................................................................................ 4

3.1

CONCLUSIONESGENERALES......................................................................................................................4

4.

DESCRIPCION DEL PROYECTO .............................................................................................................................................. 5

5.

DESCRIPCION DEL SISTEMA ELECTRICO .......................................................................................................................... 6

6.

DATOS UTILIZADOS ................................................................................................................................................................... 8

6.1 SISTEMAELECTRICOINTERCONECTADO NACIONAL..........................................................................8 6.2 DOCUMENTOSDEREFERENCIA.................................................................................................................8 6.3 HERRAMIENTACOMPUTACIONAL............................................................................................................8

7.

DESCRIPCION DEL SISTEMA DE PROTECCIONES............................................................................................................ 9

8.

PROTECCION DE LA LINEA DE TRANSMISION EN 60KV L-6559 ................................................................................. 10

8.1.1 FILOSOFA DE PROTECCIN DE LA LNEA L-6559................................................................................. 108.1.2

PRINCIPALES DATOS DE LA LNEA L-6559............................................................................................... 11

8.1.3

MEMORIA DE CLCULO............................................................................................................................. 12

9.

ANLISIS DE LAS PROTECCIONES DE SOBRECORRIENTE ......................................................................................... 13

9.1 CRITERIOSYMETODOLOGIAEMPLEADA............................................................................................. 139.2

FILOSOFIADELASPROTECCIONESDESOBRECORRIENTE .............................................................. 14

10.

PROTECCIONES DE TENSION (27, 59) .................................................................................................................................. 20

10.1 PROTECCIONDESOBRETENSIN(59).................................................................................................... 2010.2

AJUSTEDELAPROTECCIONDEMINIMATENSION(27)...................................................................... 20

ANEXOS

Anexo N 1: Memoria de clculo SIEMENS 7SD522 - SE Oquendo

Anexo N 2: Memoria de clculo SIEMENS 7SD522 - SE Nueva Quimpac

Anexo N 3: Planilla de ajustes Rels SIEMENS 7SD522 - SE Oquendo

Anexo N 4: Planilla de ajustes Rels ABB RED670 - SE Nueva Quimpac

Anexo N 5: Diagrama Unifilar de Proteccin Subestacin Oquendo.

Anexo N 6: Diagrama Unifilar de Proteccin Subestacin Nueva Quimpac.


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1.

INTRODUCCION

QUIMPAC S.A. es una empresa de la industria qumica que se dedica a la produccin ycomercializacin de soda castica, cloro, fosfato biclcico y sal para el consumo domestico. Susoperaciones las realiza en sus plantas situadas en Oquendo (Callao), Huacho (km 130 al Norte deLima), Paramonga (km 210 al Norte de Lima) y Otuma, en Pisco (km 280 al Sur de Lima).

La empresa Quimpac planea iniciar la puesta en marcha operacional de su nueva planta de clorosoda, en su centro de operacin de Oquendo, ubicada en la provincia de Callao del departamentode Lima, el cuarto trimestre del presente ao. EDELNOR, est realizando la implementacin deuna nueva lnea subterrnea entre la Subestacin Oquendo 60 kV y la nueva Subestacin Quimpac

con la finalidad de abastecer de energa elctrica a la nueva planta de QUIMPAC S.A., cuyapuesta en servicio est prevista para finales del mes de Setiembre del presente ao.

Cumpliendo con los cronogramas de construccin del proyecto y los requerimientos del actualreglamento de transmisin, el cual establece que toda nueva instalacin que se conecte al SistemaElctrico Interconectado Nacional (SEIN) deber presentar al organismo operador del sistemaelctrico peruano (COES-SINAC) y a la empresa concesionaria del sistema de transmisin delrea de influencia del proyecto los estudios elctricos respectivos, los cuales contemplen unanlisis en estado estacionario y transitorio del sistema elctrico del proyecto y del sistema detransmisin adyacente a este, con la finalidad de obtener la conformidad del mismo.

El presente informe da a conocer los criterios, metodologa, anlisis y resultados de lacoordinacin del sistema de protecciones correspondiente a la nueva lnea en 60 kV L-6559Oquendo-Nueva Quimpac, los cuales permitirn posteriormente realizar la configuracin,

programacin y ajustes de los nuevos rels de proteccin proyectados para dicha lnea y en casolos hubiera los cambios de ajustes necesarios en los dispositivos de proteccin existentes en elsistema de transmisin del rea de influencia del proyecto, de tal forma que se tenga un sistema de

protecciones que acten bajo los principios bsicos de rapidez de operacin y selectividad anteperturbaciones que puedan ocurrir en las diferentes condiciones de operacin del sistema.

2.

OBJETIVODeterminar los ajustes del sistema de protecciones de la nueva lnea de transmisin en 60 kV L-6559 Oquendo-Nueva Quimpac, conformado por rels multifuncin SIEMENS 7SD522(proteccin diferencial de lnea 87L y proteccin de sobrecorriente de respaldo).


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3.

CONCLUSIONESYRECOMENDACIONES3.1 CONCLUSIONESGENERALES

a)La filosofa de proteccin implementada en las instalaciones pertenecientes al proyectocumplen con los requisitos mnimos establecidos por el COES y la tecnologa de estos equiposasegura que se tenga un sistema de protecciones que acta bajo los principios bsicos derapidez, selectividad, seguridad y confiabilidad ante eventos o perturbaciones que puedanocurrir bajo diferentes condiciones de operacin de la red sin afectar la integridad del Sistemade Subtransmisin en 60 kV de EDELNOR y la continuidad del suministro elctrico a la nueva

planta de Quimpac.

b)La lnea de transmisin en 60 kV L-6559 Oquendo-Nueva Quimpac, en ambos extremos estarequipada con los siguientes dispositivos de proteccin:

S.E. OQUENDO

SIEMENS 7SD522 : Proteccin Principal (87L, 50/51, 67N, 50SOTF, 27/59)SIEMENS 7SD522 : Proteccin Principal (87L, 50/51, 67N, 50SOTF, 27/59)

S.E. NUEVA QUIMPAC

SIEMENS 7SD522 : Proteccin Secundaria (87L, 50/51, 50N/51N, 50SOTF, 27/59)SIEMENS 7SD522 : Proteccin Secundaria (87L, 50/51, 50N/51N, 50SOTF, 27/59)

c)Para el anlisis de la coordinacin de protecciones se ha considerado el escenario hidrolgicoEstiaje del ao 2014 en la condicin de mxima demanda, ya que en este escenario se presentael mayor nivel de corriente de cortocircuito.

d)Anualmente el COES-SINAC propone un Esquema de Rechazo Automtico de Carga porMnima Frecuencia, el cual deber ser implementado en los rels de proteccin de losalimentadores en 22.9 kV de la Nueva Planta de Quimpac al ao de iniciada la operacin de la

planta concentradora, a fin de mantener la seguridad del suministro ante una contingencia

severa (prdida de un gran bloque de generacin en el SEIN) evitando de este modo laexposicin prolongada de los equipos del SEIN a variaciones de frecuencia que pueden afectarla vida til de los mismos.


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4. DESCRIPCIONDELPROYECTO

a. LINEA DE TRANSMISION EN 60 kV

El proyecto comprende la puesta en operacin de una nueva lnea de transmisin en 60 kV de0.72 kilmetros entre las subestaciones de Oquendo y la subestacin principal de la nueva

planta de Quimpac (L-6559), as como la ampliacin del sistema de barras para el montaje de lacelda de salida en 60 kV de la subestacin Oquendo.

Se tendr en cuenta las siguientes caractersticas para el proyecto de la nueva lnea detransmisin en 60 kV L-6559:

Tramo : SubterrneoNmero de ternas : SimpleLongitud aproximada Red Subterrnea : 720 mCable : XLPE 35/60 (72.5) kV Cu 500 mm2

Igualmente como parte del proyecto se implementar un enlace de fibra ptica subterrnea parala proteccin diferencial entre las subestaciones de transformacin Oquendo y Nueva Quimpac.El cable de fibra ptica estar constituido por 24 fibras pticas monomodo.

El cable de fibra ptica, se instalar en forma subterrnea a travs de un sistema decanalizacin compartida con la lnea de alta tensin de 60kV y siguiendo la ruta proyectadaentre la SET Oquendo y la nueva SET Quimpac.

b. SUBESTACION NUEVA QUIMPAC


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La nueva subestacin de Quimpac, cuya configuracin del sistema de barras en 60 kV es deltipo simple barra, contar con las siguientes celdas en 60 kV:

- 1 celda de llegada de la lnea subterrnea L-6559 de Oquendo.- 2 celdas de los transformadores:T1 60/22.9kV de 12.5-15 MVA ONAN-ONAF y T2 60/60kV de 26.71 MVA.

- 1 celda para el filtro capacitivo de 5 MVAR.

Los transformadores que alimentan al puente rectificador AC/DC de 6 pulsos tienen lassiguientes caractersticas:

Autotransformador de regulacin 60/60 kV de 26.71 MVA, YNy0.Transformador 60/0.545/0.545 kV 28.2/14.1/14.1 MVA, Dd10 Dy11.

5. DESCRIPCIONDELSISTEMAELECTRICO

QUIMPAC AMPLIACION QUIMPAC

SE CHAVARRIA 60KV

SE CHILLON 60KV

SE OQUENDO 60KV

SE TOMAS VALLE

L-626A

3.7

40km

L-626B

0.9

10km

L-61

7

6.9

41

km

L-699

7.5

40km

L-6537.480 km

L705

1.0

00km

G~

C.T SDF

37.000 MVA

L-618

8.2

97km

L-6559

0.7

20km

L-65586.300 km


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a. DESCRIPCION DE LA SUBESTACION OQUENDO

La subestacin se ubica en una zona industrial al norte del Callao, pertenece a la empresadistribuidora Edelnor. El sistema de barras en 60 kV y las respectivas caldas estn instalados enel interior y en un solo nivel; los transformadores y celdas de 10 kV y 20 kV se ubican en elexterior.

La configuracin del sistema de barras en 60 kV es del tipo doble barra con celda paraacoplamiento de barras. Las ocho celdas estn equipadas y ocupadas; sin embargo existe,adyacente al edificio, otra sala con capacidad para seis (06) celdas ms.

Las salidas en 60 kV existentes son:

- 3 celdas de salidas a lneas areas: L-618, L-653 y L-6990- 2 celdas de los transformadores: TR1 60/10kV de 25 MVA y TR2 60/20/10kV de 40 MVA.- 1 celda para el acoplamiento de barras.- 2 celdas correspondientes a las lneas L-704 y L-705 con salidas por cable subterrneo.

El sistema de distribucin en media tensin est constituido por dos conjuntos de celdasmetlicas blindadas, del tipo metal-clad, instaladas en el exterior, conformadas las celdas de 10kV de la siguiente manera:

- 18 celdas en 10 kV a salidas de redes de distribucin subterrneas

- 1 celda para el banco de compensacin reactiva de 4.8 MVAR- 2 celdas de los transformadores TR1 y TR2- 1 celda, vaca, para la conexin del tercer transformador TR3- 2 celdas de acoplamiento longitudinal de barras- 3 celdas para la medicin de tensin de barras- 1 celda del transformador de servicios auxiliares

Las celdas de 20 kV estn conformadas de la siguiente manera:

- 2 celdas en 20 kV a salidas de redes de distribucin subterrneas- 1 celda del transformador TR2

- 1 celda para la medicin de tensin de barras

La subestacin tiene un banco de bateras de 110 Vcc y 48 Vcc.

b. AMPLIACON DE LA SUBESTACION OQUENDO

En el ao 2013 se tiene previsto las siguientes ampliaciones para la S.E. Oquendo:

- Reemplazo del transformacin de 60/10 kV por un transformador 60/20/10 kV de 40 MVA.

- Nueva lnea area en 60 kV L-6558 Chilln-Oquendo, de 6.3 km, AAAC 304 mm2.

- Nueva lnea subterrnea en 60 kV L-6559 Oquendo-Quimpac, de 0.72 km, Cu 500 mm2.


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6. DATOSUTILIZADOS

6.1

SISTEMAELECTRICOINTERCONECTADONACIONAL

La informacin del sistema elctrico interconectado nacional fue suministrada por el organismooperador (COES-SINAC), en formato *.pfd (archivo generado por el programa Digsilent PowerFactory), en el cual se encuentra la siguiente informacin:

Modelo de red del SEIN para el ao 2014. Biblioteca de los equipos con sus parmetros elctricos, capacidad nominal de transmisin de

las lneas, potencia nominal de los transformadores de potencia y generadores sncronos delSEIN.

Despachos de generadores y distribucin de demandas del SEIN para el ao 2014, para losescenarios hidrolgicos de avenida y estiaje en mxima demanda y mnima demandarespectivamente.

Equipos de compensacin reactiva del SEIN. Motores sncronos y asncronos de las plantas de algunas compaas mineras.

En dicho archivo las demandas de las empresas distribuidoras estn reflejadas a las barras demedia tensin de las subestaciones de distribucin y estn especificadas mediante la potenciaactiva y el respectivo factor de potencia.

6.2

DOCUMENTOSDEREFERENCIA

Para el desarrollo del presente informe se tomaron como referencia los siguientes documentos:

Anlisis de flujos de potencia y cortocircuito-LT 60 kV Oquendo-Nueva QuimpacInforme EDP-079-13 Rev A EDP PROYECTOS S.A.C.

Estudio de Pre Operatividad - Lnea 60 kV SET Quimpac-SET Oquendo.Informe QUIMP-IEBP-BASI-D301 (Rev. 2)

Memoria de seleccin de Cable - Cable Subterrneo 60 kV SET Quimpac SET Oquendo.Informe QUIMP-IEBP-DISE-D204 (Rev. 1)

6.3 HERRAMIENTACOMPUTACIONAL

Los resultados de los niveles de corriente de cortocircuito que se han utilizado exclusivamentepara la coordinacin de los rels, se obtuvieron mediante la ayuda del programa de anlisis desistemas elctricos de potencia, Digsilent Power Factory Versin 14.516 en base a la cualtambin se efectuaron los grficos de selectividad para la proteccin de sobrecorriente.


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7. DESCRIPCIONDELSISTEMADEPROTECCIONES

A.AMPLIACION SUBESTACION OQUENDO

La nueva celda en 60 kV correspondiente a la lnea de transmisin Oquendo-Nueva Quimpac,estar equipado con los siguientes dispositivos de proteccin:

Ubicacin Marca/Modelo Funciones Principales Tecnologa

Baha lnea L-6559Oquendo-Nueva Quimpac

SIEMENS7SD522

87L, 21/21N, 50/51, 67N,50SOTF

Numrica

SIEMENS

7SD522

87L, 21/21N, 50/51, 67N,

50SOTF

Numrica

El cdigo MLFB de los rels es: 7SD5225-5AB99-4HK0 + L0R + M2G

B.SUBESTACION NUEVA QUIMPAC

La subestacin proyectada de Nueva Quimpac contar con el siguiente sistema de proteccin:

Ubicacin Marca/Modelo Funciones Principales Tecnologa

Baha lnea L-6559Oquendo-Nueva Quimpac

SIEMENS

7SD522

87L, 21/21N, 50/51, 67N,

50SOTF Numrica

SIEMENS7SD522

87L, 21/21N, 50/51, 67N,50SOTF

Numrica

SELSEL451

50/51, 50N/51N, 25 Numrica

Baha 60 kVTransformador 60/22.9 kV

SELSEL451

50/51, 50N/51N Numrica

SELSEL487E

87T,50/51, 50N/51N

Numrica

SEL751A


Baha 60 kVFiltro 5 MVAR

SELSEL451


THYTRONICNC20

50/51, 50N/51N,46, 27/59, 60

Numrica

Baha 60 kVTransformador

Rectificador 60/60 kV

SELSEL451



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8. PROTECCIONDELALINEADETRANSMISIONEN60KVL-6559

8.1.1

FILOSOFADEPROTECCINDELALNEAL-6559

La lnea de transmisin en 60 kV Oquendo-Nueva Quimpac, en ambos extremos estarequipada con los siguientes dispositivos de proteccin, tanto en Oquendo como en NuevaQuimpac:

S.E. OQUENDO

SIEMENS 7SD522 : Proteccin Principal (87L, 50/51, 67N, 50SOTF, 27/59)SIEMENS 7SD522 : Proteccin Principal (87L, 50/51, 67N, 50SOTF, 27/59)

S.E. NUEVA QUIMPAC

SIEMENS 7SD522 : Proteccin Secundaria (87L, 50/51, 50N/51N, 50SOTF, 27/59)SIEMENS 7SD522 : Proteccin Secundaria (87L, 50/51, 50N/51N, 50SOTF, 27/59)

A continuacin se enumera los principales criterios a tomar en cuenta para ajustar los rels deproteccin de la lnea:

a)La proteccin de la lnea lo conforman 2 rels redundantes numricos multifuncinSIEMENS 7SD522 cuya funcin de proteccin principal es la diferencial de lnea 87L, encuyo ajuste se toma en cuenta las diferentes relaciones de transformacin de los

transformadores de corriente de los extremos.

b)Se tiene como medio de comunicacin la fibra ptica entre los rels SIEMENS 7SD522 deambos extremos de la lnea, dedicadas a la proteccin diferencial de lnea.

c)La proteccin diferencial para lneas de transmisin cumple de manera general con lossiguientes criterios:

Posee selectividad absoluta ante fallas en la lnea protegida.

Estabilidad ante falla externa (saturacin de transformadores de corriente).

Estabilidad ante condiciones incrementales de carga.


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El rel diferencial 7SD522 toma como referencia los errores de los transformadores de

corriente para el clculo de la corriente de restriccin, la caracterstica de operacin semuestra en el siguiente grfico:

d)La corriente de arranque de la proteccin diferencial de lnea deber ser mayor a la corrientecapacitiva de carga y menor a la mnima corriente de falla:

Icapacitiva < Id < Icorto min.

Para brindar una mayor sensibilidad se deber verificar el umbral propuesto, para quepermita detectar fallas bifsicas y monofsicas con resistencia de falla de 5 Ohm y 25 Ohmen el extremo remoto respectivamente.

e)Para cables y lneas areas con longitudes menores a 6 km y 100 km respectivamente no esnecesaria tomar en cuenta en los clculos la corriente capacitiva por representar de pequeamagnitud comparada con la corriente de carga.

f) Por tratarse de una lnea corta (720 m) no se habilita la proteccin de distancia, a ello hayque agregarle que las reactancias de los cables son menores en magnitud a las reactancias deuna lnea area.

g)Normalmente las protecciones de sobrecorriente de respaldo se activan en casos de

emergencia (cuando se pierde la comunicacin entre rels o la referencia de tensin), en estecaso en particular donde no se habilita la funcin de distancia las protecciones desobrecorriente estarn permanentemente activadas.

h)El terminal Nueva Quimpac se considera como fuente dbil, por ello, en los rels sehabilitar el interdisparo (breaker intertrip), que permite transmitir el comando de disparogenerado por la proteccin diferencial local al terminal remoto de la lnea protegida.

i) Se habilita tanto en la proteccin principal como en la proteccin secundaria la funcin decierre en falla (50SOTF) los cuales tienen la misma lgica de operacin, en el cual seutilizar, a parte de la supervisin por sobrecorriente, la posicin del interruptor local yremoto.

8.1.2 PRINCIPALESDATOSDELALNEAL-6559

TRANSFORMADORES DE MEDIDA


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Los datos de los transformadores de medida en las subestaciones de Oquendo y NuevaQuimpac, asociados a la lnea de transmisin en 60 kV L-6559 Oquendo-Nueva Quimpac, son

los siguientes:

TRANSFORMADOR DE MEDIDA S.E. OQUENDOS.E. NUEVAQUIMPAC

Transformador de corriente de lnea (CT) 1200/5 A 600/1 ATransformador de tensin de lnea (VT) 603 / 0.113 kV 603 / 0.103 kVTransformador de tensin de barra (VT Aux) 603 / 0.113 kV 603 / 0.103 kVRelacin de Impedancia (VT/CT) 2.27 1.00

IMPEDANCIA DE CARGA

LINEA DE TRANSMISION Oquendo-Nueva QuimpacTensin Nominal (Vn) 60 kVCapacidad de transmisin permanente 59.14 MVAImpedancia de carga a 0.85Vn 43.98

PARAMETROS ELECTRICOS DE LA LINEA

Los principales parmetros elctricos de la lnea son:

Valor Und. Valor Und. Valor Und.

Longitud de la lnea L 0.72 km 0.720 km 0.720 km

0.04900 /km

0.03528 0.016 0.035

0.21600 /km

0.15552 0.0685 0.1555

Magnitud impedancia de secuencia positiva Z1 0.15947 0.070 0.159

Angulo de impedancia de secuencia posit iva < Z1 77.22 77 77

0.22700 /km

0.16344 0.072 0.163

2.13300 /km

1.53576 0.677 1.536

Magnitud impedancia de secuencia cero Z0 1.54443 0.680 1.544

Angulo de impedancia de secuencia cero < Z0 83.93 84 84

Magni tud factor de compensacin de secuencia cero K0 2.90 2.90 2.90

Angulo factor de compensacin de secuencia cero < K0 7.48 7 7

RE/RL RE/RL 1.21 1.21 1.21

XE/XL XE/XL 2.96 2.96 2.96

101.78760 S/km

73.28707 S 166.3617 S 73.2871 S

101.78760 S/km

73.28707 S 166.3617 S 73.2871 S

0.00000 /km

0.00000 0.000 0.000

0.00000 /km

0.00000 0.000 0.000

Parmetro

SECUNDARIO

SE OQUENDO SE NUEVA QUIMPAC

Susceptancia de secuencia positiva B1

PRIMARIOLINEA 60 KV OQUENDO-NUEVA QUIMPAC

Resistencia de secuencia positiva

Reactancia de secuencia positiva

Resistencia de secuencia cero

Reactancia de secuencia cero

R0

X0

R1

X1

Susceptancia de secuencia cero

Resistencia mutua de secuencia cero

Reactancia mutua de secuencia cero Xm0

Rm0

B0

Factor de compensacin de secuencia cero: K0 = (Z0-Z1)/3Z1

8.1.3

MEMORIADECLCULOLa memoria de clculo de los rels diferenciales de lnea ubicados en ambos extremos de lalnea L-6559 muestra en los Anexos 1 y 2.


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9. ANLISISDELASPROTECCIONESDESOBRECORRIENTE

9.1

CRITERIOSYMETODOLOGIAEMPLEADA

La determinacin de los ajustes de las protecciones de sobrecorriente de fases se efectuteniendo en cuenta los siguientes criterios generales:

La proteccin de sobrecorriente de fases generalmente se emplea como proteccin derespaldo, es decir deben estar ms temporizadas que la proteccin principal (protecciones dedistancia y diferenciales).

Corriente de operacin, ha sido ajustado de manera que la corriente de carga mxima fluyasin problema alguno. La corriente de operacin se verifica para cortocircuitos bifsicos conresistencias de falla de 5 ohmios.

Temporizacin, la caracterstica de operacin es de tiempo inverso.

Tiempo Definido o Instantneo, estas etapas sern habilitadas de manera que contribuyan ala mejora de la selectividad o para obtener menores tiempos de operacin ante fallas entrefases prximas a la subestacin.

Las curvas de operacin de los rels deben necesariamente estar ubicados por debajo de lacurva de dao trmico y mecnico del transformador de potencia y por encima de los valores

de las corrientes de energizacin que se estiman en base a la siguiente clasificacin:Para transformadores mayores a 2.5 MVA, en 10 veces la corriente nominalPara transformadores menores o iguales a 2.5 MVA, en 8 veces la corriente nominalCon un tiempo de duracin aproximado de 100 ms.

El intervalo de tiempo de coordinacin entre rels de proteccin de sobrecorriente esconsiderado aproximadamente de 200 ms a 300 ms, determinado principalmente por eltiempo de actuacin del rel ms interruptor, con un margen de seguridad para compensarlos errores que pudieran haber en los valores estimados de corriente de falla, tiempo deoperacin de los rels y errores en los transformadores de corriente.

En todos los casos el criterio mnimo a satisfacer ha sido que para toda falla consideradaexista un dispositivo de proteccin principal y por lo menos uno ms de respaldo que seancapaces de detectar la falla y eliminarla.

La determinacin de los ajustes de las protecciones de sobrecorriente de tierra se efectuteniendo en cuenta los siguientes criterios generales:

La proteccin de sobrecorriente de tierra generalmente se emplea como proteccin derespaldo, es decir deben estar ms temporizadas que la proteccin principal (protecciones dedistancia y diferenciales).

Corriente de operacin, se ha considerado entre el 10 y 40% de la corriente nominalprimaria de los transformadores de corriente y el 10% de la mxima corriente decortocircuito monofsico. La corriente de operacin se verifica para cortocircuitos conresistencia de falla de 25 ohmios.


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Temporizacin, la caracterstica de operacin es de tiempo inverso.

Tiempo Definido o Instantneo, estas etapas sern habilitadas de manera que contribuyan ala mejora de la selectividad o para obtener menores tiempos de operacin ante fallas a tierra

prximas a la subestacin.

Las curvas de operacin de los elementos de sobrecorriente de tierra deben necesariamenteestar ubicados por debajo de las curvas de operacin de los elementos de sobrecorriente defases, dado que en la mayora de rels de proteccin, los elementos de sobrecorriente defases realizan la medicin por fase.

El intervalo de tiempo de coordinacin entre rels de proteccin de sobrecorriente esconsiderado aproximadamente de 200 ms a 300 ms, determinado principalmente por eltiempo de actuacin del rel ms interruptor, con un margen de seguridad para compensarlos errores que pudieran haber en los valores estimados de corriente de falla, tiempo deoperacin de los rels y errores en los transformadores de corriente.

En todos los casos el criterio mnimo a satisfacer ha sido que para toda falla consideradaexista un dispositivo de proteccin principal y por lo menos uno ms de respaldo que seancapaces de detectar la falla y eliminarla.

Para efectuar la coordinacin de las protecciones de sobrecorriente para fallas entre fases ytierra, se ha tomado en consideracin los ajustes actuales de las protecciones de sobrecorrienteasociadas a las lneas que convergen a la subestacin Oquendo L-618, L-699, L-653 y L-6558.

9.2 FILOSOFIADELASPROTECCIONESDESOBRECORRIENTE

En los rels SIEMENS 7SD522 se habilita como protecciones de respaldo funciones desobrecorriente de fases y tierra:

En el extremo de Oquendo se habilita la funcin de sobrecorriente de fases no direccional y lafuncin de sobrecorriente direccional de tierra.

En el extremo de Quimpac se habilita la funcin de sobrecorriente de fases no direccional y lafuncin de sobrecorriente no direccional de tierra.

Ajustes propuestos para las protecciones de sobrecorriente de fases

- En los rels de proteccin SIEMENS 7SD522 asociados a la lnea en 60 kV L-6559 yubicado en la subestacin Oquendo, se habilita dos etapas de tiempo definido, el primerumbral se ajusta a una corriente equivalente al 135% de la potencia instalada de lasubestacin Nueva Quimpac y una temporizacin de 600 ms, de tal forma que brinde untiempo de respaldo adecuado ante fallas en la barra de 22.9 kV de la S.E. Nueva Quimpac.El segundo umbral est ajustado de tal forma que es mayor a la corriente vista ante fallas en22.9 kV de la subestacin Quimpac y tiene una temporizacin de 300 ms y cubre fallas en lalnea L-6559 y en la barra de 60 kV de la subestacin Nueva Quimpac.

- En los rels de proteccin SIEMENS 7SD522 asociados a la lnea en 60 kV L-6559 yubicado en la subestacin Nueva Quimpac, se habilita dos etapas de tiempo definido, se haajustado en forma idntica a los rels ubicados en el extremo de Oquendo para reducir los


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tiempos de despeje de fallas ya que aguas arriba los tiempos de las zonas de respaldo (zona 2y zona 3) de las protecciones de distancia ubicados en los extremos remotos de las lneas en60 kV que convergen a la S.E. Oquendo se encuentran temporizados en 300 ms y 600 ms

respectivamente.

- Cabe indicar que las protecciones de sobrecorriente de fases asociadas a las lneas en 60 kVque convergen a la subestacin Oquendo L-618, L-699, L-653 y L-6558 y ubicadas en losextremos remotos estn compuestos por una etapa de tiempo definido con unatemporizacin de 1.7 s, con los ajustes propuestos para las protecciones de sobrecorriente defases de los rels de la lnea en 60 kV L-6559 claramente se mantiene la selectividad de losmismos ante fallas en las instalaciones del proyecto.

En el siguiente cuadro se muestra en forma resumida los ajustes propuestos para los elementosde sobrecorriente de fases a habilitar en los rels de proteccin asociados a la nueva lnea en60kV L-6559:

SOBRECORRIENTE DE FASESAJUSTES EN VALORES SECUNDARIOS

COD. RELE MODELO TC

TIEMPO INVERSO TIEMPO DEFINIDOAjuste Temporizado Ajuste Instantneo

I>TMS Curva

I>> t>> I>>> t>>>(A) (A) (s) (A) (s)

OQL6559_PSIEMENS7SD522

1200/5 -- -- -- 2.25 0.6 18.75 0.3

OQL6559_SSIEMENS7SD522

1200/5 -- -- -- 2.25 0.6 18.75 0.3

QPL6559_PSIEMENS7SD522

600/1 -- -- -- 0.90 0.6 7.50 0.3

QPL6559_S SIEMENS7SD522 600/1 -- -- -- 0.90 0.6 7.50 0.3

Donde:

OQL6559_P: Elemento de sobrecorriente de fases 50/51 habilitado en el rel deproteccin principal SIEMENS 7SD522, asociado a la lnea en 60 kV L-6559 y ubicado en la S.E. Oquendo.

OQL6559_S: Elemento de sobrecorriente de fases 50/51 habilitado en el rel deproteccin secundaria SIEMENS 7SD522, asociado a la lnea en 60 kV L-6559 y ubicado en la S.E. Oquendo.

QPL6559_P: Elemento de sobrecorriente de fases 50/51 habilitado en el rel deproteccin principal SIEMENS 7SD522, asociado a la lnea en 60 kV L-6559 y ubicado en la S.E. Nueva Quimpac.

QPL6559_S: Elemento de sobrecorriente de fases 50/51 habilitado en el rel deproteccin secundaria SIEMENS 7SD522, asociado a la lnea en 60 kV L-6559 y ubicado en la S.E. Nueva Quimpac.


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100 1000 10000 100000 1000000[pri.A]0.01

0.1

1

10

100

1000

[s]

60.00 kV

Cubicle_S0.1.1\SEL 351_L618 Cub_5\7SA522_L699

Cub_6\SEL 451_L653 Cub_11\SEL 451_L6558

Cub_16\7SD522_L6559_OQ Cub_2\7SD522_L6559_QP

7SA522_L699DefiniteIpset: 1.80 sec.ATpset: 1.70

7SD522_L6559_QPDefiniteIpset: 0.90 sec.ATpset: 0.60

SEL 451_L6558Ipset: 2.25 sec.ATset: 1.70 s

7SD522_L6559_QPIpset: 7.50 sec.ATset: 0.30 s



7SD522_L6559_OQIpset: 18.75 sec.ATset: 0.30 s

7SD522_L6559_OQDefiniteIpset: 2.25 sec.ATpset: 0.60

fallaTrifasicaBarra60kVQuimpac

0.300 s

1.700 s

fallaTrifasicaBarra60kVQuimpac

0.300 s

1.700 s

fallaTrifasicaBarra22.9kVQuimpac

0.600 s

1.700 s

fallaTrifasicaBarra22.9kVQuimpac

0.600 s

1.700 s

DIgSILENT

Curva caracterstica tiempo-corriente Fases


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Ajustes propuestos para las protecciones de sobrecorriente de tierra

- Para fallas a tierra tambin es fuente de corrientes homopolares el transformador de potencia60/22.9 kV de la S.E. Nueva Quimpac cuyo devanado de 60 kV se encuentra conectado enestrella y slidamente aterrado; por lo tanto esta caracterstica es tomado en cuenta para laasignacin de la direccionalidad y la determinacin de los ajustes en las protecciones desobrecorriente de tierra.

- En los rels de proteccin SIEMENS 7SD522 asociados a la lnea en 60 kV L-6559 yubicado en la subestacin Oquendo, se habilita dos etapas de tiempo definido, el primerumbral se ajusta a una corriente equivalente al 15% de la corriente nominal primaria delrespectivo transformador de corriente y una temporizacin de 600 ms, de tal forma que

brinde un tiempo de respaldo adecuado ante fallas en la barra de 60 kV delautotransformador del circuito rectificador de la S.E. Nueva Quimpac. El segundo umbralest ajustado de tal forma que es mayor a la corriente vista ante fallas en el secundario delautotransformador rectificador 60/60 kV y tiene una temporizacin de 300 ms y cubre fallasen la lnea L-6559 y en la barra de 60 kV de la subestacin Nueva Quimpac. Las dos etapasde tiempo definido sern direccionales y cortarn slo los aportes del sistema a la corrientede falla en la lnea protegida o en la barra de 60 kV de la S.E. Nueva Quimpac.

- En los rels de proteccin SIEMENS 7SD522 asociados a la lnea en 60 kV L-6559 yubicado en la subestacin Nueva Quimpac, se habilita dos etapas de tiempo definido, el

primer umbral se ajusta a una corriente equivalente al 15% de la corriente nominal primaria

del respectivo transformador de corriente y una temporizacin de 1.7 s, de tal forma quebrinde un tiempo de respaldo adecuado ante fallas en la barra de 60 kV de la subestacinOquendo. El segundo umbral est ajustado de tal forma que es mayor a la corriente vistaante fallas en la barra de 60 kV de la S.E. Oquendo y tiene una temporizacin de 300 ms yslo cubre fallas en la barra de 60 kV de la subestacin Nueva Quimpac. Las dos etapas detiempo definido sern no direccionales, la primera etapa ms temporizada cortar los aportesdel transformador 60/22.9 kV a la corriente de falla en 60 kV y la segunda etapa menostemporizada cortar los aportes del sistema a la corriente de falla en la barra de 60 kV de laS.E. Nueva Quimpac

- Cabe indicar que las protecciones de sobrecorriente de tierra asociadas a las lneas en 60 kV

que convergen a la subestacin Oquendo L-618, L-699, L-653 y L-6558 y ubicadas en losextremos remotos, estn compuestos por una etapa de tiempo definido con unatemporizacin de 1.7 s, con los ajustes propuestos para las protecciones de sobrecorriente defases de los rels de la lnea en 60 kV L-6559 claramente se mantiene la selectividad de losmismos ante fallas en las instalaciones del proyecto.

En el siguiente cuadro se muestra en forma resumida los ajustes propuestos para los elementosde sobrecorriente de tierra a habilitar en los rels de proteccin asociados a la nueva lnea en60kV L-6559:


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SOBRECORRIENTE DE TIERRAAJUSTES EN VALORES SECUNDARIOS

COD. RELE MODELO TC

TIEMPO INVERSO TIEMPO DEFINIDOAjuste Temporizado Ajuste Instantneo

Io>TMS Curva

Io>> to>> Io>>> to>>>(A) (A) (s) (A) (s)

OQL6559_PSIEMENS7SD522

1200/5 -- -- -- 0.75 0.6 17.00 0.3

OQL6559_SSIEMENS7SD522

1200/5 -- -- -- 0.75 0.6 17.00 0.3

QPL6559_PSIEMENS7SD522

600/1 -- -- -- 0.15 1.7 6.80 0.3

QPL6559_SSIEMENS7SD522

600/1 -- -- -- 0.15 1.7 6.80 0.3

Donde:

OQL6559_P: Elemento de sobrecorriente de tierra direccional 67N habilitado en el relde proteccin principal SIEMENS 7SD522, asociado a la lnea en 60 kVL-6559 y ubicado en la S.E. Oquendo.

OQL6559_S: Elemento de sobrecorriente de tierra direccional 67N habilitado en el relde proteccin secundaria SIEMENS 7SD522, asociado a la lnea en 60 kVL-6559 y ubicado en la S.E. Oquendo.

QPL6559_P: Elemento de sobrecorriente de tierra no direccional 50N/51N habilitado enel rel de proteccin principal SIEMENS 7SD522, asociado a la lnea en60 kV L-6559 y ubicado en la S.E. Nueva Quimpac.

QPL6559_S: Elemento de sobrecorriente de tierra no direccional 50N/51N habilitado enel rel de proteccin secundaria SIEMENS 7SD522, asociado a la lnea en60 kV L-6559 y ubicado en la S.E. Nueva Quimpac.


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10 100 1000 10000 100000 1000000[pri.A]0.01

0.1

1

10

100

[s]

60.00 kV

Cubicle_S0.1.1\SEL 351_L618 Cub_5\7SA522_L699

Cub_6\SEL 451_L653 Cub_11\SEL 451_L6558

Cub_16\7SD522_L6559_OQ Cub_2\7SD522_L6559_QP


7SD522_L6559_QPDefiniteIpset: 0.15 sec.ATpset: 1.70

SEL 451_L653

Ipset: 0.16 sec.ATset: 1.70 s


7SA522_L699Ipset: 0.26 sec.ATset: 1.70 s

7SD522_L6559_QPIpset: 6.80 sec.ATset: 0.30 s

7SD522_L6559_OQIpset: 0.75 sec.ATset: 0.60 s

7SD522_L6559_OQDefiniteIpset: 17.00 sec.A

Tpset: 0.30

Falla1F-Tbarra60kVTraforectific

ador

0.600 s

1.700 s

Falla1F-Tbarra60kVTraforectific

ador

0.600 s

1.700 s

Falla1F-Tbarra60kVQuimpac

0.300 s

1.700 s

Falla1F-Tbarra60kVQuimpac

0.300 s

1.700 s

Falla1F-Tbarra60kVOqu

endo

0.600 s

1.700 s

Falla1F-Tbarra60kVOqu

endo

0.600 s

1.700 s

DIgSILENT

Curva caracterstica tiempo-corriente Tierra


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10. PROTECCIONESDETENSION(27,59)

10.1

PROTECCIONDESOBRETENSIN(59)

Las sobretensiones permanentes se producen por prdidas sbitas de carga lneas largas envaci, si el transformador est operando cerca al codo de saturacin, un leve incremento detensin puede ocasionar corrientes de excitacin grandes y una excesiva densidad de flujomagntico, con el consiguiente calentamiento del ncleo del transformador.

Se habilitar esta funcin de proteccin en los rels de proteccin SIEMENS 7SD522 asociadaa la lnea de transmisin en 60 kV Oquendo-Nueva Quimpac, los ajustes propuestos son lossiguientes:

Umbral de alarma: 110% UNTiempo de operacin: 5 segundosCaracterstica: Tiempo Definido

Umbral de disparo: 115% UNTiempo de operacin: 3 segundosCaracterstica: Tiempo Definido

10.2 AJUSTEDELAPROTECCIONDEMINIMATENSION(27)

La funcin de mnima tensin se ha implementado con el propsito de registrar las cadas detensin ante fallas externas y para evitar la operacin a tensiones bajas de los motores de lanueva planta de Quimpac ante colapsos de tensin del sistema.

Se habilitar esta funcin de proteccin en los rels de proteccin SIEMENS 7SD522 asociadaa la lnea de transmisin en 60 kV Oquendo-Nueva Quimpac, los ajustes propuestos son lossiguientes:

Umbral de alarma: 85% UNTiempo de operacin: 5 segundosCaracterstica: Tiempo Definido

Umbral de disparo: 70% UNTiempo de operacin: 3 segundosCaracterstica: Tiempo Definido

Las tensiones supervisadas son las tensiones de fase-tierra y la condicin de operacin es quelas tres tensiones (Van, Vbn y Vcn) alcancen el 70% de la tensin nominal de fase.

Informe EDP-080-13 ECP LT 60 KV L-6559 Oquendo-Nueva Quimpac

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