• No se han encontrado resultados

Informe de Coordinación de Protecciones con el Sofware ETAP, Para los Servicios Auxiliares AC de una Central Hidroeléctrica

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2020

Share "Informe de Coordinación de Protecciones con el Sofware ETAP, Para los Servicios Auxiliares AC de una Central Hidroeléctrica"

Copied!
152
0
0

Texto completo

(1)

INFORME DE COORDINACIÓN DE PROTECCIONES CON EL SOFTWARE ETAP, PARA LOS SERVICIOS AUXILIARES AC DE UNA CENTRAL HIDROELÉCTRICA

ESNEIDER ANDRES VARGAS RUIZ. COD. 20161372061

MAIKOLL HERNAN OSPINA USAQUEN. COD. 20161372066

UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS

INGENIERIA EN ELECTRICIDAD

BOGOTÁ D.C.

(2)

INFORME DE COORDINACIÓN DE PROTECCIONES CON EL SOFTWARE ETAP, PARA LOS SERVICIOS AUXILIARES AC DE UNA CENTRAL

HIDROELÉCTRICA 2

INFORME DE COORDINACIÓN DE PROTECCIONES CON EL SOFTWARE ETAP, PARA LOS SERVICIOS AUXILIARES AC DE UNA CENTRAL HIDROELÉCTRICA

ESNEIDER ANDRES VARGAS RUIZ. COD. 20161372061

MAIKOLL HERNAN OSPINA USAQUEN. COD. 20161372066

Trabajo de grado para optar al título Ingeniero en electricidad

Directora del proyecto

Ing. Diego Gil.

UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS

TECNOLOGÍA EN ELECTRICIDAD

BOGOTÁ D.C.

(3)

INFORME DE COORDINACIÓN DE PROTECCIONES CON EL SOFTWARE ETAP, PARA LOS SERVICIOS AUXILIARES AC DE UNA CENTRAL

HIDROELÉCTRICA 3

Nota de aceptación

Ing. Diego Giral. Director del proyecto

Jurado 1

(4)

INFORME DE COORDINACIÓN DE PROTECCIONES CON EL SOFTWARE ETAP, PARA LOS SERVICIOS AUXILIARES AC DE UNA CENTRAL

HIDROELÉCTRICA 4

Agradecimientos

Los autores de este documento expresan sus agradecimientos a:

(5)

INFORME DE COORDINACIÓN DE PROTECCIONES CON EL SOFTWARE ETAP, PARA LOS SERVICIOS AUXILIARES AC DE UNA CENTRAL

HIDROELÉCTRICA 5

Tabla de contenido

1. RESUMEN _____________________________________________________________________ 14

2. INTRODUCCIÓN ________________________________________________________________ 15

3. OBJETIVOS ___________________________________________________________________ 16

3.1. OBJETIVOS GENERALES ______________________________________________________ 16

3.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS _____________________________________________________ 16

4. MARCO TEORICO ______________________________________________________________ 16

4.1. COORDINACION DE PROTECCIONES. ____________________________________________ 16

4.1.1. SENSIBILIDAD _____________________________________________________________ 16

4.1.2. SELECTIVIDAD ____________________________________________________________ 16

4.1.3. RAPIDEZ _________________________________________________________________ 17

4.2. TIPOS DE COORDINACIONES ___________________________________________________ 17

4.2.1. COORDINACIÓN POR CORRIENTE_____________________________________________ 17

4.2.2. COORDINACIÓN POR TIEMPO ________________________________________________ 18

4.2.3. COORDINACIÓN POR TIEMPO Y CORRIENTE. ___________________________________ 19

5. INDAGACIÓN INFORMACIÓN TÉCNICA, SERVICIOS AUXILIARES AC. _____________________ 19

5.1. UNIDADES DE ALIMENTACIÓN __________________________________________________ 19

5.1.1. ALIMENTACIÓN UNO (UNIDADES GENERADORAS). ______________________________ 19

5.1.2. ALIMENTACIÓN DOS (SUBESTACION, RED DE MEDIA TENSION). ___________________ 20

5.1.3. ALIMENTACIÓN TRES (GRUPOS ELECTROGENOS). ______________________________ 20

5.2. CARGAS QUE HACEN PARTE DE LA CENTRAL HIDROELÉCTRICA. ____________________ 21

5.3. DISTRIBUCIÓN E INFORMACIÓN TÉCNICA DE CADA TIPO DE CARGA. _________________ 22

5.3.1. TDP1-BT __________________________________________________________________ 22

5.3.2. TDP2-BT __________________________________________________________________ 23

5.3.3. TSAAV ___________________________________________________________________ 23

5.3.4. TSAAVAT _________________________________________________________________ 25

5.3.4.1. TRANSFORMADOR _______________________________________________________ 25

5.3.4.2. CARGAS__________________________________________________________________ 25

5.3.5. TSDAF ___________________________________________________________________ 27

5.3.6. TSDAFAT _________________________________________________________________ 28

(6)

INFORME DE COORDINACIÓN DE PROTECCIONES CON EL SOFTWARE ETAP, PARA LOS SERVICIOS AUXILIARES AC DE UNA CENTRAL

HIDROELÉCTRICA 6

5.3.6.2. CARGAS__________________________________________________________________ 29

5.3.7. TSAG ____________________________________________________________________ 29

5.3.8. TSAU-01 __________________________________________________________________ 31

5.3.9. TSAU-02 __________________________________________________________________ 35

5.3.10. TSM _____________________________________________________________________ 39

5.3.10.1. TRANSFORMADOR _______________________________________________________ 39

5.3.10.2. CARGAS________________________________________________________________ 39

5.4. CONDUCTORES ______________________________________________________________ 41

5.5. TRANSFORMADORES DE CORRIENTE CT´S _______________________________________ 42

5.6. TRANSFORMADORES DE TENSIÓN PT´S _________________________________________ 42

6. SIMULACION ETAP. _____________________________________________________________ 43

6.1. FLUJOGRAMA METODOLOGIA PARA UTILIZACION DE ETAP PARA LA COORDINACION DE

PROTECCIONES ____________________________________________________________________ 43

6.2. METODOLOGIA PARA UTILIZACION DE ETAP PARA LA COORDINACION DE PROTECCIONES

45

6.3. AJUSTES DE LOS EQUIPOS DEL SISTEMA DE LOS SERICIOS AUXILIARES. _____________ 67

6.3.1. GENERADOR. _____________________________________________________________ 67

6.3.2. TRANSFORMADORES DE POTENCIA. __________________________________________ 71

6.3.3. TRRANSFORMADORES DE CORRIENTE. _______________________________________ 76

6.3.4. CONDUCTOR ______________________________________________________________ 78

6.3.5. INTERRUPTOR_____________________________________________________________ 80

6.3.6. CARGAS__________________________________________________________________ 84

6.3.7. RELE ____________________________________________________________________ 86

7. INFORME ESTUDIO COORDINACIÓN DE PROTECCIONES SERVICIOS AUXILIARES DE UNA

CENTRAL HIDRÁULICA.______________________________________________________________ 90

7.1. OBJETIVO __________________________________________________________________ 90

7.2. DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO _________________________________________________ 90

7.3. ALCANCE ___________________________________________________________________ 92

7.3.1. RECOLECCIÓN DE INFORMACIÓN_____________________________________________ 92

7.3.2. ANÁLISIS DE LA INFORMACIÓN_______________________________________________ 92

7.3.3. ANÁLISIS DE RESULTADOS __________________________________________________ 92

(7)

INFORME DE COORDINACIÓN DE PROTECCIONES CON EL SOFTWARE ETAP, PARA LOS SERVICIOS AUXILIARES AC DE UNA CENTRAL

HIDROELÉCTRICA 7

7.3.5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES _______________________________________ 92

7.4. CRITERIO DE AJUSTE DE PROTECCIÓN __________________________________________ 93

7.4.1. PROTECCIÓN DIFERENCIAL DE TRANSFORMADOR (ANSI 87T) _____________________ 93

7.4.1.1. CORRIENTE DE MAGNETIZACIÓN _____________________________________________ 93

7.4.1.3. FILTRO DE CORRIENTE DE SECUENCIA CERO __________________________________ 95

7.4.1.4. FUNCIÓN DE PROTECCIÓN DIFERENCIAL DE ALTO AJUSTE (ls-HS1) ________________ 96

7.4.2. PROTECCIÓN DE SOBRE-CORRIENTE TEMPORIZADA DE FASES (ANSI 51). ___________ 96

7.4.3. PROTECCIÓN DE SOBRE-CORRIENTE INSTANTÁNEA DE FASES (ANSI 50). ___________ 97

7.4.4. PROTECCIÓN SOBRE CORRIENTE TEMPORIZADA DE NEUTRO (ANSI 51N) ___________ 97

7.4.5. PROTECCIÓN SOBRE CORRIENTE INSTANTÁNEA DE NEUTRO (ANSI 50N)____________ 97

7.4.6. PROTECCIÓN SOBRECARGA TÉRMICA (ANSI 49T) _______________________________ 97

7.4.6.1. A TRAVÉS DE MEDICIÓN ____________________________________________________ 97

7.4.6.2. A TRAVÉS DE CÁLCULOS ___________________________________________________ 98

7.4.7. PROTECCIÓN SOBRETENSIÓN (ANSI 59) _______________________________________ 98

7.4.8. PROTECCIÓN SOBRETENSIÓN EN NEUTRO (59N) ________________________________ 98

7.4.9. PROTECCIÓN SUBTENSIÓN (ANSI 27) __________________________________________ 99

7.4.10. PROTECCIÓN FALLA INTERRUPTOR (ANSI 50BF) ________________________________ 99

7.4.11. PROTECCIÓN DISPARO DE BLOQUEO (ANSI 86) _________________________________ 99

7.5. ESTUDIOS DE FLUJO DE CARGA Y CORTOCIRCUITO ______________________________ 100

7.5.1. ESTUDIO DE FLUJO DE CARGA ______________________________________________ 100

7.5.1.1. ALIMENTACION DESDE LOS GENERADORES 1 Y 2.______________________________ 100

7.5.1.2. ALIMENTACION DESDE EL GRUPO ELECTROGENO _____________________________ 101

7.5.1.3. ALIMENTACION DESDE LA SUBESTACION (RED DE MEDIA TENSION 1 Y 2) __________ 101

7.5.2. ESTUDIO DE CORTOCIRCUITO. ______________________________________________ 101

7.5.2.1. FALLA TRIFASICA _________________________________________________________ 102

7.5.2.2. FALLA LINEA-TIERRA ______________________________________________________ 103

7.5.2.3. FALLA LINEA-LINEA _______________________________________________________ 103

7.5.2.4. FALLA LINEA-LINEA-TIERRA ________________________________________________ 104

7.6. AJUSTE DE PROTECCIONES __________________________________________________ 104

7.6.1. TABLEROS TDP1-BT Y TDP2-BT (RELÉ PTA-1,2 – MICOM P643) ____________________ 104

(8)

INFORME DE COORDINACIÓN DE PROTECCIONES CON EL SOFTWARE ETAP, PARA LOS SERVICIOS AUXILIARES AC DE UNA CENTRAL

HIDROELÉCTRICA 8

7.6.3. TABLEROS TDP1-BT Y TDP2- BT (RELE PTA-3 – MICOM P142) _____________________ 108

7.6.4. TABLEROS TDP1-BT Y TDP2-BT (SENSORES DE BAJO VOLTAJE – INTERRUPTOR E3N

ABB POR121/P-LSIG) _______________________________________________________________ 109

7.6.5. TABLERO TSM (RELÉ PTA-1 – MICOM P142)____________________________________ 109

7.6.6. TABLERO TSM (SENSOR DE BAJO VOLTAJE – INTERRUPTOR ABB X1B P331/PLSIG) __ 110

7.7. VERIFICACIÓN DE AJUSTES DE COORDINACIÓN DE PROTECCIONES ________________ 110

7.7.1. TRANSFORMADORES ALIMENTACION UNIDADES CENTRAL ______________________ 111

7.7.1.1. TA-U1 ___________________________________________________________________ 111

7.7.1.1.1. PROTECCIÓN ENTRE FASES (ANSI 50/51)____________________________________ 111

7.7.1.1.2. PROTECCIONES DE TIERRA (ANSI 50N/51N)__________________________________ 112

7.7.1.2. TA-U2 ___________________________________________________________________ 113

7.7.1.2.1. PROTECCIONES ENTRE FASES (ANSI 50/51) _________________________________ 113

7.7.1.2.2. PROTECCIONES DE TIERRA (ANSI 50N/51N)__________________________________ 114

7.7.2. TRANSFORMADORES ALIMENTACION SUBESTACION ___________________________ 115

7.7.2.1. TA1-MT __________________________________________________________________ 115

7.7.2.1.1. PROTECCIONES DE FASES _______________________________________________ 115

7.7.2.1.2. PROTECCIONES DE TIERRA_______________________________________________ 116

7.7.2.2. TA2-MT __________________________________________________________________ 117

7.7.2.2.1. PROTECCIONES ENTRE FASES ____________________________________________ 117

7.7.2.2.2. PROTECCIONES DE TIERRA_______________________________________________ 118

7.7.3. ALIMENTACION GRUPOS ELECTROGENOS ____________________________________ 119

7.7.3.1. UNIDAD 1 ________________________________________________________________ 119

7.7.3.1.1. PROTECCIONES ENTRE FASES ____________________________________________ 119

7.7.3.1.2. PROTECCIONES DE TIERRA_______________________________________________ 120

7.7.3.2. UNIDAD 2 ________________________________________________________________ 121

7.7.3.2.1. PROTECCIONES DE FASES _______________________________________________ 121

7.7.3.2.2. PROTECCIONES DE TIERRA_______________________________________________ 122

7.7.4. TRANSFORMADOR SERVICIOS MISCELANIOS (TSM) ____________________________ 123

7.7.4.1.1. PROTECCIONES ENTRE FASES ____________________________________________ 123

7.7.4.1.2. PROTECCIONES DE TIERRA_______________________________________________ 124

(9)

INFORME DE COORDINACIÓN DE PROTECCIONES CON EL SOFTWARE ETAP, PARA LOS SERVICIOS AUXILIARES AC DE UNA CENTRAL

HIDROELÉCTRICA 9

7.7.6. COORDINACIÓN TSAAV2-TDP2 ______________________________________________ 126

7.7.7. COORDINACIÓN TSAAVAT-TSAAV2 __________________________________________ 127

7.7.8. COORDINACIÓN TSDAF1-TDP1 ______________________________________________ 128

7.7.9. COORDINACIÓN TSDAFAT-TSDAF1___________________________________________ 129

7.7.10. COORDINACIÓN TSDAF2-TDP2 ______________________________________________ 130

7.7.11. COORDINACIÓN TSAG1-TDP1 _______________________________________________ 131

7.7.12. COORDINACIÓN TCDD1-TSAG1 ______________________________________________ 132

7.7.13. COORDINACIÓN TFCPL-TSAG1 ______________________________________________ 133

7.7.14. COORDINACIÓN TSCA1-TSAG1 ______________________________________________ 134

7.7.15. COORDINACIÓN TSAG2-TDP2 _______________________________________________ 135

7.7.16. COORDINACIÓN TCDD1-TSAG2 ______________________________________________ 136

7.7.17. COORDINACIÓN TSCA1-TSGA2 ______________________________________________ 137

7.7.18. COORDINACIÓN TSM-TSAG2 ________________________________________________ 138

7.7.19. COORDINACIÓN TFCPL-TSAG2 ______________________________________________ 139

7.7.20. COORDINACIÓN TSCA2-TSCA1 ______________________________________________ 140

7.7.21. COORDINACIÓN TSAU1-TDP1 _______________________________________________ 141

7.7.22. COORDINACIÓN TCSRU11-TSAU1 ____________________________________________ 142

7.7.23. COORDINACIÓN TSAU12-TDP2 ______________________________________________ 143

7.7.24. COORDINACIÓN TCSR1-TSAU12 _____________________________________________ 144

7.7.25. COORDINACIÓN TSAU2-TDP1 _______________________________________________ 145

7.7.26. COORDINACIÓN TCSRU2-TSAU2 _____________________________________________ 146

7.7.27. COORDINACIÓN TSAU22-TDP2 ______________________________________________ 147

7.7.28. COORDINACIÓN TCSR2-TSAU22 _____________________________________________ 148

7.8. RECOMENDACIONES ________________________________________________________ 149

7.9. ANEXOS ___________________________________________________________________ 150

7.9.1. UNIFILAR GENERAL _______________________________________________________ 150

7.9.2. FLUJO DE CARGA _________________________________________________________ 150

(10)

INFORME DE COORDINACIÓN DE PROTECCIONES CON EL SOFTWARE ETAP, PARA LOS SERVICIOS AUXILIARES AC DE UNA CENTRAL

HIDROELÉCTRICA 10

8. CONCLUSIONES ______________________________________________________________ 151

9. BIBLIOGRAFÍA ________________________________________________________________ 152

Figura 1. Coordinación por Corriente... 18

Figura 2. Coordinación por tiempo ... 18

Figura 3. Placa ca racterística transformador TA-U1 y TA-U2 ... 19

Figura 4. Placa ca racteristica transformador TA1-MT y TA2-MT ... 20

Figura 5. Distribución alimentación para el TDP1 ... 21

Figura 6. Unifila r Aducción ... 24

Figura 7. Placa ca racteristica transformador TSAAVA T ... 25

Figura 8. Placa ca racterística transformador TSDAFAT ... 28

Figura 9. Placa ca racterística transformador TSM ... 39

Figura 10. Unifilar Servicios misceláneos ... 40

Figura 11. Constru cción de diagra ma unifilar del sistema ... 45

Figura 12. simulación flujo de carga LOAD FLOW ANALYSIS ... 46

Figura 13. Configuración simula ción flujo de ca rga ... 46

Figura 14. Configuración alertas del flujo d e ca rga ... 47

Figura 15. icono para co rrer el flujo de ca rga ... 47

Figura 16. Generar repo rte d e flujo de ca rga ... 47

Figura 17. Short-Circuit Analysis icono de corto circuito ... 48

Figura 18. Configuración de co rto circuito ... 48

Figura 19. Ajustes pa ra cortocircuito ... 49

Figura 20. Selección norma para la simulación Run LG, LL, LLG ... 49

Figura 21. Generar repo rte d e co rtocircuito ... 49

Figura 22. Simulación de p rotecciones ... 50

Figura 23. Ajustes pa ra la coordinación de p rotecciones ... 50

Figura 24. Iconos para la simulación de coordinaciones ... 50

Figura 25. Ven tana Se qof op de la configuración de la coordinación de p rotecciones ... 51

Figura 26. Selección barra Superio r ... 52

Figura 27. Selección barraje inferio r ... 52

Figura 28. Zona que se coo rdinará ... 53

Figura 29. Selección de equipos a intervenir en la coordinación ... 54

Figura 30. Organización cu rvas TCC ... 55

Figura 31. Organización unifilar zona de coordinación ... 56

Figura 32. Configuración Curva TCC ... 57

Figura 33. Parámetros a o rganizar de las gráfica s TCC ... 57

Figura 34. Características del in terrupto r a mostra r en las curvas TCC... 58

Figura 35. Características del cable ... 58

Figura 36. Unifilar con las ca racterísticas de fab ricante y co rriente d e los equipos ... 59

Figura 37. Ajustes de cada elemen to ... 60

Figura 38. Ajustes de la curva de cada elemento ... 61

Figura 39. Ajuste de disparo L... 62

(11)

INFORME DE COORDINACIÓN DE PROTECCIONES CON EL SOFTWARE ETAP, PARA LOS SERVICIOS AUXILIARES AC DE UNA CENTRAL

HIDROELÉCTRICA 11

Figura 41. Ajuste de disparo I ... 63

Figura 42. Curva TCC con ajustes in correctos y correctos ... 64

Figura 43. Verificación secuencia de opera ción ... 65

Figura 44. Reporte de coordinación ... 65

Figura 45. Resultado del o rden de la apertu ra de los interruptores ... 66

Figura 46. ventana de información para las cara cterísticas d el generado ... 67

Figura 47. Ven tana Rating configura ción Generador ... 68

Figura 48. Ven tana Imp/Mod el configura ción generador ... 69

Figura 49. Ven tana de Grounding configura ción Generador ... 70

Figura 50. Ven tana Rating configura ción transfo rmador d e poten cia ... 71

Figura 51. Ven tana Tap de configura ción transformado r de poten cia ... 72

Figura 52. Ven tana Grounding configuración transfo rmador d e poten cia ... 73

Figura 53. Ven tana de Imp edance para la configuración de transfo rmador d e poten cia ... 74

Figura 54. Configuración co rriente de arranque ... 75

Figura 55. Ven tana Info para la configuración de los transformadores d e co rriente CT`s ... 76

Figura 56. Ven tana Rating configura ción CT`s ... 77

Figura 57. ventana Info de configu ración de los conducto res ... 78

Figura 58. Ven tana Configuración de conductores ... 79

Figura 59. Ven tana Info de la configura ción Interruptores ... 80

Figura 60. Ven tana Rating de la configura ción de los interruptores ... 81

Figura 61. Ven tana pestaña Lib rary de la configuración de lo s interruptores ... 82

Figura 62. Ven tana Trip Device de la configu ración de disparo del interruptor ... 83

Figura 63 Ventana de Info de la configuración de las ca rgas... 84

Figura 64. Ven tana de Nameplate d e la configura ción de las ca rgas ... 85

Figura 65. Ven tana Info configuración de los relés ... 86

Figura 66. Ven tana Info de la configura ción de los relés de protección ... 87

Figura 67. Ven tana Output configuración relés de p rotección ... 88

Figura 68. Ven tana OCR sobre co rriente de la configura ción de los relés de pro tección ... 89

Figura 69. Unifilar General servicios Auxiliares cen tral Hid roeléctrica ... 91

Figura 70. Conexión de los transfo rmadores de corriente CT`s ... 95

Figura 71. Lógica para la función ANSI 50BF ... 99

Figura 72. Corrientes de co rto-circuito en presencia de una falla trifásica en cada barraje ...102

Figura 73 Corrien tes de corto-circuito en presen cia de una falla línea-tierra en cada barraje ...103

Figura 74. Corrientes de co rto-circuito en presencia de una falla línea-lín ea en cada barraje ...103

Figura 75. Corrientes de co rto-circuito en presencia de una falla línea-lín ea-tierra en cada barraje...104

Figura 76. Protecciones en tre fases transfo rmador TA-U1 ...111

Figura 77. Protecciones de tierra transformador TA-U1 ...112

Figura 78. Protecciones en tre fases transfo rmador TA-U2 ...113

Figura 79. Protecciones de tierra transformador TA-U2 ...114

Figura 80. Protecciones en tre fases transfo rmador TA1-MT...115

Figura 81. Protecciones de tierra transformador TA1-MT ...116

Figura 82. Protecciones en tre fases transfo rmador TA2-MT...117

Figura 83. Protecciones de tierra transformador TA2-MT ...118

Figura 84. Protecciones en tre fases g rupo electrógeno 1 ...119

(12)

INFORME DE COORDINACIÓN DE PROTECCIONES CON EL SOFTWARE ETAP, PARA LOS SERVICIOS AUXILIARES AC DE UNA CENTRAL

HIDROELÉCTRICA 12

Figura 86. Protecciones en tre fases g rupo electrógeno 2 ...121

Figura 87. Protecciones de tierra grupo electrógeno 2 ...122

Figura 88. Protecciones en tre fases transfo rmador TSM ...123

Figura 89. Protecciones de tierra transformador TSM ...124

Figura 90. Coordinación entre los nodos TSAAV1-TDP1 ...125

Figura 91. Coordinación entre los nodos TSAAV2 y TDP2 ...126

Figura 92. Coordinación entre los nodos TSAAVA T y TSAAV2 ...127

Figura 93. Coordinación entre los nodos TSDAF1 y TDP1 ...128

Figura 94. Coordinación entre los nodos TSDAF1 y TSDAFAT...129

Figura 95. Coordinación entre los nodos TSDAF2 y TDP2 ...130

Figura 96. Coordinación entre los nodos TSA G1 y TDP1 ...131

Figura 97. Coordinación entre los nodos TCDD1 y TSAG1 ...132

Figura 98. Coordinación entre los nodos TFCPL y TSA G1 ...133

Figura 99. Coordinación entre los nodos TSCA1 y TSAG1 ...134

Figura 100. Coordinación entre los nodos TSAG2 y TDP2 ...135

Figura 101. Coordinación entre los nodos TCDD1 y TSAG2 ...136

Figura 102. Coordinación entre los nodos TSCA1 y TSGA2 ...137

Figura 103. Coordinación entre los nodos TSM y TSAG2 ...138

Figura 104. Coordinación entre los nodos TFCPL y TSAG2 ...139

Figura 105. Coordinación entre los nodos TSCA2 y TSCA1 ...140

Figura 106. Coordinación entre los nodos TSAU1 y TDP1 ...141

Figura 107. Coordinación entre los nodos TCSRU11 y TSAU1 ...142

Figura 108. Coordinación entre los nodos TSAU12 y TDP2 ...143

Figura 109. Coordinación entre los nodos TCSR1 y TSAU12 ...144

Figura 110. Coordinación entre los nodos TSAU2 y TDP1 ...145

Figura 111. Coordinación entre los nodos TCSRU2 y TSAU2 ...146

Figura 112. Coordinación entre los nodos TSAU22 y TDP2 ...147

Figura 113. Coordinación entre los nodos TCSR2 y TSAU22 ...148

Ecuación 1. Calculo facto r de corrección de a mplitud de los en rollamientos ... 94

Ecuación 2. Condición del facto r de a mplitud ... 94

Ecuación 3. Calculo corrien te para la fun ción de sobre corrien te temporizada (ANSI 51) ... 96

Ecuación 4. Calculo tiempo inverso para la función de sobre co rriente temporizada (ANSI 51)... 96

Ecuación 5. Condición de ala rma ... 98

Ecuación 6. Condición de Disparo ... 98

Ecuación 7. Calculo del relé para d etecta r tensión sobre n eutro... 98

Tabla 1. Características técnicas de las unidades Generadoras ... 20

Tabla 2. Características técnicas grupos electróg enos ... 21

Tabla 3. Discriminación de ca rgas ... 21

Tabla 4. distribución tablero TDP1-BT ... 22

Tabla 5. Distribución tablero TDP2-BT... 23

(13)

INFORME DE COORDINACIÓN DE PROTECCIONES CON EL SOFTWARE ETAP, PARA LOS SERVICIOS AUXILIARES AC DE UNA CENTRAL

HIDROELÉCTRICA 13

Tabla 7. Distribución transformador TSAAVAT ... 25

Tabla 8. Distribución descarga de fondo ... 27

Tabla 9. Distribución descarga de fondo ... 29

Tabla 10. distribu ción servicios auxiliares generales ... 29

Tabla 11. distribu ción servicios auxiliares unidad 1 ... 31

Tabla 12. Distribución servicios auxilia res unidad 2... 35

Tabla 13. Distribución servicios misceláneos... 39

Tabla 14. Conductores pa ra interconexión entre los servicios auxiliares ... 41

Tabla 15. Transfo rmadores de corriente CT´S ... 42

Tabla 16. Transfo rmadores de tensión PT´S ... 42

Tabla 17. Relés u tilizados en los servicios auxiliares AC de una cen tral hidro eléctrica ... 90

Tabla 18. Características Técnicas transformador TA-U1 y TA-U2 ... 93

Tabla 19. Convención de Polaridades de los transfo rmadores de corrien te CT`s ... 95

Tabla 20. Estudio de flujo de carga con la alimen tación de los gen eradores 1 y 2 ...100

Tabla 21. Estudio de flujo de carga con la alimen tación del grupo electróg eno ...101

Tabla 22. Estudio de flujo de carga con la alimen tación de la subestación ...101

Tabla 23. Resultados de cortocircuito. ...102

Tabla 24. Ajustes Relé PTA-1 para función diferencial de transfo rmador A NSI 87T ...104

Tabla 25. Ajustes Relé PTA-1 para sobrecarga térmica A NSI 49T ...105

Tabla 26. Ajustes Relé PTA-1 ara sobrecorrien tes ANSI 50/51...105

Tabla 27. Ajuste Relé PTA-1 para sob reco rriente de neutro ANSI 50N/51N ...105

Tabla 28. Ajustes Relé PTA-1 sobrevoltaje ANSI 59 ...105

Tabla 29. Ajustes Relé PTA-1 Bajo Voltaje ANSI 27 ...105

Tabla 30. Ajustes Relé PTA-1 Falla Interrupto r ANSI 50BF ...106

Tabla 31. Ajustes relé PTA-2 diferencial de trasformador ANSI 87T ...106

Tabla 32. Ajustes relé PTA-2 sobrecarga Térmica ANSI 49T ...106

Tabla 33. Ajustes relé PTA-2 sobre voltaje de secu encia cero A NSI 59N ...107

Tabla 34. Ajustes relé PTA-2 sobrecorrien te de neu tro A NSI 50N/51N ...107

Tabla 35. Ajustes relé PTA-2 sobre voltaje ANSI 59...107

Tabla 36. Ajustes relé PTA-1 bajo voltaje ANSI 27...107

Tabla 37. Ajustes relé PTA-2 falla interrupto r ANSI 50BF ...108

Tabla 38. Ajustes relé PTA-3 sobrecorrienbte neutro ANSI 50N/51N ...108

Tabla 39. Ajustes relé PTA-3 sobre carga térmica ANSI 49T...108

Tabla 40. Ajustes relé PTA-3 sobre voltaje ANSI 59...108

Tabla 41. Ajustes relé PTA-3 bajo voltaje ANSI 27...109

Tabla 42. Ajustes sensores de bajo voltaje ...109

Tabla 43. Ajustes relé PTA-1 sobre carga térmica ANSI 49T...109

Tabla 44. Ajustes relé PTA-1 sobre voltaje 59 ...110

Tabla 45. Ajustes relé PTA-1 bajo voltaje ANSI 27...110

Tabla 46. Ajustes interrupto r X1B P331/PLSIG ...110

(14)

INFORME DE COORDINACIÓN DE PROTECCIONES CON EL SOFTWARE ETAP, PARA LOS SERVICIOS AUXILIARES AC DE UNA CENTRAL

HIDROELÉCTRICA 14

1. RESUMEN

Este proyecto tiene como fin mostrar a los estudiantes de Ingeniería Eléctrica por ciclos propedéuticos de la Universidad Distrital Francisco José de Caldas, Facultad Tecnológica, cómo se debe presentar el Informe de coordinación de protecciones de los servicios auxiliares AC de una central hidroeléctrica basados en el software ETAP.

En él se desarrollan temas como: qué tipo de protecciones utilizar en dicho sistema, documentos necesarios previos a la realización de la coordinación, tipos de curvas y equipos a utilizar en los servicios auxiliares de una central hidroeléctrica entre otros.

Con la intención de lograr el objetivo del proyecto es necesario tomar como punto de partida la recolección de información en temas como datos técnicos y unifilares de la central hidroeléctrica, seguido de esto realizar los planos eléctricos tanto en AutoCAD como en ETAP y como elemento final se deben realizar y analizar los resultados que estos softwares brindarán. Esta investigación y análisis permite lograr el cumplimiento de los objetivos específicos, los cuales se basan en determinar datos técnicos, analizar y determinar qué tan productiva es la solución que arroja el Software ETAP.

La metodología que comprende este proyecto, al igual que cualquier proyecto de investigación de desarrollo tecnológico, se estructura en cinco tareas principales, las cuales son: investigación, que permite tener conceptos claros, modelamiento, el cual nos acercará a la configuración real de una central hidroeléctrica, estudios previos como análisis de flujo de carga y estudio de corto-circuito, análisis de los resultados presentados por ETAP frente a los estudios previos, resumen técnico y estudio final. Sin olvidar que dichas tareas se descomponen en sub-tareas las cuales permitirán que los objetivos se cumplan y se tenga un mejor entendimiento del seguimiento del proyecto.

Como resultado se espera que, al término de los 4 meses, según cronograma, y realizadas las actividades de la metodología, se cuente con un informe que sea guía o base tanto para docentes, estudiantes y egresados de cómo se debe analizar y que tipo de criterios son importantes al momento de tener una discusión sobre el tema de protecciones eléctricas.

(15)

INFORME DE COORDINACIÓN DE PROTECCIONES CON EL SOFTWARE ETAP, PARA LOS SERVICIOS AUXILIARES AC DE UNA CENTRAL

HIDROELÉCTRICA 15

2. INTRODUCCIÓN

El mundo de la coordinación de protecciones, definido como un arte para los profesionales con

gran experiencia en el sector eléctrico; para los futuros profesionales definido como un reto, estas

dos son las primicias con las que este proyecto INFORME DE COORDINACIÓN DE PROTECCIONES

CON EL SOFTWARE ETAP, PARA LOS SERVICIOS AUXILIARES AC DE UNA CENTRAL HIDROELÉCTRICA,

tiene su origen.

La coordinación de protecciones uno de los pilares importantes de todo sistema e léctrico busca

como objetivos principales la conservación e integridad de todos los seres vivos, la integridad de los

equipos que están inmersos dentro de cualquier sistema eléctrico y no menos importante el

despegue adecuado de cualquier alteración en el funcionamiento normal o adecuado del sistema

eléctrico, por ende para los entes que pertenecen al sector eléctrico es relevante que se presenten

informes en los cuales se puedan establecer normas de uso y criterios de aceptación de los equipos

que se instalaran dentro de un sistema eléctrico, de esta misma forma se considera necesario que

los futuros egresados del sector eléctrico conozcan e identifiquen qué criterios se deben seguir al

momento de ser evaluados en un reto o en un arte como lo es la coordinación de protecciones.

Se espera que los ajustes de una coordinación de protecciones sean modelables a posibles cambios

de la carga, esto es un factor que se debe tener presente que no siempre se cumple, estos posibles

cambios de carga de presentan debida a ampliaciones de los sistemas eléctricos.

(16)

INFORME DE COORDINACIÓN DE PROTECCIONES CON EL SOFTWARE ETAP, PARA LOS SERVICIOS AUXILIARES AC DE UNA CENTRAL

HIDROELÉCTRICA 16

3. OBJETIVOS

3.1.OBJETIVOS GENERALES

3.1.1. Realizar un documento académico técnico que muestre cómo se debe

presentar el Informe de coordinación de protecciones de los servicios auxiliares AC de una central hidroeléctrica basados en el software ETAP.

3.2.OBJETIVOS ESPECIFICOS

3.2.1. Determinar y dejar claro cuáles son los datos técnicos requeridos para realizar un estudio de coordinación de protecciones de los servicios auxiliares AC de una central hidroeléctrica.

3.2.2. Realizar las simulaciones correspondientes de los datos recolectados con ayuda del software ETAP, para realizar la coordinación de protecciones de los servicios auxiliares AC.

3.2.3. Analizar los informes necesarios para realizar un estudio de coordinación de protecciones eléctricas de los servicios auxiliares AC de una central Hidroeléctrica y con ello realizar un documento académico técnico que sea guía para realizar un estudio de coordinación de protecciones.

4. MARCO TEORICO

4.1.COORDINACION DE PROTECCIONES.

El estudio de coordinación de protecciones busca establecer las características técnicas de los dispositivos que se verán involucrados en el sistema eléctrico a proteger, cumpliendo satisfactoriamente los criterios mínimos de coordinación como lo son: Sensibilidad, Selectividad y Velocidad o Rapidez

4.1.1. SENSIBILIDAD

La protección debe saber distinguir inequívocamente la situación de falla de a aquellas que no lo son. Para cumplir esta característica es necesario que un sistema de protección eléctrico establezca para cada tipo de protección las magnitudes mínimas necesarias que permitan distinguir las condiciones anormales de las condiciones normales del sistema. (Grifaldo, 2017)

4.1.2. SELECTIVIDAD

(17)

INFORME DE COORDINACIÓN DE PROTECCIONES CON EL SOFTWARE ETAP, PARA LOS SERVICIOS AUXILIARES AC DE UNA CENTRAL

HIDROELÉCTRICA 17

dar orden de disparar los equipos automáticos que controla, cuando así sea necesario para despejar la falla. (Grifaldo, 2017)

Partiendo del este concepto se puede determinar que la selectividad se clasifica de dos forma, las cuales se presentan cuando se logra selectividad total es decir del 100% y una selectividad parcial; Cuando se habla selectividad total se dice que hay selectividad hasta con el menor de los valores Icu de los dos interruptores, ya que, en cualquier caso, la intensidad de cortocircuito supuesta de la instalación será menor o igual al valor de Icu más pequeño de los dos interruptores, por otra parte cuando se habla de selectividad local se dice que existe valor de intensidad Is (límite de selectividad). Si la intensidad supera este valor ya no se garantiza la selectividad entre los dos interruptores automáticos.

4.1.3. RAPIDEZ

Tras haber sido detectada, una falla debe ser despejada lo más rápidamente posible. Cuando menos tiempo se tarde en aislar la falla, menos se extenderán sus efectos, menores daños y alteraciones se producirán al reducirse el tiempo de permanencia bajo condiciones anormales en diferentes elementos. Todo ello redunda en una disminución de los costos y tiempos de restablecimiento de las condiciones normales de operación, así como de reparación o reposición de equipos dañados. (Grifaldo, 2017)

Los objetivos de una coordinación de protecciones son:

 Garantizar la protección al personal.

 Limitar la duración y extensión de la interrupción del servicio

 Minimizar los daños a los equipos del sistema que se vean involucrados en la falla

4.2.TIPOS DE COORDINACIONES

4.2.1. COORDINACIÓN POR CORRIENTE

Este tipo de protección tiene como objetivo monitorear zonas específicas sin que se tengan que

ver afectadas otras zonas para obtener una explicación más clara observar la Figura 1 en donde se

puede observar que el equipamiento (Amperímetros) que se encuentra sobre la bahía B no

permiten que se generen aperturas del sistema en otras zonas; solo se está realizando la

operación de apertura de la bahía donde se registró la falla o alteración de funcionamiento.

(18)

INFORME DE COORDINACIÓN DE PROTECCIONES CON EL SOFTWARE ETAP, PARA LOS SERVICIOS AUXILIARES AC DE UNA CENTRAL

HIDROELÉCTRICA 18

Esto nos indica que el equipamiento de la bahía B está en funcionamiento de sobre-corrientes

porque no está permitiendo una alteración más aguda del sistema; este tipo de coordinación da

un vivo ejemplo de cómo se cumple el criterio de selectividad de las coordinaciones de

protecciones.

Figura 1. Coordinación por Corriente.

4.2.2. COORDINACIÓN POR TIEMPO

El objetivo de este tipo de coordinación es crear un ΔT entre los accionamientos de las

protecciones.

(19)

INFORME DE COORDINACIÓN DE PROTECCIONES CON EL SOFTWARE ETAP, PARA LOS SERVICIOS AUXILIARES AC DE UNA CENTRAL

HIDROELÉCTRICA 19

Figura 3. Placa característica transformador TA-U1 y TA-U2

Con ayuda de la Figura 2, se puede obtener una explicación del cómo debe funcionar un sistema

de coordinación de protección por tiempo, en donde se propone un falla en una bahía en la cual se

ven alteradas las propiedades de correcto funcionamiento de las zonas A, B, C, D; y para un

despeje adecuado de la falla se debe tener presente que los tiempo de despeje deben ser

inferiores en la zona A que en la zona B y así sucesivamente deben ir aumentando a medida que

las zonas de alteración de alejan de la zona de alteración, es decir que el tiempo de la zona D debe

ser superior al tiempo de despeje de las zonas C, B y A. (Caleño, 2009, pág. 116)

4.2.3. COORDINACIÓN POR TIEMPO Y CORRIENTE.

El objetivo de esta coordinación consiste en la combinación del tipo de coordinación por corriente y de tiempo, este tipo de coordinación permite cumplir los cuatro criterios de las coordinaciones mencionados en los ítems 4.1.1., 4.1.2. y 4.1.3. (Caleño, 2009, pág. 117)

5. INDAGACIÓN INFORMACIÓN TÉCNICA, SERVICIOS AUXILIARES AC.

Para la recolección de información se debe tener presente las alimentaciones y las cargas que tiene una central hidroeléctrica.

5.1.UNIDADES DE ALIMENTACIÓN

5.1.1. ALIMENTACIÓN UNO (UNIDADES GENERADORAS).

La alimentación 1 se realizará a través de las propias unidades generadoras llegando a los transformadores TA-U1 y TA-U2 los cuales tiene como placa técnica la mostrada en la Figura 3

(20)

INFORME DE COORDINACIÓN DE PROTECCIONES CON EL SOFTWARE ETAP, PARA LOS SERVICIOS AUXILIARES AC DE UNA CENTRAL

HIDROELÉCTRICA 20

características técnicas el generador se presentan en la tabla 1, características técnicas que

servirán de alimentación al transformador TA-U1 y TA-U2 mostrados en la Figura 3, la conexión de

las unidades generadoras de la central hidroeléctrico es Y.

Tabla 1. Características técnicas de las unidades Generadoras

Potencia [MW]

Tensión

[kV] FP

225 13,8 0,9

5.1.2. ALIMENTACIÓN DOS (SUBESTACION, RED DE MEDIA TENSION).

La alimentación numero dos tiene origen en una subestación cercana a la central y tiene como llegada los transformadores TA1-MT y TA2-MT, los cuales tiene como placa característica la mostrada en la Figura 4.

5.1.3. ALIMENTACIÓN TRES (GRUPOS ELECTROGENOS).

(21)

INFORME DE COORDINACIÓN DE PROTECCIONES CON EL SOFTWARE ETAP, PARA LOS SERVICIOS AUXILIARES AC DE UNA CENTRAL

HIDROELÉCTRICA 21

Tabla 2. Características técnicas grupos electrógenos

Grupo electrógeno

Potencia nominal (Sn) [kVA] 875

Factor de potencia (Cos Ɵ) 0.80

Frecuencia [Hz] 60

Tensión nominal (Vn) [V] 480

Figura 5. Distribución alimentación para el TDP1

5.2.CARGAS QUE HACEN PARTE DE LA CENTRAL HIDROELÉCTRICA.

Para empezar con una investigación de las cargas se considera necesario conocer qué tipo de cargas se van a utilizar para el funcionamiento de la central hidroeléctrica, ver tabla 3, en esta se logra evidenciar los tipos de cargas que se tomaran como ejemplo para el desarrollo del informe de coordinación de protecciones, este tipo de cargas se toma de una central hidroeléctrica.

Tabla 3. Discriminación de cargas

Tipo de Carga Descripción

TSAAV Tablero Servicios auxiliares Aducción y Vertedero

TSAAVAT Tablero Aducción y vertedero Alumbrado y Tomas

TSADF Tablero de Descarga de Fondo

TSADFAT Tablero descarga de fondo Alumbrado y Tomas

TSAG Tablero de servicios auxiliares generales

TSM Tablero servicios misceláneos

TCDD Tablero desagüe y drenaje

TCSR-U1 Tablero sistema de enfriamiento agua unidad 1

(22)

INFORME DE COORDINACIÓN DE PROTECCIONES CON EL SOFTWARE ETAP, PARA LOS SERVICIOS AUXILIARES AC DE UNA CENTRAL

HIDROELÉCTRICA 22

TFCPL Tablero de combustible de la planta de emergencia

TSCA Tablero sistema de ventilación

La tabla 3, presenta un resumen de las cargas que serán de estudio en la coordinación de protección de los servicios auxiliares AC de una central hidráulica; es válido y necesario tener presente que cada tipo de carga presentada cuenta con subtipos de cargas que se presentaran más a detalle en el proceso de investigación de información.

5.3.DISTRIBUCIÓN E INFORMACIÓN TÉCNICA DE CADA TIPO DE CARGA.

Cada tipo de carga tiene como complemento una distribución de cargas, de las cuales se presentará información técnica obtenida como resultado de la central hidroeléctrica, y tiene como alimentación dos fuentes, que se observaran en el unifilar general de la central hidroeléctrica.

5.3.1. TDP1-BT

Los tableros TDP1-BT y TDP2-BT tal como se muestran en las tablas 4 y 5 respectivamente presentan la primera división de cargas que conforman los servicios auxiliares AC e n una central hidroeléctrica, es válido e importante destacar que estos dos tableros son los que alimentan todos los servicios auxiliares tal como se muestra en la Figura 69, unifilar de las tres alimentaciones y de los primeros tableros de distribución.

Tabla 4. Distribución tablero TDP1-BT

DESCRIPCION TENSION

[V]

CORRIENTE [I]

POTENCIA

[KW] % F.P. Alimentación Nº1 tablero de servicios

auxiliares Aducción y vertedero 480 369,2 306 99,69

Alimentación Nº1 tablero de descarga de fondo 480 57,1 47 99,69

Cargador de batería Nº1 480 36,89 53,34 87,28

Tablero de servicios generales 480 762,6 624 99,69

Reserva 480 1138 753 85

Reserva 480 86,45 45,187 67,18

Reserva 480 1141 755 85

Reserva 480 662,5 487 94,45

Reserva 480 117,7 77,868 85,02

Alimentación Nº1 tablero de servicios

auxiliares unidad 1 480 1413,4 116 99,69

Alimentación Nº1 tablero de servicios

(23)

INFORME DE COORDINACIÓN DE PROTECCIONES CON EL SOFTWARE ETAP, PARA LOS SERVICIOS AUXILIARES AC DE UNA CENTRAL

HIDROELÉCTRICA 23

5.3.2. TDP2-BT

Tabla 5. Distribución tablero TDP2-BT

DESCRIPCION TENSION

[V] CORRIENTE [I] POTENCIA [kW] % F.P. Alimentación Nº2 tablero de servicios aducción y

vertedero 480 369,2 306

99,6 9

Alimentación Nº2 tablero de descarga de fondo 480 57,1 47 99,0

1

Cargador de baterías Nº2 480 68,02 46,024 87,2

8

Alimentación Nº2 tablero de servicios generales 480 762,6 624 99,0

1

Reserva 480 1145 799 90

Reserva 480 87,82 45,732 67,1

8

Reserva 480 1143 753 85

Reserva 480 671,2 491 94,4

5

Reserva 480 365,4 241 85,0

2 Alimentación Nº2 tablero de servicios auxiliares

unidad 1 480 1413,4 1165

99,0 1 Alimentación Nº2 tablero de servicios auxiliares

unidad 2 480 734 608

99,0 1

5.3.3. TSAAV

La distribución que se muestra en la Figura 6 y las características técnicas que se presentan en la tabla 6, hacen referencia a las cargas necesarias para un correcto funcionamiento de aducción, es decir, transporte de un líquido desde la cuenca hasta la planta de tratamiento, tanque de regulación, o directamente a la red, ya sea por tubería, canal o túnel y vertedero que es el lugar donde se garantiza no elevar el nivel del agua y las corrientes no afecten la estructura, el vertedero permite evacuar o reposar liquido evitando un aumento o disminución en el nivel.

Tabla 6. Distribución tablero TSAAV

DESCRIPCIÓN TENSION

[V]

CORRIENTE [I]

POTENCIA

[kW] % F.P.

Alimentación Nº1 compuerta 1 de aducción 480 47,79 39,35 100,0

0

Alimentación Nº1 compuerta 2 de aducción 480 47,82 39,38 100,0

0

TLCV-1 Fuerza y control tablero vertedero 480 38,21 37,47 100,0

(24)

INFORME DE COORDINACIÓN DE PROTECCIONES CON EL SOFTWARE ETAP, PARA LOS SERVICIOS AUXILIARES AC DE UNA CENTRAL

HIDROELÉCTRICA 24

TLCV-2 Fuerza y control tablero vertedero 480 38,26 31,51 100,0

0

TLCV-3 Fuerza y control tablero vertedero 480 38,23 31,48 100,0

0

TLCV-4 Fuerza y control tablero vertedero 480 38,19 31,45 100,0

0

Reserva 480 38,24 31,49 100,0

0

Reserva 480 38,24 31,49 100,0

0

Alimentación Nº2 compuerta 1 aducción 480 47,99 39,35 100,0

0

Alimentación Nº2 compuerta 2 aducción 480 47,78 39,35 100,0

0 TLCV-1 Fuerza y control tablero vertedero

respaldo 480 38,22 31,48

100,0 0 TLCV-2 Fuerza y control tablero vertedero

respaldo 480 38,24 31,50

100,0 0 TLCV-3 Fuerza y control tablero vertedero

respaldo 480 38,24 31,49

100,0 0 TLCV-4 Fuerza y control tablero vertedero

respaldo 480 387,19 31,45

100,0 0

TSAAVT 480 94,60 78,00 99,17

Reserva 480 38,21 31,47 100,0

0

Telefonía 480 38,22 31,48 100,0

0

(25)

INFORME DE COORDINACIÓN DE PROTECCIONES CON EL SOFTWARE ETAP, PARA LOS SERVICIOS AUXILIARES AC DE UNA CENTRAL

HIDROELÉCTRICA 25

5.3.4. TSAAVAT

Este nodo de los servicios auxiliares AC de una central hidroeléctrica hace referencia al transformador para cargas de aducción y vertedero para cargas con niveles de tensión no permisibles en el tablero TSAAV; las características del transformador y de las cargas necesarias se presentan en la Figura 7 y en la tabla 7, en donde se presenta un resumen de características técnicas estás.

5.3.4.1.TRANSFORMADOR

5.3.4.2. CARGAS

Tabla 7. Distribución transformador TSAAVAT

DESCRIPCIÓN TENSION

[V]

CORRIENTE [I]

POTENCIA [kW]

% F.P.

TIT-4 Alimentación caseta control aducción 208 17,78 5,32 85,00

TIT-15 Alimentación caseta de aducción 208 27,8 8,32 85,00

TIT-16 Caseta de control vertedero pila 1 208 15,39 4,60 85,00

TIT-6 Caseta de control vertedero pila 2 208 15,14 4,53 85,00

TIT-7 Caseta de control vertedero pila 3 208 15,26 4,57 85,00

TIT-8 Caseta de control vertedero pila 4 208 15,64 4,68 85,00

TIT-9 Caseta de control vertedero pila 5 208 15,14 4,53 85,00

TT-10 Caseta instrumentación Nº1 208 1,67 0,50 85,00

TT-11 Caseta instrumentación Nº2 208 1,72 0,52 85,00

(26)

INFORME DE COORDINACIÓN DE PROTECCIONES CON EL SOFTWARE ETAP, PARA LOS SERVICIOS AUXILIARES AC DE UNA CENTRAL

HIDROELÉCTRICA 26

TT-12 Caseta instrumentación Nº3 208 1,77 0,53 85,00

TT-13 Caseta instrumentación Nº4 208 1,71 0,51 85,00

TT-14 Caseta instrumentación Nº5 208 1,72 0,52 85,00

Alimentación calefacción de tableros 208 43,37 15,27 100,0

0

Reserva 208 7,09 2,12 85,00

Reserva 208 7,26 2,17 85,00

TCCV Iluminación calefacción y tomacorriente 120 4,918 0,577 100,0

0

Reserva 120 5,251 0,616 100,0

0

TFP03 Fuerza planta vertedero 120 4,253 0,499 100,0

0

TDCC-Ps iluminación calefacción y tomacorriente 120 4,257 0,5 100,0

0

TADV-A Iluminación calefacción y tomacorriente 120 4,257 0,5 100,0

0

TADV-B Iluminación calefacción y tomacorriente 120 8,528 1 100,0

0

TB-1 Iluminación calefacción y tomacorriente 120 0,491 0,058 100,0

0

TB-2 Iluminación calefacción y tomacorriente 120 0,492 0,058 100,0

0

TLCV-1 Iluminación calefacción y tomacorriente 120 3,605 0,423 100,0

0

TLCV-2 Iluminación calefacción y tomacorriente 120 3,605 0,423 100,0

0

UH-1 Iluminación calefacción y tomacorriente 120 4,265 0,5 100,0

0

UH-2 Iluminación calefacción y tomacorriente 120 4,265 0,5 100,00

TSAAVAT Iluminación calefacción y

tomacorriente 120 4,267 0,501

100,0 0

TSAAV Iluminación calefacción y tomacorriente 120 6,57 0,771 100,0

0

TCBV-1 Iluminación calefacción y tomacorriente 120 4,269 0,501 100,0

0

TCBV-2 Iluminación calefacción y tomacorriente 120 4,269 0,501 100,0

0

TSMNE Iluminación calefacción y tomacorriente 120 0,493 0,058 100,0

0

P03 Iluminación calefacción y tomacorriente 120 4,271 0,501 100,0

0

TLCV-3 Iluminación calefacción y tomacorriente 120 3,605 0,423 100,0

(27)

INFORME DE COORDINACIÓN DE PROTECCIONES CON EL SOFTWARE ETAP, PARA LOS SERVICIOS AUXILIARES AC DE UNA CENTRAL

HIDROELÉCTRICA 27

TLCV-4 Iluminación calefacción y tomacorriente 120 4,269 0,501 100,0

0

UH-3 Iluminación calefacción y tomacorriente 120 4,267 0,501 100,0

0

UH-4 Iluminación calefacción y tomacorriente 120 4,271 0,501 100,0

0

VyD3 Iluminación calefacción y tomacorriente 120 4,257 0,5 100,0

0

Reserva 120 0,492 0,058 100,0

0

TCBV-3 Iluminación calefacción y tomacorriente 120 4,267 0,501 100,0

0 TCBV-4 Iluminación y calefacción y

tomacorriente 120 4,265 0,5

100,0 0

TB-4 Iluminación calefacción y tomacorriente 120 0,28 0,038 100,0

0

TB-3 Iluminación calefacción y tomacorriente 120 0,328 0,038 100,0

0 TCCDA-1 Alimentación control compuerta de

aducción 1 120 3,279 0,385

100,0 0 TCCDA-1 Alimentación control compuerta de

aducción 2 120 3,264 0,383

100,0 0 Ventilador celda transformador Auxiliar

alumbrado 120 4,238 0,497

100,0 0

5.3.5. TSDAF

La distribución que se realiza en este punto se utiliza para un correcto funcionamiento de la descarga de fondo en donde se busca:

 Garantizar el caudal ecológico inmediatamente aguas debajo de la presa.

 Permitir el vaciado del embalse para operaciones de mantenimiento.

 Reducir el volumen de material solido depositado en proximidad a la presa.

En busca de cumplir estas funciones se presentan las siguientes cargas en la tabla 8, distribución de los servicios auxiliares para una descarga de fondo idónea y óptima para la central

hidroeléctrica.

Tabla 8. Distribución descarga de fondo

DESCRIPCIÓN TENSION

[V]

CORRIENTE [I]

POTENCIA

[kW] % F.P.

Alimentación tomas trifásicas 480vac 480 9,681 8,01 100,00

TSADFAT Tablero alumbrado y tomas descarga

(28)

INFORME DE COORDINACIÓN DE PROTECCIONES CON EL SOFTWARE ETAP, PARA LOS SERVICIOS AUXILIARES AC DE UNA CENTRAL

HIDROELÉCTRICA 28

Figura 8. Placa característica transformador TSDAFAT

Reserva 480 17,06 14,11 100,00

Reserva 480 9,68 8,01 100,00

TCDF Unidad hidráulica compuerta de operación

y guarda 480 17,06 14,10 100,00

Reserva 480 9,68 8,00 100,00

Reserva 480 9,69 8,01 100,00

TCDF Unidad hidráulica compuerta de operación

y guarda 480 17,06 14,10 100,00

Reserva 480 9,68 8,00 100,00

Reserva 480 9,68 8,01 100,00

5.3.6. TSDAFAT

Al igual que en la distribución de aducción y vertedero la descarga de fondo cuenta con unas cargas especiales, las cuales cuentan con un nivel de tensión inferior por ende se considera necesario la utilización de un transformador con las características técnicas mostradas en la Figura 8.

(29)

INFORME DE COORDINACIÓN DE PROTECCIONES CON EL SOFTWARE ETAP, PARA LOS SERVICIOS AUXILIARES AC DE UNA CENTRAL

HIDROELÉCTRICA 29

5.3.6.2. CARGAS

La tabla 9, es el resumen de las cargas especiales a un nivel de tensión inferior de la descarga de fondo junto a sus especificaciones técnicas.

Tabla 9. Distribución descarga de fondo

DESCRIPCIÓN TENSION

[V] CORRIENTE [I] POTENCIA [kW] % F.P. TIT-DF Alimentación alumbrado de la cámara de

competas 208 0,191 0,068

100,0 0 Alimentación alumbrado de la cámara de

compuertas 208 3,751 1,335

100,0 0

Alimentación calefacción de los tableros 208 1,97 0,70 100,0

0

Reserva 208 3,81 1,36 100,0

0

Reserva 208 1,88 1,36 100,0

0

5.3.7. TSAG

Para obtener una descripción más detallada de la central hidroeléctrica es necesario crear un nodo al que se denominará TSAG, este permitirá la conexión de cargas generales que se presentan en la tabla 10, teniendo como más relevantes los sistemas contra incendio, sistemas de la planta de emergencia, sistemas de desagüe y drenaje.

Tabla 10. distribución servicios auxiliares generales

DESCRIPCIÓN TENSION

[V] CORRIEN TE [I] POTENCIA [kW] % F.P.

TCDD Alimentación Nº1 sistema de desagüe y drenaje 480 56,53 101,00 100,

00

Alimentación Nº1 puente grúa 480 286,6 236,00 100,

00

Reserva 480 28,66 23,58 100,

00 CSAS Alimentación Nº1 comprensor de aire comprimido

de servicios generales 480 394,60 325,00

100, 00

TCB-3 Cargador de baterías Nº3 480 3,34 2,75 100,

00 PTAC Bomba Nº2 planta de tratamiento de agua de la

central 480 3,35 2,75

100, 00 Alimentación Nº1 grúa pórtico-compuertas tubo de

aspiración 480 28,68 23,60

100, 00

(30)

INFORME DE COORDINACIÓN DE PROTECCIONES CON EL SOFTWARE ETAP, PARA LOS SERVICIOS AUXILIARES AC DE UNA CENTRAL

HIDROELÉCTRICA 30

central 00

Alimentación Nº1 sistema contraincendios 480 18,64 15,34 100,

00

Alimentación Nº1 tomas trifásicas 480VCA 480 10,71 8,82 100,

00

TFCPL Alimentación Nº1 planta Diesel 480 1,31 1,00 92,0

9

TSCA Alimentación sistema de ventilación 480 56,53 47,00 100,

00

Reserva 480 76,43 62,90 100,

00

Reserva 480 3,34 2,75 100,00

TCDD Alimentación Nº2 sistema de desagüe y drenaje 480 56,53 101,00 100,

00 CSAS Alimentación Nº2 comprensor de aire comprimido

de servicios generales 480 28,67 23,59

100, 00

TSCA Sistema de ventilación 480 56,53 47,00 100,

00

Reserva 480 3,347 2,75 100,

00 Alimentación Nº2 grúa pórtico - compuertas tubo de

aspiración 480 18,6 15,31

100, 00

Reserva 480 10,7 8,81 100,

00

Alimentación Nº2 sistema contraincendios 480 0,716 0,59 100,

00

TSM servicios auxiliares misceláneos 480 56,53 100,00 100,

00

Alimentación Nº2 tomas trifásica 480VCA 480 3,63 2,99 100,

00

TFCPL Alimentación Nº2 planta Diesel 480 56,53 1,00 92,0

9

Reserva 480 91,76 75,51 100,

00

Reserva 480 3,56 2,93 100,

00

Reserva 480 1,91 1,57 100,

00

Reserva 480 1,911 1,57 100,

(31)

INFORME DE COORDINACIÓN DE PROTECCIONES CON EL SOFTWARE ETAP, PARA LOS SERVICIOS AUXILIARES AC DE UNA CENTRAL

HIDROELÉCTRICA 31

5.3.8. TSAU-01

La central contara con dos unidades de distribución las cargas relacionadas en las tablas 11 y 12 se consideran como las mínimas para un correcto funcionamiento. A estos puntos de distribución se les conoce como TSAU-01 para la unidad 1 y TSAU-02 para la unidad 2

Tabla 11. distribución servicios auxiliares unidad 1

DESCRIPCIÓN TENSIO

N [V] CORRIEN TE [I] POTENCIA [kW] % F.P.

Reserva 480 25,21 20,64 100,

00 TCCC-U1 Alimentación Nº1 lubricación de cojinetes

combinado del generador 1 480 25,21 20,64

100, 00 TCCS-U1 Alimentación Nº1 lubricación de cojinete guía

del generador 1 480 2,85 2,34

100, 00

TAC BOOSTER 1 480 35,18 28,83 100,

00

TAC BOOSTER 2 480 35,22 28,88 100,

00

Reserva 480 142,50 117,00 100,

00

TUH-U1 Control unidad hidráulica RV/VC 480 142,80 117,00 100,

00

TAC-COMPRESOR 1 480 142,70 117,00 100,

00

TAC-COMPRESOR 2 480 142,80 117,00 100,00

TAC COMPRESOR 3 480 71,44 58,48 100,

00

Reserva 480 34,03 27,86 100,

00 TCSR-U1 Alimentación Nº1 sistema de agua de

enfriamiento-unidad 1 480 3,70 3,00

97,5 3 TCF-U1 Alimentación Nº1 control frenos y gatos unidad

1 480 17,14 14,03

100, 00

TAST-U1 Fuerza y control sello de la turbina 1 480 9,504 7,78 100,

00

Reserva 480 17,13 14,026 100,

00

Reserva 480 10,46 8,564 100,

00

Reserva 480 4,76 3,896 100,

00

TCIG-U1 control e instrumentación del generador 1 480 4,758 3,895 100,

(32)

INFORME DE COORDINACIÓN DE PROTECCIONES CON EL SOFTWARE ETAP, PARA LOS SERVICIOS AUXILIARES AC DE UNA CENTRAL

HIDROELÉCTRICA 32

Reserva 480 5,236 4,286 100,

00

TPP-U1-A Transformador de potencia unidad 1 fase A 480 5,239 4,289 100,

00

TPP-U1-B Transformador de potencia unidad 1 fase B 480 5,232 4,283 100,

00

TPP-U1-C Transformador de potencia unidad 1 fase C 480 5,236 4,286 100,

00

Reserva 480 5,234 4,284 100,

00

Reserva 480 5,236 4,286 100,

00

Reserva 480 5,244 4,293 100,

00

Reserva 480 28,56 23,377 100,

00

Reserva 480 26,67 21,832 100,

00

Alimentación Nº1 tamo de equipos portátiles 480 23,82 19,499 100,

00

Alimentación Nº1 tomas trifásicas 480VCA 480 26,62 21,791 100,

00 PCG-U1 Alimentación Nº1 calefacción y tomas del

generador 1 480 28,54 23,363

100, 00

TRE-U1 480 10,47 8,569 100,

00

TCST-U1 Alimentación Nº1 control de la turbina 1 480 36,18 29,62 100,

00

Reserva 480 38,08 31,17 100,

00

Reserva 480 36,17 29,611 100,

00

TCSR-U1 sistema retro lavado 480 38,07 31,16 100,

00

Reserva 480 28,56 23,377 100,

00

Reserva 480 28,56 23,377 100,

00

Reserva 480 26,67 21,832 100,00

Reserva 480 10,48 8,58 100,

00

Reserva 480 8,906 7,29 100,

00

Reserva 480 5,71 4,674 100,

(33)

INFORME DE COORDINACIÓN DE PROTECCIONES CON EL SOFTWARE ETAP, PARA LOS SERVICIOS AUXILIARES AC DE UNA CENTRAL

HIDROELÉCTRICA 33

Reserva 480 161,8 132 100,

00

Reserva 480 25,23 20,65 100,

00 TCCC-U1 alimentación Nº2 lubricación del cojinete

combinado del generador 1 480 25,23 20,65

100, 00

TCCS-U1 lubricación del cojinete guía del generador 1 480 2,856 2,338 100,

00

Reserva 480 2,858 2,339 100,

00

Reserva 480 2,858 2,339 100,

00

Reserva 480 142,9 117 100,

00

TUH-U1 Alimentación Nº2 unidad hidráulica RV/VC 480 142,9 117 100,

00

Reserva 480 2,857 2,338 100,

00

Reserva 480 2,856 2,338 100,

00

Reserva 480 2,86 2,341 100,

00

Reserva 480 34,03 27,856 100,

00 TCSR-U1 Alimentación Nº2 sistema de agua y de

enfriamiento unidad 1 480 3,3 2,74

99,8 7 TCF-U1 Alimentación Nº2 control frenos y gatos unidad

1 480 17,13 14,03

100, 00

TAST-U1 Fuerza y control sello de la turbina 1 480 9,52 7,80 100,

00

Reserva 480 17,14 14,031 100,

00

Reserva 480 2,855 2,337 100,

00

Reserva 480 4,76 3,896 100,

00 TCIG-U1 Alimentación Nº2 control e instrumentación del

generador 1 480 4,76 3,90

100, 00

Reserva 480 5,23 4,28 100,

00

TPP-U1-A Transformador de potencia unidad 1 fase A 480 5,24 4,29 100,

00

TPP-U1-B Transformador de potencia unidad 1 fase B 480 5,23 4,28 100,

00

TPP-U1-C Transformador de potencia unidad 1 fase C 480 5,23 4,28 100,

(34)

INFORME DE COORDINACIÓN DE PROTECCIONES CON EL SOFTWARE ETAP, PARA LOS SERVICIOS AUXILIARES AC DE UNA CENTRAL

HIDROELÉCTRICA 34

Reserva 480 5,234 4,284 100,

00

Reserva 480 5,236 4,286 100,

00

Reserva 480 5,236 4,286 100,

00

Reserva 480 28,58 23,392 100,

00

Alimentación Nº2 toma de equipos portátiles 480 26,65 21,81 100,

00

Alimentación Nº2 tomas trifásicas 480VCA 480 23,81 19,49 100,

00

Reserva 480 26,65 21,82 100,

00 PCG-U1 Alimentación Nº2 calefacción, alumbrado y

tomas del generador 1 480 28,60 23,41

100, 00

Reserva 480 10,47 8,57 100,

00

TCST-U1 Alimentación Nº2 control de la turbina 1 480 36,14 29,58 100,

00

Reserva 480 38,08 31,17 100,

00

Reserva 480 36,2 29,63 100,

00

Reserva 480 38,1 31,189 100,

00

Reserva 480 10,46 8,566 100,

00

Reserva 480 8,903 7,288 100,

00

Reserva 480 28,55 23,37 100,

00

Reserva 480 28,55 23,37 100,

00

Reserva 480 28,57 23,385 100,

00

Reserva 480 17,14 14,031 100,

00

Reserva 480 161,7 132 100,00

Reserva 480 2,852 2,335 100,

00

Reserva 480 2,856 2,338 100,

00 Alimentación Nº1 control unidad hidráulica RV/VC

unidad 1 480 142,50 117,00

(35)

INFORME DE COORDINACIÓN DE PROTECCIONES CON EL SOFTWARE ETAP, PARA LOS SERVICIOS AUXILIARES AC DE UNA CENTRAL

HIDROELÉCTRICA 35

Reserva 480 2,854 2,336 100,

00

Reserva 480 2,855 2,337 100,

00

Reserva 480 2,858 2,339 100,

00

Reserva 480 142,7 117 100,

00

5.3.9. TSAU-02

Tabla 12. Distribución servicios auxiliares unidad 2

DESCRPCIÓN TENSION

[V] CORRIEN TE [I] POTENCIA [kW] % F.P.

Reserva 480 25,34 20,88 100,

00 TCCC-U2 Alimentación Nº1 lubricación del cojinete

combinado del generador 2 480 25,32 20,87

100, 00 TCCS-U2 Alimentación Nº1 lubricación del cojinete guía

del generador 2 480 2,87 2,36

100, 00

TAC-BOOSTER 1 480 35,38 29,15 100,

00

TAC-BOOSTER 2 480 35,38 29,16 100,

00 TUH-U2 Alimentación Nº1 unidad hidráulica RV/VC

unidad 2 480 143,40 118,00

100, 00

TAC-COMPRESOR 1 480 46,81 38,57 100,

00

TAC-COMPRESOR 2 480 45,90 37,83 100,

00

TAC-COMPRESOR 3 480 43,99 36,25 100,

00

Reserva 480 4,79 3,94 100,

00 TCSR-U2 Alimentación Nº1 sistema de agua de

enfriamiento unidad 2 480 3,06 2,00

78,5 3

TCF-U2 Alimentación Nº1 frenos y gatos unidad 2 480 5,73 4,72 100,

00

TSAT-U2 Alimentación Nº1 control sello de la turbina 2 480 5,26 4,334 100,

00

Reserva 480 17,21 14,18 100,

00

TRE-U2 Tablero regulación excitación 480 9,556 7,875 100,

(36)

INFORME DE COORDINACIÓN DE PROTECCIONES CON EL SOFTWARE ETAP, PARA LOS SERVICIOS AUXILIARES AC DE UNA CENTRAL

HIDROELÉCTRICA 36

Reserva 480 5,063 4,172 100,

00 TCIG-U2 Alimentación Nº1 control e instrumentación

del generador 2 480 10,51 8,664

100, 00

Reserva 480 4,776 3,936 100,

00

TPP-U2-A transformador de potencia unidad 2 fase A 480 4,78 3,939 100,

00

TPP-U2-B transformador de potencia unidad 2 fase B 480 5,257 4,332 100,

00

TPP-U2-C transformador de potencia unidad 2 fase C 480 5,258 4,333 100,

00

Reserva 480 5,262 4,336 100,

00

Reserva 480 5,258 4,333 100,

00

Reserva 480 5,26 4,334 100,

00

Reserva 480 5,256 4,331 100,

00

Reserva 480 5,26 4,334 100,

00

Alimentación Nº1 toma de equipos portátiles 480 13,39 11,033 100,

00

Alimentación Nº1 tomas trifásicas 480VCA 480 13,38 11,025 100,

00 PCG-U2 Alimentación Nº1 calefacción alumbrado y

tomas del generador 2 480 13,39 11,035

100, 00

Reserva 480 9,085 7,487 100

Reserva 480 9,083 7,485 100

Reserva 480 9,082 7,484 100

Reserva 480 12,42 10,236 100

TCSR-U2 sistema retro lavado 480 38,27 31,533 100,

00

Reserva 480 36,33 29,935 100

Reserva 480 38,25 31,517 100

Reserva 480 28,67 23,625 100

Reserva 480 28,66 23,621 100

Reserva 480 26,77 22,058 100

Reserva 480 10,52 8,672 100

CAR 480 8,942 7,368 100

Reserva 480 33,46 27,572 100

TCCC-U2 Alimentación Nº2 lubricación del cojinete

combinado del generador 2 480 35,38 29,158

Figure

Figura 3. Placa característica  transformador  TA-U1 y TA-U2
Tabla 15. Transformadores  de corriente  CT´S
Figura 25. Ventana Se qof op  de la configuración  de la coordinación  de protecciones
Figura 30. Organización curvas TCC
+7

Referencias

Documento similar