Conexión de un usuario industrial al sistema de transmisión NETS-NYPS

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Texto completo

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PROYECTO DE GRADO

Presentado a

LA UNIVERSIDAD DE LOS ANDES

FACULTAD DE INGENIERÍA

DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA

Para obtener el título de

INGENIERO ELÉCTRICO

por

Ricardo Sánchez Sepúlveda

CONEXIÓN DE UN USUARIO INDUSTRIAL AL SISTEMA DE

TRANSMISIÓN NETS-NYPS

Sustentado el 4 de diciembre de 2014 frente al jurado:

Composición del jurado

- Asesor: Mario Alberto Ríos, Profesor Asociado, Universidad de Los Andes

- Jurados :

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Contenido

1 INTRODUCCIÓN ... 4

2 MARCO TEÓRICO ... 5

3 DEFINICIÓN DE ESTUDIOS TÉCNICOS REALIZADOS ... 6

4 ANÁLISIS SISTEMA CASO BASE (SISTEMA DE PRUEBAS SIN LA NUEVA CONEXIÓN) ... 8

5 FORMULACIÓN DE ALTERNATIVAS DE CONEXIÓN DE LA CARGA INDUSTRIAL ... 9

5.1 Alternativa 1 ... 10

5.2 Alternativa 2 ... 11

5.3 Alternativa 3 ... 12

5.4 Alternativa 4 ... 13

5.5 Alternativa 5 ... 14

5.6 Alternativa 6 ... 15

5.7 Alternativa 7 ... 16

6 ANÁLISIS COMPARATIVO DE LAS ALTERNATIVAS ... 17

6.1 Perfiles de voltaje ... 17

6.1 Análisis de contingencias ... 18

6.2 Cargabilidad ... 19

7 ANÁLISIS DE COSTOS ... 19

8 ANÁLISIS TÉCNICOS ADICIONALES PARA LA ALTERNATIVA SELECCIONADA ... 20

8.1 Análisis de corto circuito ... 21

8.2 Análisis de estabilidad transitoria ... 22

9 OBSERVACIONES Y TEMAS DE DISCUSIÓN ... 25

10 CONCLUSIONES ... 26

11 AGRADECIMIENTOS ... 27

12 REFERENCIAS ... 27

13 ANEXOS ... 28

13.1 Anexo 1 ... 28

13.2 Anexo 2 Datos sistema de pruebas de 68 nodos NETS-NYPS ... 29

13.3 Anexo 3 Voltaje y cargabilidad de las Líneas ante contingencias ... 34

13.4 Anexo 4 diagrama sistema NETS-NYPS sin conexión de la carga ... 38

13.5 Anexo 5 Cronograma del proyecto, Diagrama Grantt ... 39

Índice de ilustraciones

Figura 1Ubicación geográfica de la Carga ... 10

Figura 2 Diagrama alternativa 1 ... 11

Figura 3 Diagrama alternativa 2 ... 12

Figura 4 Diagrama alternativa 3 ... 13

Figura 5 Diagrama alternativa 4 ... 14

Figura 6 Diagrama alternativa 5 ... 15

Figura 7 Diagrama alternativa 6 ... 16

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Figura 9 Análisis Transitorio. Potencia generadores, falla Línea Lcarga-N55 ... 22

Figura 10 Análisis Transitorio. Potencia generadores, falla del nodo NCarga ... 23

Figura 11 Análisis Transitorio. Potencia generadores, falla línea Lcarga-L56 ... 23

Figura 12 Análisis Transitorio. Velocidad Angular rotor generadores, falla de la línea Lcarga-N55 ... 24

Figura 13 Análisis Transitorio. Velocidad Angular rotor generadores, falla del nodo NCarga ... 24

Figura 14 Análisis Transitorio. Velocidad Angular rotor generadores, falla de la línea Lcarga-N56 ... 25

Índice de tablas

TABLA 1 RESUMEN FLUJO DE CARGA DEL CASO BASE. ... 8

TABLA 2 COMPARACIÓN DE LOS PERFILES DE VOLTAJE DE LAS ALTERNATIVAS ... 18

TABLA 3 RESUMEN VALORES TOTALES UNIDADES CONSTRUCTIVAS ... 19

TABLA 4 COMPARACIÓN ECONÓMICA ... 20

TABLA 5 CORRIENTES CORTO CIRCUITO DE LA ZONA CERCANA A LA CONEXIÓN ... 21

TABLA 6 UNIDADES CONSTRUCTIVAS STN ... 28

TABLA 7 MACHINE BUS DATA ... 29

TABLA 8 LOAD BUS DATA ... 30

TABLA 9 LINE DATA ... 31

TABLA 10 STATIC EXCITATION SYSTEM DATA ... 33

TABLA 11 MACHINE DYNAMIC DATA ... 34

TABLA 12 VOLTAJE Y CARGABILIDAD DE LAS LÍNEAS ANTE CONTINGENCIAS ALTERNATIVA 1... 34

Tabla 13 VOLTAJE Y CARGABILIDAD DE LAS LÍNEAS ANTE CONTINGENCIAS ALTERNATIVA 2 ... 35

Tabla 14 VOLTAJE Y CARGABILIDAD DE LAS LÍNEAS ANTE CONTINGENCIAS ALTERNATIVA 3 ... 35

Tabla 15 VOLTAJE Y CARGABILIDAD DE LAS LÍNEAS ANTE CONTINGENCIAS ALTERNATIVA 4 ... 36

Tabla 16 VOLTAJE Y CARGABILIDAD DE LAS LÍNEAS ANTE CONTINGENCIAS ALTERNATIVA 5 ... 36

Tabla 17 VOLTAJE Y CARGABILIDAD DE LAS LÍNEAS ANTE CONTINGENCIAS ALTERNATIVA 6 ... 37

Tabla 18 VOLTAJE Y CARGABILIDAD DE LAS LÍNEAS ANTE CONTINGENCIAS ALTERNATIVA 7 ... 37

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INTRODUCCIÓN

Para realizar la conexión de una carga industrial a un sistema eléctrico, se requiere realizar estudios técnicos que permiten evaluar la viabilidad de las alternativas de conexión, cuáles son las implicaciones que tiene la conexión sobre el sistema eléctrico y qué refuerzos al sistema se deben implementar para realizar la correcta conexión de la carga industrial. Además, la conexión de un usuario industrial al sistema interconectado nacional debe cumplir con diferentes reglamentos propuestas por entidades como la UPME (Unidad de planeación minero energética) y la CREG (Comisión de regulación de Energía y Gas) en el caso colombiano. Estas exigencias tienen en cuenta diferentes condiciones que debe cumplir la conexión de una carga significativamente grande al sistema interconectado, como lo son: el control adecuado del factor de potencia, la capacidad de las líneas de transmisión, porcentajes de potencias activa y reactiva, porcentaje de variación de los niveles de tensión en los diferentes nodos, etc.

Por este motivo es importante realizar un diseño de conexión de la carga que realice las correcciones pertinentes y de esta forma cumplir con los distintos requerimientos técnicos solicitados por las entidades anteriormente nombradas. Cabe anotar que el proyecto tiene un componente económico que también influye en el diseño de la conexión y por ende es una parte importante para la realización del mismo.

Así en este proyecto se realiza el diseño Básico y Conceptual para la conexión de una carga industrial cumpliendo requisitos UPME/CREG. Con los siguientes objetivos específicos:

 Realizar estudios que permitan analizar alternativas de conexión y efectuar la selección de alternativas técnicas viables del sistema de pruebas de 68 nodos (NETS-NYPS). Utilizando la herramienta software NEPLAN para el desarrollo de los diferentes estudios.

 Implementar el sistema de pruebas NETS-NYPS en la herramienta de simulación NEPLAN.

 Modelar la carga industrial que se va a conectar al sistema interconectado NETS-NYPS utilizando NEPLAN como herramienta de desarrollo.

 Realizar un diagnóstico del comportamiento del sistema NETS-NYPS ante la conexión de la carga industrial modelada.

 Corregir las fallas generadas por la conexión de la carga de acuerdo a las normativas exigidas por las entidades de control UPME y CREG.

 Verificar el correcto funcionamiento de la solución propuesta a las fallas encontradas cumpliendo con normativas UPME/CREG.

Como caso de estudio se plantea la formulación de alternativas de conexión de una carga de horno de arco eléctrico de 150MVA al sistema de pruebas NYPS-NETS, cumpliendo con los respectivos requerimientos exigidos por las entidades de control UPME y CREG. El documento presenta los respectivos estudios que permiten comprobar el cumplimiento de dichos requerimientos por parte de la alternativa de

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conexión propuesta. El documento también presenta un análisis económico que permite aproximar el costo de la alternativa de conexión.

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MARCO TEÓRICO

En Colombia la conexión de una carga industrial al sistema de transmisión nacional (STN) debe cumplir con requisitos técnicos impuestos por la comisión de regulación de energía y gas (CREG) y por la unidad de planeación minero energética (UPME), dichos requisitos tienen en cuenta la calidad en tensión y armónicos, seguridad, confiabilidad de la conexión. Así como también establecen criterios de diseño para las longitudes de la línea, conductores de fase, cables de guarda, aislamiento, estructuras, cimentaciones, etc.

Específicamente para el desarrollo del proyecto de grado se utilizan los criterios, estándares y procedimientos establecidos por el código de redes en la resolución CREG número 025 de 1995 el cual debe ser considerado por los usuarios sistema interconectado de transmisión a tensiones iguales o superiores a 220kV, denominado Sistema de Transmisión Nacional [3]. Del cual se utilizaran los criterios de calidad para tensión, armónicos y los criterios de seguridad y confiabilidad para los respectivos estudios.

Los criterios de calidad para tensión son: “El STN se planeará de tal forma que permita, en conjunto con la generación, los sistemas de transmisión regionales y los sistemas de distribución local, asegurar que la tensión en las barras de carga a nivel de 220 kV y superiores no sea inferior al 90% del valor nominal, ni superior al 110%.”

Los criterios de calidad de armónicos: “Las formas de onda de tensión y corriente, con respecto al contenido de armónicos y desbalance de fases, cumplirán los requisitos establecidos por la NTC (Norma Técnica Colombiana) respectiva. Mientras no exista NTC aplicable, se utilizará la Norma ANSI/IEEE 519.”

En seguridad se deben garantizar los siguientes aspectos:

 El sistema debe permanecer estable bajo una falla trifásica a tierra en uno de los circuitos del sistema de 220 kV con despeje de la falla por operación normal de la protección principal.

 El sistema debe permanecer estable bajo una falla monofásica a tierra en uno de los circuitos del sistema de 500 kV con despeje de la falla por operación normal de la protección principal.

 Una vez despejada la falla, la tensión no debe permanecer por debajo de 0,8 p.u. por más de 700 ms.

 No se permiten valores de frecuencia inferiores a 57,5 Hz durante los transitorios.  No se permiten sobrecargas en las líneas ni en los transformadores. La cargabilidad

de los transformadores se determina por la capacidad nominal en MVA y para las líneas se toma el mínimo valor entre el límite térmico de los conductores, límite por regulación de tensión y el límite por estabilidad, aplicando los criterios anteriormente expuestos.

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Para la evaluación de confiabilidad se puede utilizar métodos probabilísticos o determinísticos. Para este caso se usará el método determinístico que consiste en el criterio de contingencias N-1 según el cual el STN debe ser capaz de transportar en estado estable la energía desde los centros de generación hasta las subestaciones de carga en caso normal de operación y de indisponibilidad de un circuito de transmisión a la vez.

En cuanto al sistema de pruebas, se puede decir que es un sistema de 68 nodos que simula la conexión de dos sistemas específicos, el sistema New England Test System (NETS) y el sistema New York Power System (NYPS) y además simula la importación de energía de áreas cercanas usando generadores equivalentes, nodos 14, 15 y 16. El sistema es un sistema robusto que por lo general se utiliza para estudios de estabilidad transitoria.

Como antecedentes para el desarrollo del proyecto de grado se tomaron en cuenta los siguientes documentos, los cuales son conexiones de grandes cargas a sistemas interconectados. Dichos documentos permiten tener una referencia de cuál es la metodología utilizada para llegar al diseño más apropiado para la conexión de la carga.

 Conexión de la carga Drummond al Sistema de Transmisión Nacional – STN[6]

El documento recomienda la conexión de 120MVA por parte del gran usuario Drummond mediante la construcción de una nueva subestación a 500kV, que además permitiría reconfigurar la línea Ocaña-Copey. El documento evalúa los diferentes sucesos previos a la conexión y compara dos alternativas de conexión con el caso base.

 Interconexión eléctrica de las islas del Rosario [7]

Documento que describe la conexión teórica de las islas del Rosario con el sistema de distribución de la ciudad de Cartagena. Se describen diferentes alternativas de conexión y se escoge una utilizando un análisis técnico-económico. El documento simula las Islas del Rosario como una carga de 10 MVA.

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DEFINICIÓN DE ESTUDIOS TÉCNICOS REALIZADOS

Para realizar los diferentes estudios necesarios en el diseño básico y conceptual de la conexión de la carga industrial al sistema de pruebas NYPS-NETS se utiliza como herramienta de simulación el software NEPLAN. Herramienta que permite la implementación del sistema de pruebas según los parámetros de la referencia [1] (ANEXO 2) y la realización de los estudios pertinentes; flujos de carga, comparación de alternativas, análisis de contingencias, análisis de corto circuito, análisis de estabilidad transitoria, etc.

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La conexión de la carga debe tener diferentes alternativas de conexión, que cumplan con el criterio de contingencias N-1. Éstas serán evaluadas a partir de criterios técnicos y económicos.

Para los estudios técnicos es necesario el uso de la herramienta software NEPLAN que permite la implementación del sistema de pruebas y posteriormente realizar sobre éste la conexión de la carga y los diferentes estudios requeridos. Específicamente para el sistema de pruebas NETS-NYPS, se utilizaron los datos ofrecidos por Graham Rogers en “System Power Oscillations”. Datos que se pueden verificar en el ANEXO 2.

Para comprobar el correcto funcionamiento del sistema de pruebas, se realizaron estudios de flujo de carga que permitían comprobar la consistencia del sistema y de esta forma pasar a realizar el diseño de las diferentes alternativas técnicamente posibles para la conexión de la carga. Los estudios de flujo de carga y análisis de contingencias también permitieron elegir alternativas técnicamente viables.

Para comparar las alternativas de conexión, se realiza un estudio de contingencias el cual busca cumplir con criterios N-1. Por lo que ante cualquier contingencia el sistema no debe tener nodos con voltajes inferiores al 0,9 y al 1,1 p.u. Además se debe cumplir con los criterios de cargabilidad de las líneas, es decir que éstas no pueden sobrepasar el 100% de su máxima capacidad. Como último criterio de comparación se realiza un análisis económico y finalmente se elige la propuesta de conexión más ideal.

Para realizar el estudio económico, se utiliza la metodología y los datos de unidades constructivas mencionados en la regulación CREG 097-2008 para los valores de tensión trabajados en las diferentes alternativas propuestas. El ANEXO 1 permite ver las unidades constructivas utilizadas para dicho estudio económico.

Luego de escoger la alternativa de conexión, se procede a realizar estudios de corto circuito con el fin de ver qué tanto afecta la conexión de la carga industrial al sistema de pruebas y si resulta necesario el cambio de los elementos de protección del sistema base. El estudio de corto circuito también permite dimensionar los elementos de protección que la nueva conexión requiere.

Por último se realiza un análisis de estado transitorio luego de hacer fallar las nuevas líneas y la subestación de la carga y de esta forma ver cuál es el comportamiento del sistema en estado transitorio ante una falla de la nueva conexión y si es necesario algún cambio para no sobrepasar los límites establecidos por el código de redes.

Finalmente se podrán resumir los resultados de cada uno de los estudios y se discutirá sobre la viabilidad del proyecto y sobre los cambios que se deban realizar para obtener una conexión satisfactoria que cumpla con los distintos requisitos exigidos por las respectivas entidades.

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La metodología utilizada se puede sintetizar de la siguiente forma:

1. Implementación y comprobación del sistema de pruebas NETS-NYPS 2. Diseño, comparación y elección de la alternativa de conexión

3. Análisis de la alternativa escogida

4. Conclusiones con respecto al funcionamiento de la alternativa de conexión y los requerimientos exigidos.

5. Observaciones sobre el diseño escogido.

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ANÁLISIS SISTEMA CASO BASE (SISTEMA DE PRUEBAS SIN LA NUEVA

CONEXIÓN)

Para comprobar el correcto funcionamiento del sistema de pruebas NETS-NYPS se realizó un estudio de flujo de carga que comprueba la consistencia del sistema. Para resumir los resultados del flujo de carga se presenta la tabla 1 donde se muestran los nodos del sistema que están más cercanos a los límites permitidos por la regulación CREG025-95. Estos límites indican un valor de voltaje en estado estacionario de las barras no inferior al 90% y no superior al 110% para voltajes superiores a 5kV e inferiores a 500kV. Para voltajes superiores a 500kV los límites son de 90% y 105% para el límite inferior y superior respectivamente. Además se muestran los nodos geográficamente más cercanos a la zona de conexión con el fin de ver qué tanto son afectados por las diferentes conexiones.

TABLA 1 RESUMEN FLUJO DE CARGA DEL CASO BASE.

Nombre Nodo Voltaje [%] Voltaje [kV] P carga [MW] Q carga [MVar] P Gen [MW] Q Gen

[Mvar] Zona

N49 94,1 324,7 164 29 0 0 Zona 1

N44 94,4 325,9 267,5 4,84 0 0 Zona 1

N43 94,4 326 0 0 0 0 Zona 1

N17 94,8 327,2 6000 300 0 0 Zona 1

N46 95,6 330,0 150,7 28,5 0 0 Zona 1 N61 96,3 332,3 104 125 0 0 Zona Carga N60 96,5 333,2 522 177 0 0 Zona Carga

N30 97,4 336,1 0 0 0 0 Zona Carga

N56 97,4 336,1 500 184 0 0 Zona Carga N53 97,9 337,8 252,7 118,5 0 0 Zona Carga

N57 98,1 338,5 0 0 0 0 Zona Carga

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N27 99,3 342,7 281 76 0 0 Zona Carga

N54 99,7 344,2 0 0 0 0 Zona Carga

N01 104,5 20,9 0 0 250 127,5 Zona 1

N06 105 21 0 0 700 141,9 Zona 1

N07 106,3 21,2 0 0 560 226,6 Zona 1

El flujo de carga permite concluir que no hay ninguna violación de límites de perfiles de voltaje establecidos por la CREG. En la tabla 1 se muestran los valores de voltaje de nodos más cercanos a los límites inferiores y superiores además de los nodos geográficamente más cercanos a la zona de conexión y se puede observar que ninguno de los límites es sobrepasado. El sistema de pruebas NETS-NYPS es un sistema robusto como se puede ver más adelante en cada una de las diferentes alternativas de conexión propuestas ya que los perfiles de voltaje no varían significativamente al conectar la carga industrial propuesta.

También se realizó un análisis de contingencia para los elementos donde posiblemente se pueda realizar la conexión de la carga. Es decir a los nodos N60, N56, N55, N54, N53, N27, N30, N61 y las líneas correspondientes a dichos nodos. Los resultados de dicho análisis permite concluir que el sistema cumple el requisito de contingencias N-1 para la zona cercana al punto de conexión, de esta forma la conexión de la carga se puede realizar sobre cualquier punto cercano del sistema ya que ninguno de estos es crítico y representa un futuro riesgo para la conexión.

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FORMULACIÓN DE ALTERNATIVAS DE CONEXIÓN DE LA CARGA

INDUSTRIAL

La figura 1 muestra la ubicación geográfica de la carga con respecto a los nodos más cercanos a la misma. Las longitudes de las líneas son supuestos obtenidos de la una relación entre la reactancia típica de una línea de 345kV (datos obtenidos de la referencia [5]) y las reactancias propuestas por los parámetros del sistema de pruebas (ANEXO 2).

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Figura 1 Ubicación geográfica de la Carga

Para la conexión de la carga industrial se plantean 7 alternativas diferentes, con el fin de escoger las mejores alternativas técnicamente posibles y posteriormente por medio de una comparación económica elegir la alternativa más acorde para la conexión industrial. A continuación se describe cada una de las alternativas de conexión.

5.1 Alternativa 1

Esta alternativa sugiere la creación de una sub estación sobre la línea 27-53 y una conexión con el nodo N30 para alimentar la carga industrial. De esta forma se conecta la carga a los puntos geográficamente más cercanos, esto con el fin de utilizar la menor cantidad de kilómetros de línea para realizar la conexión.

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Figura 2 Diagrama alternativa 1

5.2 Alternativa 2

La alternativa 2 conecta la carga al sistema NETS debido a que éste tiene una mayor cantidad de nodos de generación que el lado NYPS. La carga se conecta a los nodos N56 y N55 ya que son los nodos más cercanos geográficamente al sistema NETS.

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Figura 3 Diagrama alternativa 2

5.3 Alternativa 3

La alternativa de conexión 3 tiene como fin conectar la carga a los nodos más geométricamente cercanos del sistema. Además esta alternativa permite crear una nueva línea de conexión entre los sistemas NETS-NYPS. La conexión se hace específicamente con los nodos N55 y N 30, es decir que la conexión no tiene la necesidad de la construcción de una sub estación.

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Figura 4 Diagrama alternativa 3

5.4 Alternativa 4

La alternativa 4 conecta la carga industrial al lado NYPS con el fin de ver las implicaciones de esta conexión con el sistema en general. Puntualmente los nodos de conexión son el nodo N61 y el nodo N30 los cuales son los nodos del lado NYPS más cercanos a la conexión.

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Figura 5 Diagrama alternativa 4

5.5 Alternativa 5

En esta alternativa se propone la construcción de dos subestaciones entre las líneas que conectan los nodos N61 y N30 y los nodos N56 y N55. Permitiendo la reducción de kilómetros de líneas a comparación de las otras alternativas.

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Figura 6 Diagrama alternativa 5

5.6 Alternativa 6

La alternativa 6 propone la conexión de la carga industrial abriendo la línea existente entre los nodos N56 y N55 y completándola para llegar a la subestación de la carga. De esta forma se evita la construcción de las subestaciones propuestas en la alternativa 5.

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Figura 7 Diagrama alternativa 6

5.7 Alternativa 7

Finalmente la alternativa 7 propone la conexión de la carga abriendo la línea que conecta los nodos N61 y N30 y posteriormente completando la línea hasta llegar a la subestación de la carga. La alternativa permite ahorrar kilómetros de línea en comparación de las demás alternativas y no necesita de la construcción de una subestación adicional a la subestación de la carga.

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Figura 8 Diagrama alternativa 7

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ANÁLISIS COMPARATIVO DE LAS ALTERNATIVAS

6.1 Perfiles de voltaje

Para evaluar las diferentes alternativas se generó un análisis de flujo de carga para cada una de las mismas. Con los datos generados se quiso ver el efecto que tiene cada alternativa en los nodos que están más cercanos a los límites permitidos en el sistema de pruebas sin la conexión y en los nodos que son geográficamente más cercanos a la zona de conexión. Cabe anotar que tanto en el caso base como en las diferentes alternativas, los nodos más cercanos a los límites son los mismos. La Tabla 2 contiene un resumen de los nodos más cercanos al límite inferior y superior permitido y también contiene los perfiles de voltaje del nodo de la carga para cada alternativa.

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18 TABLA 2 COMPARACIÓN DE LOS PERFILES DE VOLTAJE DE LAS ALTERNATIVAS

La Tabla 2 permite ver que la conexión de la carga no genera nuevos nodos que se acerquen a los límites permitidos y además se puede ver que las diferentes alternativas de conexión no afectan en gran medida a los nodos cercanos a los límites, ya que las variaciones entre las alternativas y el caso base no son mayores a 0,5%. En cuanto al nivel de voltaje del nodo de la carga, todos los valores de las diferentes alternativas son cercanos entre sí y no están cerca de violar ninguno de los límites permitidos.

6.1 Análisis de contingencias

El análisis de contingencias realizado para la zona cercana a la conexión de la carga en cada una de las diferentes alternativas permitió comprobar la robustez del sistema, ya que el sistema no presentó problemas de sobrecargas al realizar las diferentes contingencias en los nodos y líneas de la zona de la carga. Además todas las alternativas cumplen con el criterio de contingencias N-1 para la conexión de la carga. Los voltajes en por unidad de los nodos cercanos a la zona de conexión frente a las principales contingencias que se proponen para cada alternativa de conexión se pueden verificar en el ANEXO 3.

N49 94,1 94,0 94,1 94,1 94,0 96,0 94,1 93,9 N44 94,5 94,6 94,7 94,7 94,7 96,1 94,7 94,5 N43 94,5 94,7 94,7 94,7 94,7 96,1 94,7 94,5 N17 94,8 94,9 94,9 94,9 94,9 97,2 94,9 94,9 N46 95,7 95,5 95,7 95,6 95,5 99,8 95,7 95,4 N27 99,4 99,3 99,1 99,1 99,3 100,8 99,1 99,3 N30 97,4 97,2 97,5 97,4 97,2 105,1 97,5 96,9 N53 97,9 97,6 98,0 97,9 97,8 104,1 97,9 97,5 N54 99,8 99,7 99,6 99,6 99,8 101,6 99,5 99,7 N55 98,8 98,8 98,2 98,2 98,8 101,3 98,1 98,7 N56 97,4 97,4 97,2 97,2 97,5 99,8 96,7 97,3 N57 98,1 98,1 98,1 98,0 98,2 100,5 97,8 98,0 N60 96,6 96,6 96,6 96,6 96,6 99,8 96,3 96,4 N61 96,3 96,4 96,5 96,4 96,4 103,9 96,4 95,9 NCARGA - 96,8 97,0 96,9 96,1 103,3 96,9 95,8 S/E27-53 - 97,4 - - - -N55-56 - - - - - 101,8 - -N61-30 - - - - - 105,6 - -N01 104,5 104,5 104,5 104,5 104,5 105,0 104,5 104,5 N06 105,0 105,0 105,0 105,0 105,0 106,3 105,0 105,0 N07 106,3 106,3 106,3 106,3 106,3 101,8 106,3 106,3

Nodo Caso Voltaje Alt 5. Voltaje Alt 6. Voltaje Alt 7. Voltaje caso base Voltaje Alt 1. Voltaje Alt 2. Voltaje Alt 3. Voltaje Alt 4.

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6.2 Cargabilidad

Los análisis de flujo de carga de cada una de las alternativas permiten ver la cargabilidad de cada una de las líneas cercanas a la zona de conexión. Los datos completos pueden verse en el ANEXO 3, de donde se puede ver que las alternativas no violan los límites de cargabilidad de las líneas a excepción de las alternativas 1 y 5. La alternativa 1 llega a un 158% de la capacidad de la línea L27-53. Mientras en la alternativa 5 se llega a un 100,2% en la Línea N61-30-N30. Por este motivo las alternativa 1 y 5 se descartan de la posible elección. Las demás alternativas cumplen con los límites permitidos de cargabilidad.

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ANÁLISIS DE COSTOS

La comparación económica utilizó los valores de unidades constructivas que ofrece la CREG en la resolución 097 de 2008, anexo 1, para el nivel de tensión correspondiente. Los datos ofrecidos por dicha resolución son precios de diciembre del 2007, por lo que se utilizan los índices del precio del productor (IPP) para ajustar los precios al año 2014. La TABLA 3 resume los costos totales de las subestaciones adicionales, la subestación de la carga y los costos de las líneas por km.

TABLA 3 RESUMEN VALORES TOTALES UNIDADES CONSTRUCTIVAS

Ítem Precio Dic 2007 [COP] Precio Jun 2014 Precio Jun 2014 [USD]

Total Subestación $ 8.587.981.000 $ 10.088.990.812 $ 5.044.495 Total Subestación

de la Carga $ 10.248.079.000 $ 12.039.241.223 $ 6.019.621 Total Línea por km $ 943.380.000 $ 1.108.264.230 $ 554.132

Luego de multiplicar la cantidad de kilómetros de línea que utiliza cada alternativa por el costo total del kilómetro de línea y sumar el costo total de la construcción de la subestación para la alternativa que se requiera, se obtiene la TABLA 4 de la cual se puede comparar económicamente cada alternativa. De dicha tabla se puede observar que las alternativas más económicas son las alternativas que utilizan menor cantidad de kilómetros de línea para realizar la conexión y que además no realizan la construcción de una subestación extra, es decir las alternativas 6 y 7.

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20 TABLA 4 COMPARACIÓN ECONÓMICA

TABLA 4.1 COMPARACIÓN ECONÓMICA (CONTINUACIÓN)

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ANÁLISIS TÉCNICOS ADICIONALES PARA LA

ALTERNATIVA SELECCIONADA

Luego de realizar los estudios de flujo de carga, cargabilidad, análisis de contingencias y económico, se puede llegar a la conclusión que las mejores alternativas de conexión son las alternativas 6 y 7. Esto es debido a que de los estudios de flujo de carga, cargabilidad y análisis de contingencias se concluye que todas las alternativas propuestas son técnicamente viables y que por ende la comparación económica define la alternativa a escoger. De dicha comparación económica se llega a la conclusión que las alternativas 6 y 7 son las más económicas y que por ende son las alternativas a implementar. Entre la alternativa 6 y 7 se descarta la alternativa 7 ya que a pesar de cumplir con los requerimientos técnicos exigidos, está conectada al sistema NYPS el cual, a pesar de ser un sistema muy robusto, se vio ser más débil que el sistema NETS. Cabe decir que ambas alternativas tienen la misma cantidad de pérdidas eléctricas, por lo que no fue un elemento de decisión. También se realizaron los estudios de corto circuito y estabilidad transitoria para ambas alternativas y las dos respondieron acorde a las restricciones impuestas por el código de redes. Dicho esto, la alternativa de conexión escogida es la alternativa 6.

Alternativa 1 Alternativa 2 Alternativa 3 Alternativa 4

km l i nea tota l es 79 107 104 97

# s ubes ta ci ones a di ci ona l es 1 0 0 0

Cos to tota l l ínea s $ 74.527.020.000 $ 100.941.660.000 $ 98.111.520.000 $ 91.507.860.000 Cos tos tota l s ubes ta ci ón a di ci ona l $ 8.587.981.000 $ - $ - $ -Cos to Subes ta ci ón de l a ca rga $ 10.248.079.000 $ 10.248.079.000 $ 10.248.079.000 $ 10.248.079.000 Cos to tota l $ 93.363.080.000 $ 111.189.739.000 $ 108.359.599.000 $ 101.755.939.000 Cos to tota l juni o 2014 $ 109.681.106.227 $ 130.623.513.862 $ 127.298.721.171 $ 119.540.871.559 Cos to tota l USD 2014 $ 57.726.898 $ 68.749.218 $ 66.999.327 $ 62.916.248 Conti núa

Alternativa 5 Alternativa 6 Alternativa 7

km l i nea tota l es 65 70 70

# s ubes ta ci ones a di ci ona l es 2 0 0

Cos to tota l l ínea s $ 61.319.700.000 $ 66.036.600.000 $ 66.036.600.000 Cos tos tota l s ubes ta ci ón a di ci ona l $ 17.175.962.000 $ - $ -Cos to Subes ta ci ón de l a ca rga $ 10.248.079.000 $ 10.248.079.000 $ 10.248.079.000 Cos to tota l $ 88.743.741.000 $ 76.284.679.000 $ 76.284.679.000 Cos to tota l juni o 2014 $ 104.254.397.815 $ 89.617.737.342 $ 89.617.737.342 Cos to tota l USD 2014 $ 54.870.736 $ 47.167.230 $ 47.167.230

(21)

21

8.1 Análisis de corto circuito

Después de escoger la alternativa más apropiada para realizar la conexión de la carga industrial se procede a realizar los exámenes de corto circuito, siguiendo la normativa IEC60909 2001 tanto para falla monofásica como para falla trifásica. Estos estudios tienen el fin de comparar el caso base con la alternativa de conexión escogida y de esta forma ver el comportamiento de las corrientes de corto circuito luego de realizar la conexión de la carga industrial. Los estudios permiten concluir si los niveles de corto de cada una de las subestaciones soportan las nuevas corrientes de corto generadas por la conexión de la carga industrial. En el caso que las nuevas corrientes de corto sobre pasen los límites de corto circuito de las subestaciones, será necesario tomar medidas al respecto lo que implicaría un nuevo costo para el proyecto o pensar en otra alternativa de conexión.

Para este caso los resultados del análisis de corto circuito se resumen en la TABLA 5.

TABLA 5 CORRIENTES CORTO CIRCUITO DE LA ZONA CERCANA A LA CONEXIÓN

Ubicación de Falla

Caso base Alternativa de conexión Falla monofásica Falla trifásica Falla monofásica Falla trifásica 𝐼𝑘′′1𝜃 [kA] 𝐼𝑘′′3𝜃 [kA] 𝐼𝑘′′1𝜃 [kA] 𝐼𝑘′′3𝜃 [kA]

L27-53 1,79 2,10 1,79 2,10

L30-53 48,01 19,75 47,58 19,75

L30-61 (1) 31,36 17,27 31,14 17,27 L30-61 (2) 31,36 17,27 31,14 17,27

L53-54 12,18 11,85 12,15 11,84

L54-55 10,25 17,14 10,05 16,91

L55-56* 8,79 13,51 - -

L57-56 9,80 15,59 9,61 15,32

L57-60 10,26 14,83 10,14 14,73

L60-61 13,22 12,07 13,18 12,05

N27 6,34 11,11 6,31 11,10

N30 69,93 22,99 69,10 22,99

N53 45,97 19,17 45,60 19,17

N54 12,47 24,20 12,31 24,05

N55 9,89 16,46 9,61 16,02

N56 9,88 15,98 9,60 15,52

N57 11,08 18,66 10,91 18,47

N60 11,10 14,87 10,99 14,78

N61 65,57 24,90 64,97 24,89

NCarga* - - 8,23 12,52

L56-Ncarga* - - 8,54 13,11

LNcarga-55* - - 8,54 13,29

(22)

22

La TABLA 5 permite observar que las corrientes de corto circuito tanto trifásicas como monofásicas de la conexión no aumentan con respecto al caso base y que por el contrario disminuyen. Esto permite concluir que la alternativa de conexión es viable y no requiere de cambios en el sistema.

8.2 Análisis de estabilidad transitoria

El análisis de estabilidad transitoria permite ver el comportamiento del sistema en estado transitorio luego de la conexión de la carga industrial. Para ver dicho comportamiento se hacen fallar las nuevas líneas de conexión (línea del nodo N56 a el nodo NCarga y Línea del nodo NCarga al nodo N55) y la subestación de la carga (nodo NCarga) con el fin de ver el comportamiento de los generadores en estado transitorio. Las variables a tener en cuenta son la velocidad angular del rotor y la potencia de los generadores. A continuación se presentan las gráficas que resumen los comportamientos de cada uno de los generadores ante las fallas propuestas.

(23)

23 Figura 10 Análisis Transitorio. Potencia generadores, falla del nodo NCarga

(24)

24 Figura 12 Análisis Transitorio. Velocidad Angular rotor generadores, falla de la línea Lcarga-N55

(25)

25 Figura 14 Análisis Transitorio. Velocidad Angular rotor generadores, falla de la línea Lcarga-N56

En las figuras 9-11 se analiza el comportamiento de la potencia en por unidad de los generadores donde se puede observar que ninguna de las fallas propuestas hace que dicha potencia sobrepase más allá de 0,8 p.u. por más de 700ms y luego se observan fluctuaciones entre 0,95 y 1,05 p.u. lo que está entre los límites permitidos para el régimen transitorio.

Por otro lado las figuras 12-14 muestran el comportamiento de la velocidad angular del rotor de los generadores para las fallas propuestas. En estas gráficas se puede observar que las fluctuaciones son mínimas ya que están por debajo de 0,0008 p.u.

9

OBSERVACIONES Y TEMAS DE DISCUSIÓN

Para realizar el diseño propuesto, fue necesario tomar diferentes supuestos que pueden ser los causantes de resultados erróneos o un poco alejados de la realidad. Concretamente se tomaron dos supuestos que pueden afectar los resultados de los estudios realizados. El primer supuesto es el uso del software ATP para generar los parámetros de secuencia cero que permiten realizar los estudios de corto circuito. La dimensión de los parámetros de secuencia cero afectan directamente la magnitud de las corrientes de corto circuito monofásico, lo que podría explicar las diferencias de magnitud entre las corrientes de corto monofásicas y trifásicas teniendo en cuenta que esta es una posibilidad y no un hecho concreto de la razón de dichas diferencias de magnitud.

El segundo supuesto es el que permitió obtener las distancias de las líneas para dimensionar al sistema geográficamente. Se tomaron datos típicos de magnitudes de reactancias por kilómetro en un sistema de transmisión de 345kV y con dichos datos se dimensionaron las distancias. Las distancias obtenidas son acordes a las dimensiones de las regiones de New England y New York pero no son exactas lo que crea pequeñas diferencias que podrían afectar los datos.

(26)

26

Por último el modelo económico tiene supuestos que pueden alejar los costos obtenidos de los costos reales de la implementación de un proyecto como este en Colombia. Dichos supuestos son relacionados sobre todo con los precios de los terrenos y los costos de la servidumbre en las diferentes zonas del país. Como se pudo observar en el modelo económico, por ejemplo, el precio de la servidumbre para la construcción de una línea puede duplicar el costo para la construcción de la misma. Por lo que la definición de dichos precios cambia significativamente los costos del proyecto.

10

CONCLUSIONES

Luego de los diferentes estudios y procedimientos utilizados para elaborar las diferentes alternativas de conexión y posteriormente elegir la más acorde, a continuación se hace un resumen de la alternativa elegida.

La alternativa recomendada para la supuesta conexión de la carga industrial de 150MW implica la apertura de la línea LN56-N55 con el fin de llegar hasta la subestación de la carga mediante la utilización de 70 kilómetros de línea adicionales. Se utiliza la apertura de esta línea ya que es el punto geográficamente más cercano y además porque es una línea del sistema NETS el cual es un sistema robusto que permite la conexión de dicha carga, además de ser una alternativa que cumple con todos los requisitos exigidos por el código de redes. Lo que quiere decir que es una alternativa que cumple con los requisitos de perfiles de voltaje, cargabilidad, contingencias N-1, corto circuito y estabilidad transitoria.

El costo del proyecto es de 47.167.230 USD, costo que implica los kilómetros instalados de línea adicionales necesarios para la conexión de la subestación con el sistema de pruebas, los costos asociados a la subestación de la carga y los costos de servidumbre y terrenos necesarios para dichas construcciones.

Como ya se ha mencionado, el costo del proyecto puede estar alejado de la realidad debido a algunos de los supuestos tomados para la realización del mismo. Pero el objetivo de este proyecto de grado es el de dar una aproximación de la alternativa de conexión más apropiada para la conexión de una carga industrial en un lugar geográficamente supuesto y con las normas colombianas que rigen este tipo de conexiones.

Cabe decir que la conexión de esta carga industrial al sistema de pruebas NYPS-NETS no afecta gravemente al sistema, debido a que este sistema es lo suficientemente robusto y las diferentes alternativas de conexión no presentaron la necesidad de cambios al sistema para su correcto funcionamiento. Es decir que la alternativa de conexión sugerida no hace necesario ningún cambio técnico al sistema original, como por ejemplo la adición de nuevos elementos de protección diferentes a los necesarios para la construcción de la subestación de la carga.

(27)

27

11

AGRADECIMIENTOS

Agradezco la asesoría constante del Ingeniero Mario Alberto Ríos ya que gracias a esta el proyecto de grado estuvo correctamente orientado y se acerca al diseño de una alternativa real, lo que cumple con los objetivos propuestos al inicio del proyecto.

Finalmente agradezco a mis padres Ofelia Sepúlveda, José R. Sánchez y a mi hermana Paola Sánchez ya que fueron una constante ayuda y fuente de motivación.

12

REFERENCIAS

[1] Graham Rogers, Power System Oscillations, Kluwer, 2000.

[2] Electric Power Research Institute (EPRI), Transmission Line Reference Book: 345 kV and above, 2nd edition, 1982.

[3] COMISIÓN DE REGULASIÓN ENERGÍA Y GAS. Resolución CREG 025: “Código de redes”. 1995.

[4] COMISIÓN DE REGULASIÓN ENERGÍA Y GAS. Resolución CREG 097: “UNIDADES COSNTRUCTIVAS”. 2008.

[5] Paul M. Anderson, Analysis of faulted power systems, Wiley, c1995.

[6] Plan de Expansión de Referencia Transmisión 2013-2027, Unidad de Planeación Minero Energética - UPME. Pág. 143. Conexión de la carga Drummond al Sistema de Transmisión Nacional.

[7] Interconexión eléctrica de las islas del Rosario, Proyecto de grado Universidad de los Andes. Héctor Montes Lujan. Mario Ríos Mesías, PhD.

(28)

28

13

ANEXOS

13.1 Anexo 1

TABLA 6 UNIDADES CONSTRUCTIVAS STN

Elementos Subestación Descripción Valor instalado

Centro de supervisión y control para activos de conexión STN $ 157.346.000 Móldulo común activos de conexión al STN $ 76.393.000 Bahía de línea - Interruptor y medio - tipo convencional $ 876.747.000 Bahía transformador - Interruptor y medio - tipo convencional $ 825.629.000

Bahía de maniobra $ 534.030.000

Protección diferencial de barras $ 81.322.000

Módulo de barraje - Interruptor y medio $ 295.534.000

Modulo común - 4 a 6 bahías $ 1.067.222.000

Sistema de control de la S/E $ 112.285.000

Casa control ($/m^2) 2'000.000 X 40 metros $ 80.000.000 Sistema de teleprotección Por cada módulo $ 18.655.000

Trasformador trifásico 150MVA $ 1.105.980.000

Compensación Reactiva - 36 MVar $ 554.118.000

Total Subestación $ 8.268.981.000 Total Subestación + Terreno $ 8.587.981.000 Total Subestación Carga $ 10.248.079.000 Tabla uniandes constructivas elementos Substación 345 kV

Elemento Valor instalado

Estructura Concreto $ 214.164.000

Torre Metálica $ 229.216.000

Servidumbre (1km) $ 500.000.000

Total Líneas por km $ 943.380.000

(29)

29

13.2 Anexo 2 Datos sistema de pruebas de 68 nodos NETS-NYPS

TABLA 7 MACHINE BUS DATA

Bus N° Voltage Power Generation

1 1,045 2,500

2 0,980 5,450

3 0,983 6,500

4 0,997 6,320

5 1,011 5,052

6 1,050 7,000

7 1,063 5,600

8 1,030 5,400

9 1,025 8,000

10 1,010 5,000

11 1,000 10,000

12 1,016 13,500

13 1,011 35,910

14 1,000 17,850

15 1,000 10,000

(30)

30 TABLA 8 LOAD BUS DATA

Bus N° Real Load Reactive Load

17 0 0

18 1,58 0,3

19 0 0

20 6,8 1,03

21 1,74 1,15

22 0 0

23 1,48 0,85

24 3,09 -0,92

25 2,24 0,47

26 1,39 0,17

27 2,81 0,76

28 2,06 0,28

29 2,84 0,27

30 0 0

31 0 0

32 0 0

33 1,12 0

34 0 0

35 0 0

36 1,02 -0,1946

37 60 3

38 0 0

39 2,67 0,126

40 0,6563 0,2353

41 10 2,5

42 11,5 2,5

43 0 0

44 2,6755 0,0484

45 2,08 0,21

46 1,507 0,285

47 2,0312 0,3259

48 2,412 0,022

49 1,64 0,29

50 2 -1,47

51 4,37 -1,22

52 24,7 1,23

53 2,527 1,1856

(31)

31 TABLA 9 LINE DATA

From to Resistance (p.u) Reactance (p.u) Line charging (p.u) Tap Ratio

53 54 0,0035 0,0411 0,6986 0

53 30 0,0008 0,0074 0,48 0

54 55 0,0013 0,0151 0,2572 0

54 25 0,007 0,0086 0,146 0

54 1 0 0,0181 0 1,025

55 56 0,0013 0,0213 0,2214 0

55 52 0,0011 0,0133 0,2138 0

56 57 0,0008 0,0128 0,1342 0

56 66 0,0008 0,0129 0,1382 0

57 58 0,0002 0,0026 0,0434 0

57 60 0,0008 0,0112 0,1476 0

58 59 0,0006 0,0092 0,113 0

58 63 0,0007 0,0082 0,1389 0

58 2 0 0,025 0 1,07

59 60 0,0004 0,0046 0,078 0

60 61 0,0023 0,0363 0,3804 0

61 30 0,0019 0,0183 0,29 0

62 63 0,0004 0,0043 0,0729 0

62 65 0,0004 0,0043 0,0729 0

62 3 0 0,02 0 1,07

64 63 0,0016 0,0435 0 1,06

64 65 0,0016 0,0435 0 1,06

65 66 0,0009 0,0101 0,1723 0

66 67 0,0018 0,0217 0,366 0

67 68 0,0009 0,0094 0,171 0

55 3,22 0,02

56 5 1,84

57 0 0

58 0 0

59 2,31 0,84

60 5,22 1,77

61 1,04 1,25

62 0 0

63 0 0

64 0,09 0,88

65 0 0

66 0 0

67 3,2 1,53

(32)

32

68 37 0,0007 0,0089 0,1342 0

68 19 0,0016 0,0195 0,304 0

68 21 0,0008 0,0135 0,2548 0

68 24 0,0003 0,0059 0,068 0

37 52 0,0007 0,0082 0,1319 0

37 27 0,0013 0,0173 0,3216 0

19 20 0,0007 0,0138 0 1,06

19 4 0,0007 0,0142 0 1,07

20 5 0,0009 0,018 0 1.009

21 22 0,0008 0,014 0,2565 0

22 23 0,0006 0,0096 0,1846 0

22 6 0 0,0143 0 1.025

23 24 0,0022 0,035 0,361 0

23 7 0,0005 0,0272 0 0

25 26 0,0032 0,0323 0,531 0

25 8 0,0006 0,0232 0 1.025

26 27 0,0014 0,0147 0,2396 0

26 28 0,0043 0,0474 0,7802 0

26 29 0,0057 0,0625 1,029 0

28 29 0,0014 0,0151 0,249 0

29 9 0,0008 0,0156 0 1.025

61 30 0,0019 0,0183 0,29 0

61 36 0,0022 0,0196 0,34 0

61 36 0,0022 0,0196 0,34 0

36 17 0,0005 0,0045 0,32 0

34 36 0,0033 0,0111 1,45 0

35 34 0,0001 0,0074 0 0,946

33 34 0,0011 0,0157 0,202 0

32 33 0,0008 0,0099 0,168 0

30 31 0,0013 0,0187 0,333 0

30 32 0,0024 0,0288 0,488 0

53 31 0,0016 0,0163 0,25 0

31 38 0,0011 0,0147 0,247 0

33 38 0,0036 0,0444 0,693 0

38 46 0,0022 0,0284 0,43 0

46 49 0,0018 0,0274 0,27 0

53 47 0,0013 0,0188 1,31 0

47 48 0,0025 0,0268 0,4 0

47 48 0,0025 0,0268 0,4 0

48 40 0,002 0,022 1,28 0

(33)

33

17 43 0,0005 0,0276 0 0

43 44 0,0001 0,0011 0 0

44 45 0,0025 0,073 0 1

39 44 0 0,0411 0 0

39 45 0 0,0839 0 0

45 51 0,0004 0,0105 0,72 0

50 18 0,0012 0,0288 2,06 0

50 51 0,0009 0,0221 1,62 0

49 18 0,007 0,1141 1,16 0

18 42 0,004 0,06 2,25 0

42 41 0,004 0,06 2,25 0

41 40 0,006 0,084 3,15 1,04

31 10 0 0,026 0 1,04

32 11 0 0,013 0 1,04

36 12 0 0,0075 0 1,04

37 13 0 0,0033 0 1

37 14 0 0,0015 0 1

37 15 0 0,0015 0 1

37 16 0 0,003 0 0

53 27 0,032 0,32 0,41 0

TABLA 10 STATIC EXCITATION SYSTEM DATA

Machine N° Ka Ta VRmin VRmax

1 200 0,05 -5 5

2 200 0,05 -5 5

3 200 0,05 -5 5

4 200 0,05 -5 5

5 200 0,05 -5 5

6 200 0,05 -5 5

7 200 0,05 -5 5

8 200 0,05 -5 5

9 200 0,05 -5 5

(34)

34 TABLA 11 MACHINE DYNAMIC DATA

13.3 Anexo 3 Voltaje y cargabilidad de las Líneas ante contingencias

TABLA 12 VOLTAJE Y CARGABILIDAD DE LAS LÍNEAS ANTE CONTINGENCIAS ALTERNATIVA 1

Machine Xt Ra Xd X'd T'd Xq X'q T'q H D

G1 0,0125 0 0,1 0,031 10,2 0,069 0,028 1,5 42 0

G2 0,035 0 0,295 0,0697 6,56 0,282 0,06 1,5 30,2 0

G3 0,0304 0 0,2495 0,0531 5,7 0,237 0,05 1,5 35,8 0

G4 0,0295 0 0,262 0,0436 5,69 0,258 0,04 1,5 28,6 0

G5 0,027 0 0,33 0,066 5,4 0,31 0,06 0,44 26 0

G6 0,0224 0 0,254 0,05 7,3 0,241 0,045 0,4 34,8 0

G7 0,0322 0 0,295 0,049 5,66 0,292 0,045 1,5 26,4 0

GS 0,028 0 0,29 0,057 6,7 0,28 0,05 0,41 24,3 0

G9 0,0298 0 0,2106 0,057 4,79 0,205 0,05 1,96 34,5 0

G10 0,0199 0 0,169 0,0457 9,37 0,115 0,045 1,5 31 0

G11 0,0103 0 0,128 0,018 4,1 0,123 0,015 1,5 28,2 0

G12 0,022 0 0,101 0,031 7,4 0,095 0,028 1,5 92,3 0

G13 0,003 0 0,0296 0,0055 5,9 0,0286 0,005 1,5 248 0

G14 0,0017 0 0,018 0,00285 4,1 0,0173 0,0025 1,5 300 0 G15 0,0017 0 0,018 0,00285 4,1 0,0173 0,0025 1,5 300 0

G16 0,0041 0 0,0356 0,0071 7,8 0,0334 0,006 1,5 225 0

Línea 27-53-Carga Línea 30-Carga Nodo N30 Nodo N27-53 Nodo Carga

N27 99,34 99,24 99,25 99,8 99,43

N30 96,99 97,11 0 96,95 97,78

N53 97,63 97,28 99,01 97,48 98,34

N54 99,73 99,67 99,87 99,76 99,87

N55 98,75 98,71 98,56 98,84 98,85

N56 97,41 97,4 97,01 97,46 97,49

N57 98,1 98,11 97,57 98,13 98,19

N60 96,56 96,58 95,84 96,57 96,67

N61 96,21 96,27 95,36 96,19 96,53

NCARGA 95,44 95,54 97,83 95,65 0

S/E27-53 98,05 96,62 98,61 0 98,92

Contingencia

Voltaje Nodo [p.u.]

Línea 27-53-Carga Línea 30-Carga Nodo N30 Nodo N27-53 Nodo Carga

Línea 27-53-Carga - 35,54% 33,21% -

-Línea 30-Carga 36,72% - - 35,51%

-Línea S/E27-53-N27 29,57% 36,55% 25,51% - 27,79%

Línea S/E27-53-53 29,57% 158,00% 176,00% - 27,79%

Contingencia

Cargabilidad [%]

(35)

35 Tabla 13 VOLTAJE Y CARGABILIDAD DE LAS LÍNEAS ANTE CONTINGENCIAS ALTERNATIVA 2

Tabla 14 VOLTAJE Y CARGABILIDAD DE LAS LÍNEAS ANTE CONTINGENCIAS ALTERNATIVA 3 Línea 56-CargaLínea 55-CargaNodo N55 Nodo N56 Nodo Carga

N27 99,04 99,13 98,98 99,6 99,5

N30 97,51 97,49 96,87 97,07 97,49

N53 97,95 97,95 97,45 97,63 97,99

N54 99,48 99,63 100,37 99,81 99,94

N55 97,96 98,33 0 99,19 99,16

N56 97,1 96,52 94,7 0 97,81

N57 98 97,68 96,5 98,56 98,35

N60 96,54 96,27 95,18 96,68 96,78

N61 96,47 96,41 95,65 95,81 96,38

NCARGA 96,15 94,86 92,96 97,91 0

Contingencia

Voltaje Nodo [p.u.]

Línea 27-53-CargaLínea 30-CargaNodo N30 Nodo N27-53Nodo Carga

Línea 56-Carga - 35,25% 36,15% -

-Línea 55-Carga 34,44% - - 32,54%

-Línea 55-56 12,35% 29,28% - - 21,06%

Línea 57-56 21,85% 26,05% 34,97% - 13,26%

Línea 54-55 62,97% 59,38% - 41,28 51,01%

Contingencia

Cargabilidad [%]

Línea 30-Carga Línea 55-Carga Nodo N30 Nodo N55 Nodo Carga

N27 98,96 99,28 98,97 99,17 99,46

N30 97,49 96,73 99,17 96,29 97,63

N53 97,92 97,36 99,77 96,94 98,1

N54 99,39 99,67 99,62 100,16 99,92

N55 97,73 98,7 97,72 0 99,07

N56 96,99 97,37 96,65 96,07 97,59

N57 97,93 98,06 97,4 97,18 98,23

N60 96,49 96,5 95,72 95,64 96,69

N61 96,45 96,06 95,32 95,43 96,45

NCARGA 95,45 94,8 95,89 94,78 0

Contingencia

Voltaje Nodo [p.u.]

(36)

36 Tabla 15 VOLTAJE Y CARGABILIDAD DE LAS LÍNEAS ANTE CONTINGENCIAS ALTERNATIVA 4

Tabla 16 VOLTAJE Y CARGABILIDAD DE LAS LÍNEAS ANTE CONTINGENCIAS ALTERNATIVA 5

Línea 30-Carga Línea 55-Carga Nodo N30 Nodo N55 Nodo Carga

Línea 55-Carga 38,98% - 38,98% -

-Línea 30-Carga - 38,98% - 36,71%

-Línea 30-61 (1) 54,91% 50,40% - 64,82% 58,39%

Línea 30-61 (2) 54,91% 50,40% - 64,82% 58,39%

Línea 53- 30 22,75% 34,26% - 64,33% 30,91%

Contingencia

Cargabilidad [%]

Línea 61-Carga Línea 30-Carga Nodo N30 Nodo N61 Línea 61-30 (1) Nodo Carga

N27 99,3 99,3 99,24 99,57 99,3 99,4

N30 96,99 97,15 0 98,83 97,19 97,84

N53 97,56 97,7 100,03 99,11 97,74 98,25

N54 99,72 99,73 99,95 100,01 99,74 99,85

N55 98,74 98,72 98,43 99,1 98,72 98,85

N56 97,4 97,35 96,69 97,85 97,35 97,51

N57 98,1 98,02 97,13 98,66 98,02 98,22

N60 96,55 96,43 95,22 97,34 96,44 96,73

N61 96,21 95,89 94,26 0 95,95 96,71

NCARGA 95,4 94,17 92,46 97,92 95,85 0

Contingencia

Voltaje Nodo [p.u.]

Línea 61-Carga Línea 30-Carga Nodo N30 Nodo N61 Línea 61-30 (1) Nodo Carga

Línea 61-Carga - 37,33% 38,15% - 29,95%

-Línea 30-Carga 36,79% - - 33,26% 63,53%

-Línea 30-61 (1) 50,42% 60,32% 4,17% 4,40% - 58,29%

Línea 30-61 (2) 50,42% 60,32% 4,17% 4,40% 70,15% 58,29%

Cargabilidad [%]

Contingencia

Línea N61-30-Carga Línea N55-56-Carga Línea N61-30-N30 Línea N55-56-N55 Nodo Carga

N27 100,2 100,45 100,4 100,61 100,56

N30 106,14 105,69 102,83 105,08 106,22

N53 104,83 104,49 102,3 104,04 104,93

N54 101,05 101,26 101,11 101,4 101,4

N55 99,63 100,34 100,68 100,81 100,54

N55-56 98,79 99,98 100,92 102,38 100,27

N56 98,51 98,98 99,2 99,92 99,16

N57 99,93 100,1 100 100,57 100,26

N60 99,42 99,47 99,14 99,81 99,66

N61 104,86 104,47 102,63 103,95 104,88

N61-30 107,07 106,49 103,86 105,7 107,15

Ncarga 97,76 105,63 101,96 103,64 0

Contingencia

Voltaje Nodo [p.u.]

(37)

37 Tabla 17 VOLTAJE Y CARGABILIDAD DE LAS LÍNEAS ANTE CONTINGENCIAS ALTERNATIVA 6

Tabla 18 VOLTAJE Y CARGABILIDAD DE LAS LÍNEAS ANTE CONTINGENCIAS ALTERNATIVA 7

Línea N61-30-Carga Línea N55-56-Carga Línea N61-30-N30 Línea N55-56-N55 Nodo Carga

Línea N61-30-Carga - 23,07% 21,64% 27,86%

-Línea N55-56-Carga 26,25% - 25,80% 15,45%

-Línea N61-30-N30 53,08% 58,70% 100,20% 60,14% 55,98%

Línea N55-56-N55 29,69% 15,49% 28,38% 11,59% 15,33%

Contingencia

Cargabilidad [%]

Nodo N56 Nodo N55 Línea 56-carga Línea 55-Carga Nodo Carga

N27 99,4 98,95 99,11 99,37 99,62

N30 97,03 96,85 97,47 97,39 97,4

N53 97,57 97,44 97,93 97,92 97,94

N54 99,59 100,36 99,63 100,08 100,19

N55 98,61 0 98,34 99,51 99,83

N56 0 94,49 96,22 94,67 96,4

N57 98,54 96,38 97,5 96,62 97,55

N60 96,65 95,07 96,13 95,39 96,13

N61 95,78 95,62 96,38 96,21 96,23

NCarga 97,75 93,52 97,3 93,54 0

Contingencia

Voltaje [p.u.]

Nodo N56 Nodo N55 Línea 56-carga Línea 55-Carga Nodo Carga

Línea 56-carga 2,74% 35,51% - 36,47%

-Línea 55-Carga 34,57% - 35,90% -

-Línea 57-56 2,03% 35,62% 27,75% 40,62% 23,63%

Línea 54-55 42,06% 3,96% 58,27% 47,29% 42,82%

Contingencia

Cargabilidad [%]

Línea 61-Carga Línea 30-Carga Nodo N30 Nodo N61 Línea 61-30 Nodo Carga

N27 99,26 99,26 99,23 99,49 99,23 99,33

N30 96,86 97,2 0 97,95 96,9 97,68

N53 97,48 97,76 100,02 98,41 97,53 98,15

N54 99,68 99,71 99,94 99,89 99,67 99,81

N55 98,66 98,63 98,41 99,02 98,6 98,74

N56 97,28 97,18 96,64 97,81 97,17 97,33

N57 97,93 97,78 97,06 98,63 97,79 97,98

N60 96,31 96,09 95,11 97,31 96,11 96,38

N61 95,69 95,12 93,93 0 95,29 95,91

NCARGA 95,78 94 92,94 97,07 95,35 0

Contingencia

Voltaje Nodo [p.u.]

Línea 61-Carga Línea 30-Carga Nodo N30 Nodo N61 Línea 61-30 Nodo Carga

Línea 61-Carga - 26,99% 26,31% - 70,41%

-Línea 30-Carga 26,90% - - 25,64% 95,08%

-Línea 30-61 84,54% 99,50% - - - 96,26%

Línea 53-30 26,64% 25,47% - 22,43% 24,16% 24,31%

Cargabilidad [%]

(38)

Conexión de un usuario industrial al sistema de transmisión NETS-NYPS

38

38

(39)

Conexión de un usuario industrial al sistema de transmisión NETS-NYPS

39

39

Figure

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Referencias

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