Sistema Equivalente Proyectado Al 2025

SISTEMA EQUIVALENTE EN BARRA “SAN GREGORIO- PORTOVIEJO” AL 202 5

SERGIO OMAR MENDOZA ECHEVERRIA ROBERT ROSENDO ROCAFUERTE ALVARADO JOEL EFREN VERA CATUTE

ING. JOSE LAYANA CHANCAY

ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORAL

OBJETIVOS .................................................................................................... ..................................................................................................................................... ................................. 3 INTRODUCCIÓN ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. 4 SISTEMA EQUIVALENTE ACTUAL (2015) EN 230 2 30 KV ...................................................................... ...................................................................... 6 LINEAS DE TRANSMISIÓN ......................................................................... .......................................................................................................... ................................. 6 GENERACIÓN EQUIVALENTE POR BARRA ................................................................................. 7 CARGA EQUIVALENTE POR BARRA ........................................................... .......................................................................................... ............................... 10 GENERADORES EQUIVALENTES POR BARRA ..................................................................... ........................................................................... ...... 11 TRANSFORMADORES EQUIVALENTES POR BARRA ................................................................. 12 OPERACIÓN ACTUAL DEL SISTEMA ......................................................................................... 14 VOLTAJES EN LAS BARRAS DE 230 KV K V ................................................................................. ................................................................................. 14 VOLTAJES EN LAS BARRAS DE 69 KV ............................................................... ................................................................................... .................... 15 CARGA EQUIVALENTE............................................................... .......................................................................................................... ........................................... 16 GENERACION EQUIVALENTE ............................................................................................... ............................................................................................... 17 MODELO DEL SISTEMA DE POTENCIA PARA FALLAS TRIFÁSICAS ........................................... 18 FORMACIÓN DE LA MATRIZ IMPEDANCIA .......................................................................... .......................................................................... 18 CONCLUCIONES ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... 26

1 SISTEMAS DE POTENCIA II

GRUPO 8


Ilustración 1. Conexión de las 13 barras a 230KV ....................................... 5 Ilustración 2.Matriz Impedancia ............................................................... 19 Ilustración 3.Flujo de carga del Sistema nacional interconectado a nivel de voltaje (utilizando el software Power World) ....................................... .... 24 Ilustración 4.Diagrama esquemático del sistema nacional interconectado a nivel de voltaje de 230KV ......................................................................... 25

Tabla 1.Barras a nivel de tensión de 230KV ................................................ 5 Tabla 2.Datos de las líneas de transmisión del sistema nacional interconectado ........................................................................................... 6 Tabla 3.Datos de la generación del sistema nacional interconectado ........ 9 Tabla 4.Datos de la carga del sistema nacional interconectado................ 10 Tabla 5.Datos de los generadores por barra ............................................. 11 Tabla 6.Datos de los transformadores por barra ................................ ...... 13 Tabla 7.Datos de los voltajes de las barras de 230 KV .............................. 14 Tabla 8.Datos de los voltajes en las barras de 69 KV ................................ 15 Tabla 9.Datos de la carga equivalente ...................................................... 16 Tabla 10.Datos de la generación en las barras de 69 KV ........................... 17 Tabla 11.Simulaciones de MULTISIM ............ ¡Error! Marcador no definido. Tabla 12.Voltajes en las barras cuando ocurre la falla en la barra San Gregorio ................................................................................................... 21 Tabla 13.Corriente de barra a barra cuando ocurre una falla en la barra San Gregorio ............................................................................................ 23


GRUPO 8




    

Realizar un estudio a futuro de una red equivalente del sistema nacional interconectado de 18 barras a un nivel de tensión de 230 KV para el año 2025. Obtener datos en cuanto a las líneas de transmisión, generación y carga total por barra, y subestaciones. Realizar el análisis de falla en una de las barras del sistema de potencia equivalente. Barra San Gregorio(Portoviejo) Calcular la corriente de falla y voltajes presentes en las 12 barras restantes. Calcular las corrientes presentes en las líneas de transmisión cuando se presenta la falla. Usar herramientas virtuales para simular las fallas, el estado de operación del sistema, y determinar los parámetros del sistema.


GRUPO 8


El sistema Nacional Interconectado equivalente actual (2015) cuenta con un total de 13 barras a un nivel de tensión de 230 KV. Se realizara el análisis de la proyección del SNI al 2025. Según el plan estratégico de expansión de las líneas de transmisión del Ecuador se implementaran líneas a un nivel de tensión de 500 KV. Se considerarán las barras de Coca-Codo, El Inga, Chorrillo, Sopladora, Machala 500, a un nivel de tensión de 500 KV. No

BARRA

Nivel de voltaje (KV)

1

San Gregorio(Portoviejo.)

230

2

Esmeraldas

230

3

Santo Domingo

230

4

Santa Elena

230

5

Santa Rosa

230

6

Quevedo

230

7

Milagro

230

8

Pascuales

230

9

Machala

230

10

Tulcán

230

11

Totoras

230

12

Molino(Paute)

230

13

Loja

230

14

Coca-Codo

500

15

El Inga

500

16

Chorrillo

500

17

Sopladora

500

18

Zamora

500

19

Machala 500

500


GRUPO 8


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

Ilustración 1. Conexión de las 13 barras a 230KV


GRUPO 8


No

NOMBRE

#

TIPO DE Long. Vnom R + CONDUCTOR Km KV Ohm

R+ p.u

X+ Ohm

X+ p.u

1 L/T San Gregorio-Quevedo

1

1113 MCM

110

230

3,15

0,0059546

25,3

0,0478260

2 L/T Quevedo-Sant. Domingo

2

1113 MCM

104

230

3,05

0,0057655

24,6

0,0465028

3 L/T Sant. Domingo-Esmeraldas

2

397.5 KCM

154,8

230

6,75

0,0127599

12,54

0,0237051

4 L/T Sant. Domingo-Santa Rosa

2

1113 MCM

78,3

230

2,35

0,0044423

19,2

0,0362948

5 L/T Santa Rosa-Tulcán

1

1200 ACAR

199,5

230

15,45

0,0292060

63,45

0,1199432

6 L/T Santa Rosa-Totoras

2

1113 MCM

110

230

3,25

0,0061436

27

0,0510396

7 L/T Totoras-Molino(Paute)

1

1113 MCM

200,2

230

11,9

0,0224952

98,2

0,1856333

8 L/T Molino(Paute)-Loja

2

397.5 KCM

202,1

230

16,3

0,0308128

50,7

0,0958412

9 L/T Molino(Paute)-Milagro

2

1113 MCM

135,7

230

4,05

0,0076559

32,7

0,0618147

10 L/T Milagro-Machala

2

397.5 KCM

133,7

230

5,87

0,0110964

10,92

0,0206427

11 L/T Milagro-Pascuales

2

1113 MCM

52,7

230

0,775

0,0014650

6,22

0,01175803

12 L/T Pascuales-Sant.Elena

1

397.5 KCM

105,6

230

3,52

0,0066540

6,56

0,01240075

13 L/T Pascuales-Quevedo

2

1113 MCM

145,3

230

4,3

0,0040643

14 L/T Coca Codo - El Inga

2

750 ACAR

125

500

1,875

0,00075

15 L/T El Inga- Chorrillo

1

750 ACAR

300

500

9

0,0036

105

0,042

16 L/T Chorrillo - Sopladora L/T Sopladora - Zamora 17 Santiago L/T Zamora Santiago - Machala 18 500

2

750 ACAR

180

500

2,7

0,00108

31,5

0,0126

20

500

0,3

0,00012

3,5

200

500

3

0,0012

35

2 2

750 ACAR 750 ACAR

34,35 0,06493383 21,875 0,00875

0,0014 0,014

Tabla 2.Datos de las líneas de transmisión del sistema nacional interconectado

Según el plan de expansión de transmisión se implementarán nuevas líneas:  





Línea San Gregorio-Quevedo de doble circuito a 230 KV Línea de transmisión Milagro-Macha a un nivel de tensión de 230 KV, longitud de 135 Km, dos conductores por fase, tipo de conducto 750 ACAR. Línea de transmisión Milagro-Pascuales, en teoría la línea será construida de Milagro- Las Esclusas, pero se toma en cuenta la barra Pascuales contiene a Las Esclusas, nivel de voltaje de 230 Kv. Línea de transmisión Pascuales-Santa Elena a un nivel de 230 KV. 6

SISTEMAS DE POTENCIA II

GRUPO 8

ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORAL  

   

Línea de transmisión Esmeraldas- Santo domingo a 230 KV, longitud de 155 Km, doble circuito. Línea de transmisión Coca-Codo a El Inga a un nivel de tensión de 500KV, esta línea consta de doble circuito, con conductores de tipo 750 ACAR, tiene una longitud de 125 Km. Línea de transmisión El Inga-Chorrillo a 500 KV, consta de un circuito, con conductor tipo 750 ACAR. Línea de transmisión Chorrillo-Sopladora a 500 KV, consta de doble circuito. Línea de transmisión Sopladora-Zamora Santiago a 500 KV, consta de doble circuito, con conductores pito 750 ACAR. Línea de transmisión Zamora Santiago-Machala 500, a un nivel de tensión de 500 KV.

En la tabla 2 se muestran con detalles las líneas de transmisión.

DATOS DE LA GENERACIÓN DEL SISTEMA NACIONAL INTERCONECTADO No

BARRA

1

San GregorioPortoviejo

2

Esmeraldas

3

Santo Domingo

4

Santa Elena

5

Santa Rosa

6

Quevedo

Central C.T Jaramijo C.H M Laniado C.T Miraflores C.T Manta 2 Otras. C.T Esmeraldas C.T Esmeraldas II Hidrolitoral BaBa C.H Manduriacu C.H Toachi Pilatón C.T Santa Elena 3 C.T Santa Elena 2 Otras. C.T Santa Rosa C.H Guangopolo EEQSA C.H Guangopolo II C.H Chespí C.H Villadora C.H Quijos Energy INT C.H BABA

P( MW) 140 213 40 20 200 132 144 42 60 228 40 90 100 51 30 144 50 167 270 100 100 42

P total( MW)

Fp

S (MVA)

613

0,9

681,11

276

0,9

306,67

330

0,9

366,67

230

0,9

255,56

812

0,9

902,22

167,5

0,9

186,11


GRUPO 8

ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORAL C.H Calope C.H La Esperanza

7

Milagro

8

Pascuales

9

Machala

10

Pasto-Tulcán

11

Totoras

12

Molino(Paute)

13

Loja

C.H Cibimbe C.B San Carlos C.B Ecudos C.B Ecoelectric C.T García Electroquil Genecoca CT. G. Zevallo Victoria II Trinitaria CT. A Tinajero CT. A Santos Termoguayas Termogas Machala Termogas Machala 2 C.H Minas de San Francisco C.H La Unión C.T San Miguel C.T Ambi Interconexion-Colombia C.H Illuchi I C.H Illuchi II C.H Pucara C.H Jivino EE.Riobamba C.H San Francisco C.H Agoyán C.H Pisayambo Otras. Hidro-Paute Mazar C. H Ocaña C.H Sopladora C.H Elec Caustro C.T Elec Caustro C.H Abanico C.H EER. Sur C.T EER. Sur C.H Villonaco Interconexion-Perú C.H Delsitanisagua

16,5 9 15 35 29,8 36,5 92 192 34,3 166 150 133 81,5 120 150 130 120 273 80 3 8 300 4.2 7 70 40 15,3 212 156 70 200 1100 160 26 487 38,4 22,6 37,5 2,4 14,1 16,5 100 115

116,3

0,9

129,22

1118,8

0,9

1243,11

603

0,9

670

311

0,9

345,55

774,5

0,9

860,56

1773

0,9

1970

346,5

0,9

385


GRUPO 8

ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORAL 14

15

Coca-Codo

C.H Coca-Codo Sinclair

1500

Zamora

C.H Z.San Juan Bosco C.H Z. Salto 1 C.H Z.Salto 2 C.H Z.Salto 3 Otras.

1028 924 917 1015 1116 TOTAL:

1500

0,9

1666,67

5000

0,9

5555,56

13967,4

0,9

15519,33

Tabla 3.Datos de la generación del sistema nacional interconectado

En la Tabla 3 se presentan los datos en cuanto de la generación del sistema equivalente por cada barra presente. Según Plan de expansión de Generación del Ecuador para el 2025 se estima que entren en operación las siguientes centrales más importantes:         

Barra Esmeraldas: Central Térmica Esmeraldas II con una potencia de 144MW. barra Santo Domingo: Central Hidroeléctrica Toachi-Pilatón con una potencia de 228 MW. Barra Santa Rosa: Central Hidroeléctrica Guangopolo II (50 MW), Chespí (167 MW), Villadora (270 MW ), Quijos (100 MW ). Barra Quevedo: Central Hidroeléctrica BABA (42 MW), Calope (16,5 MW), La Esperanza (9 MW). Barra Machala: Central Hidroeléctrica Minas de San Francisco (273 MW), C.H La Unión (80 MW). Barra Molino: C.H Ocaña (26 MW), C.H Sopladora (487 MW). Barra Loja: C.H Desiltanisagua (115 MW). Barra Coca-Codo: C.H Coca Codo Sinclair (1500 MW) Barra Zamora: C.H Sam Juan Bosco (1028 MW), C.H Z.Salto 1 (924 MW), C.H Z. Salto2 (917MW), C.H Z. Salto 3 (1015 MW)

Según los datos, se observa que la mayor potencia generada es de 5000 MW correspondiente a la barra Zamora, potencia que es aportada por la central Zamora-Santiago. La potencia activa total instalada es de 13967,4 MW. 9 SISTEMAS DE POTENCIA II

GRUPO 8


El factor de potencia será de 0,9 con lo cual se muestra la potencia en MVA total por barras. La Potencia total generada es de 15519,33 MVA.

DATOS DE LA CARGA DEL SISTEMA NACIONAL INTERCONECTADO

No

BARRA

Empresa Distribuidora

CARGA (MW)2015

Carga Total (MW) 2015

Carga Total (MW) 2025

Fp

Carga MVAR

S (MVA) 2025

CNEL-Manabí

385,1

385,1

997,4

0,95 327,74

1049,89

2

San Gregorio(Portoviejo) Esmeraldas

CNEL-Esmeraldas

100,3

100,3

259,8

0,95

85,37

273,47

3

Santo Domingo

CNEL-S.Domingo

103,5

103,5

268,1

0,95

88,09

282,21

4

Santa Elena

CNEL- S.Elena

102,9

102,9

266,5

0,95

87,56

280,53

5

Santa Rosa

EEGSA

885,6

885,6

2293,7

0,95 753,69

2414,42

6

Quevedo

CNEL-Los Rios

78,9

78,9

204,4

0,95

67,16

215,16

7

Milagro

CNEL-Milagro

138,6

CNEL-Guayas Rios

228,1

366,7

949,8

0,95 312,09

999,79

8

Pascuales

CNEL-Guayaquil

1083,1

CNEL-Guayas Rios

114,1

1197,2

3100,8

0,95 1018,89

3264

9

Machala

CNEL-El Oro

151,3

151,3

391,9

0,95 128,77

412,53

10

Tulcán

EMELNORTE

111,2

111,2

288

0,95

94,63

303,16

E.E Ambato

154,5

CNEL-Bolivar

16,2

EE. Riobamba

67

447,4

1158,8

0,95 380,77

1219,79

CNEL-Sucumbios

121,1

ELEPCOSA

88,6

Azogues

154,5

Molino(Paute) 335,9 interconectado 870 0,95 285,87 Tabla 4.Datos de la carga del sistema nacional

915,79

1

11

12 13

Totoras

EER-Centro Sur

181,4

E.E. Sur

63,7

Loja

TOTAL:

4329,7

63,7

165

0,95

54,22

173,68

11229,94 0,95 3691,1 11820,99

Para el equivalente total de carga por barra se procedió a establecer los datos de las cargas proporcionadas por las empresas distribuidoras al 2015, y se estableció una tasa de crecimiento del 10% anual, en la Tabla 4 se observa en detalle los datos de la carga proyecta al 2025. La potencia 10 SISTEMAS DE POTENCIA II

GRUPO 8


activa total al 2025 será de 11229,94 MW además se considera que el factor de potencia de la carga es de 0,95 por lo tanto la Potencia Aparente S=11820,99 MVA. La mayor concentración de carga se encuentra en la Barra Pascuales con un total de 3100,8 MW cuyos datos se obtuvieron de las empresas de distribución CNEL-Guayaquil y CNEL-Guayas Ríos. La Barra que presenta menor Carga es la Barra Loja con un total de 165 MW, cuya empresa distribuidora es E.E. Sur.

DATOS DE LOS GENERADORES POR BARRA

No

NOMBRE

V Capacidad nominal Fp MW KV

V base=230 KV Capacidad MVA

X+ p.u

S base=100 MVA X+ (p.u)

L + (p.u)

1

San Gregorio(Port.)

69

613

0,9

681,11

0,1

0,014681916

3,8945E-05

2

Esmeraldas

69

276

0,9

306,67

0,1

0,032608341

8,64963E-05

3

Santo Domingo

69

330

0,9

366,67

0,1

0,027272479

7,23425E-05

4

Santa Elena

69

230

0,9

255,56

0,1

0,039129754

0,000103795

5

Santa Rosa

69

812

0,9

902,22

0,1

0,011083771

2,94006E-05

6

Quevedo

69

167,5

0,9

186,11

0,1

0,053731664

0,000142528

7

Milagro

69

116,3

0,9

129,22

0,1

0,077387401

0,000205276

8

Pascuales

69

1118,8

0,9

1243,11

0,1

0,00804434

2,13383E-05

9

Machala

69

603

0,9

670

0,1

0,014925373

3,95908E-05

10

Tulcán

69

311

0,9

345,55

0,1

0,028939372

7,67641E-05

11

Totoras

69

774,5

0,9

860,56

0,1

0,01162034

3,08239E-05

12

Molino(Paute)

69

1773

0,9

1970

0,1

0,005076142

1,34649E-05

13

Loja

69 346,5 de0,9 385 0,1 por 0,025974026 Tabla 5.Datos los generadores barra

6,88982E-05

14

Coca-Codo

500

1500

0,9

1666,67

0,12 0,007199986

1,90986E-05

15

Zamora-Santiago

500

5000

0,9

5555,56

0,12 0,002159998

5,72957E-06

Según el Plan de Expansión de la Generación se estima que para el 2025 se encuentren operando las centrales antes mencionadas por lo cual el valor de la generación equivalente por barra cambiara en ciertos puntos de los cuales se puede destacar lo siguiente:


GRUPO 8

ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORAL 





La generación en San Gregorio, Esmeraldas, Santo Domingo, Santa Rosa aumentará por lo tanto su reactancia disminuirá, ya que seguimos considerando un Vb=230 KV y Sb=100MVA. Se considera un generador equivalente en la barra Coca-Codo de una potencia de 1500 MW, 500 KV, con factor de potencia de 0,9 y reactancia del 12%. Se considera un generador equivalente en la barra Zamora con una potencia máxima de 5000 MW, a un nivel de tensión de 500 KV, factor de potencia 0,9 y reactancia del 12%.

Para fines de cálculos del sistema de potencia se llevaron las reactancias de los generadores a una base con: Vb=230 KV y Sb=100MVA tal como se muestra, además se calcularon las inductancias en por unidad de las mismas. Los datos en detalle de los generadores tales como Voltaje nominal, Capacidad, reactancias se presentan en la Tabla 5.

DATOS DE LOS TRANSFORMADORES POR BARRA

No

NOMBRE

1 San Gregorio 2 Esmeraldas 3 Santo Domingo 4 Santa Elena 5 Santa Rosa 6 Quevedo 7 Milagro 8 Pascuales 9 Machala 10 Tulcán 11 Totoras 12 Molino(Paute) 13 Loja 14 El Inga-Santa Rosa 15 Chorrillo-Pascuales 16 Sopladora-Molino 17 Machala 500-

Tipo Gen. Gen. Gen. Gen. Gen. Gen. Gen. Gen. Gen. Gen. Gen. Gen. Gen. Trans. Trans. Trans. Trans.

V.nominal V.nominal Primario Secundario KV KV 69 69 69 69 69 69 69 69 69 69 69 69 69 500 500 500 500

230 230 230 230 230 230 230 230 230 230 230 230 230 230 230 230 230

CAP. MVA

X p.u

681,11 306,67 366,67 255,56 902,22 186,11 129,22 1243,11 670 345,55 860,56 1970 385 1800 2250 450 900

0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,08 0,08 0,08 0,08

V base=230 KV S base=100 MVA X+ (p.u) L + (p.u) 0,014681916 3,8945E-05 0,032608341 8,64963E-05 0,027272479 7,23425E-05 0,039129754 0,000103795 0,011083771 2,94006E-05 0,053731664 0,000142528 0,077387401 0,000205276 0,00804434 2,13383E-05 0,014925373 3,95908E-05 0,028939372 7,67641E-05 0,01162034 3,08239E-05 0,005076142 1,34649E-05 0,025974026 6,88982E-05 0,004444444 1,17893E-05 0,003555556 9,4314E-06 0,017777778 4,7157E-05 0,008888889 2,35785E-05 12


GRUPO 8

ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORAL Machala

Tabla 6.Datos de los transformadores por barra

Debido a la Expansión de la generación y transmisión se tiene la necesidad de construir subestaciones, además de las existentes actualmente (2015) se estima que para el 2025 se encuentre funcionando varias subestaciones alrededor de todo el país. Para este análisis se va a considerar una implementación de cuatro transformadores tal como se detalla: 







Transformador para la transmisión ubicado entre las barras El IngaSanta Rosa de 500/230 KV con una capacidad de 1800 MVA y una reactancia del 8%. Transformador para la transmisión conectado entre las barras Chorrillo-Pascuales de 500/230 KV, con una capacidad de 2250 MVA y una reactancia del 8%. Transformador para la transmisión conectado entre las barras Sopladora-Molino de 500/230 KV, con una capacidad de 450 MVA y una reactancia del 8%. Transformador para la transmisión de 500/230 KV conectado entre las barras Machala-Machala 500, con una capacidad de 900 MVA y una reactancia del 8%.

La tabla 6 muestra los trasformadores de las subestaciones, para fines de cálculos del sistema de potencia se llevaron las reactancias de los transformadores a una base con: Vb=230 KV y Sb=100MVA tal como se muestra.


GRUPO 8


Para el análisis de flujo de carga se utiliza el software Power World, tal como se muestra en la ilustración 3, del cual se obtienen los datos en cuanto a voltajes, potencia, etc.

DATOS DE LOS VOLTAJES EN LAS BARRAS DE TRANSMISIÓN N° 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

Name TULCÁN SANTA ROSA STO. DOMINGO QUEVEDO PASCUALES MILAGRO MOLINO TOTORAS ESMERALDAS SAN GREGORIO STA. ELENA MACHALA LOJA Coca Codo El Inga Chorrillo Sopladora Zamora Machala 500

Nom kV 230 230 230 230 230 230 230 230 230 230 230 230 230 500 500 500 500 500 500

PU Volt 1,0469 0,99893 1,04552 0,98172 0,91014 0,90004 1,01393 0,96585 1,06244 0,96679 0,93175 0,99234 1,06965 1,07183 1,00888 0,91875 0,98982 1 0,98997

Volt (kV) 240,788 229,753 240,469 225,795 209,332 207,009 233,204 222,145 244,362 222,362 214,303 228,238 246,02 535,917 504,441 459,377 494,91 500 494,983

Angle (Deg) 28,1 25,79 24,67 22,06 28,97 32,59 52,63 22,13 24,42 11,22 27,85 43,12 61,6 36,53 29,85 33,61 49,91 51,35 46,32

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

La tabla muestra los datos de los voltajes en por unidad (p.u), su magnitud y ángulo presentes en las 13 barras de 230 KV y en las 6 Barras de 500 KV, como se observa los valores de voltajes obtenidos están dentro de un rango normal de operación establecidos (±10%). El voltaje mínimo se presenta en la barra Milagro equivalente a  = 207,009 < 32,59° 

. = 0,90004 . 14


GRUPO 8


El nivel máximo de voltaje se presenta en la barra Coca-Codo . 1,07183 . equivalente a  = 535,92 < 36,53° 

=

DATOS DE LOS VOLTAJES EN LAS BARRAS DE 69 KV 14

Gen. Tucán

69

1,0859

74,927

32,93

15

Gen. Santa Rosa

69

1,03718

71,565

30,77

16

Gen. Sant. Domin

69

1,08247

74,691

29,23

17

Gen. Quevedo

69

1,02057

70,419

27,23

18

Gen. Pacuales

69

0,95102

65,62

34,93

19

Gen. Milagro

69

0,94117

64,941

38,67

20

Gen. Molino

69

1,05176

72,571

57,47

21

Gne. Totoras

69

1

69

27,47

22

Gen. Esmeraldas

69

1,09895

75,827

28,84

23

Gen San Gregorio

69

1

69

16,56

24

Gen Santa Elena

69

0,97198

67,067

33,55

25

Gen. Machala

69

1,03078

71,124

48,17

26

Gen. Loja

69

1,09028

75,229

66,03

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

Se presentan los voltajes en las barras de 69 KV las cuales representan la generación equivalente, los valores de voltajes se dan en por unidad, magnitud y fase, como se puede apreciar en la Tabla 8 los niveles de tensión están dentro del rango normal de operación. Se puede apreciar que el voltaje mínimo en las barras de 69KV se presenta en la barra Generación Milagro . = 0,94117 .  equivalente a  = 64,94 < 38,67° . El voltaje máximo se presenta en la barra generación Esmeraldas.


GRUPO 8


DATOS DE LA CARGA EQUIVALENTE Bus

Name of Bus

Status

MW

Mvar

MVA

1

TULCÁN

Closed

288

95

303,26

2

SANTA ROSA

Closed

2294

754

2414,74

3

STO. DOMINGO

Closed

268

88

282,08

4

QUEVEDO

Closed

204

67

214,72

5

PASCUALES

Closed

3100

1015

3261,94

6

MILAGRO

Closed

950

312

999,92

7

PAUTE

Closed

870

286

915,8

8

TOTORAS

Closed

1158

380

1218,76

9

ESMERALDAS

Closed

260

85

273,54

10

SAN GREGORIO

Closed

980

327

1033,12

11

STA. ELENA

Closed

266

88

280,18

12

MACHALA

Closed

392

129

412,68

13

LOJA

Closed

165

54

173,61

TOTAL

11195

3680

11784,35

Tabla 9.Datos de la carga equivalente

La tabla 9 muestra los valores de las cargas equivalentes en potencia activa (MW), reactiva (MVAR) y aparente (MVA) de cada una de las barras a un nivel de 230 KV. Según los datos obtenidos mediante el software power world, se tiene una potencia total activa de 11195 MW, una potencia reactiva total de 3680 MVAR, por lo tanto una potencia aparente de 11784,35 MVA.


GRUPO 8


DATOS DE LA GENERACIÓN Bus

Name of Bus

Status

Gen MW

Gen Mvar

14

Gen. Tucán

Closed

331

160,31

15

Gen. Santa Rosa

Closed

812

393,27

16

Gen. Sant. Domin

Closed

330

159,83

17

Gen. Quevedo

Closed

168

81,37

18

Gen. Pacuales

Closed

1118

541,47

19

Gen. Milagro

Closed

116

56,18

20

Gen. Molino

Closed

1773

858,7

21

Gne. Totoras

Closed

774

330,03

22

Gen. Esmeraldas

Closed

276

133,67

23

Gen San Gregorio

Closed

613

254,78

24

Gen Santa Elena

Closed

230

111,39

25

Gen. Machala

Closed

603

292,05

26

Gen. Loja

Closed

347

100

31

Gen.Zamora

Closed

2442,2

638,67

34

Gen. Coca Codo

Closed

1500

726,48

TOTAL:

11433,2

4838,2

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

Se presentan los datos de las generaciones equivalentes en cada barra. Obteniendo una potencia activa generada de 11433,2 MW y una potencia reactiva generada de 4838,2 MVAR. Por lo tanto para el cálculo de pérdidas de potencia tenemos:

é =  −  é = 11433,2 − 11195 é = 238,2  Es decir debido a que se consideró las resistencias en las líneas se va a producir un total de 238,2 MW de pérdidas correspondiente a: 17 SISTEMAS DE POTENCIA II

GRUPO 8


% = 2,08%

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

   .  .       .  .    . = . . . . . . . . . . . .  . .  . . . . . . . . [ ] [   .  .  ] [ ]     . = . .   .   . . [ ] [ ] Por lo tanto se toman los voltajes en las otras barras:

 =   Donde:

 =      Como

 = 1 . Entonces:

 =  Es decir con los voltajes en cada barra se obtendrá los elementos de la columna i de la matriz impedancia. Luego se inyecta corriente de 1 p.u en cada barra y así se obtiene la matriz impedancia del sistema.


GRUPO 8


Ilustración 2.Matriz Impedancia 19 SISTEMAS DE POTENCIA II

GRUPO 8


Para el siguiente análisis vamos a tomar en cuenta las siguientes consideraciones:    

Se despreciara la corriente de carga Los voltajes internos en todas las máquinas Eg, son iguales Todas las maquinas se pueden representar por una máquina equivalente. Se coloca una barra ideal de referencia (0) delante de todas las máquinas de generación.

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

 = − La corriente de falla trifásica en la barra i es:

1,0  =   El voltaje en la barra j con respecto a la barra de referencia cuando la falla es en la barra i :

 =     = −   Por lo tanto, el voltaje en cualquier barra con respecto a tierra es:  ∗ = 1 + 

  ∗ = 1 − 




GRUPO 8


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

-(Zij/Zii)

V(p.u)

V(KV)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

-1 -0,012345333 -0,034180037 -0,005196038 -0,003014206 -0,228722879 -0,004751089 -0,008843029 -0,000942892 -0,000306045 -0,001160532 -0,000330921 -3,26757E-05 -0,001214521

0 0,987654667 0,965819963 0,994803962 0,996985794 0,771277121 0,995248911 0,991156971 0,999057108 0,999693955 0,998839468 0,999669079 0,999967324 0,998785479

0 227,16 222,14 228,8 229,31 177,39 228,91 227,97 229,78 229,93 229,73 229,92 229,99 229,72

15

-0,002704923

0,997295077

16 17 18

-0,006943924 -0,001381712 -0,000847662

0,993056076 0,998618288 0,999152338

229,38 228,4 229,68 229,81

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

La tabla muestra los valores de los voltajes con respecto a la barra de referencia  (.) cuando se presenta la falla en la barra 1 “San Gregorio”, además los voltajes con respecto a tierra  ∗ en p.u y valores reales. La corriente de falla trifásica en la barra i es:

1,0  =   En nuestro caso:

 =  Impedancia vista desde la barra San Gregorio (Portoviejo) Por lo tanto: 21 SISTEMAS DE POTENCIA II

GRUPO 8


1,0  = 0,023002 = −43,474481 . Como:

 =

100000 = 251,02  √ 3 (230)

Entonces: La corriente de falla en la barra San Gregorio:

 = −43,474481 (251,02)  = 10912,96 < −90°  

Para el cálculo de las corrientes que van de barra a barra cuando existe una falla en un abarra i tenemos:

 −  1 → =  ∗   


GRUPO 8

ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORAL Direccion de I

San Gregorio-Quevedo Quevedo-Sant. Domingo Sant. Domingo-Esmeraldas Sant. Domingo-Santa Rosa Santa Rosa-Tulcán Santa Rosa-Totoras Totoras-Molino(Paute) Molino(Paute)-Loja Molino(Paute)-Milagro Milagro-Machala Milagro-Pascuales Pascuales-Sant.Elena Pascuales-Quevedo Coca Codo - El Inga

12 3 10 8 4 9 7 12 13 11 5 2 14

El Inga- Chorrillo Chorrillo - Sopladora Sopladora - Zamora Santiago Zamora Santiago - Machala

15 16 17 18

6

→ → → → → → → → → → → → → → → → → →

I pu

1 11 6 5 6 8 7 8 7 12 5 3 3 15

3,05E-02 3,37E-05 1,55E-02 1,41E-04 3,47E-03 1,35E-04 3,88E-05 8,07E-05 1,35E-04 2,73E-05 2,98E-04 4,75E-03 6,36E-04 6,81E-05

16 17 18 9

4,04E-05 1,77E-04 1,53E-04 2,72E-06

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

En la tabla 13 se presentan las corrientes en por unidad (p.u) de barra a barra durante la falla trifásica en la barra San Gregorio. Se presentan 13 corrientes.


GRUPO 8


Ilustración 3.Flujo de carga del Sistema nacional interconectado a nivel de voltaje (utilizando el software Power World)


GRUPO 8


Ilustración 4.Diagrama esquemático del sistema nacional interconectado a nivel de voltaje de 230KV


GRUPO 8


  



Se calculó en caso de falla trifásica en la barra San Gregorio las corrientes de fallas y las caídas de tensiones en cada barra. Se representó un sistema equivalente de 19 barras del sistema nacional interconectado con una aproximación al 2025. Para la realización del cálculo de la falla trifásica en la barra san Gregorio se usó software de simulación y así obtuvimos las caídas de tensión en cada barra. Se realizó el flujo de carga del sistemas nacional interconectado mediante el software de simulación Power World.

  

Análisis de Fallas en Sistemas Eléctricos de Potencia- Ing. José Layana Chancay. Corporación Eléctrica del Ecuador, CELEC EP TRANSELECTRIC. Corporación Cenace – Sistema Nacional Interconectado


GRUPO 8

Sistema Equivalente Proyectado Al 2025

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