Introduccion a Lineas de Transmision de Potencia

8/17/2019 Introduccion a Lineas de Transmision de Potencia

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Introducción Curso de Líneas de TransmisiónGuía para Gestión de ProyectosIng. César Moreno


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1. Definiciones y Consideraciones Generales para elDiseño de SSEE y LLTT


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Vg < 13.8 kV

S.T. > 60 kV-500 kV30 kV < S.S. < 60 kV0.6 kV < S.D.P. < 30 kVS.D.S. < 0.6 kV

1. Definiciones y Consideraciones Generales para elDiseño de SSEE y LLTT

1.1. Sistema Interconectado


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2. TENSIONES NOMINALES Y TENSIONESMÁXIMAS DE SERVICIO NORMA IEC

1066 – 69

110 – 115132 – 138150 – 161220 – 230275 – 287330 – 345

380 – 400500750

1272.5123145170245300362

420525765

TENSIONES NOMINALES

(kV)

TENSIÓN MÁXIMA DE SERVICIO

(kV)


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3 Definiciones y Consideraciones Generales para elDiseño de SSEE y LLTT

Procedimiento General

Para el Diseño de unaSSEE o LLTT

InformaciónBásica

InformaciónGeneral

RequerimientosDel Sistema

• Ubicación• Tensión de Diseño• Configuración Básica• Equipos Transf./ Compensación• Planeamiento futuro

• Altitud, viento, precipitación pluvial• Temperatura ambiental, humedad• Nivel de Contaminación• condiciones sísmicas• Nivel Descargas Atmosféricas• Topografía y tipo del terreno

• Flujos de Carga: Ajustes Protecc ., TC,PTNecesidades de Compensación.

• Cortocircuito: Coordinc. Protecciones, PR• Estabilidad: T iempos recierre, PR• Sobretensiones Temporales: PR, IN,

Compensación, ajustes relés sobretensión

• Sobretensiones Maniobra: PR, IN,Reactancias limitadoras,

• Sobretensiones Atmosféricas: PR,Coordinación Aislamiento.

Procedimiento General Para el Diseño de una SSEE o LLTT


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4. PROCESOS PREVIOS PARA EL DISEÑO DE UNA LINEA DETRANSMISIPÓN

Determinación de la Ruta de la Línea: Equipo MultidisciplinarioTopografía de la ruta

Topografía ConvencionalMetodología LIDERGoogle EarthDRONE

Estudio de Suelos y GeológicoBandereo sitio de TorreHerramientas de Informática

PLS CADDTOWER

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5. DEFINICIÓN DE LA CAPACIDAD DE TRANSMISIÓN DE UNALINEA DE EXTRA ALTA TENSIÓN

8

Línea área sin compensación en C.A.Línea área con compensación en C.A.Línea áreas en D.C.Cables de energía subterránea

Cables de energía SubmarinaUso de Conductores EspecialesUso de Tecnologías FACTS


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10

110

245287,5

400

735765

1000

0

200

400

600

525

800

1000

1200

1880 1900 1920 1940 1960 1980 2000 2020

Suspension type insulator

Bundled conductor to control Corona

CB, Reactor, Surgearrester devp

Russia (o.o.o.)

1200

Italia(CESI o.o.o.)

China 1050

(SGGC)

1400

kV

La Ingeniería de sistemas de transmisión está evolucionando para apoyar eltransporte de más y más energía desde el centro de producción a las zonas deconsumo

5.1 EVOLUCIÓN DE LOS SISTEMA DE TRANSMISION


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5.2 Limitaciones para Transmitir Energía en Líneas de Alta Tensión

El flujo energético a lo largo de un sistema de transmisiónestá limitado por una o más de las siguientes características

de la red:

1. Límites de estabilidad: Si la distancia de transmisión eslarga se debe Compensar mediante Bancos decondensadores en serie.

2. Límites térmicos: No debe pasarse de una temperatura de70 °C en el conductor.

3. Límites de tensión: Caída de Tensión no debe superar laTolerancia de +/- 5% Vn (CNE).

4. Pérdidas de potencia: Pérdidas Joule debe ser menor del5% de la potencia transmitida. Pérdida efecto corona,verificar la tensión crítica disruptiva.


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Aplicaciones de los capacitores en serieIncremento de la capacidad de transmisión depotencia al elevar el límite de estabilidadtransitoriaMejora la regulación de tensión, incluso ante unadesconexión de carga.Mejora del balance de potencia reactiva -> menornecesidad de compensación shuntSoporte de tensión auxiliar durante perturbacionesprolongadasDisminución de pérdidas debido a una mejordistribucción de carga

Disminución de los costos de transmisión deenergía

5.3 Límites de Estabilidad- Compensación Serie


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5.5 Capacidad de la transferencia de potencia yestabilidad

Transferencia de potencia SINCompensación Serie

Transferencia de potencia CONCompensación Serie

Grado de compensación


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5.6 Estabilidad sincrónica, sistemas EAT

Relación del ángulo de tensión:


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5.7 Incremento de la capacidad de transferencia de potenciamediante Compensación Serie

Grado de compensación:

Tensión: 500 kV

Potenciarecibida


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5.8 CAPACIDAD DE TRANSFOMACIÓN VERSUS NIVEL DETENSIÓN

2.2

SIL = Surge Impedance Loading of the lineLa impedancia de carga (SIL) de una línea es la potencia transmisible alque la línea no absorbe o generar potencia reactiva

Para una línea de 400 kV al voltaje de operación máximo de 420 kV:C 13 nF/km, 0.72 MVAR/km

Xseries 0.27 /km, SIL = 650 MW

Para los diferentes niveles de tensión, a tensión máxima deoperación del SIL típica son alrededor de la sigu iente manera:

Vmax [kV] SIL [MW]145 60245 170420 650525 1000800 2500

1050 4600


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6. USO DE LA TECNOLOGIA HVDC

A diferencia de la transmisión típica en corriente trifásica alterna, en HVDC se utiliza

corriente continua lo que da ventajas técnicas, económicas y de impacto al medio

ambiente.

Interconexión de redes asíncronasTransmisión de grandes potencias a largasdistanciasTransmisión por cable submarino (> 80-100 km)

Control de flujo de potencia (activa)

Razones típicas para el uso de esta tecnología


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5000

4000

3000

2000

1000

0

6000

7000

200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 850 900 950 1000

MW8000

km

Power transfer curves

500 kV, No series compensation 500 kV, 50% series compensation230 kV, No series compensation765 kV, No series compensation

230 kV, 50% series compensation765 kV, 50% series compensation

7. CAPABILIDAD DE TRANSFERENCIA DE UNA LÍNEA EN C.A.

sin(

1

2 ) X

U 1

U 2P U U 1- 2=30 º, XL=0,4 ohm/km


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8. Impacto ambiental y visibleDerecho-de-vía para torres típicas de alta tensión

44meter

400 kV double ‐circuit

45meter

±500 kV HVDC bipole

64meter

500 kV single‐circuit


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9. Impacto ambiental y visibleTransmisíon de 3000 MW a larga dístancia

45meter

±500 kV HVDCbipole

500 kV single ‐

circuit

500 kV single ‐

circuit

500 kV single ‐

circuit

64 meter 64 meter 64 meter

150 meter


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10. Campo eléctrico10.1 Tres líneas de 500 kV de Corriente Alterna

Exposure limits in US states: New Jersey: 3 kV/mFlorida: 2 kV/mNew York: 1,6 kV/mSource: “EMF limits in USA”

ICNRIP recommended limit for public exposure (2010), 50 Hz

B A CC A B B A CRelative phase Bundle locations for three500 kV single circuit lines

‐‐ ‐‐ Electric field strength, computedat a point 3 ft. above ground

1

2

3

5

ICNRIP recommended limit for public exposure (2010), 60 Hz4

6

E l e c t r i c f i e l d s t r e n g t h ( k V / m )

‐450 ‐400 ‐350 ‐300 ‐250 ‐200 ‐150 ‐100 ‐50 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450Distance from center of ROW (ft.)

Source: US Environmental Protection Agency “Electric fieldsunder transmission lines”, March 1980


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10. Campo eléctrico

10.2 Un bipolo de ±500 kV de Corriente Continua (HVDC)

Solo un campo eléctrico estático.No hay límite internacional recomendado.Recomendación de Cigré: 25kV/m (“nivel de sensaciones de molestia”), cumplido con diseños normales


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Source: ESKOM; “Technical Memorandum: On Particular aspects relatedto 400 kV transmission”, 22nd July 2012

4

M a g n e t i c f i e l d ( T )

2

-20-40 20

40

16

14

12

10

8

6

-30 30

-10 0 10Distance from center of ROW (m)

Corriente alterna, 50-400 Hz: 200 T (Según recomendación de ICNRIP *), 2010)

Corriente continua (HVDC): solo un campo estático. (No recomendaciones internacionales).Niveles típicas alrededor del campo magnético terrestre: 25-65 T

Ejemplo: Un doble-circuito de 400 kV de corriente alterna

Exposure limits in US states (edge of ROW):Florida: 20 TNew York: 20 TSource: “EMF limits in USA”

10.3 CAMPOS MAGNÉTICOS


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11. Conversión de líneas aéreas existentes de CA a CD


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Ventajas:

Utilización de estructuras y líneas existentes

No se requieren nuevos derechos de paso

Tiempos de ejecución reducidos

En case de doble circuitos, las potenciaspueden aumentar hasta 300%

Reducción de pérdidas, mayor estabilidad ycontrol efectivo de la potencia

© ABB Group10 deseptiembre de2015 Slide 25

11. Conversión de líneas aéreas existentes

de CA a CD Resumen


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12. VENTAJAS ÚNICAS DE LA HVDC

Permite el control rápido y preciso del flujo de potencia activa(Despacho, modulación, control de frecuencia, etc…)

Los sistemas conectados pueden trabajar independientemente:

Sin necesidad de coordinación de controles dedespacho/frecuencia

Sin reglas comunes para reservas, de “load shedding”,limites de estabilidad transitoria y de desviacionestransitorias de frecuencia

Sin transferencia de perturbaciones de un sistema al otroUn enlace HVDC puede dar soporte a un sistema de CA en caso deperturbaciones

No se necesita sobre-dimensionar el enlace por razones de

estabilidadNo hay riesgo de sobrecarga y desconexión de un enlace HVDC

No contribuye al nivel de corto-circuito


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CRITERIOS DE DISEÑO ELECTROMECANICO DE LLTT

IntroducciónDescripción del ProyectoDocumentos de ReferenciaDiseño Mecánico y Eléctrico

Parámetros meteorológicos de diseño AislamientoDimensionamiento eléctrico de estructurasSelección de conductores y cable deguarda

Plantillado y Optimización del DiseñoDefinición de Resistencia Electromecánica de

Aisladores y HerrajesSistemas de Puesta a TierraCriterios para Definición de Familias deEstructurasDiseño de CimentacionesDiseño Estructural de la Base y Pedestal de laZapata

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14. Gestión de los Proyectos

Objetivos de la Gestión

Asegurar el cumplimiento de los proyectos en términos de: plazo, costo,

calidad, alcance , gestionando en forma adecuada los riesgos y recursos ,logrando la satisfacción de los clientes ; mediante la aplicación de las buenas

prácticas del grupo y del PMI, todo esto dentro del Marco legal vigente y

enmarcados en políticas, normas y valores corporativos.

Se debe desarrollar una Metodología de Gestión de Proyectos, que

incorpora todas los grupos de procesos y las áreas de conocimientos

identificadas en el PMBOK ® (Integración, Alcance, Cronograma, Costos,

Recursos Humanos, Comunicaciones, Calidad, Riesgos y Seguridad).


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Grupo ISA: energía y telecomunicaciones

PERÚ• REP

• ISA PERÚ

• TRANSMANTARO

• INTERNEXA(Telecom.)

• PDI-ISA

• TRANSNEXA(Telecom.)

ECUADOR

• ISA accionista dela EPR

CENTRO AMÉRICA

• ISA• TRANSELCA

• XM

• INTERNEXA(Telecom.)

COLOMBIA

• CTEEP

• IEMG

• ISA CAPITAL DOBRASIL (Vehículode Inversión)

BRASIL

• ISA BOLIVIA

BOLIVIA

El Grupo ISA es el mayortransportador internacional deenergía de América Latina, con37,381 kilómetros de circuito dealta tensión .

• ISA CHILE


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Proceso: Gestionar Proyectos

Monitoreo ycontrol

Gestionar proyectos de infraestructura

Gestionar proyectoControl de Gestión

Gestionar y controlarContratos

GestionarInformación

Gestionar Cajay presupuesto

Gestionarresultados dela gestión

Planeación Ejecución EntregaInicio

• Consolidar y coordinar lagestión de todos losproyectos

• Gestionar unProyecto específico

•Crear ordenes de Inversión•Crear y gestionar flujo de Caja y presupuesto acorde a caso denegocios del proyecto• Gestionar Imprevistos•Gestionar garantías (Seguros, cartas fianzas etc)•Gestionar facturación

•Reportar Indicadores (acciones para corregir desviaciones)•Generar Informes de gestión consolidados•Mejora continua del proceso ( Mejores Prácticas y leccionesaprendidas implementadas)•Ajustar la metodología

•Dar directrices y lineamientos•Aprobar cambios y modificaciones contractuales•Atender obligaciones contractuales con clientes

•Elaborar Contratos de B&S•Gestionar y asignar recursos•Validar CAPEX de inversión de los proyectos•Validar OPEX y CAPEX operativo•Elaborar y gestionar estrategia de riesgos (social, ambiental, seguridad,predial y servidumbres )•Definir entregables, por tipo de contrato

•Centralizar y estandarizar Base de datos de proyectos•Estandarizar :Plantillas ,modelos de contratos, actas documentos de gestión de proyectos•Gestionar y Administrar las Comunicaciones•Actualizar y Administrar el SGPREP•Mantener actualizada la Metodología de gestión MGPREP


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Entregables de los Proyectos

Nuevas Concesiones

Caso de Negocio

Especificaciones Técnicas

Análisis deRestricciones Ambientales

CAPEX

Opex y CAPEXoperativo

Oferta

Contrato con elMEM

Gestión del Proyecto

Acta deconstitución

Registro deInteresados

Plan de Gestióndel Proyecto

Alcance, Confi,Crono, Costos

RRHH, Calidad,Comunic

Riesgos, Adquisic

Seguridad,

Finanzas, Ambiental

Plan de cortes

Seguimiento yControl

Informes:semanal,mensual y final

Informes ainteresados

(MEM,Osinergmin,COES, etc.)

Indicadores degestión

Control decambios

Entregablesaceptados

Ingeniería

IngenieríaBásica

IngenieríaDefinitiva

MemoriaDescrip, Ing.

de detalle.

Estudio de PreOperatividad

Estudio deOperatividad

Estudiosgenéricos yespeciales

PAT,

Aislamientos,etc.

Adquisiciones bienesy servicios

Bases ytérminos dereferencia

Informe deevaluación de

ofertas

Contrato debienes

Contrato deservicios

Contrato deFinanciamiento

Expedienterecuperación

IGV

Contratos de

Seguros yGarantías

Contratos EPC

Gestión ambiental,social y servidumbres

Censo einventario depropietarios

Avalúos depredios

Adquisición depredios

Estudio deImpacto

Ambiental

CIRA

Contrato deservidumbres ytransaccionesextrajudiciales

Legalización de

predios yservidumbres

Resolución deimposición deservidumbres

Construcción yMontaje

Licencia deconstrucción

Líneasconstruidas

Subestacionesconstruidas

Informe finalpara POC

Acta de POCsuscrita

Inventario debienes

instalados(Batch Input)

Expediente paratrámite de Lic.

Funcionam.

Cierre

Acta de Entregaa Operación

Contratosliquidados

Carga BatchInput

SAP/CO,AM,PM,MM,FI

InformaciónTécnica tal

como construido

Concesióndefinitiva del

proyecto

Cliente

Contratista


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Riesgos de los Proyectos

Alcance:Falta de claridad en la definición de los alcances del proyecto quepueden ocasionar sobrecostos y mayores tiempos de ejecuciónFalta de claridad en los pliegos de las convocatorias en aspectostécnicos relevantes (compensaciones, tipo de torres…)

TiempoTiempos muy ajustados que ponen en riesgo el cumplimiento delplazo contractualDemora en la obtención del instrumento AmbientalOposición de la población a la ejecución del proyecto (ej. Camposelectromagnéticos)Dificultades para la obtención del licenciamiento Arqueológico (CIRA)Demora en la obtención de la Resolución Suprema de la Concesióndefinitiva de TransmisiónDificultades para negociación de predios y servidumbre por falta declaridad en la propiedad de los predios. (Propietarios, posesionarios,comunidades sin representación legal)Dificultad para la coordinación de cortes que generen retrasos y/opago de compensacionesDificultades de acceso a los sitios de obra

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Riesgos de los proyectos

CostoErrores de diseño que impliquen cambios importantes en la fase de construcciónTendencia a reducir presupuesto de Ampliaciones implica riesgo de reconocimientode inversión y un valor bajo de Gerenciamiento

Variaciones importantes en costo de serviciosExigencias de pagos por grupos de presión (caso sindicatos de construcción)Desconocimiento de negociaciones previas caso de predios y servidumbresreclamando mayor valor.Conflicto o expectativas altas de las comunidades

Suspensión o cancelación del proyecto en casos de no obtención de la Licenciaambiental o socialFallas humanas o de procedimiento que generen perdidas humanas y/o materialesDeficiencia en la programación de flujos de caja que generan costos financieros

CalidadDeficiencia en Diseño e ingenieríaProveedores de bienes y servicios deficientesIncumplimiento con parámetros de diseño (Ej. lograr valor de PAT)Especificaciones adecuadas para cada condición geográfica en particular (zonas conniveles altos de contaminación).

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