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Informe Evento
Sistema Interconectado Nacional Abril 27 de 2012 a las 15:13 Horas
Gerencia Centro Nacional de Despacho Dirección Aseguramiento de la Operación
Documento XM CND 2012 091 Junio 15, 2012
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Informe Ejecutivo Evento 0216 Desconexión circuitos de la barra 3
(barra C) subestación Guatapé 230 kV
EVENTO
El 27 de abril de 2012 a las 15:13 horas se presentó, en la subestación Guatapé a 230 kV de propiedad de EPM Transmisión, la explosión del Transformador de Corriente -TC- de la fase A correspondiente a la bahía de línea San Carlos 1. Con este evento se materializó una falla eléctrica monofásica y ocasionó la desconexión intempestiva, del Sistema Interconectado Nacional Colombiano -SIN-, de los circuitos Jaguas 2 el cual transportaba una potencia de 51 MW, San Carlos 1 el cual transportaba una potencia de 70 MW y la bahía de acople B en esta subestación.
Adicionalmente se desconectaron del SIN las unidades de generación 3, 4, 7 y 8 de la central Guatapé de propiedad de EPM Generación; estas unidades estaban suministrando al SIN una potencia de 280 MW aproximadamente.
Esta serie de sucesos dio como resultado final que la frecuencia del SIN descendiera hasta los 59.54 Hz, medidos en la subestación San Carlos. En este evento no se presentó, en ninguna parte del sistema, desatención de la demanda.
ANTECEDENTES
Al momento del evento no se registraban mantenimientos en la zona ni se presentaban descargas atmosféricas.
ANÁLISIS
Producto del análisis se evidenció que:
• La protección diferencial de barras, ANSI 87B, de la subestación Guatapé
230 kV operó correctamente ya que la medida de corriente de este relé fue afectada por las condiciones presentes durante la falla. Este relé seleccionó correctamente la porción de la barra fallada en la subestación Guatapé 230 kV (Barra 3 o Barra C) dando orden de apertura a los interruptores de los circuitos San Carlos 1, Jaguas 2, acople B y unidades de generación 3, 4, 7 y 8. Adicionalmente esta protección envió correctamente Disparo Directo Transferido DDT a los interruptores de los extremos remotos en las subestaciones a 230 kV San Carlos y Jaguas.
• El tiempo máximo que la frecuencia del SIN estuvo por fuera de los rangos normales de operación fue de 11 s.
• Las unidades de generación prestaron correctamente el servicio de regulación primaria de frecuencia, variando automáticamente la potencia entregada como respuesta a los cambios de la frecuencia del SIN durante el evento.
• Durante el proceso de restablecimiento de los circuitos afectados se evidenció un adecuado cumplimiento del protocolo de comunicación.
CONCLUSIONES
1. Se presentó una falla sólida sobre la fase A del circuito 1, a 230 kV, Guatapé – San Carlos la cual fue correctamente despejada por la protección diferencial de barras ANSI 87B a los 77 ms aproximadamente.
2. Las protecciones propias del circuito 1 Guatapé - San Carlos así como la protección diferencial de barras de la subestación, a 230 kV, de Guatapé operaron correctamente.
3. Este evento no ocasionó desatención de demanda. La frecuencia del SIN
Informe ejecutivo - Desconexión circuitos de barra 3 (barra C) subestación Guatapé 230 kV
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disminuyó hasta 59.54 Hertz, por fuera de los rangos normales de operación.
4. Para este evento, las unidades de generación del SIN prestaron correctamente el servicio de regulación primaria de frecuencia.
ACCIONES EJECUTADAS
Con la consignación de emergencia C086050 ingresada por ISA sobre la bahía Guatapé a San Carlos 1, en la subestación Guatapé 230 kV, se cambió el TC y se revisaron los demás equipos de patio propios de esta bahía y de las bahías adyacentes a ésta.
ACCIONES POR EJECUTAR
No hay acciones por ejecutar.
RECOMENDACIONES
La propuesta de EPM Transmisión en el sentido de cambiar la protección diferencial de barras actual por una protección de última tecnología con posibilidad de obtener registros secuenciales y oscilográficos de los eventos es bastante adecuada. Es importante anotar que dicha protección deberá cumplir con la configuración de la subestación Guatapé 230 kV así como con sus características de flexibilidad, seguridad y confiabilidad.
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Contenido
Objetivo 1
Evento 1
Antecedentes 1
Descripción 1
Causa 2
Conclusiones 2
Acciones 3
Acciones ejecutadas 3
Acciones por ejecutar 3
Recomendaciones 3
Anexo. Información técnica 1
Referencias 2
Información básica 2
Parámetros eléctricos 2
Topología del sistema 2
Evolución de la potencia activa 3
Evolución de la frecuencia en Colombia 4
Análisis de la información de detalle 5
Registros de falla de ISA 5
SOE del evento 5
Informes de los agentes 5
Informe ejecutivo - Desconexión circuitos de barra 3 (barra C) subestación Guatapé 230 kV
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Operación de las protecciones 5
Análisis del restablecimiento 6
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Objetivo
Presentar el análisis del evento ocurrido el 27 de abril de 2012, a las 15:13 horas, que afectó la fase A correspondiente a la bahía de línea San Carlos 1, en la subestación Guatapé 230 kV, y que produjo la desconexión, en ambos extremos, de los circuitos Guatapé – Jaguas 2, Guatapé – San Carlos 1 y de las unidades de generación 3, 4, 7 y 8 de la central Guatapé.
Evento
Antecedentes
Al momento del evento no se registraban mantenimientos en la zona ni se presentaban descargas atmosféricas.
Descripción
El 27 de abril de 2012 a las 15:13 horas se presentó, en la subestación Guatapé a 230 kV de propiedad de EPM Transmisión, la explosión del transformador de corriente TC de la fase A correspondiente a la bahía de línea San Carlos 1. Con este evento se materializó una falla eléctrica monofásica y ocasionó la desconexión intempestiva, del SIN, de los circuitos Jaguas 2 el cual transportaba una potencia de 51 MW, San Carlos 1 el cual transportaba una potencia de 70 MW y la bahía de acople B en esta subestación. Adicionalmente se desconectaron del SIN las unidades de generación 3, 4, 7 y 8 de la central Guatapé de propiedad de EPM Generación; estas unidades estaban suministrando al SIN una potencia de 280 MW aproximadamente.
Esta serie de sucesos dio como resultado final que la frecuencia del SIN descendiera hasta los 59.54 Hz, medidos en la subestación San Carlos. En este evento no se presentó, en ninguna parte del sistema, desatención de la demanda.
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Evento 0216. Desconexión circuitos de barra 3 (barra C) subestación Guatapé 230 kV
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El restablecimiento de los elementos desconectados se efectuó con la siguiente secuencia:
Subestación Activo afectado Fecha de ocurrencia Fecha de finalización Tipo movimiento
GUATAPÉ BL2 GUATAPÉ A JAGUAS 27/04/2012 03:47 p.m. 27/04/2012 03:48 p.m. Cierre
JAGUAS BL2 JAGUAS A GUATAPÉ 27/04/2012 03:54 p.m. 27/04/2012 03:55 p.m. Cierre
JAGUAS BL2 JAGUAS A GUATAPÉ 27/04/2012 03:54 p.m. 27/04/2012 03:55 p.m. Cierre
GUATAPE UNIDAD 7 2012-04-27 15:13 p.m. 27/04/2012 15:49 p.m. Reconexión
GUATAPE UNIDAD 4 2012-04-27 15:13 p.m. 27/04/2012 16:00 p.m. Reconexión
GUATAPE UNIDAD 8 2012-04-27 15:13 p.m. 27/04/2012 16:02 p.m. Reconexión
GUATAPE UNIDAD 3 2012-04-27 15:13 p.m. 27/04/2012 16:06 p.m. Reconexión
GUATAPE UNIDAD 5 2012-04-27 15:13 p.m. 27/04/2012 16:09 p.m. Reconexión
Causa
Con la información visual del personal operador en la subestación Guatapé 230 kV de EPM y el informe de ISA, se pudo establecer que la causa que originó la falla sobre la fase A en la bahía de línea San Carlos 1 fue la explosión del TC de esta bahía y el conato de incendio que surgió a raíz de este evento.
De acuerdo con el análisis realizado por XM se pudo establecer que la desconexión de los circuitos de línea de transmisión, a 230 kV, Guatapé – Jaguas 2, Guatapé – San Carlos 1 y las unidades de generación 3, 4, 7 y 8 de la central Guatapé se dio por una adecuada operación de la protección diferencial de barras ANSI 87B de la subestación Guatapé 230 kV de propiedad de EPM Transmisión.
Conclusiones
1. Se presentó una falla sólida sobre la fase A del circuito 1, a 230 kV, Guatapé – San Carlos la cual fue correctamente despejada por la protección diferencial de barras ANSI 87B a los 77 ms aproximadamente.
2. Las protecciones propias del circuito 1 Guatapé - San Carlos así como la protección diferencial de barras de la subestación, a 230 kV, de Guatapé operaron correctamente.
3. Este evento no ocasionó desatención de demanda. La frecuencia del SIN disminuyó hasta 59.54 Hertz, por fuera de los rangos normales de operación.
4. Para este evento, las unidades de generación del SIN prestaron correctamente el servicio de regulación primaria de frecuencia.
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Evento 0216. Desconexión circuitos de barra 3 (barra C) subestación Guatapé 230 kV
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Acciones
Acciones ejecutadas
Con la consignación de emergencia C086050 ingresada por ISA sobre la bahía Guatapé a San Carlos 1, en la subestación Guatapé 230 kV, se cambió el TC y se revisaron los demás equipos de patio propios de esta bahía y de las bahías adyacentes a ésta.
Acciones por ejecutar
No se tienen acciones por ejecutar.
Recomendaciones
La propuesta de EPM Transmisión en el sentido de cambiar la protección diferencial de barras actual por una protección de última tecnología con posibilidad de obtener registros secuenciales y oscilográficos de los eventos es bastante adecuada. Es importante anotar que dicha protección deberá cumplir con la configuración de la subestación Guatapé 230 kV así como con sus características de flexibilidad, seguridad y confiabilidad.
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Anexo. Información técnica
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Anexo Información Técnica - Evento 0216. Desconexión circuitos subestación Guatapé 230 kV
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Referencias
• Información operativa del CND.
• Informe del evento, SOE y registros oscilográficos suministrados por ISA.
• Informe del evento y SOE de los relés SEL suministrados por EPM Generación.
Información básica
Parámetros eléctricos
Los parámetros eléctricos de las líneas de transmisión a 230 kV, Guatapé - Jaguas y Guatapé – San Carlos, involucradas e el evento, se presentan a continuación.
Tabla 1. Parámetros eléctricos de líneas de transmisión a 230 kV
Nombre R' X' R0' X0' Longitud
Ohm/km Ohm/km Ohm/km Ohm/km km
Guatapé - San Carlos 1 0.043 0.485 0.389 1.348 35.74
Guatapé - San Carlos 2 0.043 0.485 0.389 1.348 35.74
Guatapé - Jaguas 1 0.049 0.418 0.344 1.084 18.80
Guatapé - Jaguas 2 0.054 0.479 0.245 1.100 14.45
Topología del sistema
La subestación Guatapé a 230 kV, de propiedad de EPM, posee una configuración doble barra con seccionador de By-Pass más barra principal seccionada. La Figura 1 presenta el diagrama unifilar del patio a 230 kV de la subestación Guatapé a 230 kV e indica aquellos elementos que abrieron durante la falla materializada en la bahía del circuito hacia San Carlos 1.
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Anexo Información Técnica - Evento 0216. Desconexión circuitos subestación Guatapé 230 kV
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Figura 1. Diagrama unifilar del patio a 230 kV de la subestación Guatapé
Evolución de la potencia activa
En la Figura 2 se presenta la evolución de la potencia activa por cada uno de los circuitos de las líneas de transmisión del patio a 230 kV de la subestación de Guatapé, asociados a la barra 3 (barra C), con datos del SCADA tomados mediante el aplicativo PI. De esta figura se evidencia la interrupción del flujo de potencia activa a través de los circuitos, a 230 kV, Guatapé – Jaguas 2, Guatapé – San Carlos 1 y la generación 3-4 y 7-8 luego de ocurrido el evento.
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Anexo Información Técnica - Evento 0216. Desconexión circuitos subestación Guatapé 230 kV
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Figura 2. Evolución de la potencia activa subestación Guatapé 230 kV
Evolución de la frecuencia en Colombia
En la Figura 3 se presenta la evolución de la frecuencia del sistema Colombiano, pudiéndose apreciar el valor mínimo de 59.54 Hz aproximadamente.
Figura 3. Evolución de la frecuencia en Colombia
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Anexo Información Técnica - Evento 0216. Desconexión circuitos subestación Guatapé 230 kV
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Análisis de la información de detalle
Registros de falla de ISA
Figura 4. Registrador subestación Guatapé 230 kV circuito San Carlos 1
Del gráfico de la Figura 4 se evidencia que la falla presentada sobre la fase A del circuito Guatapé – San Carlos 1 230 kV es despejada del SIN en un tiempo de 77 ms aproximadamente.
SOE del evento
Tanto el SOE suministrado por ISA como el SOE enviado por EPM, Generación y Transmisión, contienen la información necesaria con la que se realizó el análisis del evento. En estos SOE se evidenció la actuación de la protección diferencial de barras de la subestación Guatapé 230 kV.
Informes de los agentes
Los informes de los agentes coinciden en que se presentó una falla en la bahía del circuito san Carlos 1, en la subestación Guatapé 230 kV, y que fue la protección diferencial de barras de la subestación Guatapé 230 kV quien eliminó la falla acorde con su filosofía de operación y configuración de la subestación.
Operación de las protecciones
1. La operación de los esquemas de protecciones de la subestación Guatapé 230 kV, y en especial la operación de la protección diferencial de barras de esta subestación, fue correcta.
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Anexo Información Técnica - Evento 0216. Desconexión circuitos subestación Guatapé 230 kV
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2. La protección diferencial de barras de la subestación Guatapé 230 kV envió DDT a los interruptores de los extremos remotos en las subestaciones a 230 kV San Carlos y Jaguas, circuitos San Carlos 1 y Jaguas 2.
Análisis del restablecimiento
Al escuchar las grabaciones generadas por la comunicación, entre el personal operador de las diferentes empresas EPM, ISA y XM, durante el proceso de restablecimiento se evidenció un adecuado cumplimiento del protocolo de comunicación.
