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Anlisis de Fallas en Sistemas de Transmisin
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Colegio de Ingenieros del Per
Lima, 24, 25, 26 de Enero 2011
Colegio de Ingenieros del Per
Lima 24, 25, 26 de Enero 2011
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Contenido
1. Introduccin
2. Comportamiento del Sistema Elctrico Peruano en el Corto Plazo
3. Importancia del Anlisis Fallas
4. Anomalas que afectan la operacin
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2
5. Recursos para el Anlisis de Perturbaciones6. Metodologa y criterios para el Anlisis de Perturbaciones
7. Anlisis de perturbaciones - Casos Aplicativos en sistema de transmisin
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Contenido
1. Introduccin
La empresa
Operacin de Sistemas Elctricos de Potencia
Normatividad de la Operacin de Sistemas Elctricos de Potencia
2. Comportamiento del Sistema Elctrico Peruano en el Corto Plazo
3. Importancia del Anlisis Fallas
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3
4. Anomalas que afectan la operacin
5. Recursos para el Anlisis de Perturbaciones
6. Metodologa y criterios para el Anlisis de Perturbaciones
7. Anlisis de perturbaciones - Casos Aplicativos en sistema de transmisin
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La EmpresaEl Grupo Empresarial ISA
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El grupo de transmisin de energa ms grande del Per
Accionistas: Grupo ISA (60%) y EEB (40%).Empresa operadora del negocio detransmisin elctrica para el grupoempresarial ISA en el Per
La EmpresaEl Grupo Empresarial ISA en el Per
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5
Accionistas: Accionistas: Grupo ISA (83%), ACCapitales del Per (17%)
Accionistas: Grupo ISA (60%) y EEB (40%)
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Colaboradores
Subestaciones
La EmpresaRed de Energa del Per
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66
km de lneas
Departamentos
Beneficiados en RSE
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Contenido
1. Introduccin
La empresa
Operacin de Sistemas Elctricos de Potencia
Normatividad de la Operacin de Sistemas Elctricos de Potencia
2. Comportamiento del Sistema Elctrico Peruano en el Corto Plazo
3. Importancia del Anlisis Fallas
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7
4. Anomalas que afectan la operacin
5. Recursos para el Anlisis de Perturbaciones
6. Metodologa y criterios para el Anlisis de Perturbaciones
7. Anlisis de perturbaciones - Casos Aplicativos en sistema de transmisin
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Generacin Transmisin Distribucin Comercializacin
Operacin de Sistemas de PotenciaLa Industria Elctrica
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8
Atender la demanda de electricidad en forma contina, para atender eldesarrollo de un pas o una regin.
El Per viene creciendo sostenidamente en los ltimos aos, y en consecuenciatambin creciendo la demanda de electricidad.
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CALIDAD
SEGURIDAD
Operacin de Sistemas de PotenciaObjetivos de la Operacin de Sistemas de Potencia
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ECONOMA
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Operacin de Sistemas de PotenciaObjetivos de la Operacin de Sistemas de Potencia
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Operacin de Sistemas de PotenciaObjetivos de la Operacin de Sistemas de Potencia
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Operacin de Sistemas de PotenciaObjetivos de la Operacin de Sistemas de Potencia
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Operacin de Sistemas de PotenciaObjetivos de la Operacin de Sistemas de Potencia
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Plan de ExpansinHorizonte: 10 aos
Programacin de la Operacin
Largo PlazoHorizonte: 4 aos
Etapas: Mensuales
Costo implcito de dficit
Configuracin del parque generador
Sub-sistemas agregadosEstadsticas hidrolgicas
Re resentacin individualizada
Estrategias de OperacinPlanes de Contingencia
Ley 28832 - LEY PARA ASEGURAR ELDESARROLLO EFICIENTE DE LAGENERACIN ELCTRICA Captulo IV
Ley 25844 - RLCE Art. 94
y 95
Operacin de Sistemas de PotenciaProgramacin de la Operacin
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e ano azo
Horizonte: AnualEtapas: Semanales
Mediano PlazoPrograma Mensual
Corto PlazoPrograma Semanal
Programa Diario
Programacin de la Operacin
Despacho horario de Generacin
Previsin hidrolgicasmensuales y semanales
Metas semanales de generacin por central
Representacin detalladaLey 25844 - RLCE Art. 93
y 95
Programa de OperacinPlanes de Contingencia
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Es Seguro?
Programacin de la Generacin y laRed de Transmisin
Modificacin del Programa de
Generacin y la Red deTransmisin
NOSI
Anlisis de Contingencias
INICIO
Restricciones Operativas
Operacin de Sistemas de PotenciaProgramacin de la Operacin
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Contingencia deDiseo Normal
EsContingenciaExtrema?
Plan de Contingencias
Programa de OperacinCalidad, Seguridad y Economa
SI
NO
FIN
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En general, los estudios de anlisis deseguridad consisten en simular ladesconexin de unidades generadoras yequipos de transmisin para estudiar suefecto sobre las variables del sistema a partir
de un estado inicial dado, y medir la robustezdel sistema para soportar estas posiblescontingencias. As, el anlisis de seguridadmide el nivel de reserva del SEP. SEGURIDAD EN LA
ESTUDIOS DE ANLISIS DESEGURIDAD OPERATIVA
TENER BAJA PROBABILIDAD DE
QUE EXISTA DISCONTINUIDAD DELSERVICIO ELCTRICO
Operacin de Sistemas de PotenciaAnlisis de Seguridad Operativa
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diferencia que presentan las variables delsistema y sus respectivos lmites deoperacin.
Un SEP nunca opera con seguridad en elsentido absoluto de la palabra; se debe
programar la operacin de manera que setenga la mayor seguridad posible.
La seguridad operativa debe ser tratadadesde la Programacin de la Operacin.
Un aspecto que muchas veces no es tratado
en anlisis de seguridad son los Planes deContingencia.
DE LA OPERACIN
PLANES DECONTINGENCIAPARA AQUELLOS CASOSEXTREMOS QUE NO SON
CUBIERTOS EN EL ANLISISDE SEGURIDAD
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0 50 100 150 200 250160
170
180
190
200
210
220
230Curva V-P
X: 164.5
Y: 209.2
Tensin en Paramonga
Tensin en Chimbote
65
70
75
80
D
elta,
G
rados
Operacin de Sistemas de PotenciaAnlisis de Seguridad Operativa
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0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 560
t, sec
. . . . .59.9
59.95
60
60.05
f,
H
z
+/- 5%
TensinNominal
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ESTADO NORMAL Cumple los criterios de seguridad Cumple lmites operativos Cumple lmites de diseo
Sin prdida de c arga r
ESTADO DE ALERTAESTADO RESTAURATIVO
ControlPreventivo
Evento
Perturbacin
Adicin de Cargay Generacin
Operacin de Sistemas de PotenciaEstados Operativos del Sistema
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1818
Criterios de seguridad en el margen
Lmites operativos en zona de alerta Cumple l mites de diseo Sin prdida de carga o slo radial
ESTADO DE EMERGENCIA No cumple criterios de seguridad Violacin de lmites operativos Violacin de lmit es de diseo Prdida de cargar
Cumple l mites operativos
Cumple lmites d e diseo Prdida de carga no radial
ControlCorrectivo Evento /
PerturbacinResincronizacin
ControlCorrectivo
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Se Planea y Programa laOperacin.
Los mejoramientos sealcanzan cuando seestandarizan y se aseguranresultados sistemticamente Programacin
PlanificacinAdministracin de SOM
Proyectos de mejora
Operacin de Sistemas de PotenciaProceso de la Operacin de un Sistema Elctrico de Potencia
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Los Programas setransforman en accionesque se realizan en el Da aDa.
Se evalan losresultados frente a lasmetas planteadas.
EjecucinEvaluacin
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Contenido
1. Introduccin
La empresa
Operacin de Sistemas Elctricos de Potencia
Normatividad de la Operacin de Sistemas Elctricos de Potencia
2. Comportamiento del Sistema Elctrico Peruano en el Corto Plazo
3. Importancia del Anlisis Fallas
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4. Anomalas que afectan la operacin5. Recursos para el Anlisis de Perturbaciones
6. Metodologa y criterios para el Anlisis de Perturbaciones
7. Anlisis de perturbaciones - Casos Aplicativos en sistema de transmisin
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DL 25844Ley deConcesionesElctricas(LCE)
DS 020-97
NormaTcnica deCalidad de losServiciosElctricos
DS 027-2007ReglamentodeTransmisin
RD 049-99
Norma Tcnica deOperacin enTiempo Real delos SistemasInterconectados
Normatividad de la Operacin del SistemaPrincipales Normas de la Transmisin
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19Nov92
25Feb93
09Oct97 17May07
19Nov97
DS 009-93Reglamentode la LCE
Ley 28832Desarrolloeficiente degeneracinelctrica
23Jul06
29Nov99
Ley 26876. LeyAntimonopolio yAntioligopolio delSector Elctrico
DS 027-2008Reglamentodel COES
03May08
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DS 020-97Norma Tcnica
de Calidad delos ServiciosElctricos
RD 049-99Norma Tcnica deOperacin en
Tiempo Real delos SistemasInterconectados
NTCSENTCOTRSI
Procedimientos yDirectiva COES
Normatividad de la Operacin del SistemaPrincipales Normas para el Anlisis de Perturbaciones
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09Oct97 29Nov99
Directiva para la Funcin deAsignacin de Responsabilidad porEventos que OcasionanTransgresiones a la NTCSE
10Feb10
Procedimientos Internos:
O-P-03 Evaluacin de laOperacin
Instructivos Formatos
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Contenido
1. Introduccin
2. Comportamiento del Sistema Elctrico Peruano en el Corto Plazo
3. Importancia del Anlisis Fallas
4. Anomalas que afectan la operacin
5. Recursos para el Anlisis de Perturbaciones
Todos los derechos reservados por Red de Energa del Per S.A.23
.
7. Anlisis de perturbaciones - Casos Aplicativos en sistema de transmisin
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Proyeccin de la Demanda SEIN 2010-2019
Tasa de Crecimiento Anual Energa Tasa de Crecimiento Mxima Demanda
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Produccin Energa Anual (miles GWh) Mxima Demanda Anual (MW)
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438
1429 1559
767
1704 1954
0
500
1000
1500
2000
25003000
2010 2015 2019
MW
rea Norte
44496122
8214
4565 5665
60008000
10000
Zona Centro
9228
11876
979110000
12000
14000SEIN
Balance Oferta-Generacin
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0
20004000
2010 2015 2019
MW
742
1677
2103
889
1780 2173
0500
10001500200025003000
2010 2015 2019
MW
Zona Sur
56294814
0
2000
4000
6000
8000
2010 2015 2019
MW
Generacin (MW) Demanda (MW)
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N Descripcin
1 L.T. 138 kV Laguna la Nia Bayovar. Subestacin220/138kV Laguna la Nia CTM (Mar. 2010)
2 L.T. Paragsha-Conococha-Huallanca-Cajamarca-CerroCorona-Carhuaquero 220kV.Abengoa (22.Nov.10)
3 2da terna 220 kV Independencia-Ica. ISA (Abr.11)
4 Refuerzo L.T 220 kV Mantaro-Cotaruse-Socabaya a505 MVA. CTM (Jul. 2011)
5 Ampliacin N6 : 2da terna 220 kV Chiclayo Piura.REP (Ago.2011)
6 L.T 220 kV Piura Talara ISA (Ago.2012)
Proyectos de transmisin en ejecucin
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7 L.T. 220 kV Tintaya-Socabaya REI (Mar.2013)
8 L.T 220 kV PomacochaCarhuamayo.ISA (Sep.2012)
9 L.T. 500 kV MantaroCaraveli-Montalvo y L.T. 220 kVCotaruse-Machupicchu ISONOR (22.feb.11)
10 L.T. Chilca-Zapallal 500 kV y L.T. Chilca-La Planicie-Zapallal 2x220 kV, preparada para migrar a 500 kV
(Mar.11 ISA)11 L.T. 500 kV Zapallal-Chimbote-Trujillo. ISA (Jun. 2012)
12 L.T. 500 kV Chilca-Marcona-Ocoa-Montalvo.Abengoa (2do semestre 2012)
13
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N Descripcin
14 Ampliacin N5: SubestacionesPiura Oeste (Dic.10): Trafo 100 MVA 220/60/10 kV,doble barra 220 y 60 kV.Trujillo Norte (Dic.10):Trafo 45 MVA 138/22.9/10 kV,Conf. interruptor 1 de barras 138 kV, Bancocondensadores 15Mvar, 10kV.Quencoro (Dic.10): Trafo 25 MVA 138/10/34 kV,Doble barra 138 kVAzngaro (Dic.10): Trafo 47.5 MVA 138/10/22.9 kV
Proyectos de transmisin definidos
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Tingo Mara (Dic10) Trafo 50 MVA 220/138/10 kV
Independencia: Cambio de simple a doble barra 60kV (Feb. 10)
15 Ampliacin N7 : Adecuacin Integral de lassubestaciones San Juan, Santa Rosa, Chavarra,Ventanilla y Zapallal, aumento Icc (Ene.12)
16 Subestacin Orcotuna Trafo 220/60/10 kV 50 MVA.Proyecto Electrocentro
17 Subestacin Huancavelica Trafo 220/138/10 kV 50MVA. Proyecto Electrocentro
R l d d l 2010 2012
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N Descripcin
1 2da terna L.T. Trujillo-Guadalupe-Chiclayo
2 LT 220 kV Chimbote TrujilloIncremento de capacidad de 152 a 180 MVA.
3 Repotenciacin Chilca San Juan (L2093) a2x350MVA
4 Repotenciacin Chavarra-Santa Rosa San Juan a2x300 MVA
5 4to Circuito Ventanilla Chavarra (brazo disponible)
6 Repotenciacin Zapallal Ventanilla a 2x300MVA
7 Re otenciacin lneas 138 kV Hunuco-Para sha
Resultados de corto plazo 2010-2012Proyectos lneas de transmisin necesarios
Todos los derechos reservados por Red de Energa del Per S.A.
Tingo Mara-Tocache y Aguayta-Pucallpa a 75MVA.
8 Repotenciacin La Oroya Pachachaca-Pomacocha250MVA (ISA Per/REP)
9 3er Circuito 60 kV Marcona San Nicols
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N Descripcin
10 Ampliacin de Subestaciones NorteChimbote1: Trafo 15 MVA, 138/13.8/24 kV-15 MVAGuadalupe: Trafo 75 MVA, 220/60/10 kV-75 MVA;Chiclayo Oeste: Trafo 100 MVA, 220/60/0.38 kV; BC1x30 Mvar, 60 kV.Piura Oeste: BC 2x20 Mvar, 60 kVParamonga: Cambio de config. 66 kV a doble barra..Zorritos: Trafo 50 MVA, 220/60/10 kVHuacho:Trafo 50 MVA, 220/66/10 kV
11 Reactor limitador de corriente de cortocircuito (Chilca)
Resultados de corto plazo 2010-2012Proyectos subestaciones necesarios
Todos los derechos reservados por Red de Energa del Per S.A.
ras a o generac n a ca
12 Ampliacin Subestaciones CentroTocache Trafo 132/24/10, 15 MVA.Hunuco:Trafo 138/24/10 kV, 50 MVA.Paragsha: Config. 138 kV a doble barraIndependencia: Trafo 10.3/10.3 kV, 4 MVA; Trafo210/62.3/10.3 kV
Ica: Trafo 220/62.3/10.3 kV, 100MVA; BC 20 Mvar.Pomacocha Config. 220 kV a doble barraPucallpa: Trafo 138/60 kV BC 1x10 Mvar
13 Ampliacin de Subestaciones SurPuno:Trafo 132/60/22.9 kV-30 MVA BC 2x15 MvarTintaya: Trafo 132/10.5 kV-25 MVA.
Ayaviri y Combapata: Configuracin de barras 138 kVde T a PI (Entrada y Salida)
Resultados de largo plazo 2012 2019
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La Planicie500 kVCarabayllo
520 MWCambio a 500 kV Chilca-Planicie-Carabayllo (2014)
Refinera Nueva2013
Huachipa2013
500 kV
500 kVChimbote
(2012)
P0
P2
P6
(2019)(2019)
Paquitzapango1540 MW
Sumabeni1199 MW
Mantaro
Marcona Ocoa
Montalvo
Caravel
Resultados de largo plazo 2012-2019Proyectos recomendados
Todos los derechos reservados por Red de Energa del Per S.A.
Ventanilla
400 MW
Zapallal
Chavarra Santa Rosa
San Juan
Chilca CTM
Chilca REP
220 kV 220 kV
TER 400 MW
HID 240 MW TER 800 MWHID 210 MW
1000 MW
Refinera(2013)
Jicamarca(2013)
Chilln
Barsi
(2015)
(2013)
(2012)
Industriales
Surquillo(2015)
Colonial P1
P3P8
P9
Resultados de largo plazo 2012-2019
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Cajamarca
Trujillo
Guadalupe Piura TalaraChiclayo
Oroya
Carhuamayo
Pachachaca Pomacocha
(2014)
(2015)
P4
P7
Resultados de largo plazo 2012-2019Proyectos recomendados
Todos los derechos reservados por Red de Energa del Per S.A.
Huallanca
Paramonga
Zapallal 220
Carabayllo 500
Conococha
Chilca
Marcona
Ica
Paragsha
ReactorSerie
ChilcaRep (2012)
(2018)
(2019)
Chimbote
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Contenido
1. Introduccin
2. Comportamiento del Sistema Elctrico Peruano en el Corto Plazo
3. Importancia del Anlisis Fallas
Por qu hacer el Anlisis de Perturbaciones? Consideraciones
Carga y frecuencia
Tensin otencia reactiva
Todos los derechos reservados por Red de Energa del Per S.A.32
Estabilidad en sistemas de potencia Estabilidad angular
Estabilidad de tensin
Estabilidad de frecuencia
Sistemas de Proteccin
4. Anomalas que afectan la operacin
5. Recursos para el Anlisis de Perturbaciones
6. Metodologa y criterios para el Anlisis de Perturbaciones
7. Anlisis de perturbaciones - Casos Aplicativos en sistema de transmisin
Importancia del Anlisis de Fallas
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Importancia del Anlisis de FallasPor qu hacer el Anlisis de Perturbaciones?
Todos los derechos reservados por Red de Energa del Per S.A.
SISTEMA ELCTRICO CORTO-CIRCUITOGeneracin 6%
Subestaciones 5%
Lneas de transmisin 89%
Fuente: Curto-Circuito Geraldo Kinderman
Importancia del Anlisis de Fallas
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TIPOS DECORTO-CICUITOS
% DEOCURRENCIAS
3 06 %
2 15 %2 Tierra 16 %
1 Tierra 63 %Fuente: Curto-Circuito, Geraldo Kinderman
TIPO DESCRIPCIN
I Fenmenos Naturales
IA Descargas Atmosfricas
Importancia del Anlisis de FallasTipos de Fallas
Todos los derechos reservados por Red de Energa del Per S.A.
SISTEMA DE PROTECCIN
Equipos Tasa de falla
Interruptor 47.16 %
TC y TP 0.47 %
Rel 4.74 %
Batera 47.16 %Circuito 0.47 %
Fuente: Proteccin de SEP, Geraldo Kinderman
III Equipos, MaterialesIV Error Humano
V Terceros
VI Otras CausasFuente: CIER
Importancia del Anlisis de Fallas
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Toda carga que realiza trabajo o produce calor consume potencia activa.
En cada instante, la energa consumida est siendo generada en algn lugar delsistema. El sistema de potencia no almacena energa.
Potencia Generada = Potencia Consumida + Prdidas (G, T, D)
La actuacin de los reguladores de velocidad de las mquinas y/o esquemasespeciales de rechazo de carga o generacin restablecen la fn.
Importancia del Anlisis de FallasConsideraciones - Carga y Frecuencia
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Toda variacin de carga (MW) en el sistema, est estrechamente ligada
con la frecuencia del sistema
35
Generacin
Transmisin Distribucin
PotenciaActiva
fn
Importancia del Anlisis de Fallas
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Los equipos de compensacin reactiva se instalan para aportar o absorber potenciareactiva de acuerdo con las necesidades del sistema.
Importancia del Anlisis de FallasConsideraciones - Tensin y Potencia Reactiva
Potencia Vn
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Toda variacin de potencia reactiva (Mvar) en el sistema, generada oconsumida, est estrechamente ligada con la tensin del sistema
Importancia del Anlisis de Fallas
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Importancia del Anlisis de FallasConsideraciones Estabilidad en los Sistemas de Potencia
Estabilidad de Sistemas de Potencia
Consideraciones deClasificacin
Naturaleza Fsica/Parmetro Principal
del Sistema
EstabilidadAngular
Estabilidad deTensin
Estabilidad deFrecuencia
Capacidad de mantenerse en equilibrio operativo despus de una perturbacinDepende de la naturaleza del evento y de las condiciones iniciales.
Capacidad de mantener el sincronismo. Capacidad de mantener la Capacidad de mantener las tensiones
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Tamao delDisturbio
DuracinCortaDuracin
Estabilidadde Pequea
Seal
EstabilidadTransitoria
Estabilidad deTensin ante
Gran Disturbio
Estabilidad deTensin ante
Pequeo Disturbio
balance de torques electromagntico y
mecnico de la mquina sncrona
frecuencia en un rango nominal.
Balance carga/ generacin
a ance po enc a reac va Equilibrio del control de tensin
CortaDuracin
LargaDuracin
CortaDuracin
LargaDuracin
Importancia del Anlisis de Fallas
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La estabilidad es la capacidad de un sistema de potencia de; dada cierta condicininicial de operacin, lograr un estado normal de equilibrio luego de la ocurrencia deuna perturbacin.
La estabilidad del sistema depende de:
a. La naturaleza del disturbiob. La Magnitud del disturbio
c. Las condiciones iniciales de operacin.
Importancia del Anlisis de FallasConsideraciones Estabilidad en los Sistemas de Potencia
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~ ~X12
11 V
P
Q
22 V
senX
VVP
12
21=
12
21
2
1
X
cosVV-VQ =
1V 2V 2 LT en servicio
1 LT en servicio
G G
Carga
Lnea 1
Lnea 2
Importancia del Anlisis de Fallas
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Estabilidad de tensin: relacionada con la capacidad de un SEP de mantenerestable la tensin en todas sus barras en estado estacionario y luego de unaperturbacin.
El colapso de tensin es el resultado posible de una condicin de inestabilidad de
tensin.El sistema puede perder estabilidad en caso de una contingencia.
Importancia del Anlisis de FallasConsideraciones Estabilidad en los Sistemas de Potencia
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100%
Punto de
Inestabilidad
de Tensin
V
Potencia Transferida (MW)
Colapso de Tensin
Cambio Lento
Cambio Rpido
Estable
Inestable
100%
V
Potencia Transferida (MW)
Estable
Inestable
Sistema conContingencia
Sistema sinContingencia
Importancia del Anlisis de Fallas
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IN TCTT
GPS
SSAA
po ta c a de s s de a asConsideraciones Sistemas de Proteccin
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Rel de proteccin (R) Interruptor de potencia (IN) Transformadores de TT y TC Equipo de teleproteccin (ET) Sistema de Control (SC) Panel de alarma (PA) GPS Servicios auxiliares (SSAA) Conexiones entre ellas (C)
PA
SCET
R
Importancia del Anlisis de Fallas
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pConsideraciones Sistemas de Proteccin
Seguridad: Capacidad del rel de evitar operaciones indeseadas
(no operar cuando no se requiere su operacin)
Confiabilidad: Capacidad del rel operar correctamente
(operar cuando se requiere su operacin)
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Causas de lasoperacionesIncorrectas
Importancia del Anlisis de Fallas
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Rel DistanciaRel Distancia Onda Portadora Fibra ptica
pConsideraciones Sistemas de Proteccin LT
tz1=0 ms
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Proteccin de lnea: Distancia 21, Sobrecorriente direccional 67/67N Diferencial de lnea 87L
Proteccin de lnea: Distancia 21, Sobrecorriente direccional 67/67N Diferencial de lnea 87L
PL1 y PL2 redundante Func. principales: 21, 67N, 87L, 79, 25, 68 Func. adicionales: SOFT, Falla fusible,WEI
Oscilografa, Localizador de falla.
PL1 y PL2 redundante Func. principales: 21, 67N, 87L, 79, 25, 68 Func. adicionales: SOFT, Falla fusible,WEI
Oscilografa, Localizador de falla.
Enlace satelital z2=400ms
tz3=800ms
tz4=1500ms
Importancia del Anlisis de Fallas
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DiferencialDiferencial DireccionalDireccional
Consideraciones Sistemas de Proteccin LT
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Importancia del Anlisis de Fallas
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Consideraciones Sistemas de Proteccin LT
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Importancia del Anlisis de Fallas
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Consideraciones Sistemas de Proteccin LT
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Importancia del Anlisis de FallasC id i Si t d P t i T f d
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Consideraciones Sistemas de Proteccin Transformadores
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Protecciones Elctricas:Diferencial 87Sobrecorriente 51/51NSobrecorriente direccional (67/67N)
Protecciones Elctricas:Diferencial 87Sobrecorriente 51/51NSobrecorriente direccional (67/67N)
PT1 y PT2 redundantesFunc. principales: 87, 67/67N, 51/51NFunc. adicionales: 27, 59, 25, Oscilografas
PT1 y PT2 redundantesFunc. principales: 87, 67/67N, 51/51NFunc. adicionales: 27, 59, 25, Oscilografas
Importancia del Anlisis de FallasC id i Si t d P t i T f d
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DiferencialDiferencial
Consideraciones Sistemas de Proteccin Transformadores
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Importancia del Anlisis de FallasConsideraciones Sistemas de Proteccin Transformadores
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SobrecorrienteSobrecorriente
Consideraciones Sistemas de Proteccin Transformadores
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Importancia del Anlisis de FallasConsideraciones Sistemas de Proteccin Transformadores
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Consideraciones Sistemas de Proteccin Transformadores
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Importancia del Anlisis de FallasConsideraciones Sistemas de Proteccin Barras
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Consideraciones Sistemas de Proteccin Barras
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Diferencial
PB1 distribuida de baja impedancia Func. principales: 87B y 50BF Func. adicionales: Oscilografas
PB1 distribuida de baja impedancia Func. principales: 87B y 50BF Func. adicionales: Oscilografas
Proteccin Diferencial de barras:Distribuida y ConcentradaBaja Impedancia y alta impedancia
Proteccin Diferencial de barras:Distribuida y ConcentradaBaja Impedancia y alta impedancia
Importancia del Anlisis de FallasConsideraciones Sistemas de Proteccin Barras
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DiferencialDiferencial
I1 I2 In
Consideraciones Sistemas de Proteccin Barras
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1.3 x Imax_baha Id 0.8 x Icc_mnima
I1 I2
In
Satura
Importancia del Anlisis de FallasConsideraciones Sistemas de Proteccin Bancos de Cond
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Proteccin Banco PB1:Proteccin Banco PB1:
PB1
PB2
Consideraciones Sistemas de Proteccin Bancos de Cond.
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Proteccin Banco PB2:Desbalance de corriente neutroProteccin de Sobrevoltaje de Picos Repetitivos
Proteccin de Sobrecorriente TrmicaProteccin de Desbalance de Lnea a Frecuencia FundamentalProteccin de Falla a Tierra a Frecuencia FundamentalProteccin Sobrecorriente y Sobrevoltaje a Frecuencia FundamentalProteccin de Sobrecorriente RMSProteccin de Baja Corriente a Frecuencia Fundamental
Proteccin Banco PB2:Desbalance de corriente neutroProteccin de Sobrevoltaje de Picos Repetitivos
Proteccin de Sobrecorriente TrmicaProteccin de Desbalance de Lnea a Frecuencia FundamentalProteccin de Falla a Tierra a Frecuencia FundamentalProteccin Sobrecorriente y Sobrevoltaje a Frecuencia FundamentalProteccin de Sobrecorriente RMSProteccin de Baja Corriente a Frecuencia Fundamental
o recorr en e
Sobre y mnima tensinFalla interruptor
o recorr en e
Sobre y mnima tensinFalla interruptor
Importancia del Anlisis de FallasConsideraciones Sistemas de Proteccin Radiales
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Consideraciones Sistemas de Proteccin Radiales
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Proteccin de Sobrecorriente:Sobrecorriente de fases y tierra (50/51,50N/51N).Recierre automtico.Oscilografas
Proteccin de Sobrecorriente:Sobrecorriente de fases y tierra (50/51,50N/51N).Recierre automtico.Oscilografas
Importancia del Anlisis de FallasConsideraciones Sistemas de Proteccin Radiales (delta)
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Consideraciones Sistemas de Proteccin Radiales (delta)
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Proteccin de Sobrecorriente:
Sobrecorriente de fases (50/51)Sobrec. direccional a tierra sensible 67Ne.Tensin homopolar 59NRecierre automticoOscilografas
Proteccin de Sobrecorriente:
Sobrecorriente de fases (50/51)Sobrec. direccional a tierra sensible 67Ne.Tensin homopolar 59NRecierre automticoOscilografas
Proteccin de RadialSobrecorriente de fases y tierra (50/51).Tensin homopolar 59NRecierre automtico.Oscilografas
Proteccin de RadialSobrecorriente de fases y tierra (50/51).Tensin homopolar 59NRecierre automtico.Oscilografas
Contenido
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Contenido
1. Introduccin
2. Comportamiento del Sistema Elctrico Peruano en el Corto Plazo
3. Importancia del Anlisis Fallas
4. Anomalas que afectan la operacin
5. Recursos para el Anlisis de Perturbaciones
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.
7. Anlisis de perturbaciones - Casos Aplicativos en sistema de transmisin
Anomalas que Afectan la OperacinSobretensin Temporal
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Fenmeno de aumento de tensin a frecuencia industrial (60Hz) por encima de Vn.
Caso tpico: extremos de LT conectadas en vaco (efecto Ferranti).
Saturacin del ncleo magntico y consecuente incremento de la corriente demagnetizacin provocando interferencias en el SEP.
Calentamientos localizados. Solicitacin elevada de aislamiento, provocando envejecimiento prematuro y
disminucin de vida til.
Las protecciones de sobretensin deben estar ajustadas para prevenir estos daos.
Sobretensin Temporal
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Anomalas que Afectan la OperacinSobretensiones Transitorias de Maniobra
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Todo proceso de cierre o apertura de interruptores involucra una transferencia deenerga que generan sobretensiones en el sistema, las cuales en mayor o menorgrado, afectan el circuito maniobrado y alrededores.
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Anomalas que Afectan la OperacinSobretensiones Transitorias de Maniobra: Circuito LC y LR
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Ante la apertura del interruptor paraun circuito LC, ocurre un transitorio detensin a alta frecuencia la cualdepende de los parmetros L y C del
circuito.
Sobretensiones Transitorias de Maniobra: Circuito LC y LR
Para el caso de un circuito RL,adicionalmente a las sobretensiones demaniobra, podemos presenciar laaparicin de una componente DC en
las corrientes de energizacin.
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Anomalas que Afectan la OperacinSobretensiones Transitorias de Maniobra
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El sistema de potencia estconformado por circuitos RLC en dondese aprecian los fenmenos descritosanteriormente.
Las maniobras en circuitos capacitivose inductivos que merecen mayor atencin en alta tensin son los queinvolucran banco de capacitores y
Las frecuencias transitorias deenergizacin se encuentrancomnmente entre 200 a 1000 Hz.Estas sobretensiones deben estar por
debajo del nivel de proteccin de lospararrayos.
En caso el interruptor no sea capaz deinterrumpir la corriente debido a un alto
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neas e ransm s n. entre sus term na es pue e ocurr r
un reencendido de arco.
Anomalas que Afectan la OperacinSobretensiones de Impulso Atmosfrico
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Una descarga atmosfrica sobre unaLT o sus alrededores ocasiona unmovimiento de carga que puede llegara la subestacin.
El flujo de estas cargas a tierra por losaterramientos de las torres puedenprovocar sobretensiones transitorias.
Duracin: microsegundos - algunos
pocos milisegundos.
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Anomalas que Afectan la OperacinSobretensiones de Impulso Atmosfrico
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De llegar a un transformador o reactor
a travs de sus terminales, pueden
provocar perforacin de su aislamiento
dando inicio a un proceso de
cortocircuito
La proteccin principal para este tipo
de sobretensiones son los pararrayos
instalados en las lneas de transmisin
y transformadores de potencia.
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Transitorios en circuitos primarios
(A.T.) tambin afectan circuitos
secundarios, a travs de puntos encomn como aterramientos, TTs,
TCs, induccin electrosttica y
electromagntica.
Anomalas que Afectan la OperacinCortocircuito - Aspectos Generales
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Se puede definir como una conexin anormal entre partes energizadas de una
instalacin. La corriente asociada a este fenmeno puede variar desde valores muy
bajos a valores muy significativos, dependiendo de la configuracin de la instalacin y
de su tipo.
Tipos: Monofsicos (fase tierra)
Bifsicos.
Bifsicos a tierra.
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Trifsicos.
Trifsicos a tierra (desbalanceado)
Las LLTT areas son los elementos donde la ocurrencia de cortocircuitos es ms
frecuente, ya que se encuentran ms expuestas al medio ambiente y sus inclemencias.
Lluvias, descargas atmosfricas, fuego, pjaros, cuerpos extraos, etc., representan
un alto riesgo de cortocircuito.
En subestaciones ocurren cortocircuitos entre barras, conexiones, equipos de
maniobra, auxiliares o medicin, transformadores, reactores, bancos de capacitores y
otros equipos de compensacin reactiva.
Anomalas que Afectan la OperacinCortocircuitoDescargas Atmosfricas
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Evento que provoca con ms frecuencia la ocurrencia de cortocircuitos en lneas de
transmisin.
Ya sean directas o indirectas, provocan diferencias de potencial a travs de los
aisladores de la lnea, generando un arco elctrico entre partes energizadas y tierra.
Descargas Atmosfricas
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La ionizacin del aire a travs del camino entre el conductor y la superficie del aislador
producto de la descarga, provoca un cortocircuito a 60Hz.
A menores niveles de tensin existe ms probabilidad de ocurrencia de arco elctrico
por descarga atmosfrica (menor nivel de aislamiento).
Anomalas que Afectan la OperacinCortocircuito por Fuego Cercano a Servidumbre de LLTT
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Fuego en la faja de servidumbre o cercanas de lneas de transmisin, produce
ionizacin del aire entre conductores y a tierra, provocando cortocircuitos.
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Anomalas que Afectan la OperacinCortocircuito por Objetos Extraos
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Materiales movidos por el viento, avionetas, rboles, etc., son tambin causa comn
de cortocircuitos.
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Anomalas que Afectan la OperacinCortocircuito por Fallas en Cables Subterrneos
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El deterioro de su aislamiento, o perforacin debido a agentes externos (excavadoras uotras mquinas) son causa de cortocircuitos del tipo fase tierra (cables aislados).
Las fallas hidrulicas en cables se originan principalmente por problemas relacionados
con la presin del aceite aislante en los cables, tanto por fallas de fabricacin, montaje,
operacin, efectos externos, etc.
Cortocircuitos entre fases son de menor probabilidad, pueden ocurrir en las conexionescon otros equipos.
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Anomalas que Afectan la OperacinCortocircuitos de Alta Impedancia
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Cortocircuitos de alta resistencia ocurren generalmente entre fases a tierra a travs de
un cuerpo extrao, son de muy baja corriente. Por ejemplo rboles crecidos
Muy frecuentes en redes de distribucin area con problemas de instalacin. Tambin
suceden en transmisin.
Pueden iniciar con corriente relativamente grande y experimentar reduccin inmediata
y sostenida.
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Anomalas que Afectan la OperacinCortocircuitos Internos en Transformadores y Reactores
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Producidos por problemas de aislamiento interno. Se caracterizan por corrientes nomuy altas con alto grado de ruido (seales de alta frecuencia).
Fallas en bujes y equipos de patio son muy peligrosos si no son detectados a tiempo
ya que evolucionan rpidamente a corrientes muy altas. Daos en la porcelana y/o
derrame de aceite aislante reducen la capacidad de aislamiento provocando
cortocircuitos severos e incluso explosiones. Los cambiadores de tomas poseen partes mviles que operan bajo carga. El desgaste
natural de los mismos representa un riesgo de cortocircuito.
Las conexiones, acometidas em almes re resentan un unto dbil de los circuitos de
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potencia, existiendo la posibilidad de problemas mecnicos o de instalacin que
desencadenen puntos calientes.
Anomalas que Afectan la OperacinFase Abierta
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Una lnea de transmisin puede
permanecer en funcionamiento con
apenas una o dos fases en servicio, lo
cual ocurre generalmente por falla en
los interruptores o seccionadores en
los terminales de la misma.
Si bien el efecto en la lnea no afecta
su operacin, esta condicin s puede
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potencia conectado a la misma.
El desequilibrio entre las fases se manifiesta principalmente a travs de la aparicin de
corrientes de secuencia negativa (I2); las cuales son perjudiciales en generadores por
provocar torques en sentido opuesto al normal produciendo calentamiento en el rotor.
En transformadores y reactores trifsicos, dependiendo de la configuracin del ncleo
especialmente para los ncleos de tres piernas), las I2 provocan flujo magntico a
travs de caminos no adecuadosprovocando calentamiento.
Protecciones que detecten este tipo de corrientes son recomendables.
Anomalas que Afectan la OperacinSobrecarga
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Toda instalacin y equipo de potencia est diseado para soportar determinado gradode sobrecarga. Es muy importante tener claro el grado de sobrecarga que los equipos
son capaces de soportar.
La operacin fuera de estos lmites o por largos periodos de tiempo genera
calentamiento en los equipos.
En transformadores de potencia, el incremento de temperatura se manifiesta en susarrollamientos, aceite aislante y carcasa.
Cuando se producen sobrecargas de lneas de transmisin, se debe tener cuidado en
las conexiones em almes; , cuando se trata de lneas de transmisin areas en la
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dilatacin del conductor que disminuye las distancias de seguridad.
0
10
20
30
40
50
Anomalas que Afectan la OperacinOscilacin de Potencia
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Producidas luego de un disturbio en el sistema hasta alcanzar un nuevo punto de
equilibrio, de ser posible.
Son siempre un riesgo de desconexin de LLTT ya que pueden provocar actuacin de
las protecciones
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Anomalas que Afectan la OperacinSobrefrecuencia, Subfrecuencia y Rechazo de Carga
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Disturbios pueden provocar grandes prdidas de carga y consecuente Si el disturbio
implica prdida subfrecuencia de generacin, entonces acontecer un fenmeno de
sobrefrecuencia en el sistema.
Esquemas especiales de rechazo de carga y generacin (formacin de islas) se
encargan de mantener el sistema en operacin ante estas condiciones.
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Anomalas que Afectan la OperacinSubtensin y Colapso de Tensin
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Se presenta para determinadas condiciones del sistema y despacho de generacin.
Fenmeno local.
Puede provocar colapso del rea de influencia
Factores de influencia: insuficiente compensacin reactiva, ajuste inadecuado de
reguladores de tensin, lneas largas con alta transferencia, sistemas radiales, etc.
V
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Potencia Transferida (MW)
Caso Base sinContingencia
Contingencia 1
Contingencia 2
ESTABLE
INESTABLE
Anomalas que Afectan la OperacinSaturacin en Transformadores de Potencia y Reactores
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Corrientes de magnetizacin en transformadores de potencia y reactores son del orden
de hasta 2% de Inom.
Durante la energizacin aparecen altas corrientes de magnetizacin debido a la
caracterstica no lineal del ncleo
Los factores de influencia son: El punto de la onda de tensin en el cual se hace la energizacin.
La magnitud y polaridad del flujo residual existente en el ncleo producto de
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.
Dimensin del transformador.
Nivel de saturacin y propiedades magnticas del ncleo.
Impedancia del sistema.
Elementos de control utilizados para la energizacin (resistencias de pre-insercin
o interruptores de mando sincronizado).
Anomalas que Afectan la OperacinSaturacin en Transformadores de Corriente de Proteccin
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Los TCs de proteccin son susceptibles de saturarse en condiciones de falla,
provocando actuacin inadecuada de las protecciones.
Los factores de influencia son:
Presencia de corriente DC en circuito primario. Situacin a tomar en cuenta en
instalaciones cercanas a generacin. Flujo remanente en el ncleo luego de eventos que involucraron corrientes
elevadas a travs del equipo.
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,
proteccin y dems equipos conectados al circuito secundario)
Baja relacin de transformacin respecto a la mxima corriente de cortocircuito dela instalacin.
Anomalas que Afectan la OperacinResonancia en Circuitos de Potencia
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Fenmeno encontrado en un sistema de
potencia a cualquier nivel de tensin.
Provoca daos por aumento de tensin
o de corriente
Existen posibilidades en circuitos RLC
en el SEP que pueden desencadenar
resonancia.
Comn en circuitos con:
a. transf. de potencia (L variable) y
bancos de capacitores (C) en paralelo.
b. LT con compensacin serie y reactores
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.
c. Resonancia entre LT y circuito
secundario de TP capacitivo, etc..
Contenido
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77/239
1. Introduccin
2. Comportamiento del Sistema Elctrico Peruano en el Corto Plazo
3. Importancia del Anlisis Fallas
4. Anomalas que afectan la operacin
5. Recursos para el Anlisis de Perturbaciones
Recursos Humanos
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77
Sistemas de Informacin
Recursos Tecnolgicos
6. Metodologa y criterios para el Anlisis de Perturbaciones
7. Anlisis de perturbaciones - Casos Aplicativos en sistema de transmisin
Contenido
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1. Introduccin
2. Comportamiento del Sistema Elctrico Peruano en el Corto Plazo
3. Importancia del Anlisis Fallas
4. Anomalas que afectan la operacin
5. Recursos para el Anlisis de Perturbaciones
Recursos Humanos
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78
Recursos Tecnolgicos
Sistemas de Informacin
6. Metodologa y criterios para el Anlisis de Perturbaciones
7. Anlisis de perturbaciones - Casos Aplicativos en sistema de transmisin
Recursos para el Anlisis de PerturbacionesRecursos Humanos
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79/239
Destrezas y habilidades (SABER HACER) Toma de decisiones
Estudios de operacin de SEP
Utilizacin de SW de sistemas elctricos
Estudios de Coordinamiento de
Protecciones
Destrezas y habilidades (SABER HACER) Toma de decisiones
Estudios de operacin de SEP
Utilizacin de SW de sistemas elctricos
Estudios de Coordinamiento de
Protecciones
Conocimientos (SABER): Ingeniero Electricista
Sistemas elctricos de potencia
Operacin de Sistemas Elctricos
Proteccin de Sistemas Elctricos
Alta Tensin
Ingls
Conocimientos (SABER): Ingeniero Electricista
Sistemas elctricos de potencia
Operacin de Sistemas Elctricos
Proteccin de Sistemas Elctricos
Alta Tensin
Ingls
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Actitudes (SER): Orientacin a resultados Construccin de redes colaborativas
Mejoramiento contino.
Proactivo.
Analtico
Actitudes (SER): Orientacin a resultados Construccin de redes colaborativas
Mejoramiento contino.
Proactivo.
Analtico
de la empresa
y del GrupoEmpresarial
Especialistas de
Proveedores de
equipos y protecciones
Consultores
Especialistas
de otrasempresas
Contenido
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80/239
1. Introduccin
2. Comportamiento del Sistema Elctrico Peruano en el Corto Plazo
3. Importancia del Anlisis Fallas
4. Anomalas que afectan la operacin
5. Recursos para el Anlisis de Perturbaciones
Recursos Humanos
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80
Recursos Tecnolgicos
Sistemas de Informacin Archivos COMTRADE
6. Metodologa y criterios para el Anlisis de Perturbaciones
7. Anlisis de perturbaciones - Casos Aplicativos en sistema de transmisin
Recursos para el Anlisis de PerturbacionesRecursos Tecnolgicos - Centro de Control
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NIVELNIVEL
33
SUPERVISION Y CONTROL REMOTO
CENTRO DE CONTROL
NIVELNIVEL22
SISTEMA DE SUPERVISION Y CONTROLDESDE LA SALA DE CONTROL DE LASUPERVISON
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81
NIVELNIVEL
11
UNIDAD DE CONTROL DE BAHIA OTABLERO DE MANDO LOCAL
NIVELNIVEL
00
MANIOBRAS EN EL PATIO DE LLAVES
TABLERO DE MANDO DEL EQUIPO
Equipos del Sistema
de Potencia
Recursos para el Anlisis de PerturbacionesRecursos Tecnolgicos - Centro de Control
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ORGANIZACION DE LA OPERACIN NACIONAL
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Recursos para el Anlisis de PerturbacionesRecursos Tecnolgicos - Centro de Control
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INFORMACION
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ACCION
Recursos para el Anlisis de PerturbacionesRecursos TecnolgicosTele-informacin de RTU al Centro de Control
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RTU S900DIAGRAMA DE BLOQUES DEL CONJUNTO DE LA ADECUACION
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84
Recursos para el Anlisis de PerturbacionesRecursos Tecnolgicos - Supervisin de Subestacin
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Control system
Control level
Communication level
Diagnosis
IEC60870-5-101, IEC60870-5-104DNP3, DNP3 over WAN
Todos los derechos reservados por Red de Energa del Per S.A.
85
RTU560
Station level / bay level
Process level
Integrated HMI
Stationsbus IEC61850-8 IEC60870-5-103DNP3, MODBUS
PLC
Recursos para el Anlisis de PerturbacionesRecursos TecnolgicosSupervisin de Subestacin
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Redundant
HMI Clients
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86
Full Server
Station BusEthernet IEC61850
Profibus FMS
Full Server
ConfiguracinRedundante Hot-Hot
IEDs con IEC 61850 IEDs con Profibus FMS RTUs con protocolos
dual-master
Recursos para el Anlisis de PerturbacionesRecursos Tecnolgicos - Telecomunicaciones
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Satelital
Fibra pticaOnda Portadora
Microondas
Subestacin A Subestacin B
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Fibra ptica
Onda Portadora
Microondas
Centro de Control
Recursos para el Anlisis de PerturbacionesRecursos Tecnolgicos - Registradores de Falla
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Registrador de transitorios(300m/ciclo, hasta 1min de
registro, trigger por analgico y
di ital
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Registrador de disturbios (hasta
1 semana de registro, trigger poranalgico)
Distintas opciones de interface
incluyendo la comunicacin
remota
Registrador
BEN 500
Recursos para el Anlisis de PerturbacionesRecursos Tecnolgicos - Localizadores de Falla
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TWS2000 -HATAWAY
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Recursos para el Anlisis de PerturbacionesRecursos Tecnolgicos - Software Especializado
Fl j d Di il t
Fl j d Di il t
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Flujo de carga DigsilentCortocircuito DigsilentEstabilidad DigsilentTransitorios ATP. PSCADProtecciones Digsilent, CAPE
ERP (Avisos) SAPInf. Operativa SIO, SIGOSW Rels Todas las marcas
Flujo de carga DigsilentCortocircuito DigsilentEstabilidad DigsilentTransitorios ATP. PSCADProtecciones Digsilent, CAPE
ERP (Avisos) SAPInf. Operativa SIO, SIGOSW Rels Todas las marcas
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No todas las perturbaciones requieren profundizar el anlisis, pero si se requiere
seleccionarlo y registrarlo sistemticamente para fines de anlisis estadstico. Las perturbaciones que requiere mayor anlisis del equipo de operacin son las
que presentan anomalas en el equipamiento o instalaciones, sistema de potencia
o desempeo de la persona.
Las ocurrencias graves se caracterizar por traer grandes consecuencias a los
consumidores, sistemas aislados o al sistema interconectado. Para estasocurrencias existe el equipo de trabajo con especialistas de anlisis de la
operacin y de la proteccin.
Contenido
1 I t d i
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91/239
1. Introduccin
2. Comportamiento del Sistema Elctrico Peruano en el Corto Plazo (AMA)
3. Importancia del Anlisis Fallas
4. Anomalas que afectan la operacin5. Recursos para el Anlisis de Perturbaciones
Recursos Humanos
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91
Recursos Tecnolgicos
Sistemas de Informacin Archivos COMTRADE
6. Metodologa y criterios para el Anlisis de Perturbaciones
7. Anlisis de perturbaciones - Casos Aplicativos en sistema de transmisin
Recursos para el Anlisis de PerturbacionesSistemas de Informacin - Red de Gestin Operativa
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Con Software se
toma el control de
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Centro de Control
92 92
Trigger26/08/2004
06:42:58a.m..673
t/s-0.1 -0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9
iA/A
-750-500
-2500
250500
t/s-0.1 -0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9
iB/A
-750
-500-2500
250500
t/s-0.1 -0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9
iC/A
-750-500-250
0250500
t/s-0.1 -0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9
iN/A
-750-500-250
0250500
t/s-0.1 -0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9
vA/kV
-200
-100
0
100
t/s-0.1 -0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9
vB/kV
-200
-100
0
100
t/s-0.1 -0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9
vC/kV
-200
-100
0
100
U0*
t/s-0.1 -0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9
U0*/kV
0
5
10
Recursos para el Anlisis de PerturbacionesSistemas de Informacin - Red de Gestin Operativa
Trigger
26/08/200406:42:58 a.m..673
t/s-0.1 -0 .0 0. 1 0 .2 0 .3 0 .4 0 .5 0. 6 0. 7 0. 8 0. 9
iA/A
-750-500-250
0250500
t/s-0.1 -0 .0 0. 1 0 .2 0 .3 0 .4 0 .5 0. 6 0. 7 0. 8 0. 9
iB/A
-750-500-250
0250500
t/s-0.1 -0 .0 0. 1 0 .2 0 .3 0 .4 0 .5 0. 6 0. 7 0. 8 0. 9
iC/A
-750-500
-2500
250500
t/s-0.1 -0 .0 0. 1 0 .2 0 .3 0 .4 0 .5 0. 6 0. 7 0. 8 0. 9
iN/A
-750-500-250
0250500
t/s-0.1 -0 .0 0. 1 0 .2 0 .3 0 .4 0 .5 0. 6 0. 7 0. 8 0. 9
vA/kV
-200
-100
0
100
t/s-0.1 -0 .0 0. 1 0 .2 0 .3 0 .4 0 .5 0. 6 0. 7 0. 8 0. 9
vB/kV
-100
0
100
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-200
t/s-0.1 -0 .0 0. 1 0 .2 0 .3 0 .4 0 .5 0. 6 0. 7 0. 8 0. 9
vC/kV
-200
-100
0
100
U0*
t/s-0.1 -0 .0 0. 1 0 .2 0 .3 0 .4 0 .5 0. 6 0. 7 0. 8 0. 9
U0*/kV
0
5
10
Centro de Control
Todos los derechos reservados por Red de Energa del Per S.A.
Recursos para el Anlisis de PerturbacionesSistemas de Informacin - Sistema de Informacin Operativo
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NOMBRE DE SUBESTACIO
Todos los derechos reservados por Red de Energa del Per S.A.
Se registra informacin de la operacin del sistema.
FIN
INICIO
Contenido
1 Introduccin
7/25/2019 168361005 CIP Analisis de Falla Sistema de Transmision 26 Enero 2011
95/239
1. Introduccin
2. Comportamiento del Sistema Elctrico Peruano en el Corto Plazo (AMA)
3. Importancia del Anlisis Fallas (HAT)
4. Anomalas que afectan la operacin
5. Recursos para el Anlisis de Perturbaciones
Recursos Humanos
Todos los derechos reservados por Red de Energa del Per S.A.
95
Sistemas de Informacin
Recursos Tecnolgicos Archivo Comtrade
6. Metodologa y criterios para el Anlisis de Perturbaciones
7. Anlisis de perturbaciones - Casos Aplicativos en sistema de transmisin
EL FORMATO COMTRADE
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El formato COMTRADE es un formato estndar usado en las para trabajar con
registros oscilogrficos
Un registro oscilografco en formato COMTRADE esta compuesto por:
*.hdr Archivo de Encabezamiento, comentarios sobre el registro, opcional.
*.cfg Archivo de Configuracin.
*.dat Archivo de Datos, muestreo.
*.d 4 Cambios ersonalizados, o cional.
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*.rio Archivo de de ajuste de protecciones, opcional.
Los datos para los archivos COMTRADE puede ser obtenidos de los registradores defallas, rels digitales y programas de simulacin transitoria como el ATP, EMTP.
Los estndares que definen el Formato COMTRADE son:
IEEE Std C37.111-1991 (Modificaciones en el 97 y 98)
IEEE Std C37.111-1999
Pueden ser de dos tipos ASCII BINARIOS se recomienda emplear los ASCII.
96
El Archivo de Encabezado xxxxxxxx HDR
Recursos para el Anlisis de PerturbacionesArchivos COMTRADE - El Formato COMTRADE
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El Archivo de Encabezado xxxxxxxx.HDR
Este es un archivo de texto opcional creado por
el Originador de los datos COMTRADE,
tpicamente a travs de un editor de Texto como
el Notepad WordPad.
El creador del archivo de encabezado puede
incluir cualquier informacin que considere
GuadalupeGuadalupe
Guadalupe
Guadalupe
220 kV
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necesaria importante.
Guadalupe
El Archivo de Configuracinxxxxxxxx CFG
Recursos para el Anlisis de PerturbacionesArchivos COMTRADE - El Formato COMTRADE
Guadalupe
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c o de Co gu ac xxxxxxxx.CFG
Este archivo contiene informacin
necesaria que para que un programa
computacional (SIGRA) interprete elarchivo de datos. Este archivo
contiene informacin tales como:Antes de trabar con los archivos
COMTRADE se tiene que verificar los
siguiente:
Todos los derechos reservados por Red de Energa del Per S.A.
Nombre y Ubicacin, Identificacin del
registrador, ao del Estndar.
Numero y tipo de canales.
Nombre de canales, Unidades, y factores de
conversin.
Frecuencia de la lnea.
Tasa de muestreo y numero de muestras por
canal.
Fecha y hora del primer punto de datos.
Fecha y hora del punto de disparo
Tipo de archivo de datos
Time Stamp Multiplication Factor.
- Que las unidades sean A, V, kA, kV. Si
no fuera as reemplazarlos.
98
El Archivo de Datos xxxxxxxx.DAT
Recursos para el Anlisis de PerturbacionesArchivos COMTRADE - El Formato COMTRADE
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El archivo de datos contiene valores en filas y columnas donde cada fila consiste de
una serie de valores de datos precedidos por dos nmeros que indican la posicin y
el tiempo de ocurrencia. Este archivo debe tener el mismo nombre de los archivos
de encabezamiento y de configuracin y su extensin es "DAT.
Todos los derechos reservados por Red de Energa del Per S.A.
99
SIGRA es un programa incluido dentro del DIGSI, este programa es usado para analizart f t COMTRADE
Recursos para el Anlisis de PerturbacionesArchivos COMTRADETrabajando con Oscilografas y Archivos COMTRADE
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eventos en formato COMTRADE.
Las variables se pueden representar de las siguientes formas:
Diagramas en func. del tiempo Diagramas vectoriales
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100
Diagramas Circ. (Z y P) Armnicos
Tabla de datos
Para cargar el SIGRA:Inicio/programas/Siemens Energ /SIGRA 4 3
Recursos para el Anlisis de PerturbacionesArchivos COMTRADETrabajando con Oscilografas y Archivos COMTRADE
7/25/2019 168361005 CIP Analisis de Falla Sistema de Transmision 26 Enero 2011
101/239
gInicio/programas/Siemens Energy/SIGRA 4.3
Todos los derechos reservados por Red de Energa del Per S.A.
101
Cuando se abre, el programa le preguntara si desea asignar canales, haga click
en SI, si ya estn asignados no aparecer esta pantalla.
Asignando seales y configurando el SIGRA
Recursos para el Anlisis de PerturbacionesArchivos COMTRADETrabajando con Oscilografas y Archivos COMTRADE
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102/239
Asigne las seales:
IL1, IL2, IL3, IEUL1E, UL2E, UL3Epara obtener todas seales analgicas
disponibles.
g y g
Todos los derechos reservados por Red de Energa del Per S.A.
102
n a gunos casos se pue e o v ar .
K1: nos representa la lnea 1.
Valores para el clculo de impedancia:
Recursos para el Anlisis de PerturbacionesArchivos COMTRADETrabajando con Oscilografas y Archivos COMTRADE
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103/239
p p
Si desea calcular la impedancia fase a
tierra ingrese los valores RE/RL y XE/XL.
Todos los derechos reservados por Red de Energa del Per S.A.
103
Recursos para el Anlisis de PerturbacionesArchivos COMTRADETrabajando con Oscilografas y Archivos COMTRADE
7/25/2019 168361005 CIP Analisis de Falla Sistema de Transmision 26 Enero 2011
104/239
Asignar lnea acoplada:
Si tiene lnea paralela con acoplamiento
mutuo ingresar los valores de:
RM/RL y XM/XL.
Todos los derechos reservados por Red de Energa del Per S.A.
104
de las lneas K.
Cargar un segundo registro:
Recursos para el Anlisis de PerturbacionesArchivos COMTRADETrabajando con Oscilografas y Archivos COMTRADE
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1. Cargar el primer registro.
2. Edit -> Fault record -> Add (abrir el nuevo registro)
3. Ok
Todos los derechos reservados por Red de Energa del Per S.A.
105
Sincronizar dos registros:
Recursos para el Anlisis de PerturbacionesArchivos COMTRADETrabajando con Oscilografas y Archivos COMTRADE
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1. Sincronizar los dos registros.
2. Edit -> Synchronous Fault Records
3. Ok
Todos los derechos reservados por Red de Energa del Per S.A.
106
Convertir dos archivos comtrade en Uno:1 File > Comtrade Export Para exportar todo el registro primero en:
Recursos para el Anlisis de PerturbacionesArchivos COMTRADETrabajando con Oscilografas y Archivos COMTRADE
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1. File -> Comtrade Export
2. Seleccionar seales
3. Save, nombrar y ubicar
Para exportar todo el registro, primero en:
View -> Zoom -> optimize
Todos los derechos reservados por Red de Energa del Per S.A.
107
Localizacin del rel SIEMENS:
Recursos para el Anlisis de PerturbacionesArchivos COMTRADETrabajando con Oscilografas y Archivos COMTRADE
7/25/2019 168361005 CIP Analisis de Falla Sistema de Transmision 26 Enero 2011
108/239
Todos los derechos reservados por Red de Energa del Per S.A.
108
Localizacin de fallas:
Recursos para el Anlisis de PerturbacionesArchivos COMTRADETrabajando con Oscilografas y Archivos COMTRADE
7/25/2019 168361005 CIP Analisis de Falla Sistema de Transmision 26 Enero 2011
109/239
1. View -> Fault locator
2. Ok
Todos los derechos reservados por Red de Energa del Per S.A.
109
Archivo .rio:
Recursos para el Anlisis de PerturbacionesArchivos COMTRADETrabajando con Oscilografas y Archivos COMTRADE
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110/239
X/Oh
75
100
125
150
Todos los derechos reservados por Red de Energa del Per S.A.
110
Z1E Z1BE Z2E Z3E Z4E Z5E Z L1E*
Z L2E* Z L3E*
R/Ohm(primary)
-400 -300 -200 -100 0 100 200 300 400
m(primary)
-75
-50
-25
0
25
Archivo .rio:
Recursos para el Anlisis de PerturbacionesArchivos COMTRADETrabajando con Oscilografas y Archivos COMTRADE
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111/239
P2P3
P4
Todos los derechos reservados por Red de Energa del Per S.A.
111
Se puede adicionar mas puntos, elpolgono forma en forma segn la
secuencia ingresada en forma anti
horaria.
Fase
tierra
P1P2P3P4P5
P1P5
Contenido
1. Introduccin
2 Comportamiento del Sistema Elctrico Peruano en el Corto Plazo
7/25/2019 168361005 CIP Analisis de Falla Sistema de Transmision 26 Enero 2011
112/239
2. Comportamiento del Sistema Elctrico Peruano en el Corto Plazo
3. Importancia del Anlisis Fallas
4. Anomalas que afectan la operacin5. Recursos para el Anlisis de Perturbaciones
Todos los derechos reservados por Red de Energa del Per S.A.
112
Normatividad
Procesos Internos de REP
Metodologa
7. Anlisis de perturbaciones - Casos Aplicativos de Anlisis de fallas en el
sistema de transmisin
Metodologa y criterios para el Anlisis de PerturbacionesNormatividad
02:30h
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04:00h
60:00h
72:00hNTC
OTR
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4 das
InformeComplementario del Agente
30 das
20 das
NTCS
E
45 das
Contenido
1. Introduccin
2 Comportamiento del Sistema Elctrico Peruano en el Corto Plazo (AMA)
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2. Comportamiento del Sistema Elctrico Peruano en el Corto Plazo (AMA)
3. Importancia del Anlisis Fallas (HAT)
4. Anomalas que afectan la operacin5. Recursos para el Anlisis de Perturbaciones
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Normatividad
Procesos Internos de REP
Metodologa
7. Anlisis de perturbaciones - Casos Aplicativos de Anlisis de fallas en el
sistema de transmisin
La gerencia Planea y
Programa la Operacin
Los mejoramientos se
alcanzan cuando se
Metodologa y criterios para el Anlisis de PerturbacionesProceso Interno de REP
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Programa la Operacin.alcanzan cuando se
estandarizan y se aseguran
resultados sistemticamenteProgramacin
Planificacin
Administracin de SOMProyectos de mejora
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Los Programas se
transforman en acciones
que se realizan en el Da aDa.
Se evalan los
resultados frente a lasmetas planteadas.
Ejecucin
Evaluacin
Metodologa y criterios para el Anlisis de PerturbacionesProceso Interno de REP
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Trigger26/08/2004
06:42:58 a.m..673
t/s-0.1 -0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9
iA/A
-750-500
-2500
250500
t/s-0.1 -0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9
iB/A
-750
-500-250
0
250500
t/s-0.1 -0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9
iC/A
-750
-500-250
0250500
t/s-0.1 -0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9
iN/A
-750-500
-2500
250
500
t/s-0.1 -0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9
vA/kV
-200
-100
0
100
t/s-0.1 -0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9
vB/kV
-200
-100
0
100
t/s-0.1 -0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9
vC/kV
-200
-100
0
100
U0*
t/s-0.1 -0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9
U0*/kV
0
5
10
Metodologa y criterios para el Anlisis de PerturbacionesProceso Interno de REP Elaboracin Informe Final
Informe Final de Fallas
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Departamentos deTransmisin1. Norte
2. Centro
3. Este
4. Sur
MantenimientoEspecializado1. Equipos de patio
2. Lneas de Transmisin
ProyectosEquipo de Evaluacinde la Operacin1. Anlisis Operativo
2. Operacin en Tiempo
Real
Metodologa y criterios para el Anlisis de PerturbacionesProceso Interno de REP
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RecuperacinInformacin
ProcesamientoInformacin
SeguimientoAnomalas
ReporteInforme
Entrada Salida
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Retroalimentacin
Metodologa y criterios para el Anlisis de PerturbacionesProceso Interno de REP
Recuperacin de la Informacin
Recuperacin de la Informacin
ElementoFallado
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Fallado
Rels
Sistema Control
Asistente
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Subestacin
SistemaInformacin
EquipoEvaluacinOperacin
Informacin
disponible
Metodologa y criterios para el Anlisis de PerturbacionesProceso Interno de REP
Procesamiento de la Informacin
Procesamiento de la Informacin
InformeSubestacin
InformacinEspecializada
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EquipoEvaluacinOperacin
CentroControl
Informacindisponible
InformacinDisponible
SistemaInformacin
MantenimientoEspecializado
AsistenteSubestaciones
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SIGO
Informacin procesada
disponibleInformacin
AnalizadaInformacin
Analizada
Metodologa y criterios para el Anlisis de PerturbacionesProceso Interno de REP Reporte de Informes
EquipoEvaluacin
CentroControlSIGO
Informe finalReporte AnomalasReporte Recomendaciones Informe Preliminar
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OperacinControl
COESInforme Preliminar (2h)Informe Final (60h)
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SistemaInformacin
Informe Preliminar
Informe final
Reporte AnomalasReporte Recomendaciones
Informes y ReportesDisponibles para los usuarios
EjecucinMantenimiento
Avisos de anomala en SAP
SAPNotificacin Avisos
Metodologa y criterios para el Anlisis de PerturbacionesProceso Interno de REP Seguimiento de Anomalas
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SAP
Atencinde aviso
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Equipo
EvaluacinOperacin
SIGO
Mantenimiento
Anomalaatendida
Conocimientoanomala atendida
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Trigger26/08/2004
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t/s-0 .1 -0.0 0.1 0.2 0 .3 0 .4 0.5 0 .6 0 .7 0.8 0 .9
iA/A
- 7 5 0-5 0 0
-2 5 0
0
250500
t/s-0 .1 -0.0 0.1 0.2 0 .3 0 .4 0.5 0 .6 0 .7 0.8 0 .9
iB/A
- 7 5 0
-5 0 0-2 5 0
0
250500
t/s-0 .1 -0.0 0.1 0.2 0 .3 0 .4 0.5 0 .6 0 .7 0.8 0 .9
iC/A
- 7 5 0-5 0 0
-2 5 00
250500
t/s
-0 .1 -0.0 0.1 0.2 0 .3 0 .4 0.5 0 .6 0 .7 0.8 0 .9
iN/A
- 7 5 0
-5 0 0-2 5 0
0250
500
t/s-0 .1 -0.0 0.1 0.2 0 .3 0 .4 0.5 0 .6 0 .7 0.8 0 .9
vA/kV
- 2 0 0
-1 0 0
0
100
t/s-0 .1 -0.0 0.1 0.2 0 .3 0 .4 0.5 0 .6 0 .7 0.8 0 .9
vB/kV
- 2 0 0
-1 0 0
0
100
t/s-0 .1 -0.0 0.1 0.2 0 .3 0 .4 0.5 0 .6 0 .7 0.8 0 .9
vC/kV
- 2 0 0
-1 0 0
0
100
U0*
t/s-0 .1 -0.0 0.1 0.2 0 .3 0 .4 0.5 0 .6 0 .7 0.8 0 .9
U0*/kV
0
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Contenido
1. Introduccin
2. Comportamiento del Sistema Elctrico Peruano en el Corto Plazo
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3. Importancia del Anlisis Fallas
4. Anomalas que afectan la operacin
5. Recursos para el Anlisis de Perturbaciones
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Normatividad
Procesos Internos de REP
Metodologa
7. Anlisis de perturbaciones - Casos Aplicativos de Anlisis de fallas en el
sistema de transmisin
Recopilacin de Insumos: (oscilografas de la ocurrencia, datos del evento de
desconexin forzada de los interruptores, sealizaciones de los equipos deproteccin y automatismos digitales, sealizacin visuales en la subestacin,
maniobras de operacin desconexin y reposicin del sistema, datos de
Metodologa y criterios para el Anlisis de PerturbacionesProceso Interno de REP - Metodologa
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parametrizacin de los rels, esquemas funcionales, informes de mantenimiento
de subestaciones, informe preliminar de falla elaborado por OTR, informe
preliminar de subestaciones y lneas).
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Clasificacin de las
oscilografas.
Prioridad 1: Oscilografas del
rel del elemento fallado.
Prioridad 2: Oscilografas de
los rels de la subestacin pero
no del elemento fallado.Prioridad 3: Oscilografas de
otras subestaciones que son
necesarias para el anlisis).
Mnimamente se requiere.
Tipo de falla en cuanto a su naturaleza
elctrica (cortocircuito, fase abierta, sobre o
mnima tencin sobre o mnima frecuencia
Metodologa y criterios para el Anlisis de PerturbacionesProceso Interno de REP Anlisis de Oscilografas
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mnima tencin, sobre o mnima frecuencia,
ferrorresonancia, presencia de armnicos,
etc.).
Identificacin de las fases afectadas con osin tierra.
Determinacin del tiempo de actuacin de
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125
a protecc n, t empo e esconex n e
interruptor y duracin de la falla.
Confirmacin del recierre automtico y sutiempo de operacin.
Medida de las condiciones operativas pre
falla (tensin, corriente y potencia)
Medida de las condiciones de falla
(corriente de cortocircuito y tensin en las 3
fases)
Medida de las condiciones operativas pos
falla (tensin, corriente y potencia) en caso
la falla sea externa.
Mnimamente se requiere
Identificacin de la desconexin y
Metodologa y criterios para el Anlisis de PerturbacionesProceso Interno de REP Anlisis de eventos y seales
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y
confirmacin de la desconexin
automtica de los interruptores.
Constatacin de eventuales fallas enel interruptor.
Constatacin de las funciones de
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126
proteccin actuantes.
Constatacin de la actuacin de las
sealizaciones locales y remotas.
Constatacin de las protecciones
actuantes con las fases actuantes.
Confirmacin del tiempo de
actuacin de la proteccin.
Es deseable y esclarecedor que haya.
Identificacin, constatacin o confirmacin de
problemas fsicos en la red o equipos
eventualmente detectados por la proteccin.
Metodologa y criterios para el Anlisis de PerturbacionesProceso Interno de REP Anlisis de Inf. de Op. y Mant.
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p p
Identificacin o constatacin de la existencia de
un factor agravante (lluvias, vientos, rayos,
nieve, eventos extraordinarios, etc.) Identificacin, constatacin o confirmacin de
causas contributivas a la falla (horario punta,
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, .
Identificacin, constatacin o confirmacin de
errores humanos o actuaciones accidentales
propias de la empresa.
Identificacin, constatacin o confirmacin de
acciones humanos de empresas ajenas.
o actuaciones accidentales propias de la
empresa.
Constatacin o confirmacin de ocurrenciassemejantes al anterior.
Este anlisis se efecta sobre la proteccincuando acta o cuando deja de actuar.
Id tifi d t d l i t t d l f ll
Metodologa y criterios para el Anlisis de PerturbacionesProceso Interno de REP Anlisis del desempeo de laproteccin
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Identificar datos del instante de la falla .
Identificar el circuito, trecho del circuito o
componente de la subestacin dondeocurri la falla.
Identificar la naturaleza de la falla y su
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causa.
Centrar la atencin en las protecciones
del elemento fallado. Verificar la existencia de oscilografas del
elemento fallado (prioridad 1).
Verificar la existencia de oscilografas de
los rels de elementos externos (prioridad
2, 3).
Identificar las funciones de proteccin que
actuaron y dejaron de actuar para el
elemento fallado
Con la corriente de cortocircuito y el ajuste del
rel de proteccin se evala la actuacin decada funcin de la proteccin y se califica su
desempeo se clasifica como:
A t i t ( d l f i
Metodologa y criterios para el Anlisis de PerturbacionesProceso Interno de REP Anlisis del desempeo de laproteccin
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