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DIDIS/SIGADE/AT [3] ANÁLISIS NUEVA TOPOLOGIA DEL ALIMENTADOR 1424 19/02/2021

Análisis Técnico - SIGADE

Zona Solicitante: Z3 – Agencia Santa Isabel

Dirección: DIDIS

Fecha de entrega: 19/02/2021

Estudio: ANÁLISIS NUEVA TOPOLOGIA DEL ALIMENTADOR 1424

Sector: Santa Isabel – Pucará – San Gerardo.

Análisis: - Flujos de potencia en demanda máxima.

Información: - Base de datos .dbf diciembre 2020. - Perfiles de carga diciembre 2020 - DSC. - CYME 8.0 Rev 12

1. ANTECEDENTES En el mes de diciembre de 2019 entró en operación el tercer juego de reguladores de tensión en el sector de Narigüiña, con este últimos equipos se mejoró significativamente la tensión del sistema, pasando del 11% de caída de tensión a valores dentro del límite regulado (< 6%.) Debido al crecimiento continuo del sector minero, se ha observado que al momento de cada mejora en los niveles de tensión, la zona minera incrementa su demanda de tal modo que en pocos meses nuevamente se comienza a presentar caídas de tensión fuera de los límites regulados a la hora de demanda máxima en algunos tramos de la red.

Figura 1. Alimentador 1424

Zona minera en crecimiento (73 Km de la S/E)

Reguladores de tensión

La Zona minera representa el: 53.8% de la capacidad instalada y el 60% de la demanda.


Figura 2. Zona minera en crecimiento - Alim 1424

En el mes de enero de 2021, por parte de la agencia de Santa Isabel solicita se evalúe la construcción de un nuevo ramal principal, cuya salida será desde el mismo alimentador 1424 y cuyo recorrido será hasta las mineras en el sector de San Gerardo. 2. OBJETIVOS

2.1 General Observar el sistema de distribución frente al cambio de topología.

2.2 Específicos

- Nivel de tensión. - Pérdidas de potencia.

3. SIMULACIONES

Las simulaciones consideran datos del mes de diciembre de 2020, en lo que respecta a la topología de la red y la demanda del sistema. Se analizan los siguientes escenarios:

1. Esc0: Estado actual del sistema. 2. Esc1: Nueva topología del alimentador.

3.1 Esc0: Estado actual del sistema.

Se presentan las condiciones del mes correspondiente.


3.2 Esc1: Nuevo ramal del alimentador.

En coordinación con el jefe de la Agencia de Santa Isabel, se procede con los cambios de topología y toma de carga para la nueva red.

Figura 3. Nuevo ramal principal - Alim 1424

Posterior a los análisis se observa que el nuevo ramal principal únicamente dispondrá de un juego de reguladores en el sector de Narigüiña y el otro ramal principal mantendrá los dos juegos de reguladores restantes. (Santa Isabel y Pucará). Con el propósito de evaluar otras alternativas se considera dentro de este escenario otras propuestas: Esc1.1 Nuevo ramal del alimentador – sin reguladores de tensión en todo el alimentador. Esc1.2 Nuevo ramal del alimentador – con reguladores en Narigüiña. Esc1.3 Nuevo ramal del alimentador – con reguladores en Pucará y Narigüiña.

4. RESULTADOS

A continuación se presentan los resultados de las simulaciones realizadas:

Topología nuevo ramal

S/E14

Reguladores de tensión


Esc0. Estado actual del sistema

Figura 4. Historial de caída de tensión.

La reducción de caída de tensión 2018 – 2019 es producto del ingreso del segundo juego de reguladores. La reducción de caída de tensión 2019 – 2020 es producto del ingreso del tercer juego de reguladores.


Figura 5. Valor máximo anual de caída de tensión por fase.


Esc0. Estado actual del sistema.


Tabla 1. Demanda y corriente en cabecera

Tabla 2. Pérdidas y caída de tensión máximas del sistema

Escenarios Alimentador [kW] [kVAR] [kVA] [MVA] A B C N

Esc0 1424 5,082.00 2,087.00 5,493.84 5.49 92.50 152.14 145.96 128.28 14.83

1424A 727.24 50.43 728.99 0.73 99.76 31.97 13.14 12.74 17.80

1424B 4,318.40 2,034.05 4,728.41 4.73 92.63 70.38 91.98 76.75 19.16

1424 5,045.64 2,084.48 5,457.39 5.45 94.48 101.82 104.46 87.79 15.63

1424A 744.35 40.86 745.47 0.75 99.85 32.37 13.55 13.29 17.64

1424B 4,300.43 2,044.10 4,711.09 4.71 91.42 80.60 102.13 86.72 19.18

1424 5,044.78 2,084.96 5,456.57 5.45 93.60 112.20 114.80 97.89 15.42

1424A 743.92 40.91 745.05 0.75 99.85 32.37 13.51 13.29 17.63

1424B 3,524.71 1,677.17 3,903.39 3.90 90.30 93.04 114.94 98.78 19.73

1424 4,268.66 1,718.11 4,601.45 4.60 92.58 124.44 127.44 109.74 15.62

Corriente [A] por faseDemanda

Esc1.2

Esc1.3

Esc1.1

fp

[%]

Escenarios Alimentador [kW] [$/año]

Esc0 1424 975.623 366,130 # 5.96 74.89 Km 6.90 10.00 Km 4.97 11.26 Km

1424A 41.161 1.38 39.62 Km 0.33 39.62 Km 0.37 39.62 Km

1424B 569.671 26.92 109.35 Km 30.64 109.35 Km 26.15 109.35 Km

1424 610.833 240,498 # 26.92 109.35 Km 30.64 109.35 Km 26.15 109.35 Km

1424A 47.786 0.67 11.26 Km 0.00 11.26 Km 0.10 11.26 Km

1424B 709.258 23.12 109.35 Km 27.34 109.35 Km 22.25 109.35 Km

1424 757.044 292,959 # 23.12 109.35 Km 27.34 109.35 Km 22.25 109.35 Km

1424A 42.748 0.67 11.26 Km 0.01 11.26 Km 0.10 11.26 Km

1424B 890.519 21.97 64.30 Km 25.15 64.30 Km 21.41 64.30 Km

1424 933.267 355,433 # 21.97 64.30 Km 25.15 64.30 Km 21.41 64.30 Km

C

FDV [%] máx. sistemaPérdida Sistema

A B

Esc1.2

Esc1.3

Esc1.1

Escenarios Descripción análisis

Esc0 Estado actual del sistema

Esc1.1 Ramales - sin reguladores

Esc1.2 Ramal - con reguladores Sta. Isabel y Pucará

Nuevo Ramal - con reguladores Narigüiña

Esc1.3 Ramal - con reguladores Sta. Isabel

Nuevo Ramal - con reguladores Narigüiña y Pucará


De acuerdo a los resultados anteriores se puede observar que con la nueva topología, el alimentador 1424 continuaría presentando problemas por caída de tensión. Con el objeto de demostrar que la carga minera debido a su ubicación y demanda induce a que el alimentador 1424 tenga valores de caída de tensión fuera del rango máximo regulado (6%), se ha considerado simular los tres escenarios anteriores sin la carga minera. A continuación se presenta los resultados.

Tabla 2. Demanda y corriente en cabecera sin carga minera

Tabla 3. Pérdidas y caída de tensión máximas del sistema sin carga minera

Escenarios Alimentador [kW] [kVAR] [kVA] [MVA] A B C N

Esc0 1424 5,082.00 2,087.00 5,493.84 5.49 92.50 152.14 145.96 128.28 14.83

1424A 727.24 50.42 728.99 0.73 99.76 31.97 13.14 12.74 17.80

1424B 642.68 -100.07 650.43 0.65 -98.81 8.16 28.06 15.62 18.52

1424 1,369.92 -49.65 1,370.82 1.37 -98.39 38.61 41.18 28.36 15.95

1424A 744.35 40.86 745.47 0.75 99.85 32.37 13.55 13.29 17.64

1424B 643.64 -104.06 651.40 0.65 -98.72 8.21 28.11 15.65 18.55

1424 1,388.00 -63.20 1,389.43 1.39 -98.39 39.06 41.64 28.94 15.98

1424A 743.93 40.91 745.05 0.75 99.85 32.37 13.51 13.29 17.63

1424B 645.78 -109.57 656.98 0.66 -98.60 8.35 28.19 15.83 18.53

1424 1,391.70 -68.67 1,393.40 1.39 -98.39 39.16 41.68 29.12 15.97

fp

[%]

Corriente [A] por fase

Esc1.1

Esc1.2

Esc1.3

Demanda

Escenarios Alimentador [kW] [$/año]

Esc0 1424 975.623 366,130 # 5.96 74.89 Km 6.90 10.00 Km 4.97 11.26 Km

1424A 41.161 1.20 39.73 Km 0.33 39.73 Km 1.45 60.33 Km

1424B 32.322 0.46 104.93 Km 1.63 104.93 Km 0.05 101.37 Km

1424 73.483 49,704 # 1.20 39.73 Km 1.63 104.93 Km 1.45 60.33 Km

1424A 42.786 0.67 11.26 Km 0.00 11.26 Km 0.10 11.26 Km

1424B 32.463 0.29 84.55 Km 1.79 84.55 Km 0.01 100.99 Km

1424 75.249 51,128 # 0.67 11.26 Km 1.79 84.55 Km 0.10 11.26 Km

1424A 42.749 0.67 11.26 Km 0.00 11.26 Km 0.10 11.26 Km

1424B 32.847 0.32 84.55 Km 1.61 84.55 Km 0.22 84.55 Km

1424 75.596 51,352 # 0.32 84.55 Km 1.61 84.55 Km 0.22 84.55 Km

Pérdida Sistema FDV [%] máx. sistema

A B C

Esc1.1

Esc1.2

Esc1.3

Escenarios Descripción análisis

Esc0 Estado actual del sistema

Esc1.1 Ramales - sin reguladores

Esc1.2 Ramal - con reguladores Sta. Isabel y Pucará

Nuevo Ramal - con reguladores Narigüiña

Esc1.3 Ramal - con reguladores Sta. Isabel

Nuevo Ramal - con reguladores Narigüiña y Pucará


CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

A la fecha el alimentador 1424 presenta caídas de tensión por encima del límite regulado (6%) en dos de las tres fases, y también su demanda representa el 92% de la demanda máxima (6MVA) para alimentadores a 22kV.

Del resultado de las simulaciones realizadas en cualquiera de los escenarios se puede evidenciar nuevamente que la Zona minera es la que conduce al incumplimiento de los índices tanto de caída de tensión como el aporte a las pérdidas cada vez que existe un incremento de nuevas mineras, por cuanto se recomienda analizar otra alternativa.

Adicionalmente se debe recordar que al presentarse una falla en el alimentador 1424 que afecte a la parte minera por más de tres minutos este representaría un aporte a los indicadores de calidad FMIK y TTIK de la Empresa, así como también se afectará los índices a nivel de usuario FIC y DIC. (a la fecha no existen un alimentador de la Empresa que permita dar contingencia a esta Zona)

Se observa que con la nueva salida desde la cabecera del alimentador no se obtiene mejoras en cuanto a la tensión de servicio, incumpliendo en cualquiera de los escenarios los límites regulados.

En cualquiera de los escenarios presentados sin incluir la carga minera, se puede apreciar que el alimentador 1424 no presentaría problemas por caída de tensión, así como también sus pérdidas se reducirían considerablemente.

Se recomienda volver a evaluar conjuntamente con DIPLA la posibilidad de brindar un servicio a 69kV a la Zona minera de San Gerardo.

Ing. Mario Flor A. Jefe departamento (E)

SIGADE

Ing. Felipe Saldaña G. Ingeniero Eléctrico

Análisis Técnico

Ing. Andrés Valladarez B. Asistente de Ingeniería

Análisis Técnico


ANEXO

Mayor potencia instalada y demanda del sistema.

Densidad de energía y potencia – estado actual

Perfil de tensión alim. 1424 – ESC 0

San Gerardo

S/E14


Perfil de tensión: Esc 1.1. Ramales del alimentador 1424 sin reguladores de tensión.

Ramal a San Gerardo – sin reguladores.

Ramal a Pucará – sin reguladores.


Perfil de tensión: Esc 1.2. Ramales del alimentador 1424.

Ramal a San Gerardo – con reguladores Narigüiña.

Ramal a Pucará – con reguladores Santa Isabel y Pucará.


Perfil de tensión: Esc 1.3 . Ramales del alimentador 1424.

Ramal a San Gerardo – con reguladores en Narigüiña y Pucará.

Ramal a Pucará – con reguladores en Santa Isabel.

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