07.centrales hidroeléctricas ayanunga y pacchac

CENTRAL HIDROELÉCTRICA

CH AYANUNGA

CH PACCHAC

ESTUDIO DE PRE OPERATIVIDAD

2018-2022

RESUMEN EJECUTIVO DEL PROYECTO

Versión 03

JULIO 2015

Resumen Ejecutivo del Proyecto

Estudio de Pre Operatividad - C.H.Ayanunga-CH Pacchac

02-2015

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ÍNDICE

Nº Pág

1. INTRODUCCIÓN .............................................................................................................. 3

2. ALCANCES DEL PROYECTO ....................................................................................... 3

3. UBICACION Y RECURSO HIDRICO CENTRAL AYANUNGA............................... 3

3.1 UBICACIÓN CH YANUNGA .............................................................................. 3

3.2 ESQUEMA HIDROLOGICO CH AYANUNGA ................................................ 4

3.2.1 Ramal izquierdo-Quebrada Ayanunga ................................................................ 5

3.2.2 Ramal derecho-Quebrada Pan de Azucar ............................................................ 5

3.3 CAUDALES CH RIO AYANUNGA .................................................................... 5

3.3.1 Caudal de diseño ..................................................................................................... 5

3.3.2 Caudal de diseño ..................................................................................................... 5

4. EQUIPAMIENTO CENTRAL AYANUNGA ................................................................ 7

4.1 EQUIPAMIENTO CH AYANUNGA ................................................................... 7

4.1.1 Casa de Maquinas ................................................................................................... 7

5. UBICACION Y RECURSO HIDRICO CENTRAL RIO PACCHAC ....................... 10

5.1 UBICACIÓN CH PACCHAC ............................................................................ 10

5.2 ESQUEMA HIDROLOGICO CH RIO PACCHAC ........................................ 11

5.3 CAUDALES CH RIO PACCHAC ...................................................................... 11

5.3.1 Caudal de diseño ................................................................................................... 11

6. EQUIPAMIENTO CENTRAL PACCHAC ................................................................. 12

6.1 EQUIPAMIENTO CH RIO PACCHAC ........................................................... 12

6.1.1 Casa de maquinas ................................................................................................. 12

7. DIAGRAMA UNIFILAR DEL PROYECTO ................................................................ 16

8. EQUIPAMIENTO ............................................................................................................ 18

8.1 Subestación de la CH Ayanunga ......................................................................... 18

9. SISTEMA DE TELECOMUNICACIONES .................................................................. 20

10. LINEA DE TRANSMISION 33 kV CONEXION Central Hidráulica Ayanunga y CH

Pacchac .............................................................................................................................. 20

10.1 Características y recorrido de la Línea .............................................................. 20

10.2 Coordenadas UTM ............................................................................................... 20

10.3 Selección del Conductor de las Líneas de Transmisión .................................... 22

11. CONCLUSIONES DE LOS ESTUDIOS ELECTRICOS ............................................ 23

11.1 Análisis de Resultados Casos Base ...................................................................... 23

11.1.1 Análisis año 2018 .................................................................................................. 23

11.1.2 Análisis año 2022 .................................................................................................. 23

11.2 Análisis de Resultados en Contingencia ............................................................. 24

11.2.1 Análisis de Resultados en Contingencia Anillo Cerrado .................................. 24

11.2.2 Análisis de Resultados en Contingencia Anillo Abierto .................................... 24

11.3 Análisis de Resultados Corto Circuito ................................................................ 25

11.4 Análisis de Resultados de Estabilidad ................................................................ 26

11.5 Conclusiones del Estudio de Estabilidad Permanente ...................................... 26



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ESTUDIO DE PRE OPERATIVIDAD

COMPLEJO HIDROELÉCTRICO DE CENTRALES AYANUNGA Y PACCHAC

RESUMEN EJECUTIVO DEL PROYECTO

1. INTRODUCCIÓN

Como parte del estudio de Pre-Operatividad en este volumen se dan las características

generales de las Centrales Hidráulicas de Ayanunga y Pacchac.

Se dan los alcances del proyecto y sus características turbina-generador.

Se dan las características del sistema de transmisión.

Se dan los resultados del estudio del sistema eléctrico.

2. ALCANCES DEL PROYECTO

Las dos centrales hidroeléctricas, Ayanunga (2x9.95 MW = 19.9 MW) y Pacchac

(13.67W) se encuentran ubicadas en se encuentran localizado en el distrito de Monzón,

provincia de Huamalies, en el departamento de Huánuco.

Las dos centrales se conectaran a la SE Pacchac y de la SE Pacchac se conectara al SEIN

seccionando la LT 138 kV 8Agosto-Muchcapata. Utiliza la LT 138 Muchcapata-Tingo

María en construcción para la barra de Tingo María 138kV.

Las centrales iniciaran su operación el año 2018.

3. UBICACION Y RECURSO HIDRICO CENTRAL AYANUNGA

3.1 UBICACIÓN CH YANUNGA

El proyecto de la CH Ayanunga se encuentra localizado en el distrito de Monzón,

provincia de Huamalies, en el departamento de Huánuco.

El proyecto aprovechara las aguas de los ríos Ayanunga y Pan de azúcar, los cuales al

converger forman un afluente del rio Monzón (forman el rio maravillas del rio Monzón),

cerca de la ciudad de Monzón y entre las siguientes coordenadas:

Obras de toma

(Bocatoma Ayanunga): UTM (WGS 84) 8996713 N, 335180 E, nivel del lecho del rio:

1400msnm

(Bocatoma Pan de Azucar): UTM (WGS 84) 8966 222 N, 337666 E, nivel del lecho del

rio: 1396.00 msnm

Casa de Maquinas

Casa de Maquinas: UTM (WGS 84) 8968462 N, 338404 E, novel del rio: 1192.00 msnm



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3.2 ESQUEMA HIDROLOGICO CH AYANUNGA

En el diagrama siguiente se muestra el esquema hidrológico:

BOCATOMA

ANAYUNGA

Qd=7.5 m3/s(65% Persistencia)

BOCATOMA

PAN DE

AZUCAR

Qd=4.9 m3/s(65% Persistencia)

Qd=12.4 m3/sΔH=190 m

CÁMARA DE CARGA CASA DE

MÁQUINASP=20.00MW

CANAL RAMAL IZQUIERDO

L=3,464, S=0.002

CANAL RAMAL DERECHO

L=2,193, S=0.002

TUBERIA FORZADA

D=1.80 m, L=378



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3.2.1 Ramal izquierdo-Quebrada Ayanunga

El esquema hidráulico considera captar las aguas del rio Ayanunga en la cota 1400 msnm

y derivarlas hacia un desarenador de 45 metros de longitud y posteriormente mediante un

canal de sección rectangular de 1.50x1.80 m de 3527 m de longitud y 0.002 de pendiente

hacia una cámara de carga de aproximadamente 360 m3 de capacidad útil, que estará

provista de un aliviadero para evacuar el exceso de caudal producido por las aperturas y

cierres instantáneos de la válvula que controla el ingreso del flujo.

Este ramal se desarrolla íntegramente en la margen derecha del rio Ayanunga, sobre el

cual el canal de conducción cruzara quebradas en las progresivas indicadas. La cota de

captación permitirá que el trazo del canal de conducción se desarrolle sobre los farallones

presentes a lo largo terreno en el trazo, y de esta manera evitar el diseño de obras de paso,

estructuras puente, acueductos, etc.

De la cámara de carga y mediante una tubería forzada se llega a la casa de máquinas, y

luego sus aguas turbinadas se descargan a la quebrada Ayanunga.

La tubería de presión (o conducto forzado) tiene una longitud de unos 400 m y ha sido

dimensionada para un diámetro D=2.10m, la misma que se emplazara sobre apoyos de

concreto armado y fijados a anclajes en los cambios de dirección, dispuestos al exterior.

3.2.2 Ramal derecho-Quebrada Pan de Azucar

El esquema hidráulico considera captar las aguas del rio Pan de Azucar en la cota

1397.00 msnm y derivarlas hacia un desarenador de 31 metros de longitud y

posteriormente mediante un canal de sección rectangular de 1.20x1.30 m de 2270 m de

longitud y 0.002 de pendiente hacia una cámara de carga ya descrita en el ítem anterior.

Este ramal se desarrolla íntegramente sobre la margen izquierda del rio Pan de Azucar, en

donde el trazo del canal de conducción cruzara queradas, y en donde son raros los tramos

con presencia de farallones o taludes bastantes escarpados.

3.3 CAUDALES CH RIO AYANUNGA

3.3.1 Caudal de diseño


El cuadro siguiente muestra la potencia generada, factor de planta anual y producción

media de energía según el régimen de persistencia y dejando pasar el caudal ecológico. Se

ha considerado una altura neta igual a 190 m y un factor de eficiencia total de la turbina y

generador del 87.8%.



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Se selecciona la persistencia de 65%



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4. EQUIPAMIENTO CENTRAL AYANUNGA

4.1 EQUIPAMIENTO CH AYANUNGA

4.1.1 Casa de Maquinas

La casa de máquinas estará ubicada superficialmente sobre la margen derecha del rio

Ayanunga, antes de su confluencia con la quebrada Pan de Azucar.

La casa de máquinas tendrá una altura máxima de 30.0 m con un ancho de 15.0 m y una

longitud de 30.0 m. El nivel del piso de la casa de máquinas se ubicara en la cota 1190.9

msnm y el eje de la turbina Francis en la cota 1196.0 msnm. Las aguas serán descargadas

al rio Ayanunga a la cota 1192.0 msnm.

Para las operaciones de montaje y desmontaje se contara con un puente grúa apoyado

sobre una viga longitudinal apoyado sobre los muros de la estructura.

EQUIPAMIENTO TURBINA CH AYANUNGA

unidades

Tipo de turbina Francis

Nro. de unidades 2

Disposicion de eje horizontal

Caudal unitario 6.10 m3/s

Altura neta nominal 190.3 m

Velocidad de rotacion 600 rpm

Potencia mecanica por turbina 9.95 MW

Carga minima de operación 40% %

Rendimiento a plena carga mayor 91% %

Numero especifico de velocidad 98.9 m-CV

Numero especifico de velocidad 72.7 m-kW

Altura de montaje 1200 msnm

Velocidad de embalamiento 987 rpm

Mecanismo de regulacion

Servomotores a

aceite a presion

accionado alabes

en el distribuidor

Tiempo de cierre distribuidor 4 a 7 seg.

Altura de sumergencia (succion) -1.00 m

Sobrepresion por golpe de ariete <30% %

Elevacion transitoria de velocidad generador <35% %

Enfriamiento de cojinetes Agua



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b) Generador

FICHA TECNICA N° 1CENTRALES Y UNIDADES DE GENERACIÓN HIDROELÉCTRICA

1 DATOS DE LA UNIDAD

1.1

1.2 Código del grupo

1.3

1.4 2018

3 GENERADOR ELÉCTRICO

3.1 Potencia [MVA] 12.00

3.2 Velocidad de rotación [rpm] 600

3.3 Velocidad de embalamiento [rpm] 1,380

3.4 Número de polos 12

3.5 Curva de capabilidad de las unidades de generación (MW-MVAr) -

3.6 Capacidad de 3.6.1 Capacitiva 3.6.1.1 En mínimo técnico [MVAr]

generación 3.6.1.2 Al 50 % de la potencia efectiva [MVAr]

reactiva 3.6.1.3 Al 100 % de la potencia efectiva [MVAr]

3.6.2 Inductiva 3.6.2.1 En mínimo técnico [MVAr]

3.6.2.2 Al 50 % de la potencia efectiva [MVAr]


3.7 Tensión 3.6.3 Generación 3.6.3.1 Nominal [kV] 6.90

3.6.3.2 Mínima [kV]

3.6.3.3 Máxima [kV]

3.6.4 Excitación 3.6.4.1 Mínima de excitación VDC [V] -

3.6.4.2 Máxima de excitación VDC [V] -

3.6.5 Servicios 3.6.5.1 Mínima [V] -

Auxiliares 3.6.5.2 Máxima [V]

3.8 Factor de Potencia 0.85

3.9 Arranque en negro (Black Start) [si/no] -

3.10 Parámetros (reactancias y 3.10.1 Reactancia transitoria de eje directo (X'd) 0.340

constantes de tiempo) y 3.10.2 Reactancia subtransitoria de eje directo (X''d) 0.222

Constante de Inercia de los 3.10.3 Reactancia de armadura de secuencia negativa (X2) 0.222

generadores, requeridos para 3.10.4 Reactancia de armadura de secuencia cero (X0) 0.034

realizar estudios de estado 3.10.5 Cte. tiempo transitoria de eje directo en cortocircuito (T'd) 0.853

estacionario y dinámico. 3.10.6 Cte. de tiempo transitoria de eje en cuadratura a circuito abierto (T'qo) 0.000

3.10.7 Cte. tiempo subtransitoria eje en cuadratura a circuito abierto (T''qo) 0.030

3.10.8 Constante de tiempo de la componente de segundo armonico de cortocircuito (Ta) 0.051

3.10.9 Reactancia de Potier 0.230

3.10.10 Reactancia de dispercion 0.000

3.10.11 Momento de inercia del conjunto maquina electrica, excitatriz y turbina 0.000

3.10.12 Resistencia de armadura sec. Positiva (Ra) 0.005

3.10.13 Relación de potencia de cortocircuito 0.000

3.10.14 S(1.0) 0.000

3.10.15 S(1.2) 0.000

3.10.16 Cte. tiempo subtransitoria eje en cuadratura en cortocircuito (T''q) 0.017

3.10.17 Sobrefrecuencia 0.000

3.10.18 Cte. tiempo transitoria de eje cuadratura en cortocircuito (T'q) 0.000

3.10.19 Corriente de excitación en vacio a tensión 1.0 p.u. 0.000


3.10.21 Resistencia de armadura de secuencia negativa (R2) 0.015

3.10.22 Resistencia de neutro (reflejada al estator:3*Rn) 0.000

3.10.23 Reactancia de neutro (reflejada al estator:3*Xn) 0.000

3.10.24 Cte. de tiempo subtransitoria de eje directo a circuito abierto (T''do) 0.017

3.10.25 Constante de inercia del conjunto maquina electrica, excitatriz y turbina 0.000

3.10.26 Reactancia sincrónica de eje en cuadratura (Xq) 0.682

3.10.27 Reactancia transitoria de eje cuadratura (X'q) 0.600

3.10.28 Cte. de tiempo transitoria de eje directo a circuito abierto (T'do) 2.558

3.10.29 Reactancia subtransitoria de eje cuadratura (X''q) 0.300

3.10.30 Resistencia de armadura de secuencia cero (R0) 0.000

3.10.31 Cte. tiempo subtransitoria de eje directo en cortocircuito (T''d) 0.015

3.10.32 Reactancia sincrónica de eje directo (Xd) 1.023

CH. AYANUNGA 2X9.95MW

Código de la Central

Datos de placa, de pruebas en fábrica y de puesta en servicio, de las unidades de las turbinas y de los generadores eléctricos.

Fecha de Ingreso en operación comercial



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c) Transformador Elevador

Se ha previsto la instalación de un transformador elevador de potencia a ser ubicado al

exterior de la casa de máquinas que permitirá transformar la tensión de 6.9 kV del

sistema de generación al nivel de 33 kV, para su transmisión al sistema interconectado

con un transformar elevador a 138 kV.

EQUIPAMIENTO DE TRANSFORMACION CH AYANUNGA

Cantidad 1 unidad

Tensión Primario 33 kV

Tensión Secundario 6.9 kV

Grupo de Conexión YNd5

Potencia ONAN 24 MVA

Potencia ONAF 24 MVA

TAPS Tipo Fijo

TAPS Alta (%) ±2x2.5 %

Impedancias Ucc(+) 7 %

Impedancia Ucc(o) 7 %

BIL 7.2 60 kVc

BIL 36 170 kVc

Frecuencia 60 Hz



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5. UBICACION Y RECURSO HIDRICO CENTRAL PACCHAC

5.1 UBICACIÓN CH PACCHAC

El proyecto de la CH Pacchac se encuentra localizado en el distrito de Monzón, provincia

de Huamiles, en el departamento de Huánuco.

El proyecto aprovechara las aguas del río Monzón en la siguiente ubicación:

Eje Presa

UTM (WGS 84) 8973835 N, 344678E, nivel del lecho del rio: 938.00 msnm

Figura 5.5.1 Trazo de puntos CH Pacchac



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5.2 ESQUEMA HIDROLOGICO CH PACCHAC

La toma, cámara de carga y casa de máquinas están ubicadas en el eje de presa.

5.3 CAUDALES CH PACCHAC


El cuadro siguiente muestra la potencia generada, factor de planta anual y producción

media de energía según el régimen de persistencia y dejando pasar el caudal ecológico. Se

ha considerado una altura neta igual a 28.5 m y un factor de eficiencia total de la turbina y

generador del 87.8%.



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6. EQUIPAMIENTO CENTRAL PACCHAC

6.1 EQUIPAMIENTO CH PACCHAC

6.1.1 Casa de maquinas

La casa de máquinas será subterránea de 27 m de largo, 21 m de ancho y 19 m de altura

ubicada al pie dela presa y dentro de la margen derecha del rio, conformada por un

edificio o fortificación de concreto armado dentro del cual estará ubicado los

componentes electromecánicos y de generación hidroeléctrica (turbina, generador y

regulador); y un conducto de descarga por donde se evacuaran las aguas turbinadas.

Las obras de excedencia se componen de dos vertederos uno frontal compuesto por 5

ventanas de 7.0 m de longitud y 3.5 m de altura, y un vertedero de sección transversal

tipo trapezoidal de ancho de fondo de 5 m y altura de 6 m, de 30 m de longitud de

desarrollo emplazado sobre la margen izquierda del rio.

Las obras de desvió estarán conformados por un túnel de sección tipo baúl de 6.0x6.0 m y

de 113 m de longitud en roca y emplazado dentro de la margen izquierda del rio, y dos

ataguías de desvió temporales ubicadas aguas arriba y aguas abajo respectivamente.

A continuación se describen cada uno de estos componentes principales

a) Turbina

La selección de las turbinas se ha efectuado de acuerdo con la altura de caída o salto neto

del aprovechamiento, caudal unitario, número específico de velocidad y el rango de

caudales del recurso hídrico disponible, siendo más conveniente la utilización de turbinas

del tipo Kaplan, la que estará acoplado directamente al generador.



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EQUIPAMIENTO TURBINA CH PACCHAC

unidades

Tipo de turbina Kaplan

Nro. de unidades 1

Disposicion de eje horizontal

Caudal unitario 55.63 m3/s

Altura neta nominal 28.5 m

Velocidad de rotacion 225 rpm

Potencia mecanica al eje 13670 kW

Carga minima de operación 40% %

Rendimiento a plena carga mayor 91% %

Numero especifico de velocidad 465 m-CV

Numero especifico de velocidad 342 m-kW

Altura de montaje 1200 msnm

Velocidad de embalamiento 540 rpm

Mecanismo de regulacion

Servomotores a

aceite a presion

accionado alabes

en el distribuidor

Tiempo de cierre distribuidor 4 a 7 seg.

Altura de sumergencia (succion) -1.00 m

Sobrepresion por golpe de ariete <30% %

Elevacion transitoria de velocidad generador <35% %

Enfriamiento de cojinetes Agua



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b) Generador

FICHA TECNICA N° 1CENTRALES Y UNIDADES DE GENERACIÓN HIDROELÉCTRICA

1 DATOS DE LA UNIDAD

1.1

1.2 Código del grupo

1.3

1.4 2018

3 GENERADOR ELÉCTRICO

3.1 Potencia [MVA] 17.00

3.2 Velocidad de rotación [rpm] 225

3.3 Velocidad de embalamiento [rpm] 540

3.4 Número de polos 32

3.5 Curva de capabilidad de las unidades de generación (MW-MVAr) -

3.6 Capacidad de 3.6.1 Capacitiva 3.6.1.1 En mínimo técnico [MVAr]

generación 3.6.1.2 Al 50 % de la potencia efectiva [MVAr]

reactiva 3.6.1.3 Al 100 % de la potencia efectiva [MVAr]

3.6.2 Inductiva 3.6.2.1 En mínimo técnico [MVAr]



3.7 Tensión 3.6.3 Generación 3.6.3.1 Nominal [kV] 6.90

3.6.3.2 Mínima [kV]

3.6.3.3 Máxima [kV]

3.6.4 Excitación 3.6.4.1 Mínima de excitación VDC [V] -

3.6.4.2 Máxima de excitación VDC [V] -

3.6.5 Servicios 3.6.5.1 Mínima [V] -

Auxiliares 3.6.5.2 Máxima [V]

3.8 Factor de Potencia 0.85

3.9 Arranque en negro (Black Start) [si/no] no

3.10 Parámetros (reactancias y 3.10.1 Reactancia transitoria de eje directo (X'd) 0.340

constantes de tiempo) y 3.10.2 Reactancia subtransitoria de eje directo (X''d) 0.222

Constante de Inercia de los 3.10.3 Reactancia de armadura de secuencia negativa (X2) 0.222

generadores, requeridos para 3.10.4 Reactancia de armadura de secuencia cero (X0) 0.034

realizar estudios de estado 3.10.5 Cte. tiempo transitoria de eje directo en cortocircuito (T'd) 0.853

estacionario y dinámico. 3.10.6 Cte. de tiempo transitoria de eje en cuadratura a circuito abierto (T'qo) 0.000

3.10.7 Cte. tiempo subtransitoria eje en cuadratura a circuito abierto (T''qo) 0.030

3.10.8 Constante de tiempo de la componente de segundo armonico de cortocircuito (Ta) 0.051

3.10.9 Reactancia de Potier 0.230

3.10.10 Reactancia de dispercion 0.000

3.10.11 Momento de inercia del conjunto maquina electrica, excitatriz y turbina 0.000

3.10.12 Resistencia de armadura sec. Positiva (Ra) 0.005

3.10.13 Relación de potencia de cortocircuito 0.000

3.10.14 S(1.0) 0.000

3.10.15 S(1.2) 0.000

3.10.16 Cte. tiempo subtransitoria eje en cuadratura en cortocircuito (T''q) 0.017

3.10.17 Sobrefrecuencia 0.000

3.10.18 Cte. tiempo transitoria de eje cuadratura en cortocircuito (T'q) 0.000



3.10.21 Resistencia de armadura de secuencia negativa (R2) 0.015

3.10.22 Resistencia de neutro (reflejada al estator:3*Rn) 0.000

3.10.23 Reactancia de neutro (reflejada al estator:3*Xn) 0.000

3.10.24 Cte. de tiempo subtransitoria de eje directo a circuito abierto (T''do) 0.017

3.10.25 Constante de inercia del conjunto maquina electrica, excitatriz y turbina 0.000

3.10.26 Reactancia sincrónica de eje en cuadratura (Xq) 0.682

3.10.27 Reactancia transitoria de eje cuadratura (X'q) 0.600

3.10.28 Cte. de tiempo transitoria de eje directo a circuito abierto (T'do) 2.558

3.10.29 Reactancia subtransitoria de eje cuadratura (X''q) 0.300

3.10.30 Resistencia de armadura de secuencia cero (R0) 0.000

3.10.31 Cte. tiempo subtransitoria de eje directo en cortocircuito (T''d) 0.015

3.10.32 Reactancia sincrónica de eje directo (Xd) 1.023

CH. PACCHAC 1 X13.67MW

Código de la Central

Datos de placa, de pruebas en fábrica y de puesta en servicio, de las unidades de las turbinas y de los generadores eléctricos.

Fecha de Ingreso en operación comercial



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f) Transformador Elevador

Se ha previsto la instalación de un transformador elevador de potencia a ser ubicado al

exterior de la casa de máquinas que permitirá transformar la tensión de 6.9 kV del

sistema de generación al nivel de 33 kV, para su transmisión al sistema interconectado

con un transformar elevador a 138 kV.

EQUIPAMIENTO DE TRANSFORMACION CH PACCHAC

Cantidad 1 unidad

Tensión Primario 33 kV

Tensión Secundario 6.9 kV

Grupo de Conexión YNd5

Potencia ONAN 17 MVA

Potencia ONAF 20 MVA

TAPS Tipo Fijo

TAPS Alta (%) ±2x2.5 %

Impedancias Ucc(+) 7 %

Impedancia Ucc(o) 7 %

BIL 7.2 60 kVc

BIL 36 170 kVc

Frecuencia 60 Hz



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7. DIAGRAMA UNIFILAR DEL PROYECTO

El Diagrama unifilar del sistema eléctrico correspondiente a las CH Ayanunga y CH

Pacchac y la conexión al SEIN en la SE Pacchac se presenta a continuación en la figura.

Figura 7.1 Diagrama Ubicación en Google

Figura 7.1 Diagrama Unifilar del Proyecto

CH- AYANUNGA

AYANUNGA 33KV

9.95 MW

6.9KV

PACCHAC 33KV

PACCHAC 138kV

24MVA

33/6.9KV

CH- PACCHAC

13.67 MW

6.9KV

SE. 8 DE AGOSTO 138kV SE. MUCHCAPATA 138kV

41MVA

138/33KV

17MVA

33/6.9KVAAAC 300 mm2 9km

9.95 MW



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Figura 7.1 Diagrama Unifilar del Proyecto en el SEIN

CHAGLLA220

STA LORENZA13.8

STA LORENZA138

Amarilis138

PBLANCA138

MARA13.8_2MARA13.8_1

MARA220

YUNGAS220

ECarm4

ECarm23

8A

GO

ST

13

.8

8A

GO

ST

22

.9

8AGOST138

asm Casm Basm A

CONOCOCHA220

TMAR10B

KA

RP

A-V

IZ

VIZ-PARAG

VIZ-HUALL VIZ-PANU VIZ-TMARHU

AR

-VIZ

VIZ-ANTA2

VIZ-ANTA1

HUALL_N220

MOLBOLMOLSAG

ANTA6A2ANTA6A1

CH_MuschcapataMuschcapata_138

Pacchac_6.9

AUCA23

AUCA60

CH_Ayanunga

Ayanunga_33Pacchac_33

Pacchac_138

PARAG10

PARAGII

TOCA138

AUCA138

SVCVIZ

HUANU

TMARI10

PARAG220

KARPA10

PUCAL138

TMAR220

AGUA23 AGUA138

AGUA13A

TMAR10

TMAR138

AGUA13B

AGUA220

ANTA220

ANTA23

VIZ-SVC

PowerFactory 15.0.1

PRE-OPERATIVIDAD

CASO CORTOCIRCUITO TRIFASICO 2018

Project:

Graphic: AYANUNGA_PA

Date: 7/26/2015

Annex:

Nodes Branches

Lne_M

uschcapata

-T

Maria

_138

G ~S

ta L

oren_G

2

G ~S

ta L

oren_G

1

Tr2 C

hagllaG

2

0

Tr2 C

hagllaG

1

0Lne C

haglla-P

aragsha2_2

Lne C

haglla-P

aragsha2_1

0

0

Tr3 Aguay..

-2

G~

CHAGLLA G2

G~

CHAGLLA G1

Lne Y

ungas-V

izcarra220

Lne Y

ungas-A

nta

min

a220

Lne M

arañon-Y

ungas220

G~

Marañon G2

G~

Marañon G1 G~

ElCarmen G2

G~

ElCarmen G1

tr2 E

LC

arm

en

0

Lne ..

G ~8A

gos G

2

G ~

Lne_P

acchac-M

ushcapata

Lne_8A

gosto

-P

acchac

tr3 8Agosto

0

Breaker/Switch(3)

0

M~

-5

11

0

1

0

2

SG~

Syn_Pacchac

tr2_Mushcapata0

SG ~

Syn_M

ushcapata

1

tr2_Pacchac

Lne_Pacchac-Ayanunga

SG ~

Syn_A

yanunga-G

2

SG ~

Syn_A

yanunga-G

1

tr2_Ayanungatr2_Pacchac_P

-2-2

0

1

G~

KARPA

0

0 0

M~

M~

-2

G~

0

G~

0

0

2

G~

0

1

3333333

G~

0

M~

0

M~

SVS

DIg

SIL

EN

T



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8. EQUIPAMIENTO

8.1 Subestación de la CH Ayanunga

Tendrá un patio de Transformador Principal, Transformador de SSAA y Equipos de

Maniobras.

A1) Equipamiento principal SE Ayanunga:

SE AYANUNGA

ITEM Ubicación Potencia Primario Secundario Grupo Taps Cantidad

MVA kV kV Conexión Primario 1

Transformador Potencia Patio Llaves 24 33 6.9 Dyn1 ±2x2.5% 1

Transformador SSAA Patio Llaves 0.5 6.9 0.38 Dyn11 ±2x2.5% 1

ITEM Corriente Nominal Corriente Ruptura Tensión BIL Control

Interruptores trifásicos A kA kV kVp Vdc Fases Cantidad

Interruptor de Grupo 1 Patio Llaves 1250 40 7.2 60 110 trifásico 1

Interruptor de Grupo 2 Patio Llaves 1250 40 7.2 60 110 trifásico 1

Interruptor de Transformador Potencia-Primario Patio Llaves 630 16 36 170 110 trifásico 1

Interruptor de Transformador SSAA Patio Llaves 50 16 7.2 60 110 trifásico 1

Interruptor de Linea YANUNGA-PACCHA Patio Llaves 630 16 36 170 110 trifásico 1


Seccionadores trifásicos A kA kV kVp Vdc Cantidad

Seccionador de Transformador Potencia-Secundario Patio Llaves 2500 - 7.2 60 110 3

Seccionador de Linea AYANUNGA-PACCHA Patio Llaves 630 - 36 170 110 3

ITEM Tipo Primario Secundario Potencia Clase Clase

kV kV VA Precisión Precisión

patio Llaves Protección Medición Cantidad

Transformadores de Tension Grupo 1 Patio Llaves Inductivo 7.2 0.1 30 3P 0.2 3

Transformadores de Tension AYANUNGA-PACCHA Patio Llaves Inductivo 36 0.1 30 3P 0.2 3

Transformadores de Tension Barra 6.6 kV Patio Llaves Inductivo 7.2 0.1 30 3P 0.2 3


A A VA Precisión Precisión

Protección Medición Cantidad

Transformador de Corriente Grupo 1 Patio Llaves 3 devanados 1250 5 30 5P20 0.2 3


Transformador de Corriente de Transformador Potencia Patio Llaves 1 devanado 400 5 30 5P20 0.2 3

Transformador de Corriente de Transformador SSAA Patio Llaves 1 devanado 40 5 30 5P20 0.2 3

Transformador de Corriente de Linea AYANUNGA-PACCHA Patio Llaves 3 devanados 400 5 30 5P20 0.2 3

ITEM Tipo Tension Tensión Onda Onda BIL

Sistema Nominal Maniobra-3kA Atmosferica-10kA

kVrms kVrms kV kV kVp Cantidad

Pararrayos Grupo 1 Patio Llaves ZnO 7.2 6 13.8 18.3 60 3

Pararrayos Transformador Potencia-Secundario Patio Llaves ZnO 7.2 6 13.8 18.3 60 3

Pararrayos Linea AYANUNGA-PACCHA Patio Llaves ZnO 36 30 61.8 69 170 3

ITEM Tipo Tension Nominal Frecuencia Carga flotantante Carga equilibrio Corriente nominal

V Hz V V A

Cargador rectificador de respaldo Patio Llaves Trifasico 380 60 110 ±3% 110±5% 27.3 1

Lado corriente alterna lado corriente continua



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A2) Equipamiento principal SE Pacchac

SE PACCHAC

ITEM Ubicación Potencia Primario Secundario Grupo Taps Cantidad

MVA kV kV Conexión Primario

Transformador Potencia Patio Llaves 17 33 6.9 YNyn0 ±2x2.5% 1

Transformador Potencia de 138/33kV Patio Llaves 41 138 33 YNyn0 ±2x2.5% 1

Transformador SSAA Patio Llaves 0.5 6.9 0.38 Dyn11 ±2x2.5% 1


A kA kV kVp Vdc Fases Cantidad

Interruptor de Grupo 1 Patio Llaves 1600 31.5 7.2 60 110 trifásico 1

Interruptor de Transformador Potencia -Primario 138kV Patio Llaves 250 40 145 650 110 trifásico 1

Interruptor de Transformador Potencia - Secundario 138/33kV 41 MVAPatio Llaves 800 40 36 170 110 trifásico 1

Interruptor de Transformador SSAA Patio Llaves 50 16 7.2 60 110 trifásico 1

Interruptor de Linea A SE. AYANUNGA Patio Llaves 630 16 36 170 110 trifásico 1

Interruptor de Linea A SE. 8 DE AGOSTO Patio Llaves 600 40 145 650 110 monofásico 3x1

Interruptor de Linea A SE. MUCHCAPATA Patio Llaves 600 40 145 650 110 monofásico 3x1


Seccionadores trifásicos A kA kV kVp Vdc Cantidad

Seccionador de Transformador Potencia-Secundario Patio Llaves 1600 - 7.2 60 110 3

Seccionador de Transformador SSAA Patio Llaves 50 - 7.2 60 110 3

Seccionador de Linea A SE. AYANUNGA Patio Llaves 630 - 36 170 110 3

Seccionador de Linea A SE. 8 DE AGOSTO Patio Llaves 600 - 145 650 110 3

Seccionador de Linea A SE. TINGO MARIA Patio Llaves 600 - 145 650 110 3


kV kV VA Precisión Precisión


Transformadores de Tension Grupo 1 Patio Llaves Inductivo 7.2 0.1 30 5P20 0.2 3

Transformadores de Tension Barra 6.9 kV Patio Llaves Inductivo 7.2 0.1 30 5P20 0.2 3

Transformadores de Tension Barra 33kV Patio Llaves Inductivo 36 0.1 30 5P20 0.2 3

Transformadores de Tension de Linea A SE. AYANUNGA Patio Llaves Inductivo 36 0.1 30 5P20 0.2 3

Transformadores de Tension de Linea A SE. 8 DE AGOSTO Patio Llaves Inductivo 145 0.1 30 5P20 0.2 3

Transformadores de Tension de Linea A SE. TINGO MARIA Patio Llaves Inductivo 145 0.1 30 5P20 0.2 3


A A VA Precisión Precisión



Transformador de Corriente de Transformador Potencia Patio Llaves 1 devanado 1600 5 30 5P20 0.2 3

Transformador de Corriente de Transformador SSAA Patio Llaves 1 devanado 40 5 30 5P20 0.2 3

Transformador de Corriente de Linea A SE. AYANUNGA Patio Llaves 1 devanados 400 5 30 5P20 0.2 3

Transformador de Corriente de Linea A SE. 8 DE AGOSTO Patio Llaves 1devanados 600 5 30 5P20 0.2 3

Transformador de Corriente de Linea A SE. TINGO MARIA Patio Llaves 1devanados 600 5 30 5P20 0.2 3

ITEM Tipo Tension Tensión Onda Onda BIL

Sistema Nominal Maniobra-3kA Atmosferica-10kA

kVrms kVrms kV kV kVp Cantidad

Pararrayos Grupo 1 Patio Llaves ZnO 7.2 6 13.8 18.3 60 3

Pararrayos Transformador Potencia Patio Llaves ZnO 7.2 6 13.8 18.3 60 3

Pararrayos Transformador SSAA Patio Llaves ZnO 7.2 6 13.8 18.3 60 3

Pararrayos Transformador Potencia 138/33kV Patio Llaves ZnO 145 120 248 276 650 3

ITEM Tipo Tension Nominal Frecuencia Carga flotantante Carga equilibrio Corriente nominal

V Hz V V A

Cargador rectificador de respaldo Patio Llaves Trifasico 380 60 110 ±3% 110±5% 27.3 1

Lado corriente alterna lado corriente continua



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9. SISTEMA DE TELECOMUNICACIONES

Características básicas del proyecto

En este caso se utilizara el Sistema de Fibra óptica para las comunicaciones de

transmisión de datos entre la SE Ayanunga y Pacchac en el nivel de 33 kV, y en el nivel

de 138 kV desde la SE Pacchac hacia Muchcapata y Tingo María en el SEIN.

Sistemas de Telecomunicaciones existente

La Subestación Tingo María cuenta actualmente con una Unidad Terminal Remota

(UTR) que captura los datos de la subestación y los remite al SCADA del Centro de

Control del COES en Lima. Asimismo las comunicaciones lo realizan telefónicamente

por intermedio de una empresa que les alquila este medio.

10. LINEA DE TRANSMISION 33 KV CONEXION CH AYANUNGA Y CH

PACCHAC

10.1 Características y recorrido de la Línea

La línea de transmisión en 33 kV unirá las Centrales.

Comprenderán los siguientes tramos:

LT 33 kV Ayanunga-Pacchac. Una terna de 9 km.

10.2 Coordenadas UTM

El recorrido de las líneas y las coordenadas en el siguiente cuadro.

El recorrido de la línea se muestra en la siguiente lámina donde se muestra que recorre

cercana al rio y a la ciudad libre de espacios arqueológicos.

Se adjunta el archivo Google Earth.

Este(m) Norte(m)/Google Earth(S)

C.M AYANUNGA 338404 8968462 1215 - 0.000 0.000

V1 338805 8969186 1221 61° 1' 9.6" 827.633 827.633

V2 339113 8969872 1197 65° 49' 15.2" 751.971 1579.604

V3 339381 8970579 1213 69° 14' 23.8" 756.091 2335.695

V4 339523 8971880 1091 83° 46' 15.6" 1308.726 3644.421

V5 340360 8971811 1212 - 4° 42' 45.5" 839.839 4484.260

V6 341229 8971850 1289 2° 34' 10.78" 869.875 5354.135

V7 342109 8972151 1181 18° 52' 58.8" 930.054 6284.189

V8 343128 8972481 1215 17° 56' 39.7" 1071.103 7355.292

V9 344053 8973060 1217 32° 2' 39.62" 1091.268 8446.560

V10 344658 8973779 978 49° 55' 16.2" 939.673 9386.234

C.M PACCHA 344694 8973846 967 61° 45' 0.95" 76.059 9462.293

Distancia Acumulada(m)Vertice

Coordendas WGS84

Cota (m) Angulo Vano adelante(m)



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Figura 10.1 Trazo de puntos Líneas asociadas al Proyecto



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10.3 Selección del Conductor de las Líneas de Transmisión

Para la selección del conductor de la LT 33 kV Ayanunga –Pacchac se consideraron la

potencia a transmitir y las condiciones de no viento y sol. Los parámetros de la línea de

transmisión, han sido calculados considerando las características de la torre de

transmisión 33 kV.

Cuadro Nº 8.2.1: Configuración Geométrica y Datos de Conductores

Cuadro Nº 8.2: Parámetros de la Línea

TIPO CODIGO

CALIBRE

( AWG o

MCM)

SECCION

(mm2)

DIAMETRO

(mm)

CARGA DE

ROTURA

(Kg)

RESISTENCIA

ELECTRICA

20°C

(Ω/Km)

RESISTENCIA

ELECTRICA

75°C

(Ω/Km)

FACTOR DE

CORRECCION DE

RESISTENCIA POR

TEMPERATURA

(1/°C)

RMG

(mm)

AMPERAJE

(Amperios)

AAAC 600 300 22.63 9069 0.1100 0.1101 0.0000193 8.6800 540

TIPO SECCION

DIAMETRO

EXTERIOR

(mm)

CARGA DE

ROTURA

(Kg)

MODULO DE

ELASTICIDAD

(Kg/mm²)

HILOS

RESISTENCIA

ELECTRICA

20°C

(Ω/Km)

RESISTENCIA

ELECTRICA

50°C

(Ω/Km)

FACTOR DE

CORRECCION DE

RESISTENCIA POR

TEMPERATURA

(1/°C)

RMG

(mm)

AMPERAJE

(Amperios)

OPGW 70mm² 30 6370 12700 0.0500 0.0500 0.000015 11.6820 100

CARACTERISTICA DEL CONDUCTOR

CARACTERISTICAS DE LOS CABLES DE GUARDA

N°

Ternas BARRA 1 BARRA 2 TIPO Calibre mm2 kV Km r1 (Ω/Km) x1 (Ω/Km) b1 (uS/Km) r0 (Ω/Km) x0 (Ω/Km) b0 (uS/Km) Amperios

AYANUNGA-PACCHA 1 AYANUNGA PACCHAC AAAC 300 33 9 0.111 0.479 3.464 0.195 1.257 2.062 540



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11. CONCLUSIONES DE LOS ESTUDIOS ELECTRICOS

11.1 Análisis de Resultados Casos Base

11.1.1 Análisis año 2018

Los resultados indican que, en los casos sin los proyectos de Ayanunga y Paccchac, del

año 2018, no se advierte la presencia de sobrecargas en las instalaciones de transmisión

del SEIN en la zona de influencia del proyecto.

En cuanto a los resultados de los casos con los proyectos Ayanunga y Pacchac.

En Anillo cerrado en Moyobamba se presentan cargas menores del 105 % en la LT Tingo

María-Aucayacu.

En Anillo Abierto con Proyecto, no se advierte la presencia de sobrecargas en el sistema,

debido a que en los escenarios de Avenida y Estiaje en demanda máxima y media

demanda se ha abierto la LT 138 Bellavista-Tarapoto.

Dado lo anterior, para que la conexión de los 77.5 MW del conjunto de proyectos

hidroeléctricos del sistema de 138 kV Tingo Maria-8Agosto sea factible, se propone

anticipar la apertura del enlace Tarapoto-Bellavista 138 kV, que en primera instancia está

prevista posterior al 2018. Lo anterior es requerido solo en caso que dicho conjunto

supere una potencia total de 70 MW.

11.1.2 Análisis año 2022

Los resultados indican que, tanto en los casos con y sin los proyectos Ayanunga y

Pacchac, no se advierte la presencia de sobrecargas en las instalaciones de transmisión

del SEIN en la zona de influencia del proyecto. Lo anterior se debe a los refuerzos del

sistema de 220 kV que entran en el año 2020 y debido a que el sistema opera con el anillo

de 138 kV Tingo María-Moyobamba abierto en el tramo Tarapoto-Bellavista.



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11.2 Análisis de Resultados en Contingencia

11.2.1 Análisis de Resultados en Contingencia Anillo Cerrado

Los resultados revelan la presencia de sobrecargas por sobre el 120% en el sistema de

transmisión en la zona del proyecto, ante las contingencias en las líneas de 220 kV Tingo

María - Aguaytía y Tingo María Vizcarra en los escenarios de media y máxima demanda,

tanto en condiciones de las épocas de Avenida y Estiaje. Las magnitudes de las

sobrecargas en la zona del proyecto alcanzan un máximo valor para el escenario de

demanda máxima y en condiciones de Estiaje, donde la peor condición se presenta ante

la salida de la línea Tingo María – Vizcarra 220 kV, en la cual la línea Tingo María –

Piedra Blanca 138 kV alcanza una sobrecarga de 150. %. Dichas sobrecargas se ven

bastante aliviadas por la entrada del proyecto. De hecho, las sobrecargas en demanda

máxima y media desaparecen por la entrada de los proyecto Ayanunga y Pacchac.

En adición a los problemas de sobrecarga, en los escenarios de demanda máxima se

generan problemas de sub-tensión en las barras Tingo María 220 kV, Piedra Blanca 138

kV y Amarilis 138 kV, cuyas tensiones se ven bastante mejoradas con la entrada de los

proyectos Ayanunga y Pacchac.

11.2.2 Análisis de Resultados en Contingencia Anillo Abierto

Los resultados indican que, con la conexión de los proyectos Ayanunga y Pacchac, no se

presentan sobrecargas en las instalaciones del SEIN en la zona de influencia del proyecto.

La ausencia de los proyectos Ayanunga y Paccchac provoca un aumento en la

cargabilidad del sistema, apareciendo nuevas sobrecargas que no existen ante la presencia

de los proyectos.

En cuanto a los perfiles de tensión, en los escenarios de demanda máxima se generan

problemas de sub-tensión en las barras Tingo María 220 kV y Piedra Blanca, Amarilis,

Tocache y Bellavista 138 kV, cuyas tensiones se ven bastante mejoradas con la entrada

de los proyectos Ayanunga y Pacchac.

Dado lo anterior se concluye que el proyecto mejora las condiciones sistémicas de la zona

del SEIN bajo estudio.



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11.3 Análisis de Resultados Corto Circuito

En el caso sin proyecto año 2018 los niveles de cortocircuito son:

Tingo María

Nivel 220kV 1.92 kA

Nivel 138 kV 2.64 kA

En el caso con proyecto año 2018 los niveles de cortocircuito son:

Tingo María

Nivel 220kV 2.04 kA


Ayanunga

Nivel 33 kV 4.39 kA

Pacchac

Nivel 33 kV 7.12 kA

En el caso con proyecto año 2022 los niveles de cortocircuito son:

Tingo María

Nivel 220kV 8.56 kA


Ayanunga

Nivel 33 kV 4.48 kA

Pacchac

Nivel 33 kV 7.55 kA

En el caso con proyecto año 2022 especial los niveles de cortocircuito son:

Tingo María

Nivel 220kV 10.24 kA


Pacchac

Nivel 138 kV 3.0 kA

Nivel 33 kV 7.61 kA

Ayanunga

Nivel 33 kV 4.49 kA

Los interruptores seleccionados con corriente de ruptura de:

Nivel 138 kV 16-24-40 kA

Nivel 33 kV 16 kA

Que están por encima de las corrientes de cortocircuito calculadas.

La puesta a tierra de los generadores de Ayanunga son de 120 ohm con lo que se limita la

corriente de falla a tierra en bornes de los generadores a un valor de 66 Amperios.

La puesta a tierra del generador de Pacchac es de 120 ohm con lo que se limita la

corriente de falla a tierra en bornes de los generadores a un valor de 33 Amperios.



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11.4 Análisis de Resultados de Estabilidad

Estabilidad de la regulación de la central hidroeléctrica

El sistema de reguladores HYGOV, EXPIC1, regulan las Fallas con recierre monofásico

en la zona del Estudio.

Tolerancia a corrientes de secuencia negativa

El grupo del Proyecto Hidroeléctrico de Ayanunga tiene corriente de secuencia negativa

de i2 = 0.757 pu. Y soporta el tiempo de 52.8 s.

El grupo de Pacchac tiene corriente de secuencia negativa de valor i2=2.195 pu. Soporta

tiempos de corriente de secuencia negativa en bornes de generación de 8.3 segundos.

Y la protección de secuencia negativa debe tener un tiempo de actuación menor de 8.23

segundos.

Estabilidad Transitoria-Tiempos críticos de despeje de falla

Ante Falla trifásica en barra de 33 kV en Ayanunga o Pacchac el sistema del Proyecto

Hidroeléctrico Ayanunga-Pacchac soporta fallas trifásicas en alta 33 kV por un tiempo de

0.150 segundos.

11.5 Conclusiones del Estudio de Estabilidad Permanente

Los grupos del Proyecto Hidroeléctrico Ayanunga y Pacchac están provistos de

estabilizadores PSS2B y reguladores de tensión modelo EXPIC1 y de velocidad HYGOV

cuyos parámetros se dan en el estudio de estabilidad transitoria.

Los casos sin reguladores no presentan oscilaciones permanentes, siendo el valor más

bajo de factor de amortiguación de =0.084.

Los casos con reguladores de parámetros presentados en el estudio de estabilidad

transitoria, no presentan oscilaciones permanentes, siendo el valor más bajo del factor de

amortiguación de = 0.076.

Por lo que la operación de las CH Ayanunga y CH Pacchac no afectará la operación de

las centrales de su zona de influencia.

*****

07.centrales hidroeléctricas ayanunga y pacchac

Career