espcf zigzag se paita rev 0.pdf

EMPRESA REGIONAL DE SERVICIO PÚBLICO DE ELECTRICIDAD ELECTRONOROESTE S.A.

DIMENSIONAMIENTO DEL TRANSFORMADOR ZIG ZAG

SE. PAITA 60/22.9/10.5 kV

JUNIO – 2013

DIMENSIONAMIENTO DEL TRANSFORMADOR ZIGZAG SE. PAITA 22.9kV

PROMELSA / DLF SAC Página 2 de 15 Revisión: 0

INDICE

1 ASPECTOS GENERALES ............................................................................. 3

1.1 INTRODUCCION ............................................................................... 3 1.2 DESCRIPCION DEL SISTEMA ELECTRICO .............................................. 3 1.3 CALCULO DE CORTOCIRCUITO ........................................................... 3

2 CONCLUSIONES Y RECOMENDACION ...................................................... 4

3 MEMORIA DE CÁLCULO .............................................................................. 4

3.1 SE. PAITA ....................................................................................... 4

ESPECIFICACIONES TECNICAS TRANSFORMADOR ZIG-ZAG

SE. PAITA ............................................................................................................ 9

ANEXO I

RESULTADOS DE CORTOCIRCUITO. ............................................................ 11



1 ASPECTOS GENERALES

1.1 INTRODUCCION

La Empresa ENOSA, ha previsto ejecutar de la Obra “IMPLEMENTACION DE

LAS INSTLACIONES DE SERVICIOS AUXILIARES, BANCO DE

CONDENSADORES, BANCO DE BATERIAS Y SALA DE CONTROL DE LA

SET PAITA” con la finalidad de mejorar la confiabilidad del suministro eléctrico

y garantizar el suministro a los equipos de control, protección, mando,

medición, alarmas y supervisión de los equipos de transformación y maniobra.

Asi también mejorar la selectividad de las protecciones para fallas a tierra en

los alimentadores en 22.9kV debido al conexionado en delta del transformador

de Potencia y las características de la red con neutro aislado.

1.2 DESCRIPCION DEL SISTEMA ELECTRICO

La SE Paita cuenta con un transformador de potencia de 30/7/25 MVA (ONAF)

- 60±10x1%/24/10.5 kV, en cuyo nivel 22.9 kV, que es un sistema de neutro

aislado, se tiene un alimentador que conforman la red de distribución. Este

alimentador en 22.9kV cuenta con un rele de sobrecorriente marca: Arteche

modelo: PL300. En nivel 10.5 kV, que es un sistema firmemente aterrado, se

tiene cinco alimentadores que conforman la red de distribución. Cada

alimentador en 10.5 kV y la salida al banco de condensadores cuenta con relés

de sobrecorriente marca: Arteche modelo: PL300.

1.3 CALCULO DE CORTOCIRCUITO

Se han desarrolado los cálculos de cortociruito, para los escenarios de Avenida

y Estiaje en máxima y minima demanda 2013 del SEIN, con la finalidad de

determinar las máximas corrientes de falla.

En el Anexo I se muestran los resultados de cortocircuito trifásico.



2 CONCLUSIONES Y RECOMENDACION

A. Se consideran adecuadas las especificaciones técnicas de los

transformadores Zig-Zag a implementarse en las SE. Paita.

3 MEMORIA DE CÁLCULO

3.1 SE. PAITA

DATOS DE LA RED:

Datos de los Transformadores de Potencia:

Potencia Nominal : 30/7/25 MVA (ONAF)

Tensión Nominal : 60 ± 10x1% / 22.9 / 10.5 KV

Corriente Nominal : 288.68 / 176.48 / 1374.64 A (ONAF)

DATOS PARA EL DISEÑO

Tensión Nominal : 22.9 kV

Corriente 3I0 de diseño : 270 A

Resistencia de Puesta a Tierra : Sin resistencia

Corriente de cortocircuito trifásico en 22.9 kV:

Icc 3f : 2964 A

Impedancia thevenin en 22.9 kV:

Z red : 0.66 + j 4.42 ohm

Datos de la red



CALCULO DE LA POTENCIA NOMINAL La capacidad del transformador zigzag se determina en función de la tensión fase-tierra, de la corriente de falla a tierra diseñada para soportar durante condiciones de falla, y un factor K que depende del tiempo de duración de falla (Electrical Transmission And Distribution Reference Book – Westinghouse):

kIUKVA FNL De acuerdo a las especificaciones, se requiere una corriente de falla a tierra de 270 A y tiempo de duración de falla de 10 segundos a lo que le corresponde un factor k de 0.076 para la tensión nominal elegida de 22.9 kV.

076.02703

9.22 AkVKVA

KVA = 271.30 La capacidad minima de diseño del transformador zigzag debe ser 271 kVA para poder soportar una corriente de falla a tierra de 270 A durante 10 segundos. La selección de un transformador zigzag de 271 kVA se considera adecuada. Potencia nominal : 271 kVA Tensión nominal : 22.9 KV Corriente nominal x fase : 6.83 A Corriente nominal x neutro : 20.5 A Corriente x neutro en 10 s : 270 A CALCULO DE LA IMPEDANCIA Z0 DE LA RED Al conectar el transformador zigzag al nivel de tensión 22.9 kV se obtiene una impedancia de secuencia cero por donde se cierra el circuito para la circulación de la corriente seleccionada de fallas a tierra. La impedancia de secuencia cero es igual a la suma de la impedancia del transformador zigzag y la resistencia de puesta a tierra.

RZZ TRzz 30 Al conectar las redes de secuencia positiva, negativa y cero para una falla monofásica a tierra se tiene el siguiente circuito.



Conexión de la red de secuencia positiva, negativa y cero

La impedancia de secuencia positiva y negativa es igual a la impedancia thevenin de la red 22.9 kV y considerando una corriente de falla a tierra de 270 A y considerando un angulo de 83° de la impedancia de Z0 se tiene obtiene: Z0 = 144.3 ohm La impedancia considerada en TABLA DE CARACTERISTICAS TÉCNICAS DE TRANSDORMADOR ZIGZAG de 147.5 ohm se considera adecuada. Z0 = 147.5 ohm Perdidas = 2.5 kW VERIFICACION DE RESULTADOS EN DIGSILENT Con los datos de la TABLA DE CARACTERISTICAS TÉCNICAS DE TRANSDORMADOR ZIGZAG se modelo el transformador zigzag en el programa DigSilent obteniendo resultados satifactorios según se muestra en los siguientes graficos. Z0 = 147.5 ohm R0 = 17.86 ohm (Perdidas en carga 2.5 kW) X0 = 146.42 ohm

Z +

V I0 = IF/3

Z ‐

Z0



Datos del transformador ZigZag en el DigSilent



Resultados de corriente de cortocircuito para una falla monofásica franca



ESPECIFICACIONES TECNICAS

TRANSFORMADOR ZIG-ZAG

SE. PAITA

TABLA DE CARACTERISTICAS TÉCNICAS DE TRANSDORMADOR

ZIG ZAG

ITEM DESCRIPCIÓN UNIDADVALOR

REQUERIDO VALOR

GARANTIZADO

1 Fabricante PROMELSA

2 País PERU

3 Referencia TZPO

4 Normas IEC Pub. 60289 IEC Pub. 60289

5 Número de fases 3 3

6 Tipo de ejecución Exterior Exterior

7 Tipo Sumergido en

aceiteSumergido en

aceite

8 Tipo de refrigeración ONAN ONAN

9 Potencia kVA 271 271

10 Frecuencia asignada (fr) Hz 60 60

11 Tensiones devanados

a) Tensión primaria de servicio KV 22,9 22,9

b) Tensión devanado cargable V

12 Tensión asignada (Ur) kV 24 24

13 Tensión asignada soportada al impulso tipo rayo (Up)

kV 125 125

14 Tensión asignada soportada a la frecuencia industrial (Ud)

kV 50 50

15 Potencia asignada (continuo a las condiciones del sitio) enfriamiento natural (ONAN)

MVA continuos

0.271 0.271

16 Corriente neutro en servicio continuo A 20,5 20,5

17 Potencia asignada de corta duración, 10 s MVA

térmicos3,57 3,57

18 Corriente asignada de corta duración, 10 s A 270.1 270.1

20 Impedancia de cortocircuito asignada (devanado a 75 °C)

%

20 Impedancia de secuencia cero Ohm/fase 147.5

21 Pérdidas en carga kW 2.50



ITEM DESCRIPCIÓN UNIDADVALOR

REQUERIDO VALOR

GARANTIZADO

22 Pérdidas en vacío kW 0.22

23 Transformadores de corriente en bushing (BCT)

a) Norma IEC 60044-1 IEC 60044-1

b) Frecuencia asignada (fr) Hz 60 60

c) Corriente primaria asignada A 300 300

d) Corriente secundaria asignada A 1 1

e) Número de núcleos de protección por fase 1 1

f) Relación de transformación asignada 300/1 300/1

g) Clase de precisión 15 VA x 5P20 15 VA x 5P20



ANEXO I

RESULTADOS DE CORTOCIRCUITO

Avenida 2013 – Máxima Demanda Fallas trifásicas

Fallas Monofásicas

Estiaje 2013 – Mínima Demanda Fallas trifásicas

Fallas Monofásicas



PowerFactory 14.0.520

ESTUDIO DE OPERATIVIDAD

AMPLIACION S.E. PAITA 10 kV y 22.9 kV Estudio de Cortocircuito

Avenida 2013 Máxima Demanda - Proyecto

Project:

Graphic: SE. PAITA

Date:

Annex:

3-Phase Short-Circuit complete

Short Circuit Nodes

Initial Short-Circuit Power [MVA]

Initial Short-Circuit Current [kA]

Peak Short-Circuit Current [kA]

Nodes

Line-Line Voltage, Magn

Voltage, Magnitude [p.u

Voltage, Angle [deg]

AMPLIACION SE. PAITA 22.9KV AMPLIACION SE. PAITA 24KV

SSAA0.0000.0000.000

PAITA New 22.9kV117.552.9647.494

P A IT A N ew 10kV134.117.374

18.413

TABLAZO60 0.0000.0000.000

TCOLOR0.0000.0000.000

PA

IT2

A

0.0000.0000.000

PA IT A 416

0.0000.0000.000

P A IT A 10 0.0000.0000.000

PA

IT2

B

0.0000.0000.000

PAITA 10B134.117.374

18.413PA ITA 22.9117.552.9647.494

P A IT A 60296.792.8566.384

Piu ra Oeste 60/P iura_6..0.000

Piu ra Oeste 60/P iura_6..

0.0000.0000.000

A 1606

0.000.0000.000

A1

60

6

Reserv 10kV

Reserv 24kV

A 1605

0.000.0000.000

Tr

- S

SA

A

0.000.0000.000

0.000.0000.000

BANCO

0.000.0000.000

6

TR ZZ

0.000.0000.000

A 1607

0.000.0000.000

A 1020

0.000.0000.000

A 1022

0.000.0000.000

A 1604

0.000.0000.000

IT -

ZZ

IT -

Re

serv

Acopl. 22.9kV

A1

60

5

Inte

rru

pt..

Inte

rru

pt..

Inte

rru

pt..

Acopl. 10kVA

16

07

A1

02

0

A1

02

2

A1

60

4

134.881.2982.901

0.000.0000.000

0.000.0000.000

0.000.0000.000

0

0.000.0000.000

0.000.0000.000

0.0

00

.00

00

.00

0

-2

162.051.5593.486

0.000.0000.000

0.000.0000.000

0.000.0000.000

0

tr3 pai_6772

0.000.0000.000

117.552.9647.494

134.117.374

18.413

-5

lne

pa

ita_

tco

lora

da

0.000.0000.000

0.000.0000.000

0.000.0000.000

DIg

SIL

EN

T






Avenida 2013 Máxima Demanda - Proyecto

Project:

Graphic: SE. PAITA

Date:

Annex:

Single Phase to Ground complete

Short Circuit Nodes

Initial Short-Circuit Power A [MVA]

Initial Short-Circuit Current A [kA]

Peak Short-Circuit Current A [kA]

Nodes

Line-Ground Voltage, Magnitude A [kV]

Line-Ground Voltage, Magnitude B [kV]

Line-Ground Voltage, Magnitude C [kV]

Branches



3*I0 [kA]


SSAA0.0000.0000.000

PAITA New 22.9kV3.36

0.2540.643

P A IT A N ew 10kV48.137.940

19.825

TABLAZO60 0.0000.0000.000

TCOLOR0.0000.0000.000

PA

IT2

A

0.0000.0000.000

PA IT A 416

0.0000.0000.000

P A IT A 10 0.0000.0000.000

PA

IT2

B

0.0000.0000.000

PAITA 10B48.137.940

19.825PA ITA 22.93.36

0.2540.643

P A IT A 60123.963.5787.999

Piura Oeste 60/P iura_6..0.000

Piura Oeste 60/P iura_6..

0.0000.0000.000

A 1606

0.000.000.00

A16

06

Reserv 10kV

Reserv 24kV

A 1605

0.000.000.00

Tr

- S

SA

A

0.000.000.00

0.000.000.00

BANCO

0.130.020.00

6

TR ZZ

1.120.080.25

A 1607

0.000.000.00

A 1020

0.000.000.00

A 1022

0.000.000.00

A 1604

0.000.000.00

IT -

ZZ

IT -

Res

erv

Acopl. 22.9kV

A16

05

Inte

rrup

t..

Inte

rrup

t..

Inte

rrup

t..

Acopl. 10kVA

1607

A10

20

A10

22

A16

04

40.821.180.28

0.000.000.00

0.000.000.00

0.000.000.00

0

0.000.000.00

6.200.180.54

0.0

00

.00

0.0

0

-2

55.781.610.86

0.000.000.00

0.000.000.00

0.000.000.00

0

tr3 pai_6772

11.840.341.06

3.250.250.00

48.618.027.94

-5

lne

paita

_tco

lora

da

9.840.280.87

0.000.000.00

0.000.000.00

DIg

SIL

EN

T






Estiaje 2013 Mínima Demanda - Proyecto

Project:

Graphic: SE. PAITA

Date:

Annex:

3-Phase Short-Circuit complete

Short Circuit Nodes




Nodes

Line-Line Voltage, Magnitude [kV]

Voltage, Magnitude [p.u.]

Voltage, Angle [deg]

Branches





SSAA0.0000.0000.000

PAITA New 22.9kV115.832.9207.432

P A IT A N ew 10kV130.947.200

18.106

TABLAZO60 0.0000.0000.000

TCOLOR0.0000.0000.000

PA

IT2

A

0.0000.0000.000

PA IT A 416

0.0000.0000.000

P A IT A10 0.0000.0000.000

PA

IT2

B

0.0000.0000.000

PAITA 10B130.947.200

18.106PA ITA 22.9115.832.9207.432

P A IT A60284.072.7336.178

P iura Oeste 60/P iura_6..0.000

P iura Oeste 60/P iura_6..

0.0000.0000.000

A 1606

0.000.0000.000

A16

06

Reserv 10kV

Reserv 24kV

A 1605

0.000.0000.000

Tr

- S

SA

A

0.000.0000.000

0.000.0000.000

BANCO

0.000.0000.000

3

TR ZZ

0.000.0000.000

A 1607

0.000.0000.000

A 1020

0.000.0000.000

A 1022

0.000.0000.000

A 1604

0.000.0000.000

IT -

ZZ

IT -

Res

erv

Acopl. 22.9kV

A16

05

Inte

rrup

t..

Inte

rrup

t..

Inte

rrup

t..

Acopl. 10kVA

1607

A10

20

A10

22

A16

04

132.631.2762.884

0.000.0000.000

0.000.0000.000

0.000.0000.000

0

0.000.0000.000

0.000.0000.000

0.0

00

.00

00

.00

0

-4

151.451.4573.294

0.000.0000.000

0.000.0000.000

0.000.0000.000

0

tr3 pai_6772

0.000.0000.000

115.832.9207.432

130.947.200

18.106

-2

lne

paita

_tco

lora

da

0.000.0000.000

0.000.0000.000

0.000.0000.000

DIg

SIL

EN

T






Estiaje 2013 Mínima Demanda - Proyecto

Project:

Graphic: SE. PAITA

Date:

Annex:

Single Phase to Ground complete

Short Circuit Nodes



Peak Short-Circuit Current A [kA]

Nodes

Line-Ground Voltage, Magnitude A [kV]

Line-Ground Voltage, Magnitude B [kV]

Line-Ground Voltage, Magnitude C [kV]

Branches



3*I0 [kA]


SSAA0.0000.0000.000

PAITA New 22.9kV3.31

0.2510.638

P A IT A N ew 10kV47.447.825

19.679

TABLAZO60 0.0000.0000.000

TCOLOR0.0000.0000.000

PA

IT2

A

0.0000.0000.000

PA IT A 416

0.0000.0000.000

P A IT A 10 0.0000.0000.000

PA

IT2

B

0.0000.0000.000

PAITA 10B47.447.825

19.679PA ITA 22 .93.31

0.2510.638

P A IT A 60119.833.4597.818

P iu ra Oeste 60/P iura_6..0.000

P iu ra Oeste 60/P iura_6..

0.0000.0000.000

A 1606

0.000.000.00

A16

06

Reserv 10kV

Reserv 24kV

A 1605

0.000.000.00

Tr

- S

SA

A

0.000.000.00

0.000.000.00

BANCO

0.060.010.00

3

TR ZZ

1.100.080.25

A 1607

0.000.000.00

A 1020

0.000.000.00

A 1022

0.000.000.00

A 1604

0.000.000.00

IT -

ZZ

IT -

Res

erv

Acopl. 22.9kV

A16

05

Inte

rrup

t..

Inte

rrup

t..

Inte

rrup

t..

Acopl. 10kVA

1607

A10

20

A10

22

A16

04

40.501.170.27

0.000.000.00

0.000.000.00

0.000.000.00

0

0.000.000.00

6.380.180.55

0.0

00

.00

0.0

0

-4

52.851.530.84

0.000.000.00

0.000.000.00

0.000.000.00

0

tr3 pai_6772

11.010.320.98

3.310.250.00

47.657.867.83

-2

lne

paita

_tco

lora

da

9.520.270.85

0.000.000.00

0.000.000.00

DIg

SIL

EN

T

espcf zigzag se paita rev 0.pdf

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