sincronizacion
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PROBLEMÁTICA DESINCRONIZACIÓN EN EL
SISTEMA ELÉCTRICOPERUANO
INTEGRANTES:
ESPINOZA TAMBRAC MIGUEL ANGEL 070541ARAMIREZ BENITES ALEJANDRO 070554F
CONTENIDO• Introducción.
• Descripción del Sistema Eléctrico Peruano.
• Análisis de las Sincronizaciones.
• Problemática de la Sincronización en el SEIN.
• Casos Reales en el SEIN.
• Soluciones al Problema de la Sincronización en
el SEIN.
• Conclusiones.
Introducción
Debido al crecimiento del sistema peruano en los últimos años (ingreso de nuevas líneas, integración de interconexiones y formación de anillos) ha originado que se presenten diversos problemas con respecto a la sincronización.
• Sincronización entre áreas operativas.
• Cierre de anillos eléctricos, demoras en el cierre de anillos, problemas con la diferencia de ángulo y tensión.
Descripción del Sistema Eléctrico Peruano
• El sistema eléctrico peruano tiene una configuraciónfundamentalmente radial y con formación de algunos
anillosen las áreas operativas centro y sur, en los niveles detransmisión 138 kV y 220 kV.• Actualmente la estructura del SEIN esta formado por 4áreas operativas, para tener un mejor control operativo
del sistema:Área NorteÁrea CentroÁrea Sur EsteÁrea Sur Oeste
Sistema Interconectado Peruano
Análisis de las sincronizacionesLos parámetros importantes para la puesta en operación
en paralelo de dos sistemas son llamados las variables de
sincronización y son las siguientes:1. Secuencia de fases;2. La magnitud de la tensión;3. La frecuencia de los sistemas a interconectarse;4. La diferencia angular entre los sistemas.La sincronización de sistemas se puede realizar en formamanual o automática mediante relés de sincronismo,debiendo tenerse en cuenta el tiempo de operación de losinterruptores, hasta concretarse el cierre.
La Secuencia de FasesEste parámetro esta referido a la verificación de lacoincidencia de conexión de cada fase de los sistemas aconectarse. Quiere decir que la fase “R” del sistema-1 debeconectarse a la fase “R” del sistema-2 a través de los polosopuestos del interruptor de sincronización
La Magnitud de TensiónLa magnitud de las tensiones de los dos sistemas a sincronizar
debe ser aproximadamente igual ó conseguir una diferencia mínima entre ellas (este valor mínimo depende del nivel de tensiones).
Si las magnitudes de tensiones no son igualadas antes del cierre del interruptor, aparecerá súbitamente un pico de potencia reactiva (MVAr) fluyendo en forma transitoria a través del interruptor cuando éste cierre sincronizando los sistemas.
La FrecuenciaLa frecuencia es otro parámetro importante a considerar en
los dos sistemas a sincronizar, ya que esta referida a la
velocidad angular (ω) de giro de sus máquinas síncronas.
Cuando la frecuencia de uno de los sistemas en un lado de
un interruptor abierto que realizará el sincronismo, no es
igualado; una gran corriente circulante aparecerá generando
un súbito pico de potencia activa (MW) que fluirá a través
del interruptor cuando este se cierre sincronizando los
sistemas.
Este súbito flujo de potencia activa (MW) se produce enrespuesta a la diferencia de frecuencias (alrededor de unafrecuencia nominal de operación) conseguida entre lossistemas en el instante de cierre del interruptor, cuyamagnitud es una función de esta diferencia de frecuencia ycaracterísticas de la red.En el caso del Perú en cuanto a la diferencia de frecuencias,los relés de sincronismo poseen ajustes que fluctúan entre±0.10Hz a ±0.15Hz antes del cierre del interruptor.
La Diferencia Angular de FasesLa diferencia angular de la tensión de fase (δ) se mide en elcruce por cero de las ondas de tensión de ambos sistemasque están presentes en cada polo del interruptor con el cualse sincronizará. En forma ideal, la diferencia angular que sedebería tener entre los dos sistemas antes de cerrar elinterruptor, sería cero.Sí la diferencia angular de fase entre las tensiones a cadalado de los polos del interruptor abierto que conectará lossistemas, no se disminuye a un valor pequeño (cercano acero); un pico de potencia activa (MW) aparecerásúbitamente en el instante de sincronización.
La máxima diferencia angular que se puede permitir parasincronizar dos sistemas, debe ser siempre especificado paracada caso, y a partir de simulaciones de estabilidadtransitoria. No hay valores típicos para este caso, ya que cadaparte del sistema tienen características propias
Primer Escenario: Sincronización de dos áreas aisladas
Es el caso más común y conocido, el cual trata de sincronizardos sistemas que operan en forma asilada; para lo cualdebemos monitoreas e igualar las tres variables importantesdel sistema que son:- Igualdad en la magnitud de tensiones;- Igualdad de frecuencias de los sistemas;- Obtener una mínima diferencia angular.
Segundo Escenario: Cierre de una segunda línea paralela
El caso de cierre de líneas paralelas que forman un anillo normalmente no ocasiona problemas de sincronización; sin embargo, cuando se trata de líneas muy largas y la segunda línea posee diferente impedancia, puede presentarse una apreciable diferencia de tensión y una diferencia angular en el extremo de cierre del interruptor, ocasionando problemas de sincronización.
Tercer Escenario: Sincronización de una Configuración en AnilloEl caso de cierre de anillos, es un tema delicado que se presenta
frecuentemente en los sistemas débiles, debido a que presentan enlaces muy largos y con una gran impedancia; en el cual, el parámetro de mayor importancia a controlar para realizar el sincronismo es la diferencia angular.
Casos Reales en el SEINSincronización Fallida en el anillo de Tingo María:ocurrió el 23 de diciembre del 2001 a las 10:54:55 horas en elanillo de Tingo María durante el mantenimiento de la línea deenlace Vizcarra – Paramonga Nueva (L-2253).
El evento se inició con la desconexión del interruptor del lado
138 kV del autotranformador de 50 MVA y 220/138 kVubicado en la S.E. Tingo María, por actuación de laprotección de sobretensión, con lo cual el área Aguaytíaquedo aislado del sistema con la carga de Antamina.
El fuerte disturbio observado, se produjo al realizar lasincronización cuando los parámetros de los sistemas eraninadecuados. Con ayuda del registro oscilográfico, se pudodeterminar los parámetros en el instante de lasincronización entre ambos sistemas, siendo estos valoreslos siguientes:- Diferencia de frecuencia: Δf = 0.2 Hz;- Diferencia de tensión : ΔV = 2.49 kV y-Diferencia de ángulo : Δδ = 91º.De éstos valores se concluye que el ángulo entre lossistemas al momento de la sincronización fue demasiadogrande, es por ello que en el instante de cierre apareció
unacorriente de 1.25 kA y una caída de tensión en las tres
fases.
ANÁLISIS DE LA SINCRONIZACIÓN DEL ÁREA OPERATIVA SUR AL
CENTRO-NORTE MEDIANTE REGISTROS OSCILOGRÁFICOS
SOLUCIONES AL PROBLEMA DE LA SINCRONIZACIÓN EN EL
SEIN
Anillo de Tingo MaríaCierre del anillo a través de la línea 220 kV L-2224(Pachachaca – Oroya Nueva).Para el análisis de simulación se tomo la condición máscrítica, día domingo, se realizaron 3 alternativas y seobservaron la influencia para el cierre del anillo.Para este caso normalmente el problema de cierre de
anillo esla diferencia de ángulo entre la barra Oroya Nueva y lallegada de la línea L-2224 en la SE. Oroya Nueva.
Soluciones al Problema de la Sincronización en elSEIN
Anillo de Tingo MaríaCierre del anillo a través de la línea 220 kV L-2213 (Huacho– Paramonga Nueva).Para el análisis de simulación se tomo la condición máscrítica, día de semana (lunes a viernes), se realizaron 2alternativas y se observaron la influencia para el cierre delanillo.Para este caso normalmente el problema de cierre de anillo
esla diferencia de ángulo entre la barra Paramonga Nueva y lallegada de la línea L-2213 en la SE. Paramonga Nueva.
Soluciones al Problema de la Sincronización en elSEIN
Anillo de Área Sur EsteCierre del anillo a través de la línea 138 kV L-1011(Azangaro – Juliaca).Para el análisis de simulación se tomo la condición mascrítica, día domingo, se realizaron 2 alternativas y seobservaron la influencia para el cierre del anillo.Para este caso normalmente el problema de cierre de
anillo esla diferencia de ángulo entre la barra Juliaca y la
llegada de lalínea L-1011 en la SE. Juliaca.
Soluciones al Problema de la Sincronización en elSEIN
Anillo de Área Sur EsteCierre del anillo a través de la línea 220 kV L-2030(Moquegua – Puno).Para el análisis de simulación se tomo la condición en laépoca de Avenida y día domingo, se realizaron 2
alternativasy se observaron la influencia para el cierre del anillo.Para este caso normalmente el problema de cierre de
anillo esla diferencia de ángulo, el sincronismo siempre se realiza
enel lado 138kV del autotransformador en la barra de Puno.
Conclusiones Para el cierre del anillo de Tingo María: A través de la línea 220kV L-2224
(Pachachaca – Oroya Nueva) el efecto de disminuir la diferencia de ángulo se ve mas reflejada al subir generación en el Area de Electroandes. Se recomienda para conectar la línea 220 kV L-2224 (Pachachaca – Oroya Nueva) este en servicio y a plena carga la CT. Aguaytía.
ConclusionesPara el cierre del anillo de Tingo María :
A través de la línea 220kV L-2213 (Huacho – ParamongaNueva) el efecto de disminuir la diferencia de ángulo seve mas reflejada al disminuir generación en el Area Norte. Se recomienda para conectar la línea 220 kV L-2213 (Huacho – Paramonga Nueva) como condición previa tener un flujo bajo, menor de 20 MW, por la línea L-2215 (Chimbote 1 – Paramonga Nueva).
ConclusionesPara el cierre del anillo de Sur Este:A través de la línea 138kV L-1011 (Azangaro -
Juliaca) elefecto de disminuir la diferencia de ángulo se ve
masreflejada al disminuir generación en el Area Sur
Este.Se recomienda para conectar la línea 138 kV L-
1011(Azangaro - Juliaca) disminuir la generación de
San Gabán y Machupicchu simultáneamente.
ConclusionesPara el cierre del anillo de Sur Este:
A través de la línea 220kV L-2030 (Moquegua - Puno) ó del autotransformador 220/138kV el efecto de disminuir la diferencia de ángulo se ve mas reflejada al disminuir generación en el Area Sur Este. Se recomienda para conectar la línea 220kV L-2030 (Moquegua - Puno) ó del autotransformador 220/138kV disminuir lo máximo posible la generación de San Gabán.
Conclusiones El análisis del sincronismo, cierre de anillos
en el sistemas eléctrico nacional constituye de gran importancia para la operación en tiempo real. El cual nos permite evitar problemas de fenómenos dinámicos y de transitorios por falsos paralelos.
