Diseño de Subestaciones


CAPITULO VI

SISTEMA PROPUESTO

La subestación eléctrica 115/34,5/13,8 kV a diseñar, estará compuesta por un conjunto de dispositivos de potencia de transformación y protección cuya ubicación en patio fue realizada de acuerdo a las características del terreno y la localización de cargas.
Las características principales de la subestación a diseñar son las siguientes:
1. Nivel de tensiónde entrada principal: 115 kV
2. Nivel de tensión de las salidas: 34,5/13,8 kV
3. Transformador de potencia: 20 MVA, 115/34,5 kV
4. Transformador de Potencia: 36,5 MVA; 115/13,8 kV
5. Esquema de la Barra 34,5 kV: Simple
6. Esquema de la Barra: 13,8 kV: Simple
7. Protección a la entrada del transformador de potencia: Interruptor de Potencia trifásico 34,5 kV
8. Protección a la entrada deltransformador de potencia: interruptor de Potencia trifásico 13,8 kV
La separación horizontal y vertical de los equipos de potencia dentro de la subestación, fueron escogidos cumpliendo con lo estipulado en la norma CADAFE 158-88.
6.1 Estudio de cortocircuito
Los valores de corriente trifásica y monofásica que aporta la línea de 115 kV suministrados por el departamento de Transmisión Región6 de CORPOELEC son los siguientes:
Tabla 6.1 Valores de Cortocircuito
Descripción
Unidad
Cantidad
Corriente trifásica de Cortocircuito
A
1670
Corriente monofásica de cortocircuito
A
1130
Fuente. CORPOELEC
Estos valores permiten el estudio de cortocircuito de la subestación para el correcto dimensionamiento de las barras colectoras, los dispositivos de protección y el sistema depuesta a tierra.
6.2 Falla Trifásica
Fig. 6.1 Diagrama Unifilar de la Subestación “Puerto Ayacucho” a Diseñar
.















En proceso de construcción
Fuente. El Autor
6.2.1 Ecuación para determinar la Potencia de cortocircuito:
(6.1)
Donde:
: Mega Voltios Amperios deCortocircuito
: Corriente de Cortocircuito trifásica (A)
VL: Voltaje de línea.
6.2.2 Valores de Base:
MVABase = 100 MVA
VBase= 115 kV, en la barra A.
VBase = 13,8 kV, en la barra B.
VBase= 34,5 kV, en la barra C.
6.2.3 Ecuaciones para referir las reactancias de los transformadores a la base común:(6.2)

Donde:
MVABase= Potencia aparente de la base común.
XT= Reactancia en por unidad del transformador, en la base del transformador.
MVAT= Potencia aparente del transformador.
XTP.U= Reactancia en por unidad del transformador, en la base común.
6.2.4 Datos del sistema de potencia:
Transformadores:
Tabla 6.2 Características de los Transformadores dePotencias

Capacidad (MVA)
Conexión
Voltaje Primario (kV)
Voltaje Secundario (kV)
Reactancia (p.u)
T1
36,5
YnYn
115
13,8
0,1434
T2
36,5
YnYn
115
13,8
0,1057
T3
20
YnYn
115
34,5
0,098
Fuente: El Autor
Los transformadores T1 y T3, se encuentran actualmente en funcionamiento en la subestación, por este motivo para este proyecto se mantendrán operativos.
Las características deltransformador T3 fue tomada de un transformador existente en la S/E Puerto Nuevo, el cual se encuentra sin uso operativo. Dicho transformador se encuentra en planes de CORPOELEC-AMAZONAS para ser usado, una vez culminada la ampliación de subestación, por esto es que se toman estas características.
6.2.4 Reactancias del sistema en la base común:
Sistema de alimentación:
Sustituyendo en laecuación 6.1 el voltaje de las líneas de alimentación (115kV) y la corriente de cortocircuito trifásica, de la tabla __, se obtiene:

Estos son los MVACC del sistema de alimentación, ahora la reactancia del sistema de alimentación en la base común se calcula dividiendo los MVA de la base común por MVA de cortocircuito del sistema de alimentación.
Transformadores:
Sustituyendo en la ecuación 6.2...