Ingeniero

XIII ERIAC DÉCIMO TERCER ENCUENTRO REGIONAL IBEROAMERICANO DE CIGRÉ
Puerto Iguazú Argentina

24 al 28 de mayo de 2009

XIII/PI-B4 -02

Comité de Estudio B4 - Alta Tensión en Corriente Continua y Electrónica de Potencia

DISEÑO PRELIMINAR SISTEMA DE FILTROS DE ARMÓNICAS AC PARA EL PROYECTO HVDC AYSÉN-SIC G. ROGERS* Transelec Chile J.M. SANTOS Transelec Chile R. FUENTES GNL MejillonesChile G. OLGUIN Transelec Chile

Resumen – Este documento resume la metodología y los resultados del diseño preliminar de los filtros AC para el futuro sistema de transmisión HVDC Aysén-SIC ubicado en Chile. Palabras clave: HVDC – Diseño filtros AC – Compensación reactivos – Impedancia armónica 1 INTRODUCCIÓN

La tecnología de transmisión en corriente continua de alta tensión HVDC (High VoltageDirect Current) posee características que la hacen especialmente atractiva para ciertas aplicaciones de transmisión eléctrica. Son ampliamente conocidas sus ventajas para transmisión de grandes bloques de potencia a través de grandes distancias, interconexiones asincrónicas y cruces con cable submarino. El proyecto HVDC Aysén-SIC (Sistema Interconectado Central) transportará la energía eléctricagenerada por un conjunto de cinco centrales hidroeléctricas ubicadas en los ríos Baker y Pascua de la región de Aysén en Chile. El total de generación conforma un bloque de potencia de 2750 MW (TABLA I) que será transportado, a través de aproximadamente 2000 km, desde la ciudad de Cochrane hasta el principal centro de consumo del país ubicado en Santiago (Fig. 1). Las condiciones particulares depotencia y distancia de este proyecto justifican técnica y económicamente el uso de un sistema de transmisión HVDC en Chile.
TABLA I. PROYECTO DE GENERACIÓN
SIC

Santiago Centrales Aysén

Cochrane

Fig. 1. Ubicación geográfica enlace HVDC Aysén-SIC

* grogers@transelec.cl;

Las estaciones convertidoras utilizadas en HVDC clásico están compuestas por grupos convertidores de 12 pulsosconformados mediante la conexión serie de dos puentes trifásicos de 6 pulsos, alimentados por dos fuentes trifásicas desfasadas en 30° eléctricos. La operación de cada uno de los puentes trifásicos genera corrientes armónicas que son inyectadas hacia las redes AC. Se denominan corrientes armónicas características a las obtenidas en condiciones ideales de operación del grupo de válvulas y los equiposexternos. Para un grupo de 12 pulsos las corrientes armónicas características generadas resultan de orden 12 k ±1, con k un número entero positivo cualquiera [1]. En condiciones reales de operación el grupo convertidor genera adicionalmente corrientes armónicas de distinto orden al señalado anteriormente, denominadas corrientes armónicas no-características, siendo una de sus principales causas eldesfase en el disparo de los tiristores de las distintas fases producto de desequilibrios presentes en la red AC [3]. El sistema de filtros AC de una estación convertidora HVDC, compuesto por filtros y bancos de condensadores, cumple con dos funciones principales. La primera de ellas corresponde a restringir el ingreso de corrientes armónicas hacia las redes AC, permitiendo controlar sus efectosadversos como pueden ser la distorsión de tensión, interferencia telefónica, entre otros. La segunda función corresponde a entregar toda o parte de la potencia reactiva a frecuencia fundamental requerida por la estación para su operación normal. 2 METODOLOGÍA DE DISEÑO

En esta sección se describe la metodología propuesta para desarrollar el diseño del sistema de filtros de armónicas AC para unsistema de transmisión HVDC punto a punto. Las etapas de diseño descritas se basan en la literatura especializada [1][2][3]. El diseño considera un conjunto de supuestos necesarios para simplificar el análisis, dentro de cuales se encuentran la ausencia de armónicas pre-existentes en las redes AC, la generación de sólo corrientes armónicas características por parte de las estaciones convertidoras y...