RESUMEN
Se realizara el análisis de rechazo de carga en
las turbinas hidráulicas en la Planta de Papallacta para
determinar las máximas frecuencias permisibles de
operación para distintas condiciones de exportación
de potencia/energía a la Empresa Eléctrica Quito
S.A. (EEQSA) y así fijar los niveles de ajuste de lo
relés de sobre velocidad.
Se estudia el seccionamiento de carga para diferentes
condiciones de demanda definidas por el contrato de venta de
potencia/energía a la EEQSA en Pifo, cargas de Baeza,
Papallacta, Cuyuja, El chaco y otros. Y los transmisores de radio
de HCJB EN Pifo con el objeto de fijar los niveles de ajuste de
relé de baja frecuencia.
Se determina los máximos niveles de potencia a
venderse a la EEQSA en varias épocas estacionales dentro
de un margen de seguridad y confiabilidad del sistema
eléctrico de HCJB.
CAPITULO I
INTRODUCCIÓN
1.1. ANTECEDENTES
El sistema eléctrico de HCJB constituido por: a.
una mini central hidráulica de 6.4 MW
abastece de energía a las cargas de Papallacta,
Petroecuador, Cuyuja, Baeza, El Chaco, Borja, y otros pueblos
aledaños del Cantón Quijos, transmisores de radio
de HCJB y un contrato de potencia/energía con la Empresa
Eléctrica Quito S.A. ( EEQSA ); b. un sistema de
Subtransmisión a 43.8 KV desde Papallacta hacia Pifo y c.
dos subestaciones ( S/E ) de 6.6 MVA, 22.8/43.8 KV (
elevación/reducción).
En las fotografías 1.1.1 y 1.1.2 se observan la
mini central hidroeléctrica de HCJB en
Papallacta y la S/E de HCJB DE 6.6 MVA, 43.8/22.8 KV en Pifo,
respectivamente.
En marzo de 1989 se realizo un estudio de
análisis del Sistema de Potencia de HCJB por parte de Tim
Warham, ingeniero visitante de Gran Bretaña, que contiene
resultados de simulaciones de flujos de potencia, análisis
de fallas y análisis de estabilidad transitoria para
rechazo de carga n las unidades hidráulicas de
Papallacta.
Como resultado de estudio de Tim Warham se optaron por:
nuevas políticas de operación de exportación
de potencia a la EEQSA dependiendo de nivel de agua en lotero,
cambio de ciertas secciones de la línea de
Subtransmisión Papallacta-Pifo para disminuir las
pérdidas de potencia, cambios del nivel d ajuste de los
relés de sobre velocidad y los gobernadores de velocidad
de las unidades hidráulicas.
El presente trabajo tiene como finalidad: primero,
afinar las simulaciones de Tim Warham, ya que en su estudio
utiliza un modelo de excitación tipo DC1 de la IEEE para
las dos unidades hidráulicas, la unidad 2 utiliza un
puente de conversores de 6 pulsos no controlados y
debe ser modelado con un tipo de excitación AC2 de
la IEEE. Considerar más casos de
exportación a la EEQSA de mayor potencia y energía,
incluir en la simulación todos los tipos de relés
que se encuentran en el sistema de potencia de HCJB, estudiar
cambios de los parámetros de los reguladores de velocidad
y extender el estudio hasta las subestaciones Tumbaco y Cumbaya
que son parte del sistema eléctrico Quito. Segundo,
realizar un estudio de seccionamiento de carga del sistema de
HCJB, al separarse de sistema eléctrico Quito, en el cual
se simulan dos tipos de casos: uno, fijando el nivel de ajuste de
relé de baja frecuencia en 59.5 Hz (existente) y otro en
59.4 Hz (propuesto).
Finalmente se realizan contrastaciones con las pruebas
realizadas por ingenieros de HCJB en agosto de 1995,
contrastaciones con los resultados de las simulaciones
De Tim Warham y formulaciones de conclusiones y
recomendaciones para la operación del sistema en las
mejores condiciones de funcionalidad, seguridad y
calidad.
Para la realización de las
simulaciones se recopila toda la información existente
proporcionada por directivos de HCJB y de la Empresa
Eléctrica Quito, se los evalúa y
contrasta con parámetros típicos obtenidos de
artículos de la IEEE y datos de fabricantes
de generadores eléctricos y relés de
protección.
En las fotografías 1.1.3 y 1.1.4 se
observan las dos unidades hidráulicas de HCJB en
Papallacta.
Para el desarrollo y evaluación de resultados el
autor de esta tesis tuvo que visitar varias veces la central
hidroeléctrica de Papallacta y la planta de transmisores
de Pifo.
1.2
OBJETIVO
Determinar los efectos de rechazo de carga
en las turbinas hidráulicas en Papallacta para diferentes
condiciones de demanda, incluyendo las impuestas por el contrato
de venta de potencia/energía con la EEQSA, en la
subestación de HCJB en Pifo, así como
también, las magnitudes de carga a seccionarse en
condiciones de pérdida de generación o
separación del sistema eléctrico.
1.3
JUSTIFICACIÓN
Debido a la importancia de la difusión radial de
HCJB a nivel mundial durante las 24 horas de los 365
días del año, existe la necesidad de mantener las
cargas vivas de los transmisores da radio de HCJB frente a cortes
de suministro de energía desde la EEQSA o desde
Papallacta. Además, los ingresos percibidos por la venta
de la energía a la EEQSA justifican la continuidad del
servicio y un estudio de tal envergadura, sin descuidar la
protección de los generadores contra sobre o baja
velocidad.
1.4
ALCANCE
Realizar el análisis de rechazo de carga en las
turbinas hidráulicas de la planta hidroeléctrica de
Papallacta para determinar las máximas frecuencias
permisibles de operación y contrastarlas con los
límites de sobre velocidad dadas por los
fabricantes.
Realizar el estudio de seccionamiento de carga para
diferentes condiciones de demanda, definidas por el contrato de
venta de potencia/energía a la EEQSA en Pifo, carga de
Baeza, Papallacta, Cuyuja, El chaco y otros. Y los transmisores
de radio de HCJB en Pifo (cargas principales del sistema) con lo
cual se fijara el nivel de ajuste de relé de baja
frecuencia en la planta de Pifo.
Determinar los máximos niveles de potencia a
venderse a la EEQSA en Pifo para diferentes condiciones
estacionales, dentro de un margen de funcionalidad, seguridad y
calidad para los dos sistemas interconectados, los mismos que
permitirán mayores ingresos a la Misión
HCJB.
1.5 DESARROLLO DE
TRABAJO DE TESIS
En el capítulo I se introduce al desarrollo de la
presente tesis, presentando objetivo, justificación de
realizarlo y alcance.
En el capítulo II se presentan la
operación actual del sistema eléctrico de HCJB, la
configuración de su red eléctrica, las demandas
principales del sistema y una descripción del sistema de
protección existente.
En el capítulo III se presenta los resultados de
la simulación para el estudio de rechazo de carga, su
análisis y contratación con pruebas realizadas para
ingenieros de HCJB y con el estudio de Tim Warham.
En el capítulo IV se presentan los resultados de
la simulación de seccionamiento de carga, su
análisis y recomendaciones para el nivel de ajuste de
relé de baja frecuencia en Pifo.
En el capítulo V se presentan las conclusiones y
recomendaciones para la operación segura del sistema
Eléctrico de HCJB frente a una perturbación de
rechazo y seccionamiento de carga.
En los anexos se presentan los resultados de las
corridas de la simulación, copias de los manuales de los
relés de protección, copia de contrato de venta de
energía con la EEQSA, copia de las pruebas realizadas por
los ingenieros de HCJB, resultados de las simulaciones de Tim
Warham y un esquema ejemplo de la conexión de los
relés de protección utilizados.
El presente texto es solo una selección del trabajo
original.
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