Mejoramiento del nivel de confiabilidad de la sub-estación eléctrica de Sicuani con la incorporación de un canal de comunicación remota en la línea de 66 kV

Abstract

La línea L-6001 tiene una longitud de 22.459 km con topología radial y a una tensión nominal de 66 kV. En el extremo Combapata, se tiene un relé de protección de distancia (21/21N), actuando como zona 1, despejando la falla en un promedio de 80 ms, el relé de protección de sobrecorriente de fases o tierra (50/51/50N/51N) en el extremo Sicuani despeja la falla en un promedio de 250 ms, esta actuación tiene esta demora debido a que no se cuenta con un relé de distancia para la línea L-6001 en el extremo de Sicuani. Al 2020 se tiene una potencia instalada de 18.0225 MVA, 28,755.00 clientes activos con demanda y energía máxima promedio de 1.3969 MW y 1005.760 MWh respectivamente. La tasa de crecimiento eléctrico calculado mediante los métodos de regresión lineal y logarítmica es de 2.512 %, siendo al 2021: 1.432 MW y al 2041: 2.352 MW. El flujo de potencia evaluado al 2021: en operación normal la barra CO-66 kV tiene 1 p.u., la barra SI-66 kV de 1 p.u., estando dentro de los márgenes del ± 5%. Como sistema aislado, la barra CO-66 kV, tiene 1.01 p.u., la barra SI-66 kV de 0.95 p.u., la barra de los alimentadores SI-01, SI-02, SI-03 y SI-04 en 0.94 p.u. estando ligeramente por debajo del margen ± 5%. Respecto a la caída de tensión al 2041: En operación normal, la barra CO-66 kV, tiene 0.997 p.u., la barra SI-66 kV 0.994 p.u., aun estando dentro de los márgenes del ± 5% de caída de tensión en cola. Como sistema aislado, la barra CO-66 kV, tiene 1.01 p.u., la barra SI-66 kV de 0.910 p.u., la barra de los alimentadores SI-01, SI-02, SI-03 y SI-04 en 0.89 p.u. estando por debajo del margen ± 5%. En cuanto a la SE-CO: La subestación de Combapata, cuenta con un transformador de tres devanados con potencias de 15/7/8 MVA a tensiones de 138/66/24 kV, 108.70/106.06/333.33 A, tipo de enfriamiento ONAN/ONAF (Oil Natural Air Natural). Cuenta con los relés de protección 50P, 51P, 50N, 51N, 67N, 21P, 21N y el 25. En cuanto a la SE-SI. La subestación de Sicuani, cuenta con un transformador de dos devanados con potencias de 7 MVA a tensiones de 66/10 kV, tipo de enfriamiento ONAN/ONAF (Oil Natural Air Natural), y de 7/7/2 MVA a tensiones de 66/22,9/10,5 kV) para conversión AT/MT. Cuenta con relés 50P y 50N. En el periodo de estudio correspondientes al 2017, 2018, 2019 y 2020, se evaluaron 86 interrupciones siendo el mes de octubre la más afectada a horas 16.00 pm, todos ellos de naturaleza no programada y con mayor incidencia en la L-6001 con 73 interrupciones al año, seguida de la SE-SI con 9 interrupciones y para SE-CO igual a 4 interrupciones al año. En cuanto a la duración, para los cuatro años estudiados, se evaluaron un total de 33 h: 22 min: 12 se. Con persistencia por fenómenos naturales (descargas atmosféricas). Los Indicadores SAIDI y SAIFI al 2020, para L-6001, SE-CO y SE-SI, tiene un SAIFI = 11 Irrupciones/ año y un SAIDI = 12.203 Horas/año, mientras que los Indicadores DEC y FEC siendo los resultados para L-6001: DEC = 18.261 horas/año y FEC= 21 Interrupciones/año. Con la incorporación del canal de conducción, se redujo el tiempo de interrupciones con: DEC = 2.1483887 horas/año y un FEC de 21 interrupciones/ año. Siendo el 88.235 % de mejoría para el indicador DEC y 0 % para el indicador FEC, cabe mencionar que dicho valor se obtiene debido a la evaluación para el mismo periodo de tiempo (4.003 años) según el modelo y esquema de nuestra simulación. En cuanto al cálculo de los indicadores SAIDI y SAIFI con propuesta, se obtuvieron para el SAIDI al 2020 de 1.436 horas/año y un SAIFI de 11 interrupciones/año. El porcentaje de mejoría fue de 88.235 % para el indicador SAIDI y 0 % para el indicador SAIFI, los ahorros por pérdidas son de s/ 388,943.890 equivalente a 2,505.218 kWh. Ya que el tiempo propuesto de actuación para el relé de Sicuani es de 100 ms, existe estabilidad en el Angulo rotor, frecuencia y tensión del generador G3 de Langui por lo que la subestación de Sicuani se realimenta a través de ella y por consiguiente el suministro continuo a los alimentadores de MT.