ESTUDIO DE ENERGIZACIÓN DE

AUTOTRANSFORMADOR

230/138/13.8 kV, 166.7 MVA

DE LA S/E SANTO DOMINGO

DEPARTAMENTO DE PLANEAMIENTO DE

EXPANSIÓN DE LA TRANSMISIÓN

Diciembre 2014

ENERGIZACIÓN AUTOTRANSFORMADOR S/E SANTO DOMINGO

1. OBJETIVO

Determinar los posibles sobrevoltajes y corrientes inrrush que podrían resultar

debido a la energización del autotransformador 230/138/13.8 de 166.7 MVA

ubicado en la subestación Santo Domingo.

2. ALCANCE

Utilizando el software especializado de Estudios electromagnéticos ATP - EMTP

(Alternative Transient Program) se desarrolla un modelo de autotransformador, para

la energización del autotransformador de la subestación Santo Domingo a partir de

los datos de prueba de vacío y de cortocircuito, tomando en cuenta la curva de

saturación y el lazo de histéresis. Para simular la energización se utilizan modelos de

interruptores estadìsticos con distribuciòn gaussiana añredor del valor del tiempo de

cierre; se elige la fase A como interruptor maestro y las fases A y B como

interruptores esclavos. El estudio comprende 500 simulaciones con el objetivo de

llegar a determinar los sobrevoltajes y las corrientes inrrush esperadas a través del

primario del autotransformador debido a la energización del mismo.

3. INTRODUCCIÓN

Actualmente la subestación Santo Domingo se encuentra alimentada desde el

Sistema Nacional de Transmisión (SNT) a través de las líneas Quevedo – Santo

Domingo, a 230 kV, de 104 km de longitud y calibre 1113 MCM y por la línea

Santa Rosa – Santo Domingo, de 78 km de longitud y calibre 1113 MCM y desde la

centran Termoesmeraldas a través de las líneas Esmeraldas – Santo Domingo, de

154.8 km a 138 kV, y Esmeraldas – Quinindé – Santo Domingo de 156.3 km a 138

kV.

En vista de que el autotransformador de 230/138/13.8 de 166.7 MVA de capacidad,

actualmente instalado en la subestación Santo Domingo, cuenta con más de 25 años

de operación y con el objeto de garantizar el abastecimiento de la demanda de la

zona en el mediano y largo plazo, se ha previsto la instalación de un nuevo

autotransformador 230/138/13.8 de 166.7 MVA de capacidad, ubicado en la

subestación actual.

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4. DATOS DE ELEMENTOS DE LA S/E EN ESTUDIO

En base a los datos de prueba de vacío y cortocircuito, se simulan los dos

autotransformadores 230/138/13.8 kV, 166.7 MVA de la subestación Santo

Domingo.

En base a flujos de potencia y equivalentes de cortocircuito se determinan

los valores de impedancia de secuencia positiva y cero del equivalente de red

en la barra de 230 kV de las subestaciones Santa Rosa, Quevedo y Baba y en

la barra de 138 kV de la subestación Santo Domingo. En la Figura 1 se

presenta la configuración modelada en ATP.A

AXFMR

1113_MCM

LCC

VS

1113_MCMLCC

1113_MCM

LCC

I

AAXFMR

VS

VS

STAT

I

STAT

I

STAT

I

BBA 230 kV

SDM 230 kV SRS 230 kV

QVD 230 kV

Figura 1. Configuración modelada en ATP de la S/E Santo Domingo

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5. CASO DE ESTUDIO

El caso a analizar es la energización del Autotransformador ATT de la subestación

Santo Domingo desde el lado de 230 kV con autotransformador ATU de Santo

Domingo energizado con carga y generación en el lado de 138 kV.

Para la simulación de la energización del autotransformador se asumió que:

Se realiza un cierre asimétrico estadístico (las tres fases no cierran en el

mismo instante)

No existirá desconexión de carga por lo que se considera que el

autotransformador ATU 230/138/13.8 de la subestación Santo Domingo se

encuentra energizado.

Los resultados obtenidos se muestran a continuación:

Energización del autotransformador.- Se energiza el autotransformador

mediante un cierre asimétrico. Se considera que tA, tC y tB tienen una

discrepancia de polos de 2ms.

La figura 2 presenta los sobrevoltajes esperados en la barra de 230 kV de la

subestación Santo Domingo, la figura 3 presenta las corrientes inrush

esperadas a través del primario del ATT Santo Domingo.

Figura 2. Voltajes en la barra 230 kV de la S/E Santo Domingo durante la energización del ATT

Santo Domingo .

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Figura 3. Corrientes inrush a través del primario del ATT Santo Domingo durante su

energización.

De los resultados se obtiene:

En el momento de la energización en la barra de 230kV de la subestación

Santo Domingo se tiene un pico máximo de voltaje de 194.98 kV pico fase-

neutro (238.8 kV RMS entre fases), que equivale, aproximadamente, a 1.04

p.u. en base 187,74 kV.

El valor pico de la corriente inrush por el primario del autotransformador es

de 187 amperios.

Los voltajes luego de la energización en un tiempo aproximado de 1 segundo

se amortiguan hasta un valor de alrededor de 1 p.u..

6. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

En base a los datos ofrecidos para la simulación, el máximo valor de la corriente

inrush esperada por el primario del autotransformador ATT de la subestación

Santo Domingo debido a su energización es de 187 amperios pico, corriente la

cual no afectará el aislamiento del bobinado primario. Además, no se evidencia

fenómenos de resonancia ni ferroresonancia.

Con ATU en funcionamiento, considerando el escenario de entrada en

operación: mínima demanda e hidrología seca, al momento de la energización no

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se espera sobrevoltajes considerables en el sistema debido al amortiguamiento

de la carga y la presencia de generación en la barra de 138 kV.

Del trabajo realizado, no se espera que exista una afectación a los elementos del

SNT durante la energización del autotransformador.

DPET /WV / JS / 05 - 12 - 2014

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