edp-064-13 resumen ejecutivo - c.h. yarucaya

A Emitido para Revisión 19/08/2013 K.V.H B.R.V. A.L.A.

REV. DESCRIPCION FECHA EJEC. REV. APRO.

ESTUDIO DE PRE-OPERATIVIDAD PARA LA CONEXIÓN DE LA C.H. YARUCAYA AL SEIN

H I D R O E L E C T R I C A

YARUCAYA

Titulo:

RESUMEN EJECUTIVO

Informe N°: Revisión

EDP-064-13 A

Responsable Técnico:

Ing. Bernardino Rojas Vera CIP 38006 Página 1 de 18


YARUCAYA Resumen Ejecutivo Página

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RESUMEN EJECUTIVO

INDICE

1. ANTECEDENTES ..................................................................................................................................... 3

2. DESCRIPCION DEL PROYECTO .......................................................................................................... 4

4.1. UBICACIÓN ................................................................................................................................................... 4

4.2. CARACTERÍSTICAS BÁSICAS DEL PROYECTO ................................................................................................... 4

4.3. DESCRIPCION DE LAS OBRAS Y EQUIPAMIENTO ............................................................................................. 5 A. CAPTACION .............................................................................................................................................................. 5 B. CANAL ADUCTOR ..................................................................................................................................................... 7 C. DESARENADOR ........................................................................................................................................................ 7 D. TUBERIA A PRESION ................................................................................................................................................. 8 E. CASA DE MAQUINAS ................................................................................................................................................ 9

4.4. EQUIPAMIENTO ELECTROMECANICO. .......................................................................................................... 10

4.5. DATOS CONSIDERADOS DEL PROYECTO. ...................................................................................................... 17

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ESTUDIO DE CONEXIÓN

AL SISTEMA ELECTRICO INTERCONECTADO NACIONAL DEL PROYECTO HIDROELECTRICO YARUCAYA (15 MW)

1. ANTECEDENTES

El proyecto Hidroeléctrico Yarucaya con capacidad de 15MW se conectará a la subestación Andahuasi 66kV, a través de una línea de transmisión en 66kV, con una longitud aproximada de 20.5 km, el ingreso de la central al SEIN está previsto para enero del 2016. La subestación Andahuasi comprende de un transformador de potencia de tres devanados 7-9/7-9/2-2.5 MVA (ONAN-ONAF), 66±13x1%/22.9/10 kV, con regulación automática de tensión bajo carga y grupo de conexión YNyn0d5. El sistema de barras simple en 22.9 kV es de tipo exterior y cuenta con las siguientes bahías:

Acometida del transformador en 22.9 kV hacia la barra en el mismo nivel de tensión. 3 bahías de salida en 22.9 kV los cuales abastecen de energía eléctrica a los poblados y

empresas agroindustriales de los valles de Sayán y Huaura. Una bahía de llegada en 22.9 kV de la Central Hidroeléctrica Santa Rosa. Un alimentador en 22.9 kV (AD-02), perteneciente a la empresa COELVISAC y que

alimenta a los poblados de Huaura y Sayán. Actualmente la subestación Andahuasi no cuenta con una barra colectora en el nivel de 66kV; con el ingreso del proyecto minero Invicta, previsto para el año 2014, los trabajos de ampliación a realizar en esta subestación son los siguientes:

Construcción de una barra colectora simple en el nivel de 66 kV. Construcción y equipamiento de las bahías:

‐ Llegada de la línea en 66 kV L-6670 Huacho-Andahuasi ‐ Salida hacia el transformador de potencia de 66/22.9/10 kV ‐ Salida de la nueva línea en 66 kV Andahuasi-Invicta.

El proyecto Hidroeléctrico Yarucaya, que estará compuesta por dos grupos de generación, tiene por objetivo aprovechar los caudales disponibles en la cuenca del río Huaura, para generar una potencia de 15 MW y comercializarlo en el Sistema Eléctrico Interconectado Nacional (SEIN). Finalmente, cumpliendo con el nuevo Procedimiento Técnico COES PR-20 “Ingreso, Modificación y Retiro de Instalaciones en el SEIN”, aprobado mediante resolución N°035-2013-OS/CD, publicado en el Diario El Peruano el 14 de Marzo del 2013, se deberá presentar al organismo operador del Sistema Eléctrico Interconectado Nacional (COES-SINAC) el estudio de pre operatividad, el cual incluye la presentación de un resumen ejecutivo del proyecto y los estudios eléctricos correspondientes.



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2. DESCRIPCION DEL PROYECTO

4.1. UBICACIÓN

La CH Yarucaya está localizada en Huamboy Alto, Sayán, en el Departamento de Lima, al pie de la vertiente Pacífico de la cordillera de los Andes Peruanos. La casa de máquinas del proyecto Yarucaya está ubicada al norte de la provincia de Lima; en el km 12 de la carretera Sayán-Huacho.

4.2. CARACTERÍSTICAS BÁSICAS DEL PROYECTO

Nombre del proyecto CH Yarucaya Localización: Huamboy Alto, Sayan, Lima, Perú Punto de conexión a la red SE Andahuasi 66kV Fuente de agua Río Huaura Tipo de central Central de pasada Capacidad instalada 15MW Caudal de diseño 10.5 m3/s 1/100 Max caudal diseño de la bocatoma 250m3/s Altura bruta 177m Bocatoma Tipo barraje móvil conformado por dos

compuertas radiales y cierre total de la sección mediante dique.

Desarenador Tipo purga intermitente de tres naves independientes.

Tubería a presión Tubería de GRP con una longitud total aproximada de 5,260

Casa de máquinas Estructura de concreto, que albergará la maquinaria, más una edificación contigua para



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albergar celdas, tableros, sala de baterías, servicios y sala de mando y la subestación eléctrica.

Turbina Dos turbinas francis horizontal Generador Dos generadores síncronos 13.8kV Subestación elevadora 1 transformador elevador

13.8/66 kV +/- 2 x 2.5% Línea de transmisión 20.5 km en 66kV hasta SE Andahuasi

4.3. DESCRIPCION DE LAS OBRAS Y EQUIPAMIENTO

La central hidroeléctrica Yarucaya se desarrollará aprovechando un caudal de hasta 10.5 m3/seg de las aguas del río Huaura, desde un punto de referencia ubicado en las coordenadas 8, 783,200N, 273,600E hasta un lugar apropiado 5.0 kilómetros aguas abajo, con punto de devolución de las aguas en las coordenadas 8,778,658N, 270,828E, aproximadamente. El salto bruto aprovechado es de 182.0 metros, que al utilizar diámetros comerciales de tubería GRP resulta en uno neto de 166.62 m. para la generación de 15 MW de potencia. El esquema básico de las obras civiles de la central hidroeléctrica consiste en un barraje móvil de derivación, canal aductor, desarenador con cámara de puesta a presión y vertedero de demasías, tubería presión enterrada, casa de máquinas en superficie y sistema de evacuación de aguas turbinadas. A. CAPTACION

El sistema de alimentación a la central hidroeléctrica consistirá de una bocatoma sobre el río Huaura, proyectada para derivar el caudal requerido mediante el cierre del curso natural y dejar pasar libremente cualquier excedente.

La bocatoma será del tipo barraje móvil conformado por dos compuertas radiales de 6.0 x 3.00 m en la parte central, más tres de 3.0 x 3.00 m, una de ellas para la zona de limpia en



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la dirección del bocal de captación y las otras dos en la margen derecha para control del nivel de captación requerido. Todo el sistema de accionamiento será en base a pistones oleohidráulicos. En condiciones de abertura total estas compuertas permitirán transitar sin restricciones el caudal pico correspondiente a un periodo de retorno de 100 años. El cierre total de la sección se realizaría mediante un dique de 210 metros de longitud, conformado por material seleccionado compactado, con taludes convenientemente protegidos por rip – rap en la cara aguas arriba y talón aguas abajo. La captación será diseñada para permitir tomar hasta 10.5 m3/seg, y con el fin de disminuir el ingreso de material sólido, el umbral de ingreso se situará 0.80 m por encima del piso adyacente al cual se le proporciona una fuerte pendiente hacia la compuerta de limpia. Con la finalidad de concentrar el flujo y facilitar el arrastre del material sólido acumulado se prevé la construcción de un murete paralelo al frente de captación. Para evitar ingreso de material flotante se preverían dos rejillas a lo ancho de toda la captación. La primera será una reja gruesa con platinas de acero espaciadas cada 10 cm. y a la segunda será una rejilla fina equipada con una limpia reja automática, para lo cual se mantendrá un ancho adecuado buscando mantener las velocidades bajas y así facilitar la limpieza y disminuir la pérdida de carga. La compuerta radial de limpia tendrá la particularidad de contar con una clapeta rebatible de 0.80 m con la finalidad de eliminar el material flotante acumulado delante de la reja gruesa. Para la eliminación del material sólido que atraviese la reja gruesa y que quede retenido delante de la fina se proyecta entre ambas rejas un conducto de purga que descargará directamente al río, controlando la descarga a voluntad mediante una compuerta. Complementando los requerimientos de operación el proyecto se preverá ranuras para alojar ataguías de acero delante de las compuertas radiales con un sistema de tecle y troley eléctricos de desplazamiento que correrá a lo largo de toda la pasarela de acceso hasta un depósito exprofeso en la margen derecha. En la margen izquierda se ubicaría la caseta de operación y el pozo de aguas tranquilas para el registro de niveles.

La estructura descansará principalmente sobre un conglomerado aluvional y consecuente con esto el barraje se diseñará como descansando sobre un lecho permeable cuidando controlar la velocidad de filtración para evitar el barrido del material fino y alteración del entorno de la cimentación. En este sentido el anteproyecto muestra una delgada pantalla de concreto armado como elemento fundamental para alargar el camino de percolación y disminuir la subpresión en el cuerpo principal el cual, a su vez, contará con dos dentellones profundos que contribuyen también en la estabilidad para deslizamiento. Como medida de protección contra la abrasión por transito del material sólido todo el piso llevaría una capa de 0.15 m de concreto Fondag y blindaje de acero hasta un metro de altura en las paredes del laterales y pilares de separación de compuertas. Para mitigar la socavación del lecho natural por las altas velocidades a la salida del barraje se proveerá una protección de enrocado pesado al que se le adicionará concreto donde sea necesario para rellenar oquedades y mejorar la trabazón para su estabilidad.



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B. CANAL ADUCTOR

El canal aductor unirá la obra de captación con el desarenador y consistirá de una sección rectangular de 2.50 x 2.20 m construida en concreto armado totalmente cerrada de 110 metros de longitud.

C. DESARENADOR El desarenador se ubica inmediatamente aguas abajo de la captación y será del tipo purga intermitente de tres naves independientes diseñadas para decantar partículas mayores de 0,30 mm. La transición de entrada se proyecta buscando mantener las velocidades en un rango que evite la decantación prematura así como una expansión adecuada para enlazar al ingreso a cada nave.

En éste se prevé compuertas planas de accionamiento olehidráulico para control del flujo de entrada, a las cuales sigue una transición para alcanzar el ancho estimado de 3.80 m correspondiente a cada nave del desarenador propiamente dicha. En esta transición se intercalan dos juegos de tranquilizadores conformados en base a ángulos de acero con la finalidad de restar velocidad al flujo entrante así como mejorar su distribución a todo lo ancho. Las naves del desarenador tienen 3.80 m de ancho, 5.00 m de altura promedio y 48.0m de longitud, con taludes empinados en la parte inferior y piso con pendiente 2% hacia las compuertas de purga de 0.80 x 0.80 m emplazadas en su extremo final las cuales descargarán a un conducto hacia el río Huaura. La salida del agua de cada una de las naves se haría a través de un vertedero que descargará libremente a la cámara de puesta a presión del sistema de conducción. La cámara incorporará un vertedero para tomar cualquier excedente y el total del caudal en un rechazo de carga de la central. Como el desarenador se emplaza junto al cauce del río se plantea a todo lo largo un muro de encauzamiento con una profunda como medida de protección por socavación.



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Desde el punto de vista geotécnico la estructura se cimentará sobre una zona poco escarpada existente entre el río Huaura y la carretera existente a Sayán, en la cual se identifican suelos coluviales compuestos de fragmentos heterogéneos de roca en una matriz de arena limosa.

D. TUBERIA A PRESION

La conducción de las aguas hasta la casa de máquinas se realizaría mediante una tubería enterrada con diámetro interior variable entre 2.30 m y 2.10 m. Esta tubería sería GRP con una longitud total aproximada de 5,260 metros, la cual iría totalmente enterrada a la excepción de un pequeño tramo de cruce de una quebrada donde se plantea, preliminarmente, un puente de soporte. La instalación de la tubería se plantea excavado una trinchera la cual posteriormente se rellenará con material seleccionado según requerimientos del proveedor y material propio de la excavación para restituir de esta manera el entorno original encontrado. Donde sea necesario, según el diseño final, se incorporarán válvulas para la eliminación del aire atrapado o válvulas aire/vacío de ser necesario. En los cambios de dirección de proyectará anclajes de las dimensiones requeridas.



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E. CASA DE MAQUINAS

El lugar seleccionado para emplazar la Casa de Máquinas es una parte relativamente plana junto a la carretera existente y albergará la casa propiamente dicha y la Subestación de Salida de la central hidroeléctrica. Las dimensiones preliminares son de 12.50 m ancho por 30.0 de largo en su nave principal más una edificación contigua para albergar celdas, tableros, sala de baterías, servicios y sala de mando.

La descarga de aguas turbinadas se hará de manera independiente a dos pozas en las que el nivel de la descarga de las turbinas quedará controlado por un vertedero en cada poza, después de los cuales las aguas turbinadas se unen a un colector para, a través de un conducto cerrado enterrado de concreto armado de 210 metros de longitud devolver las aguas al río Huaura.



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4.4. EQUIPAMIENTO ELECTROMECANICO.

De acuerdo a las características de la caída del salto, y para permitir una mayor flexibilidad en la operación de la misma, se han seleccionado 2 grupos turbina generadores siendo las turbinas del tipo francis horizontal por no exceder los 200m de caída neta. En la determinación de las principales características de las turbinas se han tomado en cuenta que la altura sobre el nivel del mar no va a tener influencia en la cavitación, las características de cada turbina son:

Caída bruta: 177 m Caída neta: 166.62 m Tipo de turbina: Francis horizontal Altura msnm: 1000m Velocidad: 720 rpm Factor de potencia: 0.85 Sumergencia: +1.5 m

Para los estimados de potencia se han adoptado las siguientes eficiencias:

Turbina: 0.925 Generador: 0.955 Transformador: 0.99

De acuerdo a esto la potencia nominal en el eje de cada turbina es de 8.6MW y 6.46MW respectivamente Turbina 1:



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Turbina 2:



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Los datos del generador son: Generador 1:

Generador 2:



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Transformador de Servicios Auxiliares:

Interruptores en 13.8kV:



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Diagrama Unifilar del proyecto Hidroeléctrico Yarucaya:



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Diagrama Unifilar de protección de la C.H. Yarucaya:



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4.5. DATOS CONSIDERADOS DEL PROYECTO. Subestación en 13.8 kV

En la Tabla 1 se presentan las características del proyecto para el nivel de 13.8kV:

Subestación Configuración Bahías 13.8 kV

Yarucaya Barra Simple 2 bahías de generador 13.8 kV

1 bahía de transformador 66/13.8 kV

Tabla 1: Características de la subestación del proyecto

Subestación en 66 kV

En la Tabla 2 se presentan las características del proyecto para el nivel de 66kV:

Subestación Configuración Bahías 66 kV

Yarucaya Barra Simple 1 bahía de transformador 66/13.8 kV

2 bahías de línea 66 kV

Tabla 2: Características de la subestación del proyecto

Línea de transmisión en 66 kV S.E. Yarucaya – S.E. Andahuasi

A continuación se muestra la ficha técnica de la línea de transmisión en 66kV:

LÍNEA DE TRANSMISIÓN EN 66kV S.E. YARUCAYA 1 – S.E. ANDAHUASI ASPECTOS TÉCNICOS DE LA LÍNEA

Potencia a transmitir 34 MVA

Nivel de tensión 66 kV

Número de Circuitos Un circuito

Frecuencia Eléctrica 60 Hz

Longitud total 20.4 km

Conductor de fases Tipo AAAC 120mm2

Tabla 3: Datos básicos de la línea de transmisión en 66 kV

Transformador de potencia S.E. Yarucaya

A continuación se muestra los parámetros básicos de los transformadores de potencia:

Descripción Unidad Transformador

Capacidad ONAN/ONAF/ONAF MVA 18

Tensión lado primario kV 66

Tensión lado secundario kV 13.8

Regulación de taps ±2x2.5%



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Grupo de conexión YNd11

Impedancia % 8 Tabla 4: Parámetros eléctricos de los transformadores de potencia

Generadores C.H. Yarucaya

A continuación se muestra los parámetros básicos de los generadores:

Parámetros Unidad Generador 1 Generador 2

Potencia Nominal MVA 10.2 7.6

Potencia Generación MW 8.67 6.46

Tensión Nominal kV 13.8 13.8

Conexión estrella estrella

f.p. 0.85 0.85 Tabla 5: Parámetros eléctricos de generador

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