volumen ii subestaciones en 220 kv puno-juliaca …

COES SINAC 9-539-5-004-0 Comité de Operación Económica del Sistema Interconectado Nacional Anteproyecto: Línea de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro y Subestaciones Parte: A Informe Final Revisión: 0 Volumen II: Subestaciones en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro Fecha: 03-04-2012

PEPSA TECSULT - PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. ii 953951300.doc

ANTEPROYECTO “LINEA DE TRANSMISION EN 220 kV PUNO – JULIACA – AZANGARO Y SUBESTACIONES”

INFORME FINAL

VOLUMEN II

SUBESTACIONES EN 220 kV PUNO-JULIACA-AZÁNGARO

N° 9-539-5-004-0

INDICE GENERAL

VOLUMEN TITULO N° DOCUMENTO VOLUMEN 0: RESUMEN EJECUTIVO N° 9-539-5-003-0 PARTE A RESUMEN DEL ANTEPROYECTO PARTE B PRESUPUESTO DEL PROYECTO VOLUMEN I: LÍNEAS DE TRANSMISIÓN EN 220 kV N° 9-539-5-002-0

PUNO-JULIACA-AZÁNGARO PARTE A MEMORIA DESCRIPTIVA PARTE B PLANOS VOLUMEN II: SUBESTACIONES EN 220 kV N° 9-539-5-004-0 PUNO-JULIACA-AZÁNGARO PARTE A MEMORIA DESCRIPTIVA PARTE B PLANOS VOLUMEN III: SISTEMAS DE TELECOMUNICACIONES Y N° 9-539-5-005-0 CONTROL PARTE A MEMORIA DESCRIPTIVA PARTE B PLANOS


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INFORME FINAL

VOLUMEN II


N° 9-539-5-004-0

INDICE

PARTE A : MEMORIA DESCRIPTIVA PARTE B : PLANOS


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INFORME FINAL

VOLUMEN II


N° 9-539-5-004-0

PARTE A

MEMORIA DESCRIPTIVA


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INFORME FINAL

VOLUMEN II

SUBESTACIONES EN 220 kV PUNO – JULIACA - AZÁNGARO

N° 9-539-5-004-0

PARTE A : MEMORIA DESCRIPTIVA

ÍNDICE PAG.

CONTENIDO 1.0 INTRODUCCIÓN.......................................................................................... 1 2.0 OBJETIVO DEL INFORME .......................................................................... 2 3.0 DOCUMENTOS DE REFERENCIA.............................................................. 2 4.0 CARACTERISTICAS GENERALES DEL PROYECTO ................................ 3

4.1 Ubicación............................................................................................. 3 4.2 Características Climatológicas ............................................................ 4

5.0 DESCRIPCION DE LAS INSTALACIONES EXISTENTES .......................... 4 6.0 DESCRIPCION DE LAS INSTALACIONES PROYECTADAS ..................... 8

6.1 Características generales de las subestaciones ................................. 8 6.2 Normas de Diseño............................................................................. 13 6.3 Selección de los niveles de aislamiento ............................................ 13 6.4 Selección de los niveles de cortocircuito........................................... 14 6.5 Niveles de Protección........................................................................ 15 6.6 Corona .............................................................................................. 15 6.7 Sismicidad ......................................................................................... 15 6.8 Descripción del Equipamiento ........................................................... 16

6.8.1 Celdas de 138 kV ................................................................... 17 6.8.2 Protección y Medición............................................................. 17 6.8.3 Sistema de Medición de Energía Eléctrica ............................. 19 6.8.4 Servicios Auxiliares................................................................. 19 6.8.5 Sistema de Puesta a Tierra .................................................... 20 6.8.6 Sistema de Pórticos de Barras y soporte de equipos ............. 21 6.8.7 Obras Civiles .......................................................................... 21



INDICE – ANEXOS

ANEXO Nº 01 : UBICACIÓN GEOGRAFICA DEL PROYECTO SUBESTACIONES.

ANEXO Nº 02 : VISTAS GOOGLE EARTH DE LAS SUBESTACIONES .


PEPSA TECSULT - PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. 1 953951310.doc


INFORME FINAL

VOLUMEN II

SUBESTACIONES EN 220 kV PUNO – JULIACA - AZÁNGARO

N° 9-539-5-004-0

PARTE A : MEMORIA DESCRIPTIVA

1.0 INTRODUCCIÓN

El COES, como parte de sus funciones en el Marco del Reglamento de Transmisión,

viene actualizando el Plan de Transmisión para el período (2013-2022) a fin de

determinar los anteproyectos del Plan Vinculante (2013-2015) cuyo inicio de ejecución se

realiza dentro de la vigencia del Plan y los correspondientes al Plan Robusto al 2022.

Dentro del desarrollo de dicho Plan se requiere del diseño a nivel de Anteproyecto de la

Línea de Transmisión en 220 kV Puno – Juliaca - Azángaro y Subestaciones asociadas

con fines de determinación del Costo de Inversión y definición de equipos. Esta definición

permitirá conocer el equipamiento mínimo y sus características técnicas principales que

permitan la conexión al Sistema Eléctrico Interconectado Nacional (SEIN).

Con tal fin y luego de un proceso de concurso por invitación el COES SINAC ha

contratado los Servicios de PEPSA TECSULT para el desarrollo del Anteproyecto “Línea

de Transmisión en 220kV Puno – Juliaca – Azángaro y Subestaciones”, del cual forma

parte la ejecución de las siguientes obras:

⎯ Línea de Transmisión 220 kV Puno – Juliaca - Azángaro.

⎯ Ampliación de la Subestación Puno 220 kV.

⎯ Subestación Juliaca 138/60/22.9 KV.

⎯ Subestación Juliaca Nueva 220/138 kV.

⎯ Ampliación de la Subestación Azángaro 138 kV.

⎯ Subestación Azángaro Nuevo 220/138 kV.



El anteproyecto contiene información y análisis que han sido desarrollados hasta donde

ha sido necesario para establecer las características técnicas preliminares de las líneas y

subestaciones.

En tal sentido, la empresa que realice los Estudios Definitivos será responsable de incluir

otros elementos o componentes no descritos en el presente documento, así como

dimensionar, modificar o adecuar lo que fuera necesario, a efectos de garantizar la

correcta operación de las instalaciones del proyecto y la prestación del servicio según las

normas de calidad aplicables al Sistema Eléctrico Interconectado Nacional (SEIN).

2.0 OBJETIVO DEL INFORME El objetivo del documento es presentar el Estudio a nivel de Anteproyecto de la parte

correspondiente a las Subestaciones: S.E. Puno, S.E. Juliaca, S.E. Juliaca Nueva, S.E.

Azángaro y S.E. Azángaro Nuevo.

3.0 DOCUMENTOS DE REFERENCIA

La realización del presente informe fue ejecutada tomando en consideración la

información referencial disponible en los siguientes documentos:

⎯ Términos de Referencia para el Desarrollo del Anteproyecto “Línea de Transmisión

en 220 kV Puno – Juliaca – Azángaro y Subestaciones”, elaborado por el COES.

⎯ Información Técnica alcanzada por el COES.

⎯ Diseño Definitivo y Expediente Técnico de la Línea de Transmisión 138 kV

Azángaro – Puno, elaborado por PEPSA TECSULT para ETESUR.

⎯ Anteproyecto de Ingeniería para la Ampliación de las Subestaciones Ica, Marcona,

Juliaca y Moquegua, elaborado por PEPSA TECSULT para Red de Energía del

Perú – REP, 2006.



4.0 CARACTERISTICAS GENERALES DEL PROYECTO

El área de las subestaciones del proyecto está ubicada en el suroeste de la sierra del

Perú, en la región de Puno y las provincias de: Puno, Juliaca y Azángaro.

4.1 Ubicación Geográficamente el área de ubicación de las subestaciones del Proyecto se encuentra en

las siguientes coordenadas UTM :

Subestaciones Existentes a ser intervenidas:

S.E. Puno 19L 387484 m E, 8249396 m S

S.E. Juliaca 19L 379811 m E, 8285152 m S

S.E. Azángaro 19L 370336 m E, 8350738 m S

Subestaciones Proyectadas:

S.E. Juliaca Nueva 19L 382570 m E, 8278372 m S

S.E. Azángaro Nuevo 19L 369894 m E, 8350582 m S

El área del proyecto fisiográficamente está situada entre los flancos occidental y oriental

de las cordilleras de los andes región sur (meseta del Collao) entre los 3800 y los 4000

m.s.n.m.

La principal vía de acceso terrestre a la zona del proyecto desde Lima es por la Carretera

Panamericana Sur hasta la variante Uchumayo y de ahí la vía a Arequipa-Juliaca-Puno.

Otra alternativa es vía Desaguadero, tomando en primera instancia la Panamericana Sur

hasta llegar a Moquegua y posteriormente la Binacional.

Por vía aérea, existen vuelos regulares que son efectuados de Lima hacia la ciudad de

Juliaca por líneas aéreas comerciales.

En el Anexo N° 1 se muestra la ubicación geográfica del proyecto.



4.2 Características Climatológicas

El clima de la zona es frígido, siendo bien marcados las variaciones de temperatura,

donde las oscilaciones térmicas tienen variaciones de temperatura por encima de los

15 °C durante el día e inferiores a 0 °C durante la noche. Se caracteriza por la presencia

de lluvias y tormentas eléctricas durante los meses de Noviembre a Marzo. El ambiente es

limpio y de baja contaminación industrial.

Las características climatológicas de la zona del proyecto, empleadas de referencia en el

diseño de las Subestaciones, son las siguientes:

Temperatura Ambiente

Máxima : 25 ºC

Media : 8 ºC

Mínima : -25 ºC

Humedad relativa : 60%

Máxima Velocidad

de Viento : 104 Km/h (según el CNE – Tabla 250-1.B)

Nivel ceráunico : 40 días – tormenta / año

5.0 DESCRIPCION DE LAS INSTALACIONES EXISTENTES

Las instalaciones eléctricas existentes en la zona del proyecto de suministro a las

instalaciones son las siguientes:

Subestación Puno 220/138/ kV

El patio de llaves en 220 kV de la subestación es relativamente nuevo y ha sido

construida por REDESUR, como parte de su contrato de Concesión eléctrica con el

estado peruano. Esta subestación cuenta con un enlace en 220 kV con la Subestación de

Montalvo en Moquegua.



La subestación está ubicada en la loma de Totorani distrito de Yanamayo, provincia de

Puno, región Puno, con las coordenadas UTM, 19L, 387484 m E, 8249396 m S, a una

altitud sobre el nivel del mar de 4000 m.

La subestación en 220 kV, es del tipo convencional con aislamiento en aire, con sistema

de barra simple, de tensión máxima 245 kV y BIL de 1 425 kVp.

El patio de 220 kV de la subestación cuenta con las siguientes celdas:

⎯ Una (01) Celda de línea con conexión directa al autotransformador de potencia

120/120/15 MVA - 220/138/10.5 kV

⎯ Dos (02) Celdas de reserva.

⎯ Un (01) sistema de barras simple (no conectada a las celdas).

El patio de llaves de la subestación en 220 kV cuenta con una sala de control, en donde

se ubican los tableros de control y protecciones, los tableros de servicios auxiliares y los

tableros de comunicaciones.

El sistema de control y protecciones de la sala de control, está conformado por los

siguientes tableros:

⎯ Un (01) Tablero de control de línea y autotransformador.

⎯ Un (01) Tablero de protecciones de Línea.

⎯ Un (01) Tablero de protecciones del autotransformador.

El sistema de barra simple de doble conductor en 220 kV, está instalada sobre los

pórticos de barras; esta se encuentra disponible para conexión cuando se instalen las

celdas.

Los pórticos de línea y de barras en 220 kV, así como los soporte de equipos son

estructuras metálicas del tipo de celosía.

El patio de llaves de la subestación en 220 kV cuenta con servicios auxiliares en corriente

alterna de 380/220 V y en corriente continua en 125 V y 48 V, además, cuenta con

sistema de cargadores de baterías redundantes en ambos niveles de tensión.



Subestación Juliaca 138/60/22.9 kV

Esta subestación es existente e instalada dentro de la ciudad de Juliaca sin posibilidad de

ampliación, el anteproyecto considera la utilización de la línea L-1012 como enlace con

la Subestación Juliaca Nueva en 138 kV.

La subestación está ubicada en el distrito de Juliaca, provincia de San Román, en la

región Puno, con unas coordenadas UTM, 19L, 379811 m E y 8285152 m S, a una

altitud sobre el nivel del mar de 3,821 m.

La subestación en 138 kV, es del tipo convencional con aislamiento en aire, con sistema

de simple barra, con aislamiento de 170 kV y con equipamiento con BIL de 750 kVp.

El patio de 138 kV de la subestación cuenta con las siguientes bahías:

⎯ Una (01) celda de salida de LT 138 kV hacia la S.E. Puno.

⎯ Una (01) celda de salida de LT 138 kV hacia la S.E. Azángaro.

⎯ Una (01) celda de transformador T51-161 40/40/10 MVA, 138/60/10 kV

⎯ Una (01) celda de transformador T63-161 50/50/30 MVA, 138/22.9/10 kV

⎯ Tres (03) celdas de reserva

El patio de llaves de la subestación cuenta con una sala de control, en donde se ubican

los tableros de control y protecciones, los tableros de servicios auxiliares y los tableros

de comunicaciones.

En el nivel 138 kV, el sistema de control y protecciones en la sala de control, está

conformado por los siguientes tableros:

⎯ Un (01) Tablero de control de las líneas y los transformadores.

⎯ Dos (02) Tableros de protecciones de Línea.

En otro ambiente se encuentran los tableros de protecciones de los transformadores.

El sistema de barras en 138 kV es de simple barra y está instalada sobre los pórticos de

barras





La subestación cuenta con servicios auxiliares en corriente alterna de 380/220 V y en

corriente continua de 110 V y 48 V.

Subestación Azángaro 138/60/22.9/10 kV

Esta subestación es relativamente antigua. La finalidad de intervenir en esta subestación

es la de contar con un enlace en 138 kV, con la S.E. Azángaro Nuevo 220/138 kV.

La subestación está ubicada en el distrito de Azángaro, provincia de Azángaro, en la

región Puno, con unas coordenadas UTM, 19L, 370336 m E y 8350738 m S, a una altitud

sobre el nivel del mar de 3,786 m.

El patio en 138 kV, es del tipo convencional con aislamiento en aire, con sistema de doble

barra, con aislamiento de 170 kV y BIL de 750 kVp.

El patio en 138 kV de la subestación, cuenta con las siguientes celdas:

⎯ Una (01) Celda de salida de LT 138 kV hacia la S.E. Juliaca.

⎯ Una (01) Celda de salida de LT 138 kV hacia la S.E. Tintaya.

⎯ Dos (02) Celdas de salida de LT 220 kV hacia la S.E. San Gabán.

⎯ Una (01) Celda de transformación de 12/12/5 MVA -138/60/22.9 kV.

⎯ Una (01) Celda de transformación de 47.5/47.5/12.5/_ MVA 138/60/22.9/_ kV.

⎯ Una (01) Celda de acoplamiento de barras 138 kV.

⎯ Una (01) Celda de Reactor de 138 kV – 20 MVAR.

⎯ Una (01) Celda de reserva.

El patio de llaves de la subestación cuenta con una sala de control, en donde se ubican

los tableros de control y protecciones, los tableros de servicios auxiliares y los tableros de

comunicaciones.

En el nivel de 138 kV, el sistema de control y protecciones en la sala de control, esta

conformado por los siguientes tableros:



⎯ Cuatro (04) Tablero de control y protecciones de línea.

⎯ Dos (02) Tableros de control y protecciones de transformador.

⎯ Dos (02) Tableros de transformador.

⎯ Un (01) Tablero de control y protecciones de reactor.

⎯ Un (01) Tablero de control y protecciones del acoplamiento.

⎯ Un (01) Tablero de mediciones.

El sistema de barras es de doble barra en 138 kV y esta instalada sobre los pórticos de

barras.



La subestación cuenta con servicios auxiliares en corriente alterna de 380/220 V y en

corriente continua de 110 V y 48 V.

6.0 DESCRIPCION DE LAS INSTALACIONES PROYECTADAS

6.1 Características generales de las subestaciones

El equipamiento de alta tensión para las subestaciones será del tipo convencional, para

montaje al exterior, de acuerdo con los requerimientos de tensión, corriente, aislamiento y

sismicidad que se indicaran más adelante.

La ubicación de las subestaciones proyectadas se indica en el ítem 4.1

Las instalaciones eléctricas proyectadas en la zona del proyecto son las que se describen

seguidamente:

Ampliación de la Subestación Puno en patio de 220 kV

El patio de llaves en 220 kV de la subestación, esta actualmente destinado para funcionar

con un sistema de barra simple. Acorde con los requerimiento del anteproyecto, se esta

planteando la adecuación y ampliación del sistema de barras para una operación en

doble barra con seccionador de transferencia.



La ampliación considerada para el proyecto, está ubicada al costado derecho y hacia

delante del pórtico actual de la línea en 220 kV, mirando la salida en dirección a

Moquegua, como se puede apreciar en el plano 9539-SE-006 Arreglo general SE Puno -

Planta.

La ampliación y modificación del sistema de barras de la subestación en 220 kV incluye a

las siguientes celdas:

⎯ Una (01) Celda de salida de línea hacia Moquegua (reubicado con nuevos equipos)

⎯ Una (01) Celda de salida al autotransformador de potencia 120/120/15 MVA -

220/138/10.5 kV (celda original con nuevos equipos).

⎯ Una (01) Celda de acoplamiento de barras (Celda nueva).

⎯ Una (01) Celda de salida de línea hacia Juliaca (Celda nueva).


La modificación del sistema de barras, requiere de dos etapas, que indicamos:

⎯ Operación en forma temporal del autotransformador con un sistema de simple

barra, con la celda de llegada de línea ubicada en una nueva posición. En este caso

el interruptor de línea sigue cumpliendo la función de protección del

autotransformador. En esta etapa la celda de línea y del autotransformador deberán

estar parcialmente instalados de tal forma, que no afecte el montaje de la segunda

barra.

⎯ Puesta en servicio del sistema de doble barra con seccionador de transferencia con

las celdas completas. Para esta etapa los equipos de la antigua celda línea -

autotransformador, deberán estar ubicados en la celda de la línea de salida hacia

Juliaca. De igual forma deberán estar retiradas las cimentaciones existentes que no

permitían la colocación de las nuevas bases de equipos de la celda del

autotransformador y las barras, y todos los equipos completamente instalados.

La sala de control deberá ser modificada tomando en consideración la cantidad de

tableros a ser instaladas y las que deberán ser implementadas en el futuro.



Deberá instalarse una caseta de campo para cada dos celdas, en el cual estén instalados

los tableros de control y protecciones para ambas celdas y los tableros de distribución de

los servicios auxiliares en 380-220 Vac y 125 Vdc.

La ampliación proyectada de la subestación permitirá mayores demandas de carga, las

instalaciones actuales ya no permite mayores incrementos, por lo que, los servicios

auxiliares deberán ser redimensionados, tomando en consideración las nuevas celdas y

la nueva configuración del patio en 220 kV.

En conclusión, es posible realizar ampliaciones y modificaciones para la operación en

doble barra.

Las características técnicas generales de los equipos se describen más adelante.

Subestación Juliaca 138 kV La subestación de Juliaca no permite cambios en la configuración ni la implementación

de nuevas celdas, por lo que, se considera a la línea 138 KV existente de S.E. Juliaca a

S.E. Puno como la línea de conexión entre las subestaciones de Juliaca y Juliaca Nueva

en 138 kV.

Queda a consideración del COES el cambio en esta etapa o más adelante, de los

transformadores de corriente de las celdas de salidas de líneas a SE Puno y SE

Azángaro, por cuanto la capacidad de los transformadores existentes es de 400 A y la

capacidad requerida es de 418 A.

Subestación Juliaca Nueva 220/138 kV

La subestación es definida para una operación con un sistema de doble barra y

seccionador de transferencia en el nivel de 220 kV, y de sistema simple barra en el nivel

de 138 kV.

La subestación en el nivel de 220 kV está conformada por las siguientes celdas:



⎯ Una (01) Celda de salida de línea hacia S.E. Azángaro Nuevo.

⎯ Una (01) Celda de salida de línea hacia S.E. Puno

⎯ Una (01) Celda de salida al autotransformador de potencia 100 MVA - 220/138/10

kV.

⎯ Una (01) Celda de acoplamiento de barras.



⎯ Una (01) Celda de salida de línea hacia S.E. Juliaca


kV.

⎯ Una (01) Celda de reserva.

La subestación deberá ser conectada en forma de “pi” el sistema de barra simple con

celdas de entrada y salida y la línea de transmisión existente de S.E. Puno a S.E. Juliaca

en 138 kV.

Se instalara una sala de control, en la cual irán instalados todos los tableros de control y

protecciones del sistema en 138 kV, el sistema de los servicios auxiliares en 380-220 Vac

y 125 Vdc para los patios de 220 y 138 kV.

Se instalaran casetas de campo una para cada dos celdas en el patio de 220 kV, en el

cual se instalaran los tableros de control y protecciones de las celdas correspondientes,

así como los tableros de distribución de los servicios auxiliares en 380-220 Vac y 125

Vdc.

Las características técnicas generales de los equipos se describen mas adelante.

Ampliación Subestación Azángaro 138 kV

La ampliación considerada en la subestación Azángaro, es la integración de una celda de

salida de línea a la subestación Nuevo Azángaro en 138 kV, completamente equipado, el

cual será ubicado en el espacio de la celda de reserva.



El tablero de control y protecciones para esta nueva celda será ubicado dentro de la sala

de control existente, y la toma de los servicios auxiliares de los tableros correspondientes

a San Gabán, implementando extensiones de tableros de distribución adosados a la

pared en 380-220 Vac y 110 Vdc.

Subestación Azángaro Nuevo 220/138 kV

La subestación está definida para una operación con un sistema de doble barra y

seccionador de transferencia en el nivel de 220 kV, y de sistema doble barra en el nivel

de 138 kV.


⎯ Una (01) Celda línea - autotransformador hacia S.E. Juliaca Nueva.


La celda línea – autotransformador estará en posibilidad de ser implementada como dos

(02) celdas, uno para la línea de llegada y el otro para la salida al autotransformador en el

futuro sin necesidad de reubicar celdas,

La subestación en el nivel de 138 kV estará conformada por las siguientes celdas:

⎯ Una (01) Celda de salida de línea hacia S.E. Juliaca.


kV.


Se instalara una sala de control, en la cual irán instalados todos los tableros de control y

protecciones del sistema en 138 kV, el sistema de los servicios auxiliares en 380-220 Vac

y 125 Vdc para los patios de 220 y 138 kV.

Se instalaran casetas de campo una para cada dos celdas en el patio de 220 kV, en el

cual se instalaran los tableros de control y protecciones de las celdas correspondientes,

así como los tableros de distribución de los servicios auxiliares en 380-220 Vac y 125

Vdc.



Las características técnicas generales de los equipos se describen mas adelante.

6.2 Normas de Diseño En el desarrollo del proyecto deberán ser tomadas en cuenta las siguientes normas y

recomendaciones de diseño, según su ámbito de aplicación:

⎯ Ley de Concesiones Eléctricas (DL 25844) y su Reglamento (DS Nº 009-93-EM)

⎯ Código Nacional de Electricidad Suministro (CNE Suministro).

⎯ Código Nacional de Electricidad Utilización (CNE Utilización)

⎯ Norma Técnica de Calidad de los Servicios Eléctricos (NTCSE)

⎯ Normas Técnicas Peruanas vigentes (NTP)

⎯ Normas de la Comisión Electrotécnica Internacional (IEC)

⎯ Normas ANSI (American National Standards Institute)

⎯ Normas ASTM (American Society for Testing and Materials)

⎯ Recomendaciones IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers)

Además de las normas anteriores pueden ser considerados criterios y recomendaciones

de diseño de normas de reconocido prestigio internacional cuando su aplicación sea

requerida.

6.3 Selección de los niveles de aislamiento El nivel de aislamiento de los equipos, deberá se calculado y verificado de acuerdo a la

altura final de operación de las subestaciones, teniendo en cuenta los factores de

corrección de la norma IEC.

Nivel de 138 kV

⎯ Tensión nominal de servicio 138 kV

⎯ Tensión máxima de servicio 145 kV

⎯ Tensión máxima de equipo 170 kV

⎯ Resistencia a sobretensión a 60 Hz, 1 min. 325 kV

⎯ Resistencia a sobretensión de impulso 1.2/50 μs 750 kVpico



Nivel de 220 kV

⎯ Tensión nominal de servicio 220 kV

⎯ Tensión máxima de servicio 245 kV

⎯ Tensión máxima de equipo 420 kV

⎯ Resistencia a sobretensión de 60 Hz, 1 min. 520 kV

⎯ Resistencia a sobretensión de impulso 1.2/50 μs 1425 kVpico

⎯ Resistencia a sobretensión de maniobra 250/2500 μs 1050 kVpico

Deberá considerarse un solo BIL normalizado, para los equipos a instalarse en las

subestaciones nuevas y en las ampliaciones, en un mismo nivel de tensión.

Se emplearan aisladores Standard (146 mm de paso por 254 mm de diámetro) con

descargador y anillo de campo, en ambos niveles de tensión. El número de aisladores en

suspensión, por nivel de voltaje es el siguiente:

En 220 kV : 21 aisladores

En 138 kV : 12 aisladores

El caso de los aisladores de anclaje, se empleara una y dos unidades adicionales por

cadena en 138 y 220 kV respectivamente.

La carga de rotura del aislador deberá ser 120 kN, sin embargo, con la utilización del

conductor ACAR es posible utilizar aisladores de menor carga de rotura.

6.4 Selección de los niveles de cortocircuito

Los equipos de alta tensión como equipos de: maniobra (interruptores y seccionadores),

medición y protección; a efectos de soportar los requerimientos de esfuerzos por corto

circuido y capacidad de resistencia térmica, deberán cumplir con las siguientes

características, de acuerdo con la norma IEC:



245 kV 145 kV

⎯ Capacidad de ruptura simétrica de corta duración 31.5 kA 31.5 kA

⎯ Capacidad de ruptura 104kApico 82 kApico

Los interruptores de conexión de reactores deberán cumplir con la norma IEEE Std.

C37.015 relacionada con los requerimientos de cierre y apertura de corrientes.

6.5 Niveles de Protección

Línea de fuga : 25 mm/kV

Protección contra impulsos atmosféricas o maniobra : Clase 3

Todas las distancias eléctricas: conductor-estructura, fase-tierra, etc.; deberán cumplir

con lo establecido en las normas IEC.

6.6 Corona

Los elementos de conexión externa de equipos: bornes, conectores, grapas, conductores

de conexión entre equipos, etc., deberán ser diseñados y fabricados para eliminar el

efecto corona y ruido de acuerdo con lo establecido en las normas.

6.7 Sismicidad

Las subestaciones con patios de llaves y equipos que las componen deberán cumplir con

los requerimientos sísmicos de la Zona 2.

Las condiciones sísmicas que deberá tomarse en cuenta para la operación de los

equipos electromecánicos, bases y fundaciones de equipos serán los siguientes:

⎯ Aceleración horizontal : 0.3 g

⎯ Aceleración vertical : 0.2 g



6.8 Descripción del Equipamiento Transformación

Para interconectar el sistema proyectado en 220 kV con el sistema existente en 138 kV

se emplearán autotransformadores trifásicos de 220/138 kV.

La conexión del lado primario de los autotransformadores será en estrella (Y), con el

neutro sólidamente puesto a tierra, además tendrá un devanado terciario en 10 kV con

conexión en Delta (Δ), con bornes accesibles, para compensación de armónicas.

Los autotransformadores tendrán, en principio, regulación en vacío; sin embargo, su

definición deberá estar respaldada por los resultados de los estudios de pre operatividad

y de operatividad.

Se prevé que el sistema de refrigeración del autotransformador deberá ser con

circulación de aceite y el aceite será refrigerado por aire forzado.

Los estudios deberán determinar el sistema de refrigeración y las características técnicas

más adecuadas.

La capacidad de transformación en las Subestaciones será de 100 MVA, 220/138 kV.

Celdas en 220 kV

El equipamiento de las celdas para conexión a las líneas en 138 kV será del tipo

convencional para doble barra con seccionador de transferencia, de instalación al

exterior.

⎯ Pararrayos

⎯ Transformador de Tensión capacitivo

⎯ Trampa de Onda, solo para líneas.

⎯ Transformadores de corriente

⎯ Seccionador de Línea con cuchillas de puesta a tierra

⎯ Seccionador de Transferencia



⎯ Interruptor de operación uni-tripolar

⎯ Seccionador de barras

6.8.1 Celdas de 138 kV

El equipamiento de las celdas para conexión a las líneas de 138 kV será del tipo

convencional de barra simple en SE Juliaca Nueva y de barra doble en SE Azángaro

Nuevo, para instalación al exterior.

1. Pararrayos

2. Transformador de Tensión capacitivo

3. Trampa de Onda; solo para línea.

4. Seccionador de Línea con cuchillas de tierra; solo para línea.

5. Transformadores de corriente

6. Interruptor de operación uni-tripolar.

7. Seccionador de barras

6.8.2 Protección y Medición

El sistema de protecciones para las instalaciones correspondientes al proyecto debe

considerar el uso de un esquema de protección principal, secundaria y de respaldo, que

permitan una correcta operación del sistema protecciones ante la ocurrencia de fallas en

el sistema de potencia.

Los equipos de protección a considerar serán de tipo digital, de última generación, de

múltiples funciones, que permitan funciones de protección, medición, señalización y

registro.

Contarán con comunicación con la Unidad de Control de celda y con la red LAN para

permitir acceso local o remoto con la finalidad de verificar el estado de los equipos,

extraer información almacenada en ellos, realizar cambios de ajuste, etc.

Las funciones de cada equipo como mínimo estarán de acuerdo con las especificaciones

técnicas y diagramas unifilares de protección a desarrollarse en la ingeniería definitiva.



Por la importancia de las subestaciones nuevas y por la seguridad necesaria en el

sistema se debe implementar un sistema de protecciones de falla de interruptor para

todos los interruptores de la subestación.

Líneas de Transmisión

La protección de las líneas de transmisión se basará en el concepto de protección

primaria, protección secundaria (del mismo nivel y sin ser excluyentes) y protección de

respaldo, entre otros compuesto de los siguientes.

1. Protección primaria relé de distancia

2. Protección secundaria relé diferencial de línea

3. Protección de respaldo relé de sobrecorriente

relé de sobrecorriente direccional a tierra

relé de desbalance

relé de mínima y máxima tensión

relé de frecuencia

Todas las líneas deberán contar con relés de recierre monofásico coordinados por el

sistema de teleprotección que actúen sobre los interruptores en ambos extremos de la

línea, así como protección de falla interruptor.

Autotransformadores

Los autotransformadores deberán contar con la siguiente protección, entre otros:

1. Protección principal relé diferencial de transformador

2. Protección secundaria relé de sobrecorriente

relé de sobrecorriente a tierra

relé de bloqueo

Barras

Los sistemas de doble barra deberán contar con la siguiente protección, entre otros:

1. Protección principal relé diferencial de barras



6.8.3 Sistema de Medición de Energía Eléctrica

El sistema deberá ser previsto sistemas de medición para las salidas de las

subestaciones:

Medición de parámetros eléctricos de las salidas, integradas en el equipo de Control de

Bahía, el cual estará basado en la tecnología de microprocesadores y con características

de operación totalmente programable.

El equipo contará con un display local para la lectura directa de los parámetros eléctricos

y servirá de enlace con el sistema de control de la subestación. Estos contarán como

mínimo con la medición de los siguientes parámetros eléctricos:

1. Tensión fase – fase y fase – tierra.

2. Corriente por fase.

3. Potencia activa.

4. Potencia reactiva.

5. Potencia aparente.

6. Factor de potencia.

El sistema de medición de energía eléctrica de la subestación estará compuesto por

contadores de energía tipo electrónicos, multifunción, para medición de energía activa

(kW-h), energía reactiva (kvar-h), máxima demanda, multitarifa, bidireccionales, contactos

kyz, sincronizados por GPS, con memoria de masa para registro y con accesorios para

acceso remoto (módem). Los registradores contarán con precisión clase 0.2.

Asimismo, deberá instalarse registradores de perturbaciones eléctricas en todas las

salidas de la subestación en el nivel 220 kV, de acuerdo a los criterios exigidos por el

COES SINAC.

6.8.4 Servicios Auxiliares

Los servicios auxiliares en corriente alterna será en 380-220 voltios, 4 conductores,

neutro corrido, para atender los servicios de alumbrado y fuerza normales de la



subestación. Las subestaciones deberán contar con un grupo diesel de emergencia para

atender la carga completa de la subestación.

En corriente continua será 110 ó 125 voltios corriente continua, para atender los

servicios de control y mando de la subestación.

En el servicio de telecomunicaciones se empleará la tensión de 48 V cc.

Los servicios auxiliares de corriente continua serán alimentados con un sistema de

carga principal y otro de respaldo para trabajo en forma alternada, alimentado con 380 V,

60 Hz, para 110 - 125 Vcc y a 48 Vcc, respectivamente; la capacidad de cada cargador

deberá atender todos los servicios requeridos y al mismo tiempo la carga de los

respectivos bancos de baterías.

6.8.5 Sistema de Puesta a Tierra

Las subestaciones nuevas deberán contar con una red de malla de tierra profunda como

seguridad del personal contra tensiones de toque y de paso. Deberán ser conectados a la

malla de tierra, todos los elementos sin tensión de todos los equipos así como el neutro

del autotransformador de potencia.

Las subestaciones nuevas contarán con un sistema de blindaje contra descargas

atmosféricas, la cual deberá ir adecuadamente conecta a la red de malla de tierra.

Las subestaciones nuevas deberán contar con un sistema de puesta a tierra superficial

compuesta de los conductores desnudos en los soportes de las canaletas, plataformas de

protección para el operador en los equipos de maniobra, y demás necesarias a ser

definidos en el Estudio Definitivo.

Las ampliaciones de las mallas en las subestaciones existentes deberán adecuarse a las

instalaciones del sitio, en lo correspondiente a las características del conducto,

separación de cables en la rejilla, profundidad de la malla, y finalmente ser verificado

mediante cálculos con las condiciones actuales.



6.8.6 Sistema de Pórticos de Barras y Soporte de Equipos

Todas las estructuras del pórtico de barras y los soportes de los equipos deberán ser

metálicas, del tipo de celosía basado en perfiles de acero y/o perfiles de alma llena.

Los pórticos para el soporte de los conductores de líneas y barras aéreas serán

formados por perfiles de alma llena, realizada con planchas soldadas de acero

galvanizado, ensamblado con pernos y tuercas.

Todas las estructuras estarán provistas de agujeros, pernos y otros accesorios

necesarios para fijar las cadenas de aisladores y otros aparatos a ser previstos en la

ingeniería definitiva.

Todos los elementos de las estructuras serán galvanizados por inmersión en caliente

conforme a las Normas ASTM.

6.8.7 Obras Civiles

Todas subestaciones deberán contar con un cerco perimétrico de ladrillos con protección

por concertina y portones de ingreso.

Se preverá un edificio o sala de control que alojará a los sistemas de baja tensión, control

centralizado remoto y comunicaciones.

Se deberán construir casetas de campo, en las que se instalarán los tableros de control

protecciones y mediciones de las celdas. Estos deben ser ubicados al costado de las

celdas.

Todas las subestaciones contarán con un sistema de drenaje interno para la evacuación

de las aguas pluviales y un sistema de drenaje externo para evitar el ingreso de agua de

lluvia.

Las plataformas de las subestaciones tendrán una pendiente del 2% para el drenaje

interno.



Para cubrir las diferentes necesidades de cableado se utilizarán secciones típicas de

canaletas de dimensiones adecuadas y serán en concreto reforzado.

El dimensionamiento de las canaletas y ductos deberá hacerse previendo las

ampliaciones futuras. Las canaletas y los buzones de cables se drenarán mediante

sumideros al sistema de drenaje del patio.

El alineamiento y ubicación de las canaletas se debe hacer de forma tal que se minimice

la longitud de cables requeridos, y se deberá ser coordinado con las previsiones del

drenaje de patio.

Las canaletas dentro de las salas de control serán diseñadas teniendo en cuenta la

disposición de los tableros.

El diseño de la cimentación de pórticos y equipos se realizará considerando los

resultados del estudio de suelos del sitio para determinar el rango de presiones que se

puede transmitir al suelo con el objeto de garantizar que los asentamientos sean menores

a los límites máximos.

Los asentamientos totales deben ser menores de 2.5 cm y los asentamientos

diferenciales que se presenten deben ser menores a 2 cm en cimentaciones para pórticos

y de 1 cm en cimentaciones para equipos.

En general las cimentaciones se dimensionarán para resistir el volcamiento o

arrancamiento inducido por cargas de trabajo, con un factor de seguridad mínimo de 1.5

en las condiciones más severas de carga. En condiciones de sismo el factor de seguridad

podrá ser reducido.

Los eventos de carga a considerar corresponden a las combinaciones de peso propio,

viento, tensiones mecánicas de los conductores, fuerzas por maniobras, montaje,

mantenimiento, corto circuito, sismo.



Los diseños en general se harán con bases conformadas por pedestales y zapatas

dependiendo de la magnitud de las cargas y las características del suelo, de tal manera

que se obtenga una fundación estable y económica.

La cimentación de los transformadores consistirá en muros con rieles, apoyadas en losas

de concreto diseñadas para las cargas estáticas y dinámicas que aplican a estos equipos.

Interiormente deberán contar con vías y facilidades de transporte para el mantenimiento y

construcción de ampliaciones futuras.

Las subestaciones nuevas deberán contar con las obras sanitarias necesarias.


PEPSA TECSULT - PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. Anexos 953951310.doc

ANEXOS


PEPSA TECSULT - PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. Anexo N° 01-0 953951310.doc

ANEXO Nº 01

UBICACIÓN GEOGRAFICA DEL PROYECTO SUBESTACIONES


PEPSA TECSULT - PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. Anexo N°02-0 953951310.doc

ANEXO Nº 2

VISTAS GOOGLE EARTH DE SUBESTACIONES



Ampliación del patio en 220 kV S.E. Puno

Celda de línea a Juliaca nueva

Sistema de doble barra

Ampliación de patio 220 kV

Celda de línea a Moquegua reubicado

Celda del autotransformador

Sala de control 220 kV

Línea en 10 kV a ser reubicado

Celda de acople de barras



Subestación Juliaca Nueva 220/138 kV

SubestaciónJuliaca Nueva

Línea en 220 kV a Puno

Línea en 220 kV a Azángaro

Línea en 138 kV a Juliaca

Línea en 138 kV a Puno



Ubicación de S.E. Juliaca y S.E. Juliaca Nueva

Distancia aproximada 7.3 km





Línea de conexión en 138 kV

Línea en 220 kV a Juliaca Nueva

Celda de reserva a ser empleado como celda de conexión con S.E.

Azángaro Nuevo en 138 kV

COES SINAC 9-539-5-004-0 Comité de Operación Económica del Sistema Interconectado Nacional Anteproyecto: Línea de Transmisión en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro y Subestaciones Parte B Informe Final Revisión: 0 Volumen II – Subestaciones en 220 kV Puno-Juliaca-Azángaro Fecha: 03-04-2012

PEPSA TECSULT - PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. i 953951320.doc


INFORME FINAL

VOLUMEN II


N° 9-539-5-004-0

PARTE B

PLANOS




INFORME FINAL

VOLUMEN II


N° 9-539-5-004-0

INDICE DE PLANOS

ITEM

DESCRIPCION

N° DE PLANO

N°

HOJA

REV.

ARCHIVO

1 Ubicación Geográfica del Proyecto / Subestaciones

9539-GE-001 1/1 0 953960190.dwg

2 Diagrama Unifilar General

9539-GE-002 1/1 0 953960100.dwg

3 Subestación Puno 220/138/60/ Diagrama Unifilar

9539-SE-001 1/1 0 953960020.dwg

4 Subestación Juliaca 138/60/10 kV/ Diagrama Unifilar

9539-SE-002 1/1 0 953960030.dwg

5 Subestación Juliaca Nueva 220/138 kV/ Diagrama Unifilar

9539-SE-003 1/1 0 953960040.dwg

6 Subestación Azángaro 138/60/22.9/ Diagrama Unifliar

9539-SE-004 1/1 0 953960050.dwg


PEPSA TECSULT - PROYECTOS ESPECIALES PACIFICO S.A. iii 953951320.doc

ITEM

DESCRIPCION

N° DE PLANO

N°

HOJA

REV.

ARCHIVO

7 Subestación Azángaro Nuevo 220/138 kV/ Diagrama Unifilar

9539-SE-005 1/1 0 953960060.dwg

8 Subestación Puno 220/138/ Planta

9539-SE-006 1/1 0 953960110.dwg

9 Subestación Puno 220/138/ Secciones A-A, B-B, C-C, D-D

9539-SE-007 1/1 0 953960120.dwg

10 Subestación Juliaca 138/22.9/10 kV/ Planta

9539-SE-008 1/1 0 953960170.dwg

10 Subestación Juliaca Nueva 220/138 kV/ Planta

9539-SE-009 1/1 0 953960130.dwg

11 Subestación Juliaca Nueva 220/138 kV/ Secciones

9539-SE-010 1/1 0 953960140.dwg

12 Subestación Azángaro/ Planta

9539-SE-011 1/1 0 953960180.dwg

13 Subestación Azángaro/ Secciones

9539-SE-012 1/1 0 953960180.dwg

14 Subestación Azángaro Nuevo 220/138 kV/ Planta

9539-SE-013 1/1 0 953960150.dwg

15 Subestación Azángaro Nuevo 220/138 kV/ Secciones

9539-SE-014 1/1 0 953960160.dwg

volumen ii subestaciones en 220 kv puno-juliaca …

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