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COLAPSO DEL SISTEMA NORESTE de EE.UU. y SURESTE DE CANADÁ. 14/08/03.

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1 COLAPSO DEL SISTEMA NORESTE de EE.UU. y SURESTE DE CANADÁ. 14/08/03

2 Fecha y hora: Jueves 14 de agosto 2003 a las 16:11 hora local. (17:11 Argentina) Resumen: A las 16:11 hs. se produce un colapso regional en la zona NE. de los EE.UU. y el sur de Canadá. La temperatura media del área llegaba a los 32 ˚C. Los eventos que produjeron el colapso del área comenzaron a desencadenarse por lo menos una hora antes del blackout. Las áreas afectadas por los cortes fueron: Zona de Grandes Lagos. Michigan Ohio Nueva York. Ontario Québec Nueva Jersey. Massachussets. Connecticut.

3 Descripción Secuencial elaborada en Base a información de International Transmission Company (Empresa Transportista de Ohio)

4 ISOs AFECTADOS AEP-American Electric Power FE-FirstEnergy ITC-International Transmission Company METC–Michigan Electric Transmission Company INDEPENDENT SYSTEM OPERATOR: NEW YORK ISO MIDWEST ISO PJM ISO ONTARIO IMO (Canada)

5 RED DE FIRST ENERGY – NORTE DE OHIO Líneas de 345 kV

6 PRIMERAS LINEAS QUE SALIERON DE SERVICIO Líneas de 345 kV que alimentan al area de la ciudad de Cleveland desde el sur.

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8 PREFALLA 15:06 t= -1:05:00 Time to Blackout Altas temperaturas en el area (32°C). La planta nuclear de Davis-Bessie (880MW) F/S desde el año anterior por roturas en su reactor. 14:00. La unidad de 550 MW de Central Eastlake perteneciente a FE en el norte de Ohio sale de servicio. 15:06: La línea de 345 kV Chamberlain-Hardinng que alimenta a Cleveland sale de servicio. Los flujos intercambiados permanecen estables.

9 25 minutos más tarde15:32 Una segunda línea que alimenta a la ciudad de Cleveland (que tomó la carga de la línea que había salido) aumenta su flecha, hace contacto con un arbol y dispara Hanna- Juniper 345 kV El sistema de transporte cercano a Cleveland experimenta baja tensión. Los intercambios con el estado de Michigan permanecen sin variaciones. t= -0:39:00 Time to Blackout

10 10-15 minutos más tarde15:41- 15:46 Dos líneas más de 345 kV que alimentan el norte de Ohio salen de servicio. –Star- South Canton –Tidd-Canton Central El sistema de transporte cercano a Cleveland experimenta severas bajas de tensiones. t= -0:24:00 Time to Blackout

11 20 minutos más tarde16:06 Una quinta línea de 345 kV Sammis-Star que suministra potencia al norte de Ohio sale fuera de servicio. El flujo entre Ohio y Michigan se invierte; Se transmiten 200 MW desde Michigan a Ohio. t= -0:05:00 Time to Blackout

12 3 minutos más tarde16:09 Otras dos líneas de 345 kV que alimentan al norte de Ohio salen de servicio. –E.Lima-Fostoria –Muskingum-OH Central El norte de Ohio queda aislado y con cero tensión. Se transmiten 2200 MW desde Michigan al norte de Ohio El flujo en la interconexión internacional Ontario-Michigan se invierte. La tensión en la red de Michigan empieza a declinar rápidamente. t= -0:02:00 Time to Blackout

13 Alrededor de seg. más tarde… 16:09 : :09:46 Como resultado de la disminución de la tensión 2 plantas de Michigan con una capacidad de 1800 MW salen de servicio en un intervalo de tiempo de 15 segundos. –Kinder-Morgan –MCV El sistema de Michigan entra lentamente en la zona de colapso de tensión. t= -0:01:29 Time to Blackout

14 Alrededor de 1 minuto más tarde … 16:10: :10:46 El sistema de transporte del estado de Michigan está ahora en proceso de colapso rápido de tensión, provocando la salida de 30 líneas de transmisión en Michigan en menos de 8 segundos. Las vinculaciones entre dos empresas de transporte de Michigan se cortan aislando el Oeste del estado del resto de Michigan. El Sistema del estado de Ohio sigue enviando potencia a Michigan, pero el único vínculo es a través de Ontario (Canadá). El flujo a través del vínculo Ontario llega a 2800, afectando a Nueva York, otros estados y Ontario t= -0:00:30 Time to Blackout

15 Segundos más tarde … 16:10:46 Blackout El sistema de Ontario permanece interconectado y trata de soportar a los sistemas de Michigan y Ohio por un período de 2 minutos. La debilitación de la red y los grandes flujos por largos caminos produce posiblemente grandes oscilaciones de potencia e inestabilidad en tensión y en ángulo que arrastra las redes vecinas En el minuto siguiente salen de servicio 6 centrales de Michigan Colapsa toda el área t= -0:00:00 Time to Blackout NY

16 COLAPSO DEL AREA16:11 Area afectada por los cortes Zona de Grandes Lagos. Michigan Ohio Nueva York. Ontario Québec Nueva Jersey. Massachussets. Connecticut. Salieron de servicio cerca de 100 centrales, 22 de ellas nucleares

17 Registro obtenido en zona de Nueva York. Oscilación de tensión de período 1,5 seg. Típica de oscilación electromecánica (cada color representa 1 fase): REGISTROS OBTENIDOS

18 Registro obtenido en la zona de New York. La Tensión llegó al 50% del valor nominal, medido en el lado de baja de un transformador de MT/BT (cada color representa 1 fase): REGISTROS OBTENIDOS

19 PROCESO TOTAL EN EL NORTE DE OHIO (cercano a Cleveland) Una central indisponible (880 MW) Sale de servicio otra central vecina (550 MW) Sale una linea de 345 kV Una segunda línea aumenta su flecha y toca un arbol. Salen otras lineas de 345 kV por sobrecarga La red se debilita y los flujos toman caminos mas largos y colapsa por tensión el norte de Ohio y parte de Michigan EN LOS ESTADOS VECINOS (Michigan, New York, Pensylvania y Ontario) El debilitamiento de la red produce grandes oscilaciones de potencia y salidas en cascada de lineas y generadores 2 horas 1 a 2 min

20 IMAGEN SATELITAL DE LA ZONA AFECTADA POR EL CORTE ZONA AFECTADA POR LOS CORTES

21 CORTES DE DEMANDA Fue el mayor corte de suministro de la historia en EE UU La demanda cortada debido al desenganche descontrolado de líneas y generadores fue la siguiente: En el estado de New York el corte fue casi total

22 Reposición del servicio La reposición tuvo la dificultad de la cantidad de plantas nucleares que salieron de servicio (alrededor de 20), cuyos reactores se envenenaron y tardan más de un día en volver a entrar en servicio. Estado a las 12:00 a.m. (hora local) del viernes 15 de agosto:

23 Reposición del servicio Sábado 16 de agosto a las 8 hs. Sistema troncal de transmisión restaurado y con operación confiable. Parte de la generación que había salido de servicio sincronizada esperándose que el resto entre en servicio durante el fin de semana. Demanda afectada por cortes rotativos. Domingo 17 de agosto a las 17 hs. Todo el sistema de transporte se hallaba recompuesto, con la excepción de las líneas que unen Michigan con Ontario por razones de seguridad. La mayoría de los generadores que salieron de servicio habían vuelto a rotar. 21 unidades restaban entrar. Se recomendó a la población moderar el consumo.

24 INCÓGNITAS A DEVELAR Existen Automatismos de Cortes de demanda ante salida de líneas por sobrecarga?. Existen Automatismos de Cortes de Demanda (Load Shedding) por disminución de tensión? Se pudieron haber realizado acciones correctivas en el intervalo que existe entre la salida de la primera línea (15:06 y 15:45-15:50 hs) tales como redespacho de generación en áreas de demanda para eliminar sobrecargas y evitar disminuciones de Tensión?

25 SISTEMAS DE PROTECCION LOAD SHEDDING POR SUBFRECUENCIA Existen en el área cortes por disminución de frecuencia. Dada la magnitud de la demanda de EEUU, las perturbaciones normales no producen variaciones de frecuencia. Actúan solamente en caso de formación de islas (ante falla múltiples no previstas) En esta falla se desconoce si actuaron o fueron insuficientes La frecuencia llegó a niveles de 57 Hz (registrado en Niágara Falls).

26 E.E.U.U. Y LOS APAGONES El primer apagón total que se produjo en ciudades importantes de EEUU fue el ocurrido el 9 de noviembre en 1965 en N. York. Quedaron afectados de personas y la demanda afectada fue de 13000MW. Como reacción a este evento se creó la NERC (North America Reliability Council). Es una organización de asociación voluntaria. El objetivo de su creación en el año 1968 fue lograr que el Sistema Eléctrico Norteamericano sea confiable, adecuado y seguro.


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