Vicepresidencia de Transmisión Análisis de Alternativas para Suministro de Servicios Auxiliares en Subestaciones del STN Vicepresidencia de Transmisión

Contenido Servicios Auxiliares Caso Subestacion “A” 230 KV Problemática Servicios Auxiliares Caso Subestacion “A” 230 KV Propuesta de solución “Transformador de Tensión con Núcleo Cargable” - Características técnicas. - Aplicaciones principales y beneficios Caso de estudio de subestación “A” 230 KV - Estudio de confiabilidad Propuesta de Montaje Conclusiones y Recomendaciones Referencias

Servicios Auxiliares Caso Subestacion “A” 230 KV (I) Acometida en M.T. para Servicios Auxiliares Configuración de Servicios Auxiliares

Servicios Auxiliares Caso Subestacion “A” 230 KV (II) En la Subestación- Servicios Auxiliares de la Red Características Acometida circuito principal de 13,2 kV. Proveniente de la subestación de transformación Transformador de auxiliares 13,2 kV, 208/120 V.

Propuesta de solución “Transformador de Tensión con Núcleo Cargable” (I) Transformador de Tensión con Núcleo de Potencia Características Técnicas - Aplicaciones Principales y Beneficios Combina la funcionalidad de un transformador de voltaje con un transformador de potencia aislado en aceite, pero con las exigencies de diseño y construcción de un transformador de voltaje. Confiabilidad y Disponibilidad igual que un transformador de potencia con devanado terciario para Servicios Auxiliares. Solución compacta, baja inversión en infraestructura civil, fácil de implementar en infraestructura en operación. Es una solución donde las redes de distribución presentan baja confiabilidad en el suministro, y donde no se tiene un terciario de un ATR que pueda suministrar SSAA. El SSVT cuenta con protecciones mecánicas y eléctricas igual que un transformador de potencia, pero que irán coordinadas con las protecciones sistémicas de la subestación.

Propuesta de solución “Transformador de Tensión con Núcleo Cargable” (II) Transformador de Tensión con Núcleo de Potencia Características Técnicas - Aplicaciones Principales y Beneficios Aislados en Aceite, SF6 o en resinas poliméricas. Tensiones en el secundario hasta 600Vac. Capacidades de 10 a 330KVA monofásicos (hasta 1 MVA trifásico). Impedancia de 5 a 10%. Disponibles en tensiones nominales de hasta 550 kV con 1550 kV de BIL en el primario. En alta tensión se puede instalar una protección adicional, sea un descargador de sobre tensión o un fusible. El equipo contara con protecciones mecánicas igual que un equipo inductivo. Las protecciones propias del equipo se ingresaran al esquema de coordinación de protecciones de la Subestación.

Propuesta de solución “Transformador de Tensión con Núcleo Cargable” (III) Transformador de Tensión con Núcleo de Potencia Características Técnicas - Aplicaciones Principales y Beneficios Dependiendo del la potencia del transformador, la coordinación de protecciones de la subestación, impedancia y de la tensión del devanado secundario se calcula la protección máxima que se debe aplicar al secundario del transformador debido a corrientes de corto circuito. Normatividad:

Caso de estudio de Subestación “A” 230 KV (I) Estudio de confiabilidad El propósito es obtener reportes de fallas y tiempo de restauración de los equipos que componen el sistema. tasa de fallas (λ [falla/año]). tasa de reparación (µ [reparación/año]). Sistema 1 Sistema 2

Caso de estudio de Subestación “A” 230 KV (II) Estudio de confiabilidad Resultado del estudio, utilizando simulaciones de Montecarlo. MTTF MTBF Sistema 1 Sistema 2

Propuesta de Montaje Tres (3) Transformadores de Tensión monofásicos (230/0.208kV, 100kVA) con núcleos cargables para los SSAA de la subestación. Los PTs cargables se conectarán a la barra B1 de la subestación. Las pruebas de puesta el sitio deben incluir las que se realizan normalmente a un transformador de voltaje y uno de potencia. Se debe elaborar un estudio de coordinación de protección, que permita aislar la falla en la barra ante un evento de sobrecorriente en el SSVT. Se debe garantizar la transferencia de potencia en la barra de SSAA de la Subesatción. Fecha de PES – Junio 2017

Conclusiones En Colombia no se tiene experiencia en el uso de esta tecnología. La aplicación de esta tecnología la usan los distribuidores y transmisores para llevar energía a zonas donde el SIN no llega. La ingeniería de detalle aun no ha sido clarificada por los oferentes que pueden suministrar esta tecnología. Es un gran hito para continuar con el proyecto. Los costos estimados de esta tecnología, solo a nivel de suministros de equipos es de COP 4.500.000 por kVA. Los valores de λ y μ que se realizaron en el modelo de confiabilidad de SSAA, son tomados de históricos de equipos similares a los reales, mientras sean mas reales, mas veracidad tendrá la simulación. Para los sistemas simulados por MC se tomaron en cuenta las fuentes de alimentación principal, ya que la alimentación de reserva varia de acuerdo a la configuración de los SSAA, de cada subestación.