25.04.17 VERIFICACIÓN DEL DISEÑO DEL AISLAMIENTO Y CONDUCTOR DE FASE EN LÍNEAS DE TRANSMISIÓN EN 500 KV UBICADAS A GRAN ALTITUD XXV Congreso Panamericano de Ingeniería Mecánica, Eléctrica, Industrial y Ramas Afines COPIMERA Tegucigalpa, Honduras Lima 10 de octubre del 2015 1

1. INTRODUCCIÓN El COES SINAC de Perú, como parte de sus funciones revisa y aprueba la conexión de nuevas instalaciones en el sistema eléctrico. En ese sentido, en el año 2014 el COES SINAC recibió el Estudio de Pre Operatividad del Proyecto “Línea de Transmisión en 500 kV Mantaro – Marcona – Socabaya – Montalvo”, de 911 km, en cuyo tramo Mantaro – Marcona (358 km), se propone el recorrido de la línea en altitudes de hasta 4500 msnm, convirtiéndose así en el primer proyecto en 500 kV del Perú con una línea de transmisión que atraviesa zonas de gran altitud. 2

2.0 OBJETIVO Dar a conocer los criterios técnicos y metodologías empleados por el COES SINAC, durante el proceso de revisión del proyecto de la L.T. 500 kV Mantaro – Marcona, en lo referido a: Verificación del diseño de aislamiento, altitudes > 3000 msnm. Verificación del conductor de fase (desde el punto de vista eléctrico), altitudes > 3000 msnm. 3

CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DE LA FUTURA L.T. 500 KV MANTARO - MARCONA Las características técnicas principales de la futura línea de transmisión 500 kV Mantaro – Marcona, son las siguientes: • Capacidad de Transmisión por límite térmico: 1400 MVA. • Longitud : 358 km (114 km en altitud menor a 3000 msnm y 244 km en altitud mayor a 3000 msnm). • Número de ternas : una (01). • Disposición de conductores : horizontal (0-3000 msnm) y triangular (3000-4500 msnm). • Conductor de fase : ACAR • Estructuras soporte : torres de celosía de acero galvanizado. • Aislamiento : aisladores poliméricos. 4

VERIFICACIÓN DEL CONDUCTOR DE FASE GRANDES ALTITUDES : > 3000 msnm Requisitos de diseño: Límite Térmico Pérdidas Joule - Efecto Corona 5

VERIFICACIÓN DEL CONDUCTOR DE FASE Desempeño mecánico: Conductor ACSR, experiencia > 40 años en LT 220 kV a gran altitud. - Conductor ACAR: Desde hace 5 años,573 km en LTs 220 kV en sierra norte, donde 446 km recorren altitudes mayores a 3000 msnm; 2 x ACAR 500 mm² y el 1 x ACAR 550 mm². 6

Máxima Temperatura de Operación < Límite Térmico VERIFICACIÓN DEL CONDUCTOR DE FASE: LÍMITE TÉRMICO LÍMITE TÉRMICO: Máxima Temperatura de Operación < Límite Térmico Ecuación de balance de calor en estado estacionario: - IEEE 738  - IEC 61597: Para H < 800 msnm  Para H > 800 msnm X 7

VERIFICACIÓN DEL CONDUCTOR DE FASE: LÍMITE TÉRMICO IEEE 738 Temperatura conductor = ? Potencia = 1400 MVA Temperatura ambiente máxima: 25 °C (3000-4000 msnm) y 20 °C (4000-4500 msnm). Velocidad de viento: 0,6 m/s Hora de día: 12:00 Atmosfera: Clara Emisividad del conductor: 0,7 Absortividad solar del conductor: 0,9 8

VERIFICACIÓN DEL CONDUCTOR DE FASE: LÍMITE TÉRMICO Límite Térmico: 75 °C 1400 MVA <> 404 A. por subconductor 9

VERIFICACIÓN DEL CONDUCTOR DE FASE: PERDIDAS JOULE % Pérdidas Joule = 2,69% 10

VERIFICACIÓN DEL CONDUCTOR DE FASE: EFECTO CORONA En general: Si:Es < Ec No hay corona Para el caso de la L.T. 500 kV Mantaro – Marcona: Es < 90% Ec Gradiente crítico disrruptivo del aire: Gradiente superficial del conductor: 11

VERIFICACIÓN DEL CONDUCTOR DE FASE: EFECTO CORONA 12

VERIFICACIÓN DEL CONDUCTOR DE FASE: EFECTO CORONA L.T. 500 kV Suchian – Tibet (Hmax: 5000 msnm): 4 X ACSR 400 mm², 13

VERIFICACIÓN DEL AISLAMIENTO Sobretensiones de maniobras, Sobretensiones a frecuencia industrial Sobretensiones por descargas atmosféricas Factor de corrección por altitud (Ka), norma IEC60071: 14

VERIFICACIÓN DEL AISLAMIENTO Nivel Básico de Aislamiento a Impulsos por Maniobra: 1175 kVpico IEC60071: IEEE1313: CRIEPI: Ka obtenido de IEC 15

VERIFICACIÓN DEL AISLAMIENTO 16

VERIFICACIÓN DEL AISLAMIENTO SGEPRI - STATE GRID ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE Laboratorio a 4300 msnm Experimentación “in situ” a 5000 msnm En diciembre del 2014, SGEPRI y COES firmaron un Convenio de Cooperación Técnica con la intención de promover y desarrollar mecanismos de cooperación, que conduzcan mutua y beneficiosamente a intercambiar tecnología e información en lo referido a la construcción de instalaciones de transmisión en áreas de gran altitud u otras zonas en las que sea necesario. 17

¡¡GRACIAS!! 18