FACTS General EC T&D Days Federico

ABB Group May 6, 2009 | Slide 1

Introduccin a Soluciones FACTSSistemas Flexibles de Transmisin de Potencia

Federico Lpez, ABB T&D Days, ECUADOR - Mayo 2009


FACTSAgenda

Introduccin SVC Compensacin Esttica

Concepto Beneficios Elementos principales de un SVC

SC Compensacin Serie Concepto Beneficios Elementos principales de un SC

Proyectos Solucin ABB Instalaciones de referencia


FACTSAgenda

Introduccin SVC Compensacin Esttica

Concepto

Beneficios

Elementos principales de un SVC

SC Compensacin Serie

Concepto

Beneficios

Elementos principales de un SC

Proyectos

Solucin ABB Instalaciones de referencia


FACTSIntroduccin

FACTSFACTS**

FFlexible lexible ACAC TTransmissionransmission SSystemsystems

Sistemas sofisticados con tecnologa de punta destinados a obtener :

Transmisin de potencia en condiciones ptimas

*) EPRI, entre otras organizaciones, ha estado promoviendo este nombre genrico.

Antes conocido como RPC (Reactive Power Compensation).


FACTSMega Ciudades 2015 - Incrementos de Capacidad


FACTSPreocupacin Global sobre Seguridad de Suministro y Capacidad

Visin general, figura 1: en un rango de tiempo de 5 aos, Qu factor le parece que ocurrir en el sector elctrico con mayor probabilidad?

Nota: Solamente respuesta global, % de respuestas compartidasFuente: PricewaterhouseCoopers, Supply essential 2004

27

27

31

51

55

61

65

0 10 20 30 40 50 60 70

Sustitucin de Centrales Nucleares

Incremento de actividades joint venture deinstituciones financieras especializadas en petrleo

Eliminacin de la distribucin en empresasintegradas verticalmente

Fomento de la energa renovable

Aumento de la volatilidad sistemtica del precio

Aumento de regulaciones y obligaciones

Preocupaciones sobre garanta del suministroe incremento de la capacidad de transmisin


FACTSCoste de construccin de lneas de transmisin

DG TREN/Comisin Europea

Contrato Estudio No TREN/CC/03-2002

Bajo coste (tierra, mano de obra)200 300Grecia, Portugal1

Cerca del caso base300 400Dinamarca, Noruega, Espaa2

Cerca del caso base

Grandes poblaciones400 500Belgica, Pases Bajos, Italia3

Grandes poblaciones

Alto coste mano de obra500 600 Francia, Alemania4

Aplicacin del Estndar n-2 & ms torres/km

Derechos de paso sobre grandes poblaciones600 800 Reino Unido (Inglaterra & Gales)5

Asuntos importantes sobre el medio ambiente Topografa, Lmites altos de presin del vientosCostes elevados de mano de obra

600 800 Austria, Suiza6

Finlandia, Suecia 200 300

Euro00/kmPas llano (menos torres)

Poblaciones menores

Factores especficos de coste

1

Coste unitario en la construccin de nuevas lneas de transmisin de 380kV dentro de la Unin Europea, Noruega y Suiza


FACTSUna Alternativa de implementacin rpida


FACTSSistemas de Potencia con necesidad de nuevos atributos

Equilibrio en la produccin y consumo de MW y MVAr!

Desequilibrios en MW Variaciones de frecuencia

Desequilibrios en MVAr Desviaciones en Tensin


FACTSQu es la Potencia Reactiva?

PotenciaReactiva

kVar

Potencia ActivakW

PotenciaAparente

kVA

Q

P

compite por el espacio disponible en los

conductores y aparatos


FACTSTransmisin de potencia en condiciones ptimas

Sin FACTS

Con FACTS

Las soluciones FACTS manipulan ciertos parmetros para incrementar la capacidad y estabilidad de los sistemas

elctricos

Tecnologa

C

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Lmite Trmico

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FACTS


FACTSQu parmetros podemos controlar?

Compensacin Serie- SC- TCSC

Compensacin Shunt- SVC- SVC Light

)sin( 12212 = XUUP

U11 U22P2

Tensiones: U1 & U2 Reactancia: X


FACTSPortafolio FACTS dos reas principales

SVC (desde 1972)

SVC Light (desde 1997)

SC - Fija (desde 1950)

TCSC - Controlable (desde 1997)

Compensacin Shunt

Compensacin Serie


FACTSSegmento de mercado

Los siguientes segmentos utilizan aplicaciones FACTS:

Transmisin elctrica

Calidad de la energa

Ferrocarriles (conexiones a la red elctrica)

Energa Elica (conexiones a la red elctrica)

Sistemas de Cables


FACTSAgenda

Introduccin

SVC Compensacin Esttica Concepto Beneficios Elementos principales de un SVC


Concepto

Beneficios


Proyectos



FACTSConcepto - Bloques de un SVC

SVC Light Control ContinuoManiobra y control de fase clsico

VSC


FACTSConcepto - Configuraciones de un SVC

Configuraciones usadas para el control de la compensacin de la potencia reactiva en sistemas elctricos de potencia

a) Config. TSR-TSC

b) Config. TCR-TSC

c) Config. TCR-MSC

Qnet : Flujo de potencia reactiva neta suministrada a la red


FACTSBeneficios de un SVC

Estabilizacin de la tensin dinmica: Aumento de la capacidad de transferencia de

energa

Reduccin de la variacin de tensin

Mejora de la estabilidad sincrnica: Aumento de la estabilidad en rgimen transitorio

Mejor amortiguacin del sistema de transmisin de energa elctrica

Equilibrio dinmico de la carga Compensacin de potencia reactiva de cargas con

variaciones rpidas

Soporte de la tensin en rgimen permanente Reduccin de las prdidas de transferencia


FACTSElementos principales de un SVC

Transformador de Potencia

Reactores

Filtros y Condensadores

Sala de Vlvulas

Torre de refrigeracin

Control MACH2

Sistema de refrigeracin y auxiliares




Reactores


Sala de Vlvulas


Control MACH2



FACTS Elementos principales de un SVC


Reactores


Sala de Vlvulas


Control MACH2





Reactores


Sala de Vlvulas


Control MACH2



FACTSAgenda

Introduccin

SVC Compensacin Esttica

Concepto

Beneficios


SC Compensacin Serie Concepto Beneficios Elementos principales de un SC

Proyectos



FACTSConcepto de un SC

Transferencia de potenciasin Compensacin Serie

Transferencia de potenciacon Compensacin Serie

Grado de compensacin:


FACTSConfiguraciones de un SC

Dos esquemas tpicos con condensador serie y TCSC

C : Condensador Serie

L : Inductancia en paralelo

Ic : Corriente del Condensador

Iv : Corriente de la Vlvula

IL : Corriente de lnea

Vc : Tensin en el Condensador


FACTSBeneficios de un SC

Costes de transmisin mas bajos debidos a la necesidad de menos lneas

Aumento de la capacidad de transmisin a travs de un aumento del limite de estabilidad transitoria

Reparticin de la carga activa entre lneas en paralelo y reduccin de prdidas

Regulacin del voltaje en rgimen estacionario y aumento del limite de colapso de voltaje

Mejora de balance de potencia reactiva


FACTSElementos Principales de un SC

Varistor de xido de Metal (MOV)

Circuito de Amortiguamiento de la Descarga

Condensadores

Explosores

Interruptor By-pass

Seccionadores de aislamiento

Sistema de Control MACH 2

Sistemas de Medida





Condensadores

Explosores

Interruptor By-pass



Sistemas de Medida



ABB

P l a t f o r m

OIBphase B

OIBphase C

OIBphase A

OCT

Platformlink

Splice box

Splice box

Splice box

High voltagesignal column

Busbar

MACH2 Protection&Control

Ground cable (phase A)

Phase CPhase B

P

i

g

t

a

i

l

s

G r o u n d



Condensadores

Explosores

Interruptor By-pass



Sistemas de Medida


FACTSAgenda

Introduccin

SVC Compensacin Esttica

Concepto

Beneficios



Concepto

Beneficios


Proyectos Solucin ABB Instalaciones de referencia


FACTSCentro Lder de ABB FACTS

Ms de 200 empleados altamente cualificados y dedicados a las siguientes disciplinas:

Marketing y Ventas

Estudio y diseo de Sistemas

Investigacin y Desarrollo

Gestin de proyectos (Actualmente gestionando ms de 50 proyectos simultneamente)

Control de la Calidad

Puesta en marcha y realizacin de Pruebas

Soporte al cliente / post-venta

Centro Lder de ABB FACTS Vsters (Suecia)


FACTSSolucin completa

Gerencia de proyectos Ingeniera

Estudios de diseo de Sistemas. Diseo elctrico de la subestacin. Diseo mecnico de la subestacin. Coordinacin de Control y Proteccin. Diseo obra civil de la subestacin.

Equipamiento (incluyendo ensayos de Fbrica) Equipamiento primario Sistema de Control y Proteccin Sistema Auxiliar Estructuras de acero e interconexiones

Trabajo de campo Obra civil Instalacin Puesta en marcha y ensayos de

aceptacin. Capacitacin Documentacin


FACTSCalidad ABB en su mxima expresin

Transformadores Condensadores Vlvulas

Pararrayos Interruptores Sistemas de C&P

Explosores Medida Ensayos


FACTSEjecucin de Proyectos

En la actualidad estamos trabajando en

aprox. 50 Proyectos (2/3 son llave en mano)

aprox. 20 pases

Cada proyecto conlleva tpicamente3-30 MUSD (mx. 90 MUSD)5-20 personas formando el equipo de proyecto12-18 meses de entrega1/3 contenido local, 2/3 de Suecia


FACTSReferencias SVC

490 Instalaciones en todo el mundo! De momento


FACTSCao Limn SVC (Colombia) - Descripcin

Cao Limn

Empresa OXYCOL

Caso de Aplicacin Planta petrolfera localizada en el

departamento de Arauca, Colombia.

Paradas de produccin debidas a huecos de tensin e interrupciones.

Objetivos Mejorar las estadsticas sobre prdidas de

produccin.

Mejorar el perfil de tensiones en barras.

Incrementar el flujo de potencia activa desde la red de 230kV.

Disminuir las tensiones de secuencia negativa.


FACTSCao Limn SVC (Colombia) - Solucin y resultados

Solucin de ABB Instalacin de un Compensador Esttico de

Reactiva (SVC)

Variacin de 0 a 84 MVAr capacitivos

Conexin en barras de 34.5kV

Beneficios resultantes Reduccin de las paradas debidas a huecos

de tensin en ms de un 95%.

Perfil de tensin en barras del sistema de 34.5kV limitado en un rango de 2%.

Incremento del flujo de Potencia Activa desde la red de 230kV hasta 30MW.

Tensin de secuencia negativa a 34.5kV reducida desde el 5% hasta el 2%.


FACTSCao Limn SVC (Colombia) - Diagrama unifilar

SVC 34.5kV0 84 MVAr Cap.

Esquema simplificado de la red elctrica


FACTSSVC Minera Antamina (Per)

Necesidades de Antamina

Soporte de la tensin durante rgimen estacionario y durante contingencias

Maquinas elctricas de grande porte tales como grandes motores AC, trenes de velocidad variable y ciclo convertidores.

Solucin de ABB

Instalacin de un Compensador Esttico (SVC)

Beneficios para Antamina

Reduccin de las paradas de operacin las mquinas.

Minera Antamina

Lima

PER


FACTSSVC Minera Antamina (Per)

90 MVA

5: a51 MVAr

TCR135 MVAr

7: a29 MVAr

11: a10 MVAr

220 kV

Mejora del suministro elctrico a un complejo minero

Estabilizacin de tensin220 kV en un rango de +/- 5%

SVC: 220 kV, -45/+90 MVAr

En servicio: Diciembre 2000


FACTSSVC Pidiregas 708 & 806 CFE, (Mexico)

Necesidades de CFE Para prevenir apagones en el rea de la ciudad

de Mexico. SVC para mejorar el soporte de rapidez de tensin, especialmente durante contingencias.

Solucin ABB Los siguientes 4 SVCs:

- Cerro de Oro: 400 kV, -300/+300 MVAr- Moctezuma: 230 kV, -90/+300 MVAr- Pie de la Cuesta: 230 kV, -50/+150 MVAr- Caada: 400 kV, -90/+300 MVAr

Beneficios para CFE Bajo riesgo y continuidad de anteriores

suministros. ABB ha suministrado 21 de 26 SVCs a CFE en Mxico desde 1980 a 2006.

Moctezuma

Pie de la Cuesta

Cerro de OroMEXICO

Mexico City

Caada


FACTSReferencias SC

270 Instalaciones en todo el mundo! De momento


FACTSInterconexin Norte-Sur en Brasil

8 Bancos de Condensadores Serie hacen posible la interconexin de

dos sistemas gigantes en GW!


Brasil

Subestacin Potencia Tensin

Maraba 348 MVAr SC 500 kVMiracena 161 MVAr SC 500 kVColinas 2x161 MVAr SC 500 kVImperatriz 161 MVAr SC 500 kV

107 MVAr TCSC 500 kV

FACTSInterconexin Norte-Sur en Brasil

Interconexin Norte-Sur

5SCs + 1 TCSC


FACTSSistema de Transmisin de 500 kV (Argentina)

500 kV Substation

Olavarria

Henderson

AlicurP.del Aquila

Choele Choel

Buenos AiresPuelches

ARGENTINAARGENTINA

Ejecucin en etapas:

Mediados 70:

Mediados 80:

Mediados 90:

1996:

1999:

Actualidad:

1 y 2 lneas4 SCs; k = 40 % P = 1650 MW

3 lnea

4 SCs; k = 40 %P = 2900 MW

Actualizacin de SCsen Henderson y Puelches P = 3300 MW

4 lnea4 SCs; k = 40 % P = 4600 MW

Total capacidad transmitida P = 5200 MW


FACTSConozca ms sobre FACTS

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