FACTS General EC T&D Days Federico
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FACTS General EC T&D Days Federico...
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Federico Feder ico López, López, ABB ABB T&D Days Days,, ECUADOR ECUADOR - Mayo 2009 2009
Introducción a Soluciones FACTS Sistemas Flexibles de Transmisión de Potencia
FACTS Agenda
Introducción
SVC – Compensac Compensación ión Estática Estática
Concepto
Beneficios
Elementos principales de un SVC
SC – Compen Compensac sación ión Ser Serie ie
Concepto
Beneficios
Elementos principales de un SC
Proyectos
Solución ABB
Instalaciones de referencia
FACTS Agenda
Introducción
SVC – Comp Compensa ensación ción Está Estática tica
Concepto
Beneficios
Elementos principales de un SVC
SC – Com Compen pensa sació ción n Serie Serie
Concepto
Beneficios
Elementos principales de un SC
Proyectos
Solución ABB
Instalaciones de referencia
FACTS Introducción FACTS* Flexible AC Transmission Systems Sistemas sofisticados con tecnología de punta destinados a obtener :
Transmisión de potencia en condiciones óptimas *) EPRI, entre otras organizaciones, ha estado promoviendo este nombre genérico. Antes conocido conocido como RPC (Reactive (Reactive Power Compensation). Compensation).
FACTS Mega Ciud Ciudades ades 2015 - Inc Increme rementos ntos de Capac Capacidad idad
FACTS Preocupación Global sobre Seguridad de Suministro y Capacidad Preocupaciones sobre garantía del suministro e incremento de la capacidad de transmisión
65
Aumento de regulaciones y obligaciones
61
Aumento de la volatilidad sistemática del precio
55
Fomento de la energía renovable
51
Eliminación de la distribución en empresas integradas verticalmente
31
Incremento de actividades joint venture de instituciones financieras especializadas en petróleo
27
Sustitución de Centrales Nucleares
27 0
10
20
30
40
50
60
70
Nota: Solamente respuesta global, % de respuestas compartidas Fuente: PricewaterhouseCoopers, Supply essential 2004
Visión general, figura 1: en un rango de tiempo de 5 años, ¿Qué factor le parece que ocurrirá en el sector eléctrico con mayor probabilidad?
FACTS Coste de construcción de líneas de transmisión Euro’00/km
DG TREN/Comisión Europea
Factores específicos de coste País llano (menos torres)
1
Finlandia, Suecia
200 – 300
1
Grecia, Portugal
200 – 300
Poblaciones menores Bajo coste (tierra, mano de obra)
2
Dinamarca, Noruega, España
300 – 400
Cerca del caso base
3
Belgica, Países Bajos, 400 – 500 Italia
Cerca del caso base
4
Francia, Alemania
5
Reino Unido (Inglaterra 600 – 800 & Gales)
Contrato Estudio No TREN/CC/03-2002
500 – 600
Grandes poblaciones Grandes poblaciones Alto coste mano de obra Aplicación del Estándar ‘n-2’ & más torres/km Derechos de paso sobre grandes poblaciones Asuntos importantes sobre el medio ambiente
6 Austria, Suiza
600 – 800
Topografía, Límites altos de presión del vientos Costes elevados de mano de obra
Coste unitario en la construcción de nuevas líneas de transmisión de 380kV dentro de la Unión Europea, Noruega y Suiza
FACTS Una Alternativa de implementación rápida
FACTS Sistemas de Potencia con necesidad de nuevos atributos
Equilibrio en la producción y consumo de MW y MVAr! Desequilibrios en MW
Variaciones de frecuencia
Desequilibrios en MVAr
Desviaciones en Tensión
FACTS ¿Qué es la Potencia Reactiva? Potencia Aparente kVA Potencia Reactiva kVar
Q P Potencia Activa kW
… compite por el espacio disponible en los conductores y aparatos
FACTS Transmisión de potencia en condiciones óptimas Sin FACTS
Con FACTS
n ó i s i m s n a r T e d d a d i c a p a C
Límite Térmico e d a d i d t e i l i m b í t a L s e
FACTS Tecnología
Las soluciones FACTS manipulan ciertos parámetros para incrementar la capacidad y estabilidad de los sistemas eléctricos
FACTS ¿Qué parámetros podemos controlar?
U1
P2 1
U2
2
U1 ⋅ U 2 P2 = sin( θ 2 − θ1 ) X Tensiones: U1 & U2 Compensación Shunt - SVC - SVC Light
Reactancia: X Compensación Serie - SC - TCSC
FACTS Portafolio FACTS – dos áreas principales
SVC (desde 1972)
SVC Light (desde 1997)
Compensación Shunt Compensación Serie
SC - Fija (desde 1950)
TCSC - Controlable (desde 1997)
FACTS Segmento de mercado Los siguientes segmentos utilizan aplicaciones FACTS:
Transmisión eléctrica
Calidad de la energía
Ferrocarriles (conexiones a la red eléctrica)
Energía Eólica (conexiones a la red eléctrica)
Sistemas de Cables
FACTS Agenda
Introducción
SVC – Compensación Estática
Concepto
Beneficios
Elementos principales de un SVC
SC – Compensación Serie
Concepto
Beneficios
Elementos principales de un SC
Proyectos
Solución ABB
Instalaciones de referencia
FACTS Concepto - Bloques de un SVC
VSC
Maniobra y control de fase clásico
SVC Light ® Control Continuo
FACTS Concepto - Configuraciones de un SVC
Configuraciones usadas para el control de la compensación de la potencia reactiva en sistemas eléctricos de potencia a)
Config. TSR-TSC
b)
Config. TCR-TSC
c)
Config. TCR-MSC
Qnet : Flujo de potencia reactiva neta suministrada a la red
FACTS Beneficios de un SVC
Estabilización de la tensión dinámica:
Reducción de la variación de tensión
Mejora de la estabilidad sincrónica:
Aumento de la estabilidad en régimen transitorio
Mejor amortiguación del sistema de transmisión de energía eléctrica
Equilibrio dinámico de la carga
Aumento de la capacidad de transferencia de energía
Compensación de potencia reactiva de cargas con variaciones rápidas
Soporte de la tensión en régimen permanente
Reducción de las pérdidas de transferencia
FACTS Elementos principales de un SVC
Transformador de Potencia
Reactores
Filtros y Condensadores
Sala de Válvulas
Torre de refrigeración
Control – MACH2
Sistema de refrigeración y auxiliares
FACTS Elementos principales de un SVC
Transformador de Potencia
Reactores
Filtros y Condensadores
Sala de Válvulas
Torre de refrigeración
Control – MACH2
Sistema de refrigeración y auxiliares
FACTS Elementos principales de un SVC
Transformador de Potencia
Reactores
Filtros y Condensadores
Sala de Válvulas
Torre de refrigeración
Control – MACH2
Sistema de refrigeración y auxiliares
FACTS Elementos principales de un SVC
Transformador de Potencia
Reactores
Filtros y Condensadores
Sala de Válvulas
Torre de refrigeración
Control – MACH2
Sistema de refrigeración y auxiliares
FACTS Elementos principales de un SVC
Transformador de Potencia
Reactores
Filtros y Condensadores
Sala de Válvulas
Torre de refrigeración
Control – MACH2
Sistema de refrigeración y auxiliares
FACTS Elementos principales de un SVC
Transformador de Potencia
Reactores
Filtros y Condensadores
Sala de Válvulas
Torre de refrigeración
Control – MACH2
Sistema de refrigeración y auxiliares
FACTS Elementos principales de un SVC
Transformador de Potencia
Reactores
Filtros y Condensadores
Sala de Válvulas
Torre de refrigeración
Control – MACH2
Sistema de refrigeración y auxiliares
FACTS Elementos principales de un SVC
Transformador de Potencia
Reactores
Filtros y Condensadores
Sala de Válvulas
Torre de refrigeración
Control – MACH2
Sistema de refrigeración y auxiliares
FACTS Agenda
Introducción
SVC – Compensación Estática
Concepto
Beneficios
Elementos principales de un SVC
SC – Compensación Serie
Concepto
Beneficios
Elementos principales de un SC
Proyectos
Solución ABB
Instalaciones de referencia
FACTS Concepto de un SC
Transferencia de potencia sin Compensación Serie
Transferencia de potencia con Compensación Serie
Grado de compensación:
FACTS Configuraciones de un SC
Dos esquemas típicos con condensador serie y TCSC C : Condensador Serie
Iv : Corriente de la Válvula
L : Inductancia en paralelo
IL : Corriente de línea
Ic : Corriente del Condensador
Vc : Tensión en el Condensador
FACTS Beneficios de un SC
Costes de transmisión mas bajos debidos a la necesidad de menos líneas
Aumento de la capacidad de transmisión a través de un aumento del limite de estabilidad transitoria
Repartición de la carga activa entre líneas en paralelo y reducción de pérdidas
Regulación del voltaje en régimen estacionario y aumento del limite de colapso de voltaje
Mejora de balance de potencia reactiva
FACTS Elementos Principales de un SC
Varistor de Óxido 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
FACTS Elementos Principales de un SC
Varistor de Óxido 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
FACTS Elementos Principales de un SC
Varistor de Óxido 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
FACTS Elementos Principales de un SC
Varistor de Óxido 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
FACTS Elementos Principales de un SC
Varistor de Óxido 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
FACTS Elementos Principales de un SC
Varistor de Óxido 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
FACTS Elementos Principales de un SC
Varistor de Óxido 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
FACTS Elementos Principales de un SC
Varistor de Óxido 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
FACTS Elementos Principales de un SC
Condensadores
Explosores
Interruptor By-pass
Busbar
Platform link
Splice box
Platform MACH2 Protection&Control
OIB phase A High voltage signal column
s l i a t g i P
OIB phase B
OIB phase C
Splice box
Splice box
Ground
Ground cable (phase A) Phase B Phase C
Circuito de Amortiguamiento de la Descarga
OCT
ABB
Varistor de Óxido de Metal (MOV)
Seccionadores de aislamiento Sistema de Control – MACH 2 Sistemas de Medida
FACTS Agenda
Introducción
SVC – Compensación Estática
Concepto
Beneficios
Elementos principales de un SVC
SC – Compensación Serie
Concepto
Beneficios
Elementos principales de un SC
Proyectos
Solución ABB
Instalaciones de referencia
FACTS Centro Líder de ABB FACTS
Centro Líder de ABB FACTS Västerås (Suecia) Más de 200 empleados altamente cualificados y dedicados a las siguientes disciplinas:
Marketing y Ventas
Estudio y diseño de Sistemas
Investigación y Desarrollo
Gestión de proyectos (Actualmente gestionando más de 50 proyectos simultáneamente)
Control de la Calidad
Puesta en marcha y realización de Pruebas
Soporte al cliente / post-venta
FACTS Solución completa
Gerencia de proyectos Ingeniería Estudios de diseño de Sistemas. Diseño eléctrico de la subestación. Diseño mecánico de la subestación. Coordinación de Control y Protección. Diseño obra civil de la subestación. Equipamiento (incluyendo ensayos de Fábrica) Equipamiento primario Sistema de Control y Protección Sistema Auxiliar Estructuras de acero e interconexiones Trabajo de campo Obra civil Instalación Puesta en marcha y ensayos de aceptación. Capacitación Documentación
FACTS Calidad ABB en su máxima expresión
Transformadores
Condensadores
Válvulas
Pararrayos
Interruptores
Sistemas de C&P
Explosores
Medida
Ensayos
FACTS Ejecución de Proyectos En la actualidad estamos trabajando en… … aprox. 50 Proyectos (2/3 son llave en mano) … aprox. 20 países Cada proyecto conlleva típicamente… …3-30 MUSD (máx. 90 MUSD) …5-20 personas formando el equipo de proyecto …12-18 meses de entrega …1/3 contenido local, 2/3 de Suecia
FACTS Referencias SVC
490 Instalaciones en todo el mundo! De momento…
FACTS Caño Limón SVC (Colombia) - Descripción Empresa
OXYCOL
Caso de Aplicación
Caño Limón
Planta petrolífera localizada en el departamento de Arauca, Colombia.
Paradas de producción debidas a huecos de tensión e interrupciones.
Objetivos
Mejorar las estadísticas sobre pérdidas de producción.
Mejorar el perfil de tensiones en barras.
Incrementar el flujo de potencia activa desde la red de 230kV.
Disminuir las tensiones de secuencia negativa.
FACTS Caño Limón SVC (Colombia) - Solución y resultados Solución de ABB
Instalación de un Compensador Estático de Reactiva (SVC)
Variación de 0 a 84 MVAr capacitivos
Conexión en barras de 34.5kV
Beneficios resultantes
Reducción de las paradas debidas a huecos de tensión en más de un 95%.
Perfil de tensión 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.
Tensión de secuencia negativa a 34.5kV reducida desde el 5% hasta el 2%.
FACTS Caño Limón SVC (Colombia) - Diagrama unifilar SVC 34.5kV 0 – 84 MVAr Cap.
Esquema simplificado de la red eléctrica
FACTS SVC – Minera Antamina (Perú) Necesidades de Antamina
Soporte de la tensión durante régimen estacionario y durante contingencias
Maquinas eléctricas de grande porte tales como grandes motores AC, trenes de velocidad variable y ciclo convertidores.
PERÚ Minera Antamina Lima
Solución de ABB
Instalación de un Compensador Estático (SVC)
Beneficios para Antamina
Reducción de las paradas de operación las máquinas.
FACTS SVC – Minera Antamina (Perú) 220 kV
90 MVA
Mejora del suministro eléctrico a un complejo minero
Estabilización de tensión 220 kV en un rango de +/- 5%
SVC: 220 kV, -45/+90 MVAr
En servicio: Diciembre 2000
TCR
5: a
7: a
11: a
135 MVAr
51 MVAr
29 MVAr
10 MVAr
FACTS SVC – Pidiregas 708 & 806 – CFE, (Mexico) Necesidades de CFE
Para prevenir apagones en el área de la ciudad de Mexico. SVC para mejorar el soporte de rapidez de tensión, especialmente durante contingencias.
Solución ABB
Moctezuma
Cañada MEXICO
Cerro de Oro
Mexico City
Pie de la Cuesta
Los siguientes 4 SVC’s: - Cerro de Oro: 400 kV, -300/+300 MVAr - Moctezuma: 230 kV, -90/+300 MVAr - Pie de la Cuesta: 230 kV, -50/+150 MVAr - Cañada: 400 kV, -90/+300 MVAr
Beneficios para CFE
Bajo riesgo y continuidad de anteriores suministros. ABB ha suministrado 21 de 26 SVC’s a CFE en México desde 1980 a 2006.
FACTS Referencias SC
270 Instalaciones en todo el mundo! De momento…
FACTS Interconexión Norte-Sur en Brasil
8 Bancos de Condensadores Serie hacen posible la interconexión de dos sistemas gigantes en GW!
FACTS Interconexión Norte-Sur en Brasil
Brasil
Interconexión Norte-Sur 5SC’s + 1 TCSC
Subestación
Potencia
Maraba Miracena Colinas Imperatriz
348 MVAr SC 161 MVAr SC 2x161 MVAr SC 161 MVAr SC 107 MVAr TCSC
Tensión 500 kV 500 kV 500 kV 500 kV 500 kV
FACTS Sistema de Transmisión de 500 kV (Argentina) Ejecución en etapas: Mediados ‘70:
1ª y 2ª líneas 4 SC’s; k = 40 % Σ P = 1650 MW
Mediados ‘80:
3ª línea
Mediados ‘90:
4 SC’s; k = 40 % ΣP = 2900 MW
ARGENTINA Henderson Puelches
Buenos Aires Olavarria
Choele Choel P.del Aquila Alicurá
1996:
Actualización de SC’s en Henderson y Puelches Σ P = 3300 MW
1999:
4ª línea 4 SCs; k = 40 % Σ P = 4600 MW
500 kV Substation
Actualidad:
Total capacidad transmitida Σ P = 5200 MW
FACTS Conozca más sobre FACTS
www.abb.com/FACTS
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