El área de Estudios (AE), desarrolla simulaciones de sistemas eléctricos del sistema de potencia en estado estacionario y transitorio, para la integración de nuevos sistemas eléctricos a la red existente o repotenciación de sistemas existentes, para ello se disponen de herramientas computacionales para el modelamiento matemático y simulaciones.
Nuestros clientes pertenecen a los agentes del mercado eléctrico peruano e internacional: Generadores, Transmisores, Distribuidores e Industriales (Grandes usuarios).
El desarrollo de nuestra base de datos, junto a la experiencia en diversos proyectos realizados, asegura resultados óptimos en cuanto al tiempo de ejecución, conclusiones y aceptación de informes en los organismos de control.
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Se desarrolla los estudios para la integración de centrales de generación convencional, central de generación con recursos energéticos renovables (RER), proyectos mineros, cargas industriales, líneas y subestaciones de transmisión de acuerdo a los lineamientos planteados en los procedimientos publicados por el COES.
- Estudios de corto circuito, de acuerdo con diferentes Normas como la IEC, ANSI, VDE, entre otras.
- Estudios de coordinación de protecciones utilizando software especializado como DIgSILENT Power Factory.
- Estudios de transitorios electromagnéticos, usando programas como el DIgSILENT PowerFactory.
- Estudios de conexión de generadores, líneas de transmisión, transformadores y cargas al sistema eléctrico de potencia.
- Análisis de armónicos en redes eléctricas.
- Compensación de factor de potencia.
- Estudios de estabilidad de voltaje.
- Dimensionamiento y ubicación optima de equipos de compensación: condensadores, reactores, compensadores estáticos.
- Estudios de pérdidas en sistemas eléctricos.
- Estudios de reconfiguración de redes eléctricas.
- Estudios de confiabilidad en sistemas eléctricos.
- Estudios de expansión de sistemas eléctricos de potencia: análisis de estado estable y dinámico.
- Modelamiento de sistemas de control: reguladores de tensión, reguladores de velocidad, estabilizadores de sistemas de potencia, entre otros.
Análisis de armónicos
Se realizan análisis de armónicos para sistemas existentes en base a las mediciones tomadas en campo con registradores de energía especializados.
En los análisis de armónicos de determinan los espectros de armónicos presentes en un sistema tanto de manera individual (Orden de armónico n) como la distorsión armónica total del sistema con lo que se determinara la necesidad o no del uso de filtros para armónicos.
Le evaluación de los límites de niveles de distorsión armónica en los sistemas eléctricos, está basada en las normas aplicables como los estándares del IEEE 519‐1992 y la normas NTCSE (Norma técnica de calidad de los servicio eléctricos).
Análisis de resonancia
Verificar a través de la respuesta en frecuencia de impedancias, los puntos de resonancia debido a la conexión del filtro para diferentes configuraciones y puntos de operación de la red.
Se realizan análisis de resonancia eléctrica en los sistemas eléctricos, para evaluar posibles frecuencias de resonancia que puedan ser excitados por elementos existentes y evaluar las sintonías de los filtros armónicos y los equipos de compensación reactiva.
Evaluación de los equipos de compensación reactiva
Se validara el equipo de compensación reactiva a través de las simulaciones de flujo de armónicos y resonancia, con el cual se determinara si se instalara bancos de condensadores para solo corregir el factor de potencia o filtros de armónicos para mitigar la presencia de armónicos y corrección del factor de potencia en la red existente.
Evaluación de la calidad de energía para sistemas existentes
En coordinación con el área de pruebas se desarrollan mediciones en campo de la calidad de energía a través de analizadores de armónicos sofisticados, cuyos reportes son evaluados para determinar los márgenes de la calidad de la energía según límites recomendados en la norma IEEE 519‐1992 y norma NTCSE (Norma técnica de calidad de los servicio eléctricos).
Estudios de estabilidad transitoria y de pequeña señal
Se realizan estudios de estabilidad transitoria y de pequeña señal, con el objetivo de determinar y evaluar si los rotores de las maquinas que son afectadas por una perturbación tienen la capacidad de regresar a un estado de operación constante o estable luego de ocurrida la perturbación.
Las simulaciones para la evaluación de la condición de estabilidad de las maquinas, se realizan considerando las condiciones más desfavorables a las que pueden ser sometidas las maquinas dentro de su área de influencia.
Mediante las simulaciones estabilidad permanente, también se determinan los tiempos críticos de despeje de fallas, que servirán como premisas para los ajustes de las protecciones en los casos donde sean aplicables.
Estudios de estabilidad de tensión
Se realizan estudios de estabilidad de tensión, tanto en estado transitorio para evaluar la respuesta de los reguladores de las unidades ante eventos de fallas y/o maniobras que afecten al sistema, y en estado permanente mediante la diagramación de las curas P-V para una o más barras del sistema eléctrico con el cual podemos determinar los niveles de cargabilidad permisibles en dichas barras.
Modelamiento de sistemas de control (AVR, RAS, PSS)
Para llevar a cabo las simulaciones de estabilidad en las unidades de generación con una adecuada respuesta de sus sistemas de control, se realiza el Modelamiento de los sistemas de control con los que cuenta la unidad entre los cuales tenemos:
- Modelamiento de los reguladores de tensión.
- Modelamiento de los reguladores de velocidad.
- Modelamiento de estabilizadores de sistemas de potencia.
- Modelamiento de bloques limitadores.
- Otros bloques de control que sean requeridos.
El Modelamiento en detalle de los modelos de control según la información del fabricante nos brinda una adecuada aproximación de la respuesta real de la unidad ante una perturbación en los análisis de estabilidad y en algunos casos donde será necesario, con la ayuda de las simulaciones, nos permite recomendar valores de sintonía de las ganancias de los sistemas de control de las unidades.
Análisis del arranque de motores
Se realizan simulaciones de arranque de motores en donde se evalúan los posibles efectos sobre el sistema eléctrico asociado, así mismo se evalúa el comportamiento transitorio sujeto a la secuencia de arranque de los motores.
Estas simulaciones no permitirán establecer las condiciones óptimas para el arranque de los motores y nos brinda información para la sensibilización de los ajustes de los equipos de protección asociados.
Dentro de los principales objetivos del análisis de arranque de motores tenemos:
- Tiempo de arranque de los motores.
- Magnitud y duración de la sobre intensidad producida.
- Magnitud y duración del hueco de tensión introducido en la red.
Análisis de energización de transformadores de potencia
La simulación de energización de transformadores de potencia en vacio tiene por finalidad verificar el comportamiento de la magnitud de corriente de inserción (Inrush) y el tiempo de duración del mismo ante la energización y a su vez también de analizar el fenómeno de ferroresonancia.
Análisis de energización de equipos de compensación
Se verificara el comportamiento de la magnitud de corriente y tensión durante el transitorio de energización de bancos de condensadores o reactores shunt evaluando los efectos en los componentes adyacentes del sistema eléctrico.
Elaboración de archivos COMTRADE para las pruebas operacionales END TO END
Los archivos COMTRADE (Common Formart for Transient Data Exchange) se obtienen a través de simuladores de Sistemas Eléctricos De Potencia (Ej. Digsilent, ATP, Netsim), estos archivos continen corrientes y tensiones senoidales de falla, cuya reproducción a través de equipos de pruebas de relés permitirán verificar la correcta operatividad del relé ante fallas casi reales.
Como parte de las actividades del área de estudios se definen las condiciones pre operaciones y operacionales del sistema eléctrico a implementar, los cuales se desarrollan de acuerdo a los lineamientos establecidos por el comité de operación económica del sistema (COES) en el ámbito nacional, y lineamientos particulares de cada cliente.
Así mismo los estudios desarrollados, son contrastados con estándares internacionales que son aplicables para clientes fuera del país según el requerimiento de cada proyecto.
Como parte de los estudio de operatividad y pre-operatividad se desarrollan los siguientes análisis.
- Estudios de flujos de carga.
- Estudios de corto circuito.
- Estudios de coordinación de protecciones.
- Estudios de estabilidad transitoria y permanente.
- Estudios de transitorios electromecánicos.
- Estudios de transitorios electromagnéticos.
- Estudios de armónicos.
- Estudios de compensación reactiva.
Estudios de flujo de carga
Se analiza el comportamiento de los sistemas eléctricos en estado estacionario determinándose los niveles de tensión en barras y sobrecargas en el equipamiento eléctrico verificando la distribución del flujo de potencia (Potencia Activa y Reactiva). El análisis se desarrolla para la condición de operación normal y contingencias.
Estudios de cortocircuito
Se determina y analiza las corrientes de cortocircuito en estado estable de acuerdo a diferentes normas como: IEC 60909, ANSI o VDE, cuyos resultados nos permiten determinar lo siguiente:
- Verificar la capacidad de ruptura de los interruptores de potencia.
- Verificar la saturación de transformadores de corriente.
- Premisa para el cálculo de ajustes de protección.
Estudios de coordinación de protecciones
Se determina los ajustes de los equipos de protección del sistema eléctrico en análisis cumpliendo los requisitos básicos de la ingeniera de protecciones, como son: sensibilidad, seguridad, rapidez, selectividad y confiabilidad.
Se realizan estudios de coordinación de protecciones para nuevas instalaciones de proyectos u ampliaciones a modo de diseño y para instalaciones existentes a modo de revalidación y evaluación de los esquemas de protecciones existentes en los sistemas eléctricos de potencia.
En los estudios de coordinación de protecciones se determina los ajustes de los equipos de protección del sistema eléctrico en análisis cumpliendo los requisitos básicos de la ingeniera de protecciones, como son: sensibilidad, seguridad, rapidez, selectividad y confiabilidad.
Realizamos estudios de coordinación de protecciones en todos los niveles de tensión, brindando soluciones basadas en nuestra experiencia en el desarrollo de estudios a nivel nacional e internacional siguiendo los lineamentos técnicos establecidos por las normas y estándares nacionales e internaciones.
Como resultado del estudio de coordinación de protecciones se presentan in informe técnico detallado de las consideraciones tomadas para la realización del estudio, en donde se incluye el siguiente contenido:
- Diagramas unifilares de protecciones detallando los equipos primarios y de protección involucrados en los análisis.
- Plantillas de ajustes basadas en los modelos específicos de los relés de protecciones, de modo que faciliten su parametrización en campo.
- Resúmenes gráficos de las verificaciones realizadas que validen los ajustes propuestos y faciliten su entendimiento.
- Resúmenes descriptivos o tabulados sobre los cambios propuestos posteriores a los análisis realizados.
- Alternativas y recomendaciones de mejora sobre los sistemas de protección de las instalaciones.
Coordinación de aislamiento
Los resultados permitirán seleccionar el nivel de aislamiento de los equipos a instalar en los nuevos sistemas eléctricos, para el cual se considera los siguientes parámetros:
- Características de las sobretensiones que se presentaran en la operación de las instalaciones eléctricas.
- Ubicación de la instalación referente a la altitud.
- Nivel isoceraunico de la zona del proyecto.
- Índice de falla de equipo.
- Índice de salida de líneas que estarán conectadas a la subestación en análisis.
Compensación de potencia reactiva
Se determina la ubicación óptima y capacidad de los bancos de condensadores o reactores shunt necesarios para el sistema eléctrico el cual permita las siguientes mejoras:
- Reducir las caídas de tensión.
- Reducir las pérdidas en los cables por efecto joule.
- Reducir la potencia reactiva suministrada por la red externa.
- Incremento de la capacidad de transmisión de activos.
- Mejora del factor de potencia a valores cercanos a la unidad.
A menudo el empleo de los equipos de compensación reactiva conlleva a determinar filtros para armónicos, por lo que los estudios de flujos de potencia, flujo de armónicos y análisis de resonancia se desarrollan en conjunto para lograr resultados óptimos.
Diseño básico y especificación técnica de sistemas de protección
Se plantea esquemas de protección según recomendaciones de los requerimientos mínimos del COES y normas IEEE Std. 242-2001.
Se determina data sheets de equipos de protección.
Dimensionamiento de transformadores Zig-Zag y resistencias de puesta a tierra (PAT)
Se realizan estudios para el adecuado dimensionamiento de transformadores Zig-Zig para aplicaciones de generación de neutros artificiales en los sistemas eléctricos aislados, en donde se determinan las características técnicas del equipo de acuerdo a lugar específico donde será instalado.
Del mismo modo se realizan estudios para determinar las características técnicas de las resistencias de puesta en tierra para los neutros de los transformadores de potencia y transformares de compensación Zig-Zag, tomando en cuenta las características del equipo y las condiciones del sistema eléctrico específico donde será instalado.
El Arc-Flash se presenta ante una falla en el sistema eléctrico, es muy peligroso debido a que esta se presenta con temperaturas extremadamente altas e intenso calor radiante, cuya exposición provoca serios daños a equipos y/o personas. El arco puede ser iniciado por impurezas, polvo, corrosión, contactos accidentales, caída de herramienta, sobre-voltajes o falla de los materiales aislantes.
El estudio se realizara asociando los estudios de cortocircuito y coordinación de protecciones, cuyos resultados nos permitirán identificar el límite de protección de flasheo y energía incidente en las distancias asignadas para trabajos en sistemas de generación, transmisión y distribución.
Los resultados permiten especificar el adecuado equipo de protección personal (EPP), el cual debe ser del tipo y calidad para proteger todas las partes del cuerpo que estén expuestas al Arc -Flash.
Estudios e implementación de sistemas de rechazo automático de carga y generación
Se realizan estudios e implementación de sistemas de rechazo de carga o generación de acuerdo a los lineamientos del comité de operación económica del sistema (COES), en estos estudios se determina las condiciones óptimas para la selección de los circuitos a rechazar para cada sistema persiguiendo el objetivo de rechazar la carga necesaria y evitar los rechazos excesivos de carga.
Elaboración de programas y procedimientos para puestas en servicio
Se elaboran programas y prendimientos de maniobras para instalaciones nuevas que entraran en servicio o instalaciones que han sido modificadas topológicamente.
Para la elaboración de los procedimientos de maniobras, de toman como referencia las normas y lineamientos establecidos por el comité de operación económica del sistema interconectado nacional.
Los programas para puesta en servicio de las nuevas instalaciones o unidades de generación, incluyen detalles de actividades a realizar antes, durante y después de la puesta en servicio, así como fichas de registros que se consideren necesarios para cada instalación.
Análisis de fallas en sistemas eléctricos (Eventos y de oscilografías)
Se descarga en situ los eventos y oscilografías del relé o relés que hayan operado ante una falla, toda la información recopilada se evalúa, estudio los resultados, se reconstruye el evento, se realiza simulaciones para determinar el origen, dar conclusiones y recomendaciones.
