Desarrollo de la ingeniería para la ampliación de la capacidad de transmisión de 190 MVA a 250 MVA de la línea de transmisión Tingo María - Vizcarra (L-2252) en 220 kv

Abstract

De acuerdo al Plan de Transmisión 2013 – 2022 elaborado por el COES (Comité de Operación Económica del Sistema Interconectado Nacional), se plantean medidas de solución ante el incremento de la demanda de energía eléctrica del país y la expansión del sistema eléctrico peruano, dentro de dichas propuestas de solución se establece la repotenciación o aumento de la capacidad de transporte de energía de las líneas de transmisión eléctrica, la repotenciación de líneas de transmisión se caracteriza por ser de bajo costo, así como por no requerir trabajos u obras de gran envergadura y por no producir restricciones mayores de suministro de energía o grandes cortes de servicio. El presente Proyecto de Ingeniería se enfoca de modo particular en la repotenciación de la línea de transmisión Tingo María – Vizcarra (L-2252) en 220 kV, esta línea se ubica entre los departamentos de Huánuco y Ancash y pasará de transportar inicialmente 190 MVA a transportar 250 MVA en régimen continuo. Este trabajo se basa en un proyecto de la especialidad de ingeniería mecánica eléctrica y es uno de los requisitos académicos necesarios para la obtención del título de grado que otorga la Universidad Nacional de Ingeniería, la presente tesis abarca la ingeniería básica o de anteproyecto necesaria para establecer las obras y/o acciones necesarias para la repotenciación de la línea de transmisión Tingo María – Vizcarra en 220 kV. Se ha dividido la tesis en siete capítulos (7) para su correcto ordenamiento. En el Capítulo I: “Introducción”, se hace una breve reseña histórica del proyecto, se realiza una descripción general de la línea de transmisión en estudio, así como también se muestran los objetivos, la justificación de la tesis, los alcances y limitaciones de la investigación, se delimita el espacio y el tiempo del proyecto y finalmente se muestra la metodología para la elaboración de esta tesis. En el Capítulo II: “Marco Teórico”, se hace referencia a definiciones, conceptos, teorías, entre otros que enmarcan el tópico de las líneas de transmisión eléctrica y particularmente el caso de las líneas de transmisión con vanos a desnivel; también se describe en forma resumida el aspecto teórico de las cargas y sobrecargas en el conductor, el aspecto teórico de la ecuación de cambio de estado y de las hipótesis de cálculo mecánico. En el Capítulo III: “Pre Operatividad de la Repotenciación de la Línea de Transmisión Tingo María – Vizcarra (L-2252)”, se describe en forma sucinta en qué consiste el plan de transmisión 2013-2022 elaborado por el COES, se muestran los cálculos de los parámetros eléctricos de la línea y los cálculos del flujo de carga de la misma para distintas alternativas y escenarios de demanda de energía, dichos cálculos se elaboraron con la ayuda del software DigSilent Power Factory y se muestran también los diagramas de salida o reportes de dicho software. Finalmente se muestran las conclusiones del análisis del flujo de carga de la línea de transmisión en estudio. En el Capítulo IV: “Metodología Para el Desarrollo del Proyecto de Repotenciación de la Línea de Transmisión en 220 kV Tingo María – Vizcarra (L-2252)”, se describen el procedimiento a seguir, la información a recopilar, las acciones a realizar tanto en campo como en gabinete, los cálculos, diseños y los documentos que se deberán elaborar y presentar ante las empresas y autoridades competentes y que son necesarios para justificar técnicamente la factibilidad del proyecto de repotenciación de la Línea de Transmisión Tingo María - Vizcarra. En el Capítulo V: “Características, Parámetros de Diseño, Distancias de seguridad y Equipos de Subestaciones de la Línea De Transmisión Tingo María – Vizcarra (L-2252)”, se describen en forma detallada y concisa las características generales de la Línea de Transmisión Tingo María – Vizcarra, así como también se describen y se muestran las características y propiedades de los elementos más representativos que constituyen la línea de transmisión en estudio, tales como el cable conductor, el cable de guarda, los aisladores y las estructuras de celosía. En este capítulo también se detallan los criterios de diseño mecánico, las hipótesis de carga, las características de diseño estructurales y el cálculo mecánico de las estructuras que fueron empleados para el diseño original de la línea hace años atrás. Así mismo, en el Capítulo V se define el término de distancia mínima de seguridad para cables conductores con respecto al suelo, se explica el por qué debe establecerse la distancia de seguridad y se muestra una tabla elaborada bajo las normas del CNE – Suministro 2011 con las distancias mínimas de seguridad más relevantes para líneas de transmisión de 220 kV. En la parte final del Capítulo V se verifica que los equipos de salida de línea tanto de la Subestación Vizcarra como de la Subestación Tingo María en 220 kV serán capaces de soportar la nueva carga de 250 MVA con el respectivo aumento del valor de la corriente. En el Capítulo VI: “Trabajos, Diseños y Cálculos De Ingeniería Para La Repotenciación De La Línea Tingo María – Vizcarra (L-2252)”, considerando en un principio la información suministrada por el propietario de la concesión de la línea de transmisión, en este caso la empresa ETESELVA, se elabora un cuadro con los vanos potencialmente críticos de la línea para su posterior análisis en campo y en gabinete. A continuación, en este Capítulo se especifican las acciones realizadas para los trabajos de campo de los vanos críticos seleccionados, así como los trabajos de gabinete realizados para la elaboración de la Ingeniería de la Repotenciación de la Línea de Transmisión Tingo María – Vizcarra en 220 kV. El Capítulo VI también se describen y muestran los cálculos para la elaboración de la ingeniería de la repotenciación, tales como los cálculos de las distancias críticas, los cálculos de las temperaturas del conductor para la condición de medición de campo y para la condición proyectada de 250 MVA y se describen las posibles alternativas de solución para hacer factible la repotenciación de la Línea de Transmisión Tingo María – Vizcarra (L-2252). En el Capítulo VII: “Plan de intervenciones”, se describen los alcances de los trabajos de la repotenciación, se describe y muestra la obtención de los planos de los vanos con levantamiento topográfico, se enuncia el tiempo estimado de parada para las obras y/o trabajos de la repotenciación y finalmente se muestra de manera referencial el cronograma de las obras y el presupuesto estimado de inversión de los trabajos de repotenciación de la Línea de Transmisión Tingo María – Vizcarra en 220 kV. En este trabajo de investigación deseo expresar mi agradecimiento a la empresa consultora Proyectos Especiales Pacífico S.A. – PEPSA, por permitirme acceder a sus archivos y a la información de sus proyectos, que han sido material valioso para el contenido de la presente tesis. Asimismo, deseo agradecer a mis colegas los ingenieros Ricardo León, Juan Ruiz Yábar y al ingeniero Mario López que laboran en la empresa PEPSA por su constante y desinteresado apoyo, así como por sus enseñanzas.