MODELAMIENTO, VALIDACIÓN Y ESTUDIO DE PROTECCIONES DEL SISTEMA ELÉCTRICO DE MINERA LOS COLORADOS, UTILIZANDO ETAP

Abstract

En el presente documento se realiza el modelamiento, validación y estudio de proteccionesdel sistema eléctrico de potencia (SEP) de la mina Los Colorados, propiedad de la Compañíade Acero del Pacífico (CAP). Para la modelación se utilizó el “software” “ElectricalTransient Analyzer Program” (ETAP) y como referencia el diagrama unilineal entregadopor el Departamento de Potencia de la mina. Cabe mencionar que la última revisión deldiagrama unilineal data del año 2010, y a partir de esa fecha ocurrieron importantes modificacionescomo repotenciamiento de motores y cambios en la topología de la red. Es por esto, que este diagrama se actualizó con visitas a terreno a las instalaciones eléctricas dela mina. El modelo se realizó para el escenario de máxima demanda y se validó obteniendoel flujo potencia, donde sus resultados de tensión y corriente (de las barras más importantes)se contrastaron con mediciones reales. Se realizaron los estudios de análisis de carga detransformadores, perfil de tensión, cálculo de corrientes de cortocircuito y ajuste de proteccionesde sobrecorriente. Del análisis de carga de transformadores se obtuvieron resultadospositivos, dado que existe un solo transformador con una carga sobre el 90 % de su capacidadnominal, y este transformador no tiene gran relevancia en expansiones futuras. Delperfil de tensión se infiere que las tensiones de barra del SEP están dentro del rango 7%,porcentaje estipulado por la norma técnica de seguridad y calidad de servicio (NTSyCS).El estudio de cálculo de corriente de cortocircuito entregó como resultado las corrientes decortocircuito máxima y mínima de todas las barras del SEP. Esta información se utilizópara estudiar las capacidades de cortocircuito de los interruptores de donde se concluyeque ninguno de ellos corre riesgo de que sean superadas sus capacidades ante corrientes decortocircuito. El estudio de protecciones de sobrecorriente permitió actualizar los ajustesexistentes protegiendo los equipos y asegurando la coordinación en todo momento. Porúltimo se estudió la expansión proyectada para el año 2017, la cual consiste en una correatransportadora que posee dos motores de 200 [HP]. De los resultados obtenidos se infiereque no se deben realizar modificaciones de instalaciones actuales.This document comprehend the modeling, validation and protections study of the electricpower system (SEP) at Los Colorados mine, owned by Compañía de Acero del Pacífico(CAP). The Electrical Transient Analyzer Program software (ETAP) was used for modelingprocess and unilinear diagram provided by mine’s Power Department served as areference. It should be noted that the final review of the diagram dates from 2010, and afterthis date, important events such as engines re-empowerment and modification on networktopology occurred. This is the reason why this diagram was upgraded by means of fieldvisits carried out at mines electrical facilities. The modeling process was performed to coverthe maximum demand setting, and it was validated by obtaining the power flow, where itsvoltage and current results (from most important buses) were compared with real measurements.Transformers loading analysis, voltage profile, short circuit currents calculation andover-current protections adjustments studies were also conducted. Promising results wereobtained from transformers loading analysis, since there is only one transformer havinga charge superior to the 90% of nominal capacity, and such transformer does not representa major relevance regarding future expansions. From voltage profile, all buses in theSEP should be within 7% range, according to the Chilean technical safety standard andquality service (NTSyCS). The short circuit current calculation resulted in maximum andminimum short circuit currents for all SEP buses. This information was useful to studyshort circuit probabilities on switches, concluding that neither are at risk to be overcomeby short circuit currents. Over-current protection study enabled existing adjustments tobe updated, protecting equipment, and ensuring coordination at all times. Finally, futureexpansion projected for 2017 was considered, which consists into a conveyor belt that hastwo 200 [HP] engines. From results obtained, it follows that no modifications to existingfacilities should be performed.