Estudio de coordinación de protecciones para evaluar la operatividad de un nuevo sistema de bombeo en una minera, San Marcos - 2021

Abstract

Esta investigación tuvo como objetivo desarrollar un estudio de coordinación de protecciones para evaluar la operatividad de un nuevo sistema de bombeo de agua recuperada en una minera ubicada en el distrito de San Marcos durante el año 2021. La metodologí a empleada tuvo un enfoque cuantitativo, de tipo deductivo, con un diseño cuasi experimental de corte transeccional, aplicado a los 23 relés que conforman los circuitos 24 y 62 del mencionado sistema. Para el procesamiento y análisis de la información, se utilizaron las normas ANSI e IEEE, así como simulaciones en el software DIgSILENT PowerFactory. Los análisis se realizaron considerando cuatro casos de estudio, que abarcan condiciones de operación nor mal y de contingencia. En el caso 02 (condiciones de contingencia con 100% de suministro de la máxima demanda del transformador y TIE cerrado), se determinó que la barra de 23 kV alcanza un máximo de 29.76 kA ante una falla trifásica, mientras que la barra de 4.16 kV llega a un máximo de 44.37 kA, cumpliendo así con lo establecido en el proyecto (50 kA). Por otro lado, en el caso 04 (condiciones de contingencia con suministro del 50% de la máxima demanda del transformador en paralelo y TIE cerrado), las barras de 4.16 kV y 23 kV superan los valores de soportabilidad de los interruptores, alcanzando 66.06 kA frente a un límite de 50 kA y 33.2 kA frente a un límite de 31.5 kA, respectivamente. Asimismo, en los casos 01, 02 y 03, se verificó que las caídas de tensión se mantienen dentro de los límites permitidos. Los motores de media tensión presentan un arranque individual de 8.3 segundos. Finalmente, se propusieron ajustes de protección para lo s relés principales, relés de motores, relé diferencial del transformador, así como para las protecciones de sobretensión, subtensión en baja tensión y RTDs. Se concluye que, salvo en el caso 04, se logró una adecuada coordinación de las protecciones del sistema eléctrico en estudio. Para dicho caso, se recomienda realizar un análisis integral que permita definir una estrategia de control del valor de cortocirc uito, considerando, por ejemplo, la incorporación de una bobina en serie al sistema.