Barra Seccionadora en S/E Lagunas Abril - 2011

Vicepresidencia Ingeniería y Construcción Estudios de Proyectos

Minuta STU N° 12/2011 “Barra Seccionadora en S/E Lagunas”

mbm / 2011

VERSIÓN DOCUMENTO FECHA

: :

B 29 de Abril de 2011

PREPARÓ

:

MBM

REVISÓ

:

RLR

PRESUPUESTÓ

:

JSO

APROBÓ

:

AEA

Página 1

FIRMA

03-05-2012

Barra Seccionadora en S/E Lagunas Abril - 2011

Contenidos 1. 2. 3. 4. 5. 6.

Antecedentes ................................................................................................................. 3 Objetivo principal........................................................................................................... 3 Consideraciones generales ............................................................................................ 3 Descripción del proyecto................................................................................................ 4 Alcances del proyecto .................................................................................................... 6 Descripción estimada de obras civiles y eléctricas ........................................................ 7 6.1) Obras civiles ........................................................................................................... 7 6.2) Obras Eléctricas ...................................................................................................... 7 6.3) Otros costos, gastos generales y costos indirectos.............................................. 8 7. Suministro de equipos primarios ................................................................................... 9 8. Cronograma de actividades ......................................................................................... 10 9. Presupuesto estimativo ............................................................................................... 12 10. Conclusiones ................................................................................................................ 14

mbm / 2011

Página 2

03-05-2012

Barra Seccionadora en S/E Lagunas Abril - 2011

1. Antecedentes La Gerencia de Desarrollo del Sistema Eléctrico, específicamente la Subgerencia de Planificación ha solicitado a la Subgerencia de Estudios y Valorización de Proyectos la evaluación conceptual del proyecto “Barra Seccionadora en S/E Lagunas” que es parte de los proyectos propuestos por Transelec para la Revisión Anual de la Expansión del Sistema de Transmisión Troncal del SING. Según el Art 3-29 de la NTSyCS la NTSyCS, las subestaciones del Sistema de Transmisión Troncal deberán tener una configuración de barras con redundancia suficiente para realizar el mantenimiento de cada interruptor asociado a líneas, transformadores u otros equipos pertenecientes al Sistema de Transmisión Troncal, sin alterar la configuración topológica del sistema. La construcción de una segunda sección de barra permite agregar flexibilidad operativa ante mantenimiento de barras. Además, permite que ante fallas en barras o algunos interruptores, no se desconecten todos los paños de la subestación, afectando sólo a los de la sección de barra fallada. Este proyecto deberá considerar las adecuaciones necesarias en los sistemas de protecciones, control, telecomunicaciones y medida.

2. Objetivo principal El proyecto consiste en la construcción de una segunda barra principal en la S/E Lagunas con su respectivo paño seccionador y proponer alternativas de construcción para satisfacer el artículo 329 de la NTSyCS antes citado. El objetivo principal de la actual minuta es evaluar los alcances del proyecto y cubicar de manera aproximada para establecer el valor de inversión referencial para ser presentado ante la autoridad.

3. Consideraciones generales Para el desarrollo de la minuta, se establecen las siguientes consideraciones:

mbm / 2011

1)

Los planos utilizados para efectuar las cubicaciones y alcances del proyecto son netamente referenciales y corresponden a: a. Plano de disposición de equipos patio 220 kV, proyecto “Central Térmica Patache y sistema de transmisión asociado”. b. Plano de disposición general planta, proyecto “Central Térmica Patache y sistema de transmisión asociado”. c. Diagrama unilineal simplificado, obtenido de www.cdec-sing.cl

2)

La actual descripción del proyecto es netamente referencial, por ende el análisis de los alcances está enfocado al suministro y obras de mayor envergadura, así como también el cronograma de obras propuesto.

Página 3

03-05-2012

Barra Seccionadora en S/E Lagunas Abril - 2011

4. Descripción del proyecto El proyecto consiste en la incorporación de una segunda barra principal en la subestación eléctrica Lagunas, junto con su respectivo paño Seccionador de Barras y las modificaciones que se deben realizar al actual paño Acoplador. Además está contemplada la conexión de tres circuitos N°2 a la nueva barra. De acuerdo al diagrama unilineal mostrado en la figura 1, se observa en color rojo la nueva Barra Principal N°2 proyectada junto con el nuevo paño Seccionador de Barra (JS), las modificaciones de conexión en los circuitos N°2 de las línea Lagunas – Crucero, Lagunas – Tarapacá y Lagunas – Collahuasi y la ampliación del actual paño Acoplador (JR) para permitir la transferencia de los paños conectados a la nueva Barra Principal N°2.

Figura 1: Diagrama unilineal (referencial) de la S/E Lagunas.

Paño seccionador

Barra principal n°2

Paño acoplador

--- : Indica las nuevas instalaciones proyectadas

Patio 220 kV

Edificio de mando

Figura 2: Disposición de barra principal y paños acoplador y seccionador en S/E Lagunas.

mbm / 2011

Página 4

03-05-2012

Barra Seccionadora en S/E Lagunas Abril - 2011

Figura 3: Plano de planta, disposición de equipos --- : indica las nuevas instalaciones proyectadas Construcción nuevos tramos de canaleta

Construcción nuevo trazado de canaleta

Figura 4: Proyección de nuevas canaletas en S/E Lagunas

mbm / 2011

Página 5

03-05-2012

Barra Seccionadora en S/E Lagunas Abril - 2011

5. Alcances del proyecto Preliminarmente se puede establecer como alcance del proyecto los siguientes puntos: • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •

El diseño y construcción de fundaciones para las estructuras “marcos de barras” requeridas. El diseño y montaje de las estructuras metálicas de “marcos de barras”. El diseño y construcción de fundaciones para los nuevos pilares de marcos de líneas del paño seccionador y acoplador. En caso de ser necesario, el reforzamiento de las estructuras marco de línea existentes. El diseño y montaje de vigas y pilares de marcos de línea para la construcción del paño Seccionador de Barras y Acoplador. El diseño y construcción de fundaciones para las estructuras de “soporte de equipos”. El diseño y montaje de las estructuras metálicas de “soporte de equipos”. El suministro y montaje del conductor de barra y conjuntos completos de suspensión y anclaje de la barra seccionadora. La construcción de canaletas o ampliación de las ya existentes por motivo de la incorporación de la barra seccionadora. El suministro y montaje de un (1) interruptor de poder 220 kV para el paño Seccionador de Barras. El suministro y montaje de dos (2) desconectadores tripolares sin puesta a tierra para el paño Seccionador de Barras. El suministro y montaje de un (1) desconectador tripolar sin puesta a tierra para el actual paño Acoplador de Barras. El suministro y montaje de un (1) transformador de potencial para la Barra Principal N°2. El suministro y montaje de tres (3) transformadores de corriente para el paño Seccionador de Barras. El suministro y montaje de cincuenta y cincuenta y siete (57) aisladores de pedestal. El suministro y montaje de conectores y conductor para el chicoteo primario de equipos. Ampliación de la malla de puesta a tierra aérea en caso de que sea necesario. La conexión de puesta a tierra de todos los nuevos equipos y estructuras. El suministro de todos los equipos de control y protección de los nuevos equipos incorporados. El suministro de una nueva protección Diferencial de Barras. El montaje de todos los equipos de control y protección en el edificio de mando del patio de 220 kV de la subestación. El tendido y conexionado de todos los cables de control, protección y fuerza de los nuevos equipos incorporados. Las pruebas y puesta en servicio de todos los nuevos equipos incorporados.

mbm / 2011

Página 6

03-05-2012

Barra Seccionadora en S/E Lagunas Abril - 2011

6. Descripción estimada de obras civiles y eléctricas 6.1) Obras civiles Las obras civiles brevemente detalladas a continuación son aplicables a la construcción de la barra seccionadora en S/E Lagunas. •

Diseño y construcción de fundaciones: Construcción de fundaciones para cada uno de los equipos y estructuras que componen las obras del proyecto, entre las cuales se puede mencionar: o Fundaciones de marcos de barra: de acuerdo a lo observado en la figura 3 se estiman en 12 fundaciones de pilares de marcos de barra. o Fundaciones de pilares marcos de línea: de acuerdo a lo observado en la figura 3 se estiman en 3 fundaciones de pilares de marcos de línea. o Fundaciones de estructura de equipos: Está contemplado la construcción de todas las fundaciones de los equipos primarios que son parte del actual proyecto. De acuerdo a lo observado en la figura 3, se estima en una fundación para interruptor trifásico, tres (3) fundaciones para desconectadores tripolares sin puesta a tierra, tres (3) fundaciones para los transformadores de corriente en el paño Seccionador de Barras, una (1) fundación para el transformador de potencial de la Barra Principal N°2 y cincuenta y siete (57) fundaciones para los aisladores de pedestal. Todos los trabajos de obras civiles implican trabajos de excavación, moldajes, rellenos compactados, enfierradura y hormigonado.

•

Diseño y montaje de estructuras metálicas: Como parte de los alcances del proyecto se proyecta la instalación de marcos de barra y de línea. o Estructuras de marcos de barras: de acuerdo a lo que se observa en la figura 3 se estima que el suministro de marcos de barras son aproximadamente 6. o Estructuras marcos de línea: Para la construcción del paño Seccionador de Barras y Acoplador se requieren adaptar tres (3) marcos de línea de dos (2) pilares a una estructura de marco de línea de tres (3) pilares. Por motivo de las modificaciones que pueden afectar las estructuras de marcos de línea actuales es probable que se deban realizar refuerzos a estas estructuras. Está contemplado además la ampliación de la malla de puesta a tierra aérea.

•

Construcción y/o readecuación de canaletas: De acuerdo a lo que se observa en la figura 4, se deben extender tramos de canaletas para la incorporación del paño Seccionador de Barras y paño Acoplador la cual es de aproximadamente en 130 m. Queda como un factor de incertidumbre la factibilidad técnica de ocupar canaletas actuales y tener que realizar un nuevo trazado de canaleta hasta la casa de servicios generales. Ante este escenario la nueva construcción de la canaleta tendría una longitud aproximada de 300 m.

6.2) Obras Eléctricas

mbm / 2011

Página 7

03-05-2012

Barra Seccionadora en S/E Lagunas Abril - 2011

Las obras eléctricas brevemente detalladas a continuación son aplicables a la construcción de la Barra Principal N°2 en S/E Lagunas. •

Montajes de Barra Principal N°2 y paños seccionador/acoplador: Está contemplada las actividades de: o Montaje de la barra n°2: El montaje de la Barra Principal N°2 contempla las actividades instalación de los conjuntos de suspensión y anclaje y el tendido de un conductor coreopsis por fase. o Montaje de paños acoplador/seccionador: El montaje de los paños Acoplador y Seccionador de Barras contempla las actividades de instalación de conjuntos de suspensión y anclaje en los marcos de línea modificados y el tendido del conductor correspondiente.

•

Montaje de equipos primarios: Dentro de los alcances del proyecto está contemplado el montaje de los equipos primarios, específicamente un (1) interruptor de poder, tres (3) desconectadores tripolares sin puesta a tierra, tres (3) transformadores de corriente, un (1) transformador de potencial y cincuenta y siete (57) aisladores de pedestal.

•

Conexionado de equipos de AT: Contempla las actividades de conexionado de los equipos de AT a la nueva Barra Principal N°2, la conexión de un (1) desconectador tripolar sin puesta a tierra a la Barra Principal N°1 existente. Dada la imposibilidad de desconectar esta barra la conexión debe ser realizada a potencial.

•

Tendido y conexionado de cables de control y fuerza: Contempla todas las actividades de alambrado de cables de control y fuerza desde la casa de servicios generales a las cajas de agrupamiento de los nuevos equipos instalados.

•

Montaje y adecuaciones a los sistemas de control y protecciones: Contempla las actividades de suministro de un nuevo equipo diferencial de barras, su montaje y adecuaciones con el sistema de control y protección existente. Se deberán realizar los estudios de coordinación y parametrización correspondiente.

•

Pruebas y puesta en servicio de los nuevos equipos e instalaciones: Se deben realizar las actividades de pruebas tipo y de rutina a todos los equipos de alta tensión y sistemas de control y protección incorporados, junto con la pruebas de puesta en servicio de las nuevas instalaciones.

6.3) Otros costos, gastos generales y costos indirectos. Se mencionan a continuación otros gastos que deben ser parte del contratista para la correcta ejecución del proyecto los cuales se pueden clasificar en: •

mbm / 2011

Gastos de servicios de Ingeniería e ITO: El contratista deberá realizar los estudios de ingeniería en las disciplinas eléctrica, civil y de control y protecciones que sean necesarias para la correcta ejecución del proyecto. Además deberá entregar todos los planos “as-built” que genere el proyecto. Los servicios de inspección técnica de obra Página 8

03-05-2012

Barra Seccionadora en S/E Lagunas Abril - 2011

corresponden al menos de un inspector jefe, un especialista en prevención de riesgos y medioambiente e inspectores de las área civil, eléctrica y control protecciones. •

Costos financieros: Corresponden a los costos involucrados por los contratistas por motivo de solicitar financiamiento a alguna entidad financiera. Los costos financieros dependerán de los estados de pago del contrato.

•

Gastos generales: Corresponden a gastos en telecomunicaciones, transporte, gastos de oficina central, profesionales dedicados al proyecto, etc.

•

Seguros y garantías: Corresponden a todos los gastos que debe incurrir la empresa contratista en la contratación de los seguros durante el periodo de trabajos en terreno. Principalmente se deben considerar el seguro de todo riesgo de construcción, montaje y puesta en servicio, seguro de responsabilidad civil, seguros de transporte nacional e internacional, etc.

7. Suministro de equipos primarios Las características de los suministros detallados a continuación son solamente referenciales y corresponden a especificaciones de equipos tipo, cuyas desviaciones finales no deberían tener una variación en valor de inversión del proyecto. En la tabla 1 se detallan los equipos, su descripción general y la cantidad de estos para la ejecución del proyecto. Unidad

Desconectador tripolar sin puesta a tierra

Cantidad

Corriente nominal

A

2000

Tensión nominal

kV

245

Prueba 50 Hz, 1 minuto (a tierra y entre polos)

kV

460

Tensión de impulso a rayo (BIL, a tierra y entre polos)

kV

1050

Corriente nominal de ruptura (3 s)

kA

40

Corriente nominal

A

3150

Tensión nominal

kV

245

Prueba 50 Hz, 1 minuto (a tierra y entre polos)

kV

460

Tensión de impulso a rayo (BIL, a tierra y entre polos)

kV

1050

Corriente nominal de ruptura (3s)

kA

40

Interruptor tripolar

Transformador de corriente

600-12002400 /5/5/5/5 245

Corriente nominal

A

Tensión nominal

kV

Prueba 50 Hz, 1 minuto (a tierra y entre polos)

kV

460

Tensión de impulso a rayo (BIL, a tierra y entre polos)

kV

1050

mbm / 2011

Página 9

3

1

3

03-05-2012

Barra Seccionadora en S/E Lagunas Abril - 2011 kA

40

Tensión nominal

kV

245

Prueba 50 Hz, 1 minuto (a tierra y entre polos)

kV

460

Tensión de impulso a rayo (BIL, a tierra y entre polos)

kV

1050

Tensión nominal

kV

245

Tensión de impulso a rayo (BIL, a tierra y entre polos)

kV

1050

Corriente nominal de ruptura (3s)

Transformador de Potencial

Aisladores de Pedestal

1

57

Tabla 1: Suministro de equipos primarios

8. Cronograma de actividades Para el desarrollo del programa de actividades se han agrupado en cinco grandes ítems, los cuales son: i. Ingeniería (básica y de detalle) ii. Medioambiente iii. Adquisiciones iv. Construcción (obras civiles y eléctricas) v. Comisionamiento. Se considera un periodo de 4 meses previo al inicio del contrato que corresponde al proceso de licitación para la adjudicación del proyecto.

mbm / 2011

Página 10

03-05-2012

Barra Seccionadora en S/E Lagunas Abril - 2011

Programa de obras preliminar. ITEM

DESCRIPCIÓN

MESES DURACIÓN DEL PROYECTO 1

0 1 1.1 1.2 2 2.1 2.2 3 3.1 4 4.1 4.2 4.2 4.2.1 4.2.2 4.2.3 4.2.4 4.2.5 4.2.6 4.2.7 4.3 4.3.1 4.3.2 4.3.3 4.3.4 4.3.5 4.4 4.4.1 4.4.2 4.5 4.5.1 4.5.2

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

BASES DE LICITACIÓN INGENIERÍA Ingeniería básica Ingeniería de detalle

GESTION MEDIOAMBIENTAL Estudio medioambiental Tramitación en SEIA

ADQUISICIONES Suministros equipos primarios

CONSTRUCCIÓN Y MONTAJE (Trabajos en faena) Instalación de Faenas Desmovilización

Obras Civiles Costrucción fundaciones barra seccionadora Construcción fundaciones paño acoplador y seccionador Construcción fundaciones estructura soporte de equipos primarios Montaje de estructuras marco de barra Montaje de estructuras marco de línea Montaje de estrucutras soporte de equipos primarios Construcción y adecuación de canaletas

Obras Eléctricas Montaje barra seccionadora (inst. conj. Susp y anclaje y tend cond barra) Montaje de paño seccionador y acoplador Montaje de equipos primarios Tendido y conexionado en AT de los equipos Tendido y conexionado en BT

Obras de Control, Protecciones y Telecomunicaciones Montaje de equipos de control y protección Configuración de sistema de protecciones y control

Pruebas y Puesta en Servicio Pruebas a equipos Pruebas y Puesta en Servicio

mbm / 2011

Página 11

03-05-2012

17

18

19

20

21

22

Barra Seccionadora en S/E Lagunas Abril - 2011

9. Presupuesto estimativo En la tabla 2 se observa las cubicaciones aproximadas las cuales se han obtenido de acuerdo a los alcances del proyecto anteriormente citados. CUBICACIÓN PROYECTO BARRA SECCIONADORA EN S/E LAGUNAS 220 kV DETALLE - Contrucción de una barra principal en S/E Lagunas. - Construcción de nuevo paño seccionador, adecuación de paño seccionador a acoplador y conexiones de circuitos n°2 de líneas doble circuito a nueva barra principal n°2

RESUMEN CUBICACIONES 1.

SUMINISTROS

1.1

SUMINISTROS PRINCIPALES

EQUIPOS, SUMINISTROS Y MATERIALES Equipos primarios Desconectador trifásico horizontal 245 kV, 2000 A, Icc = 40 kA (x 3 seg), sin PAT Materiales adicionales y repuestos recomendados Interruptor tripolar 245 kV, 3150 A, Icc = 40 kA (x 3 seg) Materiales adicionales y repuestos recomendados Transformador de potencial 245 kV Materiales adicionales y repuestos recomendados Transformador de corriente 600-1200-2400 / 5 / 5 / 5 / 5 * 245 kV Materiales adicionales y repuestos recomendados Aislador de pedestal 220 kV, BIL = 1050 kV Conjuntos de suspensión y anclaje para Marcos de línea y barra Conjuntos de amarre sencillade suspensión sin tensor Conjuntos de suspensión con tensor Aisladores (distancia de fuga 25 mm/kV) Conductores AT y BT Conductor A.T 1590 coreopsis MCM * (Conexión Marcos de Líneas) Conductor A.T 1590 MCM Coreopsis (Conexión barra principal n°2 + con. Entre equip.) Conductor para malla de tierra aérea N°8 AWG Conductores de BT Conectores AT Conectores a equipos Desconectador trifásico horizontal 245 kV, sin PAT Interruptor tripolar 245 kV Aislador de pedestal 220 kV Conectores tipo T (Conexión desde ML a conjunto de equipos) Sistema control y protecciones de nueva barra principal n°2 Protección diferencial de barra Armarios

1.2

UNIDAD

CANTIDAD

c/u gl c/u gl c/u gl c/u gl c/u

3 1 1 1 1 1 3 1 57

c/u c/u c/u

27 42 844

m m m gl

360 1000 150 1

c/u c/u c/u c/u c/u

138 18 6 114 18

gl gl

1 1

SUMINISTROS ESTRUCTURAS

ESTRUCTURAS Pilares marcos de barra 220 kV Viga horizontal marcos de barra 220 kV Pilares marcos de línea 220 kV Viga horizontal para Marco de Línea 220 kV Estructura Desconectador trifásico horizontal 245 kV , sin PAT Estructura Interruptor tripolar 245 kV Estrucutra Transformador de potencial 245 kV Estructura Transformador de corriente 245 kV Estructura Aislador de pedestal 220 kV Fletes

mbm / 2011

UNIDAD c/u c/u c/u c/u c/u c/u c/u c/u c/u gl

Página 12

CANTIDAD

12 6 3 3 3 1 1 3 57 1

03-05-2012

Barra Seccionadora en S/E Lagunas Abril - 2011 2.0

CONSTRUCCIÓN

2.1

OBRAS CIVILES Y MONTAJE ELECTROMECÁNICO

FUNDACIONES Y OO.CC Fundaciones pilares marcos de barra 220 kV Fundaciones marcos de línea 220 kV Fundación Desconectador trifásico horizontal 245 kV , sin PAT Fundación Interruptor tripolar 245 kV Fundación de transformador de potencial 245 kV Fundación de transformador de corriente 245 kV Fundación Aislador de pedestal 220 kV Canalizaciones (se considera peor caso)

2.2

UNIDAD c/u c/u c/u c/u c/u c/u c/u m

CANTIDAD

UNIDAD c/u c/u c/u c/u c/u c/u c/u c/u c/u

CANTIDAD

UNIDAD c/u c/u c/u c/u c/u gl gl gl

CANTIDAD

UNIDAD gl gl

CANTIDAD

UNIDAD gl gl

CANTIDAD

UNIDAD gl gl

CANTIDAD

12 3 3 1 1 3 57 300

MONTAJE DE ESTRUCTURAS

MONTAJE DE ESTRUCTURAS Pilares marcos de barra 220 kV Viga horizontal marcos de barra 220 kV Pilares marcos de línea 220 kV Viga horizontal para Marco de Línea Estructura Desconectador trifásico horizontal 245 kV , sin PAT Estructura Interruptor tripolar 245 kV Estrucutra Transformador de potencial 245 kV Estructura Transformador de corriente 245 kV Estructura Aislador de pedestal 220 kV

12 6 3 3 6 1 1 3 57

2.3 MONTAJE DE EQUIPOS EQUIPOS Y SUMINISTROS Desconectador trifásico horizontal 245 kV, 2000 A, Icc = 40 kA (x 3 seg), sin PAT Interruptor tripolar 245 kV, 3150 A, Icc = 31,5 kA (x 3 seg) Transformador de potencial 245 kV Transformador de corriente 245 kV Aislador de pedestal 220 kV, BIL = 1050 kV Tendido y conexionado de equipos AT Trabajos en línea viva Tendido y conexionado de cables de control y fuerza

3 1 1 3 57 1 1 1

3. INGENIERÍA DESGLOSE INGENIERÍA Ingeniería básica y de detalles Viajes a terreno

1 1

4. INSPECCIÓN TÉCNICA DE OBRAS DESGLOSE ITO Inspectores en terreno Gastos generales de la ITO

1 1

5. PUESTA EN SERVICIO Y ENERGIZACIÓN Prueba de equipos Pruebas tipo de equipos Pruebas de puesta en servicio de las nuevas instalaciones

1 1

Nota: No se incluyen costos de servidumbre. * Especificación referencial

Tabla 2: Cubicación de proyecto “Barra seccionadora en S/E Lagunas”

mbm / 2011

Página 13

03-05-2012

Barra Seccionadora en S/E Lagunas Abril - 2011

10.Conclusiones De acuerdo al análisis realizado en la actual minuta se puede concluir lo siguiente: a. Con respecto a la alternativa analizada en la actual minuta que define los alcances generales del proyecto de incorporación de la segunda barra principal en S/E Lagunas, queda establecido que con la disposición de las estructuras y nuevos equipos proyectada no es necesario realizar ampliación del actual patio de 220 kV ya que se dispone de espacio suficiente para la instalación de todos los equipos necesarios. b. De acuerdo al análisis realizado el proyecto presenta bajas incertidumbres, una de las principales es la readecuación y/o construcción de nuevas canaletas. c. Queda como un elemento de incertidumbre la necesidad de ampliación de la sala de comandos para la incorporación de los nuevos armarios de los equipos de control y protección. d. De acuerdo al programa de obras preliminar presentado se puede concluir que el proyecto puede ser ejecutado en un plazo de 18 meses en lugar de los 24 meses asignado por la Subgerencia de Planificación.

mbm / 2011

Página 14

03-05-2012