central hidroelectrica de huanza

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA CENTRAL HIROELÉCTRICA DE HUANZA PRESENTADO POR: BUSTAMANTE TITO WALTER JESUS 19890090 J CAJACURI TERREL MARLON EVERTH 20114054G COLCAS MENESES MIGUEL HORACIO 20110061 I FARRO MIO DIEGO ARMANDO 20110158B MOSTACERO NATIVIDAD CLIFFORD WELLNER 20110007D QUITO ABAT JHON ELVIS 20110227D ROMANY FLORES ANDY SAUL 20110065D ROMERO SANCHEZ LEONARDO ANDRE 20110318 J SILVA GUEVARA EDWIN DANIEL 20110206G TASAYCO ATUNCAR POOL JEAMPIERE 20114048G LIMA – PERÚ

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Proyecto de ejecución de la Central Eléctrica de Huanza.

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Page 1: CENTRAL HIDROELECTRICA DE HUANZA

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA

FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA

CENTRAL HIROELÉCTRICA DE HUANZA

PRESENTADO POR:

BUSTAMANTE TITO WALTER JESUS 19890090 J

CAJACURI TERREL MARLON EVERTH 20114054G

COLCAS MENESES MIGUEL HORACIO 20110061 I

FARRO MIO DIEGO ARMANDO 20110158B

MOSTACERO NATIVIDAD CLIFFORD WELLNER 20110007D

QUITO ABAT JHON ELVIS 20110227D

ROMANY FLORES ANDY SAUL 20110065D

ROMERO SANCHEZ LEONARDO ANDRE 20110318 J

SILVA GUEVARA EDWIN DANIEL 20110206G

TASAYCO ATUNCAR POOL JEAMPIERE 20114048G

LIMA – PERÚ

2015

Page 2: CENTRAL HIDROELECTRICA DE HUANZA

RESUMEN

[Est. “UNI Parrafo Nivel 2”]. Escribir un resumen de su trabajo ...

2

Page 3: CENTRAL HIDROELECTRICA DE HUANZA

Índice

OBS: El índice es formado hasta el tercer nivel con el siguiente detalle:-) Nivel 1: UNI Lista Titulo-) Nivel 1: UNI Capitulo N1-) Nivel 1: UNI Titulo N1-) Nivel 2: UNI Titulo N2-) Nivel 3: UNI Titulo N3-) Nivel 1: UNI Anexo N1-) Nivel 2: UNI Anexo N2

=> El índice se genera automáticamente:

Lista de Figuras............................................................................................................................v

Lista de Tablas...........................................................................................................................vii

Lista de Abreviaturas...............................................................................................................viii

CAPÍTULO 1 Introducción........................................................................................................2

1.1. Antecedentes.....................................................................................................21.2. Objetivo.............................................................................................................31.3. Justificación......................................................................................................31.4. Estructura del Presente Trabajo......................................................................3

CAPÍTULO 2 Descripción teórica.............................................................................................4

2.1. Introducción......................................................................................................42.2. Tipos de centrales hidroeléctricas....................................................................5

2.2.1. Centrales de agua fluyente........................................................................................52.2.2. Centrales de embalses...............................................................................................52.2.2.1. Centrales a pie de presa:...........................................................................................62.2.2.2. Centrales por derivación de las aguas:.....................................................................62.2.3. Centrales de bombeo o reversibles...........................................................................7

2.3. Partes de una central Hidroeléctrica:..............................................................82.3.1. La presa....................................................................................................................82.3.2. Rebosaderos............................................................................................................102.3.3. Destructores de energía..........................................................................................112.3.4. Sala de máquinas....................................................................................................112.3.5. Conducciones.........................................................................................................122.3.6. Chimeneas de equilibrio.........................................................................................132.3.7. Subestación.............................................................................................................14

CAPÍTULO 3 Descripción del Proyecto.................................................................................17

Page 4: CENTRAL HIDROELECTRICA DE HUANZA

3.1. Introducción....................................................................................................173.1.1. Estudio de Demanda...............................................................................................18

3.2. Acerca del Recurso Energético......................................................................223.3. Gerenciamiento...............................................................................................273.4. Estudios y Permisos Generales......................................................................27

3.4.1. Estudio de Impacto Ambiental (EIA).....................................................................273.4.2. Certificado de Inexistencia de Restos Arqueológicos (CIRA)...............................293.4.3. Permiso Predial.......................................................................................................293.4.4. Estudio de Preoperatividad.....................................................................................293.4.5. Estudio de Operatividad.........................................................................................29

3.5. Central Hidroeléctica.....................................................................................303.5.1. Grupos Generadores:..............................................................................................303.5.2. Transformador de potencia.....................................................................................34

3.6. Subestación Eléctrica.....................................................................................343.7. Línea de Transmisión.....................................................................................38

CAPÍTULO 4 Estudio Económico y Cronograma.................................................................41

4.1. Flujo de Caja..................................................................................................414.2. Cronograma General del Proyecto................................................................44

CAPÍTULO 5 Conclusiones y Recomendaciones...................................................................46

5.1. Conclusiones...................................................................................................465.2. Recomendaciones...........................................................................................46

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS.....................................................................................48

APÉNDICE A. Anexo 01...........................................................................................................49

A.1. Acta de Constitución.......................................................................................49A.2. HITOS DEL PROYECTO..............................................................................51A.3. EDT.................................................................................................................51

Page 5: CENTRAL HIDROELECTRICA DE HUANZA

Lista de Figuras

OBS: El índice es formado hasta el primer nivel con el siguiente detalle:-) Nivel 1: UNI Figura N2

=> El índice se genera automáticamente:

Figura 2.1: Esquema de una Central de Agua Fluyente.......................................................5

Figura 2.2: Esquema de una Central de Embalse a pie de presa........................................6

Figura 2.3: Esquema de una Central de Embalse por derivación de aguas.......................7

Figura 2.4: Esquema de una Central de Bombeo..................................................................8

Figura 2.5: Esquema de una Presa.........................................................................................9

Figura 2.6: Esquema de la presa Hoover...............................................................................9

Figura 2.7: Esquema de una presa Contrafuerte................................................................10

Figura 2.8: Esquema de un Rebosadero..............................................................................10

Figura 2.9: Esquema de una Sala de Máquinas..................................................................11

Figura 2.10: Esquema de Turbinas........................................................................................12

Figura 2.11: Esquema del rotor de un Alternador................................................................12

Figura 2.12: Esquema de tuberías de Conducción................................................................13

Figura 2.13: Esquema de una válvula....................................................................................13

Figura 2.14: Esquema de una Chimenea de Equilibrio........................................................14

Figura 3.1: Esquema General de Ubicación de los Centros Mineros de Buenaventura..19

Figura 3.2: Potencia estimada...............................................................................................21

Figura 3.3: Diagrama topológico del sistema hidraúlico de la cuenca del río Rímac - río Santa Eulalia. Fuente - Simulación del sistema hidraúlico e hidrológico de la cuenca del río Rímac-Santa- UNMSM..............................................................................................................23

Figura 3.4: Diagrama Unifilar..............................................................................................37

Figura 3.5: Solucion planteada, partición de la línea Huayucachi-Carabayllo................38

Page 6: CENTRAL HIDROELECTRICA DE HUANZA

Figura 3.6: Solucion planteada, partición de la línea Huayucachi-Carabayllo, vista de planta. 39

Page 7: CENTRAL HIDROELECTRICA DE HUANZA

Lista de Tablas

OBS: El índice es formado hasta el primer nivel con el siguiente detalle:-) Nivel 1: UNI Tabla N2

=> El índice se genera automáticamente:

Tabla 3.1: Potencia estimada hasta el 2025........................................................................20

Tabla 3.2: Tabla de velocidades de la turbina...................................................................31

Tabla 3.3: Tabla de velocidades de la turbina para elección............................................31

Tabla 3.4: Tabla de velocidades de la turbina...................................................................32

Tabla 3.5: Carácteristicas de la C.H. Huanza....................................................................33

Tabla 4.1: Tabla Nº5.............................................................................................................41

Page 8: CENTRAL HIDROELECTRICA DE HUANZA

Lista de Abreviaturas

[Estilo “UNI Parrafo Descripción”]AG Algoritmo Genético.UNI Universidad Nacional de Ingeniería.

Page 9: CENTRAL HIDROELECTRICA DE HUANZA

CAPÍTULO 1

IntroducciónFigura 1: Capítulo 1.Tabla 1: Capítulo1.

Antes del primer Título de Nivel 2 deben existir 3 líneas (con fuentes de color blanco) con el siguiente detalle:-) 1 palabra con el Estilo “UNI Titulo N1 Blanco”-) 1 palabra con el Estilo “UNI Figura N1 Blanco”-) 1 palabra con el Estilo “UNI Tabla N1 Blanco”Estas 3 líneas sirven para que se numeren automaticamente los subtítulos, las figuras y las tablas.

1.1. Antecedentes

La central Hidroeléctrica de Huanza se puso en operación comercial el 06 de

junio del 2014 con una potencia de 96MW con sus dos grupos de generación, aunque el

primer grupo ya se había puesto en operación el 21 de febrero del mismo año esta

central es un ejemplo claro del producto de un gran proyecto. Esta hidroeléctrica se

ubica en el pueblo de Huanza, provincia de Huarochirí, departamento de Lima y aporta

al SEIN con más energía para satisfacer la demanda a lo igual que muchas otras

centrales construidas, la proyección de su construcción y operación fue sustentada luego

de estudios que aseguraron a los inversionistas recuperar su capital junto con sus

ganancias ya que se obtuvo como resultado que sería rentable, el largo proceso de

estudios previos a su construcción hizo que la ingeniería especializada haga posible la

existencia de la central que como bien se sabe comprende la represa, tubería forzada,

casa de máquinas, subestación eléctrica y líneas de transmisión.

Este largo proceso comprende también eventos e investigación que sustentan la

factibilidad del proyecto teniendo en cuenta las restricciones y los requisitos impuestos

por las instituciones públicas, la afectación a las poblaciones aledañas y el cuidado del

entorno social; por otra parte, el desarrollo detallado del proyecto contrajo el

desenvolvimiento de muchos profesionales de diversas áreas que aparte de tomar en

9

Page 10: CENTRAL HIDROELECTRICA DE HUANZA

cuenta un orden de ejecución del proyecto tuvieron que resolver muchos problemas en

el diseño de la central.

No existen pasos únicos en el desarrollo de proyectos, pero existen buenas

prácticas que hacen que estos sean exitosos, en esta oportunidad se esquematizarán los

pasos que demuestran la factibilidad para la construcción de una Central Hidroeléctrica,

la Central Hidroeléctrica de Huanza.

1.2. Objetivo

El objetivo del trabajo es estructurar y realizar el grupo de pasos que sustenten la

factibilidad del proyecto Central Hidroeléctrica de Huanza que a partir de un caso de

negocio rentable se establece los términos para llevar a cabo la construcción de dicha

central.

1.3. Justificación

La justificación del trabajo está relacionada con lo importante que es desarrollar

proyectos energéticos que soporten un bien social, económico, cultural y tecnológico

para la comunidad, y que además forma parte de la evolución de la sociedad como es el

caso de contar cada vez con más energía renovable y en particular en aprovechar mejor

la energía del agua con la elaboración de documentos y estudios que hacen posible su

construcción.

1.4. Estructura del Presente Trabajo

Este trabajo está organizado de la siguiente forma:

En el Capítulo 2 se presenta la descripción teórica de las centrales hidráulicas.

En el Capítulo 3 se describe la Estructura de Descomposición de Trabajo de la

construcción de la Central.

En el Capítulo 4 se presentan El Estudio Económico y el Cronograma del

proyecto de construcción de la central y finalmente en el Capítulo 5 se describe las

Conclusiones y Reomendaciones para futuros trabajos.

10

Page 11: CENTRAL HIDROELECTRICA DE HUANZA

CAPÍTULO 2

Descripción teórica

Figura 2: Capítulo 2.Tabla 2: Capítulo2.

Antes del primer Título de Nivel 2 deben existir 3 líneas (con fuentes de color blanco) con el siguiente detalle:-) 1 palabra con el Estilo “UNI Titulo N1 Blanco”-) 1 palabra con el Estilo “UNI Figura N1 Blanco”-) 1 palabra con el Estilo “UNI Tabla N1 Blanco”Estas 3 líneas sirven para que se numeren automaticamente los subtítulos, las figuras y las tablas.2. Introducción

Los títulos de las tablas deben tener el estilo “UNI Tabla N2”. Como existe una línea, antes del primer Titulo Nivel 2, con el estilo “UNI Tabla N1 Blanco” => las tablas se numerarán automaticamente.

2.1. Introducción

El desarrollo de Centrales Hidroeléctricas ha marcado un gran desafío para los

diseñadores de centrales en el Perú por la existencia de una caprichosa geografía y los

requerimientos de imaginación y conocimientos humanos, sim embargo ese esfuerzo ha

sido más que compensado por el notable aporte de esas obras de ingeniería al desarrollo

del país.

Desde la Central Yanacoto (1907), considerada una de las obras más importantes

de ingeniería hidráulica en América de Sur pasando por la Central Hidroeléctrica Cañón

del Pato (1958) y la del Mantaro (1973) el emprendimiento y la visión de los

especialistas han sido vitales para concretar los diferentes proyectos.

11

Page 12: CENTRAL HIDROELECTRICA DE HUANZA

2.2. Tipos de centrales hidroeléctricas 

Hay muchos tipos de centrales hidroeléctricas, ya que las características del terreno

donde se sitúa la central condicionan en gran parte su diseño.

Se podría hacer una clasificación en TRES modelos básicos:

2.2.1. Centrales de agua fluyente

En este caso no existe embalse, el terreno no tiene mucho desnivel y es necesario que el

caudal del río sea lo suficientemente constante como para asegurar una potencia

determinada durante todo el año. Durante la temporada de precipitaciones abundantes,

desarrollan su máxima potencia y dejan pasar agua excedente. En cambio, durante la

época seca, la potencia disminuye en función del caudal, llegando a ser casi nulo en

algunos ríos en verano.

Figura 2.1: Esquema de una Central de Agua Fluyente

Fuente: http://www.geq.cl/proyectos/hydrochile/

2.2.2. Centrales de embalses.

Mediante la construcción de una o más presas que forman lagos artificiales donde se

almacena un volumen considerable de agua por encima de las turbinas.

El embalse permite graduar la cantidad de agua que pasa por las turbinas. Con el

embalse puede producirse energía eléctrica durante todo el año aunque el río se seque

12

Page 13: CENTRAL HIDROELECTRICA DE HUANZA

completamente durante algunos meses, cosa que sería imposible con una central de agua

fluyente.

Estas centrales exigen, generalmente, una inversión de capital más grande que la de

agua fluyente. Dentro de estos tipos existen dos variantes de centrales:

2.2.2.1. Centrales a pie de presa:

En un tramo de río con un desnivel apreciable se construye una presa de una altura

determinada. La sala de turbinas está situada después de la presa.

Figura 2.2: Esquema de una Central de Embalse a pie de presa

Fuente: http://www.ecovive.com/centrales-segun-la-afluencia-del-caudal

2.2.2.2. Centrales por derivación de las aguas:

Las aguas del río son desviadas mediante una pequeña presa y son conducidas mediante

un canal con una pérdida de desnivel tan pequeña como sea posible, hasta un pequeño

depósito llamado cámara de carga o de presión. De esta sala arranca una tubería

forzada que va a parar a la sala de turbinas. Posteriormente, el agua es devuelta río

abajo, mediante un canal de descarga. Se consiguen desniveles más grandes que en las

centrales a pie de presa. 

13

Page 14: CENTRAL HIDROELECTRICA DE HUANZA

Figura 2.3: Esquema de una Central de Embalse por derivación de aguas

Fuente: http://www.ecovive.com/centrales-segun-la-afluencia-del-caudal

2.2.3. Centrales de bombeo o reversibles.

Son un tipo especial de centrales que hacen posible un uso más racional de los recursos

hidráulicos.

Disponen de dos embalses situados a diferente nivel. Cuando la demanda diaria de

energía eléctrica es máxima, estas centrales trabajan como una central hidroeléctrica

convencional: el agua cae desde el embalse superior haciendo girar las turbinas y

después queda almacenada en el embalse inferior.

Durante las horas del día de menor demanda, el agua es bombeada al embalse

superior para que vuelva a hacer el ciclo productivo.

14

Page 15: CENTRAL HIDROELECTRICA DE HUANZA

Figura 2.4: Esquema de una Central de Bombeo

Fuente: http://ecomedioambiente.com/energias-renovables/almacenamiento-de-energia-central-hidroelectrica-de-bombeo/

2.3. Partes de una central Hidroeléctrica:

2.3.1. La presa

La presa es el primer elemento que encontramos en una central hidroeléctrica. Se

encarga de contener el agua de un río y almacenarla en un embalse.

Con la construcción de una presa se consigue un determinado desnivel de agua, que es

aprovechado para conseguir energía. La presa es un elemento esencial y su forma

depende principalmente de la orografía del terreno y del curso del agua donde se tiene

que situar.

Las presas se pueden clasificar, según el material utilizado en su construcción, en presas

de tierra y presas de hormigón.

Las presas de hormigón son las más resistentes y las más utilizadas. Hay tres tipos de

presas de hormigón en función de su estructura: 

Presas de gravedad. Son presas de hormigón triangulares con una base ancha que se va

haciendo más estrecha en la parte superior. Son construcciones de larga duración y que

no necesitan mantenimiento. La altura de este tipo de presas está limitada por la

resistencia del terreno.     

15

Page 16: CENTRAL HIDROELECTRICA DE HUANZA

Figura 2.5: Esquema de una Presa

Fuente: http://www.wikiciencia.org/tecnologia/ingenieria/represas/index.php

Presa de vuelta. En este tipo de presas la pared es curva. La presión provocada por el

agua se transmite íntegramente hacia las paredes del valle por el efecto del arco.

Cuando las condiciones son favorables, la estructura necesita menos hormigón que

una presa de gravedad, pero es difícil encontrar lugares donde se puedan construir.

Figura 2.6: Esquema de la presa Hoover

Fuente: WordPress La presa Hoover

Presas de contrafuertes.

Tienen una pared que soporta el agua y una serie de contrafuertes o pilares de forma

triangular, que sujetan la pared y transmiten la carga del agua a la base.

16

Page 17: CENTRAL HIDROELECTRICA DE HUANZA

Figura 2.7: Esquema de una presa Contrafuerte

Fuente: http://marirueda296.blogspot.pe/p/sobre-las-presas.html

2.3.2. Rebosaderos

Elementos que permiten liberar parte del agua que es retenida sin que pase por la

sala de máquinas.

Figura 2.8: Esquema de un Rebosadero

Fuente: http://luarnafraga.blogspot.pe/2013/11/embalses-y-centrales-hidroelectricas.html

17

Page 18: CENTRAL HIDROELECTRICA DE HUANZA

2.3.3. Destructores de energía

Que se utilizan para evitar que la energía que posee el agua que cae desde los

salientes de una presa de gran altura produzcan, al chocar contra el suelo, grandes

erosiones en el terreno. Básicamente encontramos dos tipos de destructores de

energía:

Los dientes o prismas de cemento, que provocan un aumento de la turbulencia y de

los remolinos.

Los deflectores de salto de esquí, que disipan la energía haciendo aumentar la

fricción del agua con el aire y a través del choque con el colchón de agua que

encuentra a su caída.

2.3.4. Sala de máquinas

Construcción donde se sitúan las máquinas (turbinas, alternadores…) y elementos de

regulación y control de la central.

Figura 2.9: Esquema de una Sala de Máquinas

Fuente: http://www.colbun.cl/centrales-y-proyectos/centrales/cuenca-del-aconcagua/los-quilos/

Turbina Elementos que transforman en energía mecánica la energía cinética de una

corriente de agua.

18

Page 19: CENTRAL HIDROELECTRICA DE HUANZA

Figura 2.10: Esquema de Turbinas

Fuente: Hydraulik I Rohrströmung W. Kinzelbach. Verlustfreie Rohrströmung Gegeben:

Alternador Tipo de eléctrico destinado a transformar la energía mecánica en eléctrica.

Figura 2.11: Esquema del rotor de un Alternador

Fuente: http://www.otsa.es/

2.3.5. Conducciones 

La alimentación del agua a las turbinas se hace a través de un sistema complejo de

canalizaciones.

19

Page 20: CENTRAL HIDROELECTRICA DE HUANZA

Figura 2.12: Esquema de tuberías de Conducción

Fuente: http://www.crovisa.com.pe/es-PE/page/198/tuberia-de-presion-de-ch-la-oroya

Válvulas

 Dispositivos que permiten controlar y regular la circulación del agua por las tuberías.

Figura 2.13: Esquema de una válvula

Fuente: http://www.industryvalves.com.es/flanged-globe-valve.html

2.3.6. Chimeneas de equilibrio

Son unos pozos de presión de las turbinas que se utilizan para evitar el llamado “ golpe

de ariete”, que se produce cuando hay un cambio repentino de presión debido a la

20

Page 21: CENTRAL HIDROELECTRICA DE HUANZA

apertura o cierre rápido de las válvulas en una instalación hidráulica.

Figura 2.14: Esquema de una Chimenea de Equilibrio

Fuente: http://eselagua.com/2015/02/28/transitorios-hidraulicos-en-tuberias/

2.3.7. Subestación

Cortacircuitos fusible

Son dispositivos destinados a cortar automáticamente el circuito eléctrico cuando la

corriente eléctrica que los atraviesa es muy alta.

El fusible es la parte de un circuito que se funde si pasa de una intensidad superior para

la que se construyó.

El fusible es solo la lámina o hilo conductor destinado a fundirse y, por lo tanto, a cortar

el circuito, mientras que el cortacircuitos fusible comprende, además, la carcasa, los

materiales de soportes, etc.

Relé térmico

Dispositivo de protección que tiene la capacidad de detectar las intensidades no

admisibles.

Por sí solo no puede eliminar la avería y necesita otro elemento que realice la

desconexión de los receptores. Se suele utilizar una lámpara de señalización al cerrar el

circuito para indicar que el relé térmico ha actuado debido a unasobreintensidad no

admisible.

21

Page 22: CENTRAL HIDROELECTRICA DE HUANZA

Interruptor magnetotérmico

Dispositivo electromecánico con capacidad para cortar, por sí mismo, las

sobreintensidades no admisibles y los cortocircuitos que se puedan producir.

Desconexión  por cortocircuito: Actúa por principio de funcionamiento magnético. Una bobina magnética crea una

fuerza que por medio de un sistema de palancas se encarga de abrir el contacto móvil

(entrada de corriente).

Si la corriente eléctrica que atraviesa el interruptor automático supera la intensidad

nominal de distintas veces, su apertura tiene lugar a un tiempo inferior a 5 ms.

Desconexión por sobrecarga: En este caso actúa por principio de funcionamiento térmico.

Un bimetal se curva cuando es atravesado por una sobreintensidad no admisible y

origina una fuerza que se transmite por medio de palancas y desconecta el contacto

móvil.

El tiempo de actuación lo determina la intensidad que lo atraviesa: a más intensidad

menos tiempo tarda en actuar.

Interruptor diferencial

Dispositivo de protección que detecta y elimina los defectos de aislamiento.

Este dispositivo tiene mucha importancia en las instalaciones eléctricas y necesita estar

protegido de las sobreintensidades y cortocircuitos, colocando un interruptor

magnetotérmico antes del mismo.

Durante el funcionamiento de este dispositivo en situaciones de normalidad,

la corriente que entra en un receptor tiene el mismo valor que el que sale de este.

Sin embargo, en caso de que haya un defecto de aislamiento, se producirá un

desequilibrio entre la corriente de entrada y la de salida; la variación de corriente no

será nula. El interruptor diferencial actúa abriendo el circuito cuando detecta que esta

variación de corriente no es nula.

Interruptor o relé electromagnético

Protegen las instalaciones eléctricas sometidas a picos de corriente fuertes (por ejemplo,

cuando se arrancan motores en aparatos de elevación), contra las sobrecargas

importantes.

22

Page 23: CENTRAL HIDROELECTRICA DE HUANZA

Seccionadores

Dispositivo mecánico de conexión y desconexión que permite cambiar las conexiones

del circuito para aislar un elemento de la red eléctrica o una parte de la misma del resto

de la red.

Antes de poder utilizar el seccionador se debe cortar la corriente eléctrica del

circuito.

23

Page 24: CENTRAL HIDROELECTRICA DE HUANZA

CAPÍTULO 3

Descripción del Proyecto3. Capítulo 2.Figura 3: Capítulo 2.Tabla 3: Capítulo2.

Antes del primer Título de Nivel 2 deben existir 3 líneas (con fuentes de color blanco) con el siguiente detalle:-) 1 palabra con el Estilo “UNI Titulo N1 Blanco”-) 1 palabra con el Estilo “UNI Figura N1 Blanco”-) 1 palabra con el Estilo “UNI Tabla N1 Blanco”Estas 3 líneas sirven para que se numeren automaticamente los subtítulos, las figuras y las tablas.

3.1. Introducción

El diseño de centrales eléctricas comienza con realizar preguntas como si existe o no la

necesidad de energía eléctrica, y si existe de qué magnitud es la necesidad y quienes son

los que necesitan dicha energía, en donde se encuentran localizadas las fuentes posibles

de energía y que oportunidades existe para aprovecharlas. Para responder estas

preguntas y fundamentar las respuestas se realizan estudios muy detallados para

acercarse a la veracidad del asunto y contemplar una buena descición. En este capítulo

se presentarán los pasos que justifican la construcción de la central de Huanza.

La necesidad en este caso se presenta la central minera Buenaventura, que de acuerdo

con sus planteamientos se ven obligados a crear sus propias fuentes de generación ya

que su consumo de energía es considerable y seguirá en aumento.

Los representantes de asuntos energéticos de la Minera Buenaventura determinaron que

gran parte de sus egresos provienen del consumo energético y más aún del consumo de

energía eléctrica, sus unidades de producción minera seguirán en aumento por las

nuevas exploraciones realizadas y por las futuras explotaciones de mineral que

realizarán en el país. Por tal motivo evaluaron que sería conveniente invertir en

24

Page 25: CENTRAL HIDROELECTRICA DE HUANZA

centrales eléctricas para compensar parte de su consumo energético en el centro del país

y para vender el excedente de energía.

El costo del proyecto, el tiempo de recuperación de sus capitales y la mejora del servicio

continuo de energía eléctrica en sus minas fueron los puntos más importantes que

determinaron la elección final de la fuente de energía a construir como se mostrará a

continuación.

3.1.1. Estudio de Demanda

Buenaventura cuenta actualmente con las siguientes minas:

Uchucchacua

Orcopampa

Tantahuatay

La Zanja

Rio Seco

Mallay

Recuperada

Julcani

Ishihuinca

Ubicados en los siguientes puntos:

Figura 3.1: Esquema General de Ubicación de los Centros Mineros de Buenaventura.

25

Page 26: CENTRAL HIDROELECTRICA DE HUANZA

Fuente http://www.buenaventura.com/

La carga eléctrica actual de cada mina esta conformada por:

CARGA ELÉCTRICA MW

Locomotora Eléctrica Trolley 5

Servicios de Ventilación Interior Mina 2

Servicios de Motores eléctricos usados en Ampliación 1

Motores Eléctricos usados en tratamiento de aguas 1

La central a construir va a estar ubicada en la zona centro del país por desición

de ellos, ya que la carga eléctrica a cubrir con la central está en el centro.

La potencia eléctrica exedente generada por la central va a ser vendida al SEIN

como corresponde de acuerdo a lo establecido por OSINERGMIN y el COES y por

supuesto de acuerdo a la carga eléctrica requerida por las minas, por lo que la potencia

de la central debe ser considerablemene mayor a la carga minera que se encuentra en el

centro del país.

Año Potencia (MW)

2006 102007 112008 122009 132010 252011 262012 272013 302014 312015 322016 322017 33

26

Page 27: CENTRAL HIDROELECTRICA DE HUANZA

2018 332019 342020 342021 502022 512023 522024 532025 53

Tabla 3.1: Potencia estimada hasta el 2025.

Esta tabla presenta valores de potencia estimada hasta el 2025 de la carga a nivel centro que será conectada a la central, el valor de la potencia que se elija tiene que satisfacer la demanda por lo menos

hasta el 2030.

Figura 3.2: Potencia estimada

27

2005 2010 2015 2020 2025 20300

10

20

30

40

50

60

Máxima Demanda

MW

Page 28: CENTRAL HIDROELECTRICA DE HUANZA

Este gráfico de la potencia en el tiempo fue estimado con la información planteada de los equipos instalados y locomotoras eléctricas en las minas, y de acuerdo a la proyección de crecimiento y aumento de los socavones mineros.

28

Page 29: CENTRAL HIDROELECTRICA DE HUANZA

3.2. Acerca del Recurso Energético

Ubicación del proyecto de la C.H. de Huanza. Según la demarcación política del país, el proyecto de la C.H. de Huanza se encuentra ubicado en la Provincia de Huarochiri, departamento de Lima, distrito de Huanza, dentro de cuyos linderos y de la propia comunidad de Huanza, se encuentran las obras civiles, razón por la que toma su nombre.

29

Page 30: CENTRAL HIDROELECTRICA DE HUANZA

Figura 3.3: Diagrama topológico del sistema hidraúlico de la cuenca del río Rímac - río Santa

Eulalia. Fuente - Simulación del sistema hidraúlico e hidrológico de la cuenca del río Rímac-

Santa- UNMSM.

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Page 31: CENTRAL HIDROELECTRICA DE HUANZA

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Fuente: el aprovechamiento energético de los recursos hidráulicos en la cuenca del río rímac y el agua potable de la ciudad de LimaIng. Ernesto Maisch GuevaraIng. Guillermo Maisch Molina

Page 32: CENTRAL HIDROELECTRICA DE HUANZA

Está localizado en la vertiente occidental de la Cordillera de los Andes, en la zona central del país, en la cuenca del río Santa Eulalia, afluente del río Rímac, captará las aguas de tres de los afluentes del río Santa Eulalia, -el Pallca, el Collque y el Saccsa-, en la cota 4030 m.s.n.m., ver Figura 3.El punto de devolución de las aguas del Proyecto Huanza estará ubicado aguas arriba de las obras de captación de la central de Huinco representado por la captación y el embalse de regulación horaria de Sheque.Las fuentes de agua del Proyecto son dos, la cuenca alta del Río Santa Eulalia y la Cuenca Transandina del río Mantaro trasvasada de la vertiente oriental. El área de drenaje de la cuenca de Santa Eulalia que será captada de los ríos Pallca y Collque, es de 199 km2 . Parte de ella, 60.7 km2 , es regulada en las lagunas de Huallunca, Canchis, Huasca, Quiusha y Piti, y la otra parte, 138.3 km2 , no lo es.En el área de drenaje que es trasvasada por el túnel transandino al Río Pallca, existen también sectores regulados en las lagunas de Marcapomacocha, Antacoto, Marcacocha y Sangrar que, en conjunto, alcanzan una superficie de 175 km2 , y sectores no regulados, que son captados y transportados por el canal Tucto-Antacasha que abarcan una superficie de 70.7 km2 . Adicionalmente, el Proyecto Marca III a partir del año 2000 adiciona los recursos que se captan de un área de drenaje de 102.6 km2 , los que son embalsados y regulados en la Laguna de Antacoto.Se contó con registros hidrométricos de los últimos 27 años en dos estaciones claves por su localización, así como información referente a los volúmenes mensuales de almacenamiento en los ya mencionados embalses de la cuenca de Santa Eulalia. Una de las estaciones es Milloc, que está situada a la salida del túnel transandino de trasvase y registra, por lo tanto, todos los caudales propios de esa cuenca, y la otra estación, Sheque, que está en el punto de captación de la C.H. de Huinco y mide los caudales trasvasados anteriormente mencionados más los de la cuenca procedente de Santa Eulalia.Se determinaron también las necesidades de agua para riego en la situación actual, así como las demandas potenciales de las tierras susceptibles de irrigarse en base a lo cual se determinaron las reservas de agua necesarias en los sitios de captación para estos objetivos y se agregó el caudal mínimo que debiera dejarse para mantener el equilibrio ecológico. El total de estas reservas sumando los de Pallca y Collque arrojan un total de 300 lt/s los cuales se han descontado de las disponibilidades, obteniendo en definitiva los siguientes caudales aprovechables:

Situación: Qmedio =16.08m3/s -300 Lt/s Qmedio=15.8m3/s

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Fuente: Simulación del sistema hidraúlico e hidrológico de la cuenca del río Rímac-Santa Eulalia- UNMSM

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33 Fuente: Simulación del sistema hidraúlico e hidrológico de la cuenca del río Rímac-Santa Eulalia- UNMSM

Page 34: CENTRAL HIDROELECTRICA DE HUANZA

En Huanza que viene a ser dentro del sistema hidráulico, un punto de control dependiente de la operación en conjunto de todo el sistema, para alcanzar las metas de Huinco y Chosica, se obtiene como resultado un caudal medio de 16.03 m3 /s con un firme al 95 % de 15.71 m3 /s, de la serie de 27 años con caudales medios mensuales para el período 1978/769 a 2004/05. En el cuadro siguiente muestra un resumen estadístico de la serie de caudales mencionado anteriormente.

Los estudios del proyecto de la C. H. de Huanza han determinado que el caudal medio multianual a ser utilizado es de 16.03 m3 /s, su potencia instalada de 89.4 MW, su capacidad de generación es de 336 Gwh. Como resultado de la simulación de la simulación realizada se ha obtenido una serie de 27 años con un caudal medio multianual de 16.03 m3 /s para Huanza, pero si se descuenta 300 l/s por reserva de agua para la agricultura y el caudal ecológico a ser dejados en la cuenca de Pallca y Collque se tendrá un caudal final de: 16.03-0.300= 15.83 m3 /s, obteniéndose una generación de energía anual de 331.80 Gwh. Luego la diferencia encontrada es del orden del 1.5 %, considerándose esta diferencia como mínima y aceptando como válidos.

3.3. Gerenciamiento

El gerenciamiento constituye la parte central de monitoreo de la construcción de

la Central.

Los gastos en esta parte es el 12% del costo total de la central. Es decir 17.4

millones de dólares.

3.4. Estudios y Permisos Generales

Los estudios y permisos están conformados por:

3.4.1. Estudio de Impacto Ambiental (EIA).

El presente estudio tiene como objetivo crear un instrumento de previsión de

impactos y de gestión que permita asegurar la ejecución del proyecto bajo las mejores

prácticas ambientales y así cumplir con los requerimientos del Reglamento para la

Protección Ambiental en Actividades Eléctricas y demás normas ambientales.

DESARROLLO DEL ESTUDIO

El presente EIA ha recopilado información de los componentes físicos y

biológicos que determinan las condiciones actuales del medio natural, así como, de las

condiciones sociales y económicas previas a la implementación y desarrollo del

Proyecto en su área de influencia. Asimismo, se describen las actividades del proyecto

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Page 35: CENTRAL HIDROELECTRICA DE HUANZA

que comprende la construcción de obras hidráulicas, túneles, obras complementarias

(para la central) y equipamiento electromecánico (para el caso de la subestación y la

línea) y sus componentes logísticos; así como la etapa de operación del mismo. El

análisis de los impactos ambientales y sociales, el plan de manejo ambiental (PMA) y el

plan de contingencia se formularon sobre la base de la información obtenida del

Proyecto y de las condiciones determinadas en la línea base del ámbito de estudio. El

análisis social y económico se basó en la información secundaria y primaria obtenida

para el área del Proyecto, considerándose de manera directa, a los pobladores de las

localidades aledañas.

METODOLOGÍA

El EIA se desarrolló considerando las fases siguientes:

(1) Fase pre - gabinete

Esta fase consistió en la realización del planeamiento y estandarización de la

metodología específica para cada uno de los componentes del estudio (línea

base física, biológica, social y cultural). Para ello, se ha identificado los

alcances de la normatividad relacionada con el proyecto y aquellos aspectos

que requieren actualizar información. Así mismo se estableció las áreas de

evaluación, considerando el área de influencia directa e indirecta.

(2) Fase de campo

Consistió en la realización de la evaluación del ámbito del proyecto, a través

de inspecciones y registros in situ (muestras y/o conteos) para los aspectos

físicos y biológicos; así como, entrevistas a los actores sociales involucrados

con el desarrollo del proyecto.

(3) Fase de gabinete

Se articuló e integró la información referida a la normatividad nacional

vigente y las regulaciones de organismos internacionales en relación con el

proyecto; así como la información del ámbito del proyecto, desarrollando y

describiendo la línea base del componente físico, biológico, socioeconómico

y cultural del ámbito de influencia del proyecto. Se identificaron los

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Page 36: CENTRAL HIDROELECTRICA DE HUANZA

impactos ambientales y sociales potenciales, así como el Plan de Manejo

donde se establecen las medidas para evitarlos y/o minimizarlos.

El estudio está en desarrollo por la empresa Walsh Perú S.A. y entregará el

informe final a 5 meses de inicio.

3.4.2. Certificado de Inexistencia de Restos Arqueológicos (CIRA)

El Certificado de Inexistencia de restos Arqueológicos (CIRA) es un documento

oficial emitido por el Instituto Nacional de Cultural mediante el cual se pronuncia de

manera oficial y de manera técnica en relación al contenido o no de vestigios

arqueológicos en un terreno.

REQUISITOS

- Solicitud dirigida al Director Nacional del INC.

- Dos copias del plano de ubicación y del trazo o perimétrico (poligonal)

del Proyecto o área de interés, indicándose los lados y/o vértices en UTM

georeferenciados de acuerdo a Carta del IGN, y cuadro técnico (firmados

en original por el profesional de la especialidad: ingeniero o arquitecto).

- Tres reducciones de los planos indicados en formato A3.

3.4.3. Permiso Predial.

3.4.4. Estudio de Preoperatividad

Este estudio tiene como finalidad demostrar que el equipamiento a emplear

en las nuevas instalaciones no presente un impacto negativo en la operación

del Sistema Eléctrico Interconectado (SEIN)

Este estudio de Preoperatividad se realizará antes de la construcción del

sistema, luego de la Ing. Básica.

3.4.5. Estudio de Operatividad

Este estudio se realiza para garantizar un buen funcionamiento del sistema

de generadores conectados al SEIN, en el estudio se incluyen los programas

de los estabilizadores de potencia con lo que se demuestra la estabilidad

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Page 37: CENTRAL HIDROELECTRICA DE HUANZA

transitoria y estacionaria de los generadores en las peores condiciones de

operación.

Este estudio incluye especificaciones más detalladas de la central y se realiza

después de construida o después de realizarse la Ing. de Detalle de todo el

proyecto (Central, Subestación y Línea).

3.5. Central Hidroeléctica

La central Hidroeléctrica Huanza estará ubicada en la cuenca del río Pallca,

distrito de Huanza. Sera una central hidroeléctrica de pasada, conducirá el agua desde el

reservorio Pallca hasta la casa de maquinas

El reservorio Pallca tiene una capacidad de almacenamiento efectivo de 281014 m3 y la

toma una capacidad de diseño de 15.8 m3/s.

El sistema de conducción de agua tendrá una longitud aproximada de 10 km y otros 2

km mas de tubería forzada de acero hasta las turbinas ubicadas en la casa de maquinas.

3.5.1. Grupos Generadores:

La central Hidroeléctrica tiene una capacidad de 88.86 MW y una tension de 13.8 KV

consta de 2 grupos generadores síncronos con una potencia de 53 MVA cada una, la

potencia de las turbinas es 44.43 MW y una velocidad de 514 rpm asi como los

dispositivos de medición, control y protección.

Cálculo de los grupos generadores:

La central hidroeléctrica Huanza según la evaluación del salto y caudal, se obtuvo los siguientes datos:

Q=15.80m3

s

H=15.80m3

sCon estos datos podemos calcular la potencia de la central determinar la cantidad de

grupos generadores, numero de revoluciones del generador, numero de polos y la

potencia de cada grupo generador.

Pcentral=10.8∗Q∗H CV

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Page 38: CENTRAL HIDROELECTRICA DE HUANZA

Pcentral=10.8∗15.8∗703 CVPcentral=120815 CV

Pturbina=Pcentral

kT

… (1)kT : ¿de turbinas

ηs=N √ 10.8∗Q∗H

kT

H54

…(2) N : velocidad de laturbina

N=120∗fp

f : frecuencia(60 Hz)

Se realiza los cálculos correspondientes de ηs para diferentes valores de k T y p.

Tabla 3.2: Tabla de velocidades de la turbina.

# de grupos generadores

K 1 2 3 4 5 6 7 8p N

8 90086,4

2 61,1149,8

9 43,21 38,6535,2

8 32,66 30,55

10 72069,1

4 48,8939,9

2 34,57 30,9228,2

2 26,13 24,44

12 60057,6

1 40,7433,2

6 28,81 25,7723,5

2 21,78 20,37

14 51449,3

8 34,9228,5

1 24,69 22,0820,1

6 18,66 17,46

16 45043,2

1 30,5524,9

5 21,60 19,3217,6

4 16,33 15,28

18 40038,4

1 27,1622,1

8 19,20 17,1815,6

8 14,52 13,58

20 36034,5

7 24,4419,9

6 17,28 15,4614,1

1 13,07 12,22

22 32731,4

3 22,2218,1

4 15,71 14,0512,8

3 11,88 11,11

24 30028,8

1 20,3716,6

3 14,40 12,8811,7

6 10,89 10,18

POTENCIA POR GRUPO88,8

6 44,4329,6

2 22,21 17,7714,8

1 12,69 11,11

Tomando los datos de la siguiente tabla:

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Page 39: CENTRAL HIDROELECTRICA DE HUANZA

Tabla 3.3: Tabla de velocidades de la turbina para elección.

Ns Turbina H (m) Condición de altura< 18 P - 1T > 800

19 - 25 P - 1T 800 a 400  cumple26 - 35 P - 1T 400 a 10026 - 35 P - 2T 800 a 400  cumple51 - 72 P - 4T 400 a 10036 - 50 P - 2T 400 a 10055 - 70 F Muy lenta 400 a 200

70 - 120 F Lenta 200 a 100120 - 200 F Media 100 a 50200 - 300 F Veloz 50 a 25300 - 450 F Ultra veloz 25 a 15

400 - 500K

Velocisima < 15270 - 500 K Lenta 50 a 15500 - 800 K Veloz 15 a 5

800 - 1000K

Velocisima < 5

Tabla 3.4: Tabla de velocidades de la turbina.

# de grupos generadores

K 1 2 3 4 5 6 7 8p N

8 90086,4

2 61,1149,8

9 43,21 38,6535,2

8 32,66 30,55

10 72069,1

4 48,8939,9

2 34,57 30,9228,2

2 26,13 24,44

12 60057,6

1 40,7433,2

6 28,81 25,7723,5

2 21,78 20,37

14 51449,3

8 34,9228,5

1 24,69 22,0820,1

6 18,66 17,46

16 45043,2

1 30,5524,9

5 21,60 19,3217,6

4 16,33 15,28

18 40038,4

1 27,1622,1

8 19,20 17,1815,6

8 14,52 13,58

20 36034,5

7 24,4419,9

6 17,28 15,4614,1

1 13,07 12,22

22 32731,4

3 22,2218,1

4 15,71 14,0512,8

3 11,88 11,11

24 30028,8

1 20,3716,6

3 14,40 12,8811,7

6 10,89 10,18

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Page 40: CENTRAL HIDROELECTRICA DE HUANZA

POTENCIA POR GRUPO88,8

6 44,4329,6

2 22,21 17,7714,8

1 12,69 11,11

Tenemos 2 opciones según la tabla de selección de turbinas:

1. La primera opción en que ηs→ [ 19−25 ]:

Puedo escoger un grupo con una turbina de ηs→ [ 19−25 ] no es posible ya que según los

cálculos nos da como resultado que ηs>28.

2. La segunda opción en que ηs→ [ 26−35 ]:

Tenemos 3 alternativas:

Primera: 2 grupos con turbinas Pelton de N=400 rpm de 18 polos.

Segunda: 2 grupos con turbinas Pelton de N=450 rpm de 16 polos.

Tercera: 2 grupos con turbinas Pelton de N=514 rpm de 14 polos.

Teniendo en cuenta que mientras más polos tenga el generador más grande será y como

consecuencia su precio aumenta, de las 3 opciones, se escoge la tercera opción.

2 grupos generadores

2 turbina Pelton vertical

N=514 rpm

14 polos

Potencia total: 120815 CV =88.86 MW

Considerando esto, la potencia de cada grupo generador es 44.43 MW.

Asi tenemos los generadores con las siguientes características

Tabla 3.5: Carácteristicas de la C.H. Huanza.

Parámetro Técnico Magnitud

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Page 41: CENTRAL HIDROELECTRICA DE HUANZA

Máxima Caída Bruta 703 mCaudal nominal de la central 15,8 m/sTipo de Turbina Pelton

verticalNúmero de Unidades 2Capacidad Nominal de Turbina

41,3 MW

Velocidad 514 rpmCapacidad Nominal del Generador

53 MVA

Factor de potencia del generador

0,85

Tensión nominal del Generador

13,8

Tensión de Conexión al SEIN

220 kV

Capacidad Instalada de la Planta

88,86 MW

Los cálculos respectivos se muestran en el anexo A.3.

Los equipos deben de cumplir los requerimientos técnicos que recomienda el COES.

La instalación se realiza luego de las construcciones civiles de la casa de máquinas. El

tiempo de su montaje es de apenas 1 mes.

3.5.2. Transformador de potencia

La subestación de la CH Huanza consta de un banco de tres transformadores

monofásicos de 36 MVA de relación 13,8/220 kV, conectado en el lado de baja tensión

con la barra de generación y por el lado de alta tensión con el sistema nacional en 220

kV, mediante un pórtico que es el punto de conexión para la derivación PI de la línea

Huayucachi - Carabayllo.

El transformador de potencia con los siguientes parámetros:

Potencia nominal: 3x36 MVA

Relación de transformación: 13.8kv/220kv

Frecuencia nominal: 60 Hz

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Page 42: CENTRAL HIDROELECTRICA DE HUANZA

El montaje se realiza luego de construida la casa de máquinas y el pedido para su

fabricación se realiza un año antes de terminar de construir toda la central. El tiempo de

su montaje es de apenas 1 mes.

3.6. Subestación Eléctrica

La subestación GIS contiene todo el equipamiento necesario de corte y

seccionamiento en 220kV, y cuenta además con equipos de medicion como

transformadores de tensión y transformadores de corriente. Asimismo se tiene

transformadores de tensión capacitivos, trampas de onda y descargadores de

sobretensiones.

La configuración de la subestación es en doble barra y con 5 bahías:

a. 2 bahias de línea en 220kV

b. 1 bahia de acoplamiento

c. 1 módulo de medición

d. 1 bahía de conexión con el banco de transformadores

La subestación cuenta con puestas a tierra rápida en cada bahía de línea.

En la parte externa de la subestación se considera un sistema de onda portadora

que contiene transformadores de tension capacitivos, trampas de onda para

comunicación y teleproteccion con las subestaciones de Huayucachi y Carabayllo.

Los parámetros de la subestación son los siguientes:

Tensión Máxima de Servicio : 252kV

Tensión Nominal : 220kV

Corriente Nominal : 3150 A

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Page 43: CENTRAL HIDROELECTRICA DE HUANZA

Frecuencia Nominal : 60 Hz

Transformador de Tensión Capacitivo:

Los parámetros son los siguientes:

Tensión Nominal : 220kV (fase fase)

127kV (fase tierra)

Tensión máxima de servicio : 220kV

Corriente Nominal : 3150 A

Frecuencia Nominal : 60 Hz

Tensión de impulso : 1050kV

Método de aterramiento al neutro : Directamente aterrado

Trampa de Onda:

Los parámetros son los siguientes:

Tensión Nominal : 220kV (fase fase)

Corriente de cortocircuito : 40kA

Descargadores de sobretensiones:

Los parámetros son los siguientes:

Tensión Nominal : 220kV (fase fase)

127kV (fase tierra)

Tensión máxima de servicio : 245kV

Tensión nominal : 200kV

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Page 44: CENTRAL HIDROELECTRICA DE HUANZA

Corriente Nominal : 3150 A

Frecuencia Nominal : 60 Hz

Tensión de impulso : 1050kV

Tensión de operación continua : 156kV

Sobre tensión maxima : 230kV

Tensión Máxima de descarga : 440kV

Corriente de descarga : 60 Hz

Método de aterramiento al neutro : Directamente aterrado

Los cables utilizados para la derivación de la línea deben ser los mismos que la

de la línea de transmision 220kV Huayucachi-Carabayllo. Se deben realizar los cálculos

respectivos para las estructuras cumpliendo las distancias de seguridad, limites de carga

y permitir la operación del sistema con normalidad.

El montaje se realiza en paralelo con la instalación del transformador. El tiempo de su

montaje es de apenas 1 mes.

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Page 45: CENTRAL HIDROELECTRICA DE HUANZA

Figura 3.4: Diagrama Unifilar.

Finalmente el costo de todas las obras incluido las compras en la casa de

máquinas es de 50 millones de dólares. Su construcción se comienza en paralelo con la

línea de transmisión.

3.7. Línea de Transmisión

La línea de Transmisión 220 kV Huayucachi-Carabayllo, la cual es una línea

simple terna con conductores ACSR Curlew de 591.6 mm2 y dos cables de guarda de

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Page 46: CENTRAL HIDROELECTRICA DE HUANZA

acero galvanizado de 68.12 mm2, será partida para conectar la línea a subestación

Huanza, en derivación en PI, formándose dos tramos, línea Huayucachi-Huanza y línea

Huanza-Carabayllo. Los tramos de línea se conectan a un pórtico terminal que conecta

cada extremo de la línea con la subestación GIS. La longitud del enlace en 220kV que

se necesita para conectar la línea con el protico es aproximadamente 90m.

Figura 3.5: Solucion planteada, partición de la línea Huayucachi-Carabayllo.

46

Page 47: CENTRAL HIDROELECTRICA DE HUANZA

Figura 3.6: Solucion planteada, partición de la línea Huayucachi-Carabayllo, vista de planta.

Finalmente, el tiempo de construcción de la Línea y su dependencia se muestra en el

Cronograma.

47

Page 48: CENTRAL HIDROELECTRICA DE HUANZA

48

Page 49: CENTRAL HIDROELECTRICA DE HUANZA

CAPÍTULO 4

Estudio Económico y Cronograma

4. Capítulo 2.Tabla 4: Capítulo2.

4.1. Flujo de Caja

Una vez obtenido los costos de inversión del proyecto los cuales ascienden a la suma de 145 Millones de dólares resumido en la siguiente tabla

COSTO TOTAL S/. 145,000,000.00COSTO DE LA REPRESA + TUBERIAS DE ABDUCCION

S/. 60,000,000.00

S/. 85,000,000.00INGENIERIA 5.00 S/. 2,871,621.62BIENES S/. 57,432,432.43OBRA CIVILES 20.0

0S/. 11,486,486.49

MONTAJE 10.00

S/. 5,743,243.24

SUP + ADQ 13.00

S/. 7,466,216.22

S/. 85,000,000.00

Tabla 4.1: Tabla Nº5

Se procede a realizar el flujo de caja, para eso se tiene en cuenta algunas simplificaciones, como por ejemplo la inversión fue realizada en una sola etapa lo cual sabemos que la inversión es realizada durante los 5 años de construcción.Se asume que no existen fórmulas de indexación es decir el costo del precio de energía y potencia es constante a través del tiempo.

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Page 50: CENTRAL HIDROELECTRICA DE HUANZA

Se asume un costo marginal promedio para la distribución un valor constante, y también un costo marginal del mercado spot constante.El tiempo de evaluación considerado será de 20 años.La tasa de interés del Banco será considerada en un 7%Se considerara solo un precio de energía, sin importar si es en hora fuera de punta u hora en puntaEl 80% del costo de inversión será brindado por una entidad financiera, y el otro 20% por capital propio.Consideraremos un precio mínimo por derecho del uso del agua, el cual será pagado al ANA.A continuación presentamos los datos usados para el cálculo:

Propio Préstamo

Capital$29.000.000,0

0$116.000.000,00

Para la Depreciación consideraremos la ley 1058, la cual indica 20% anual, es decir la inversión pierde su valor en los próximos 5 años.También se asumirá el porcentaje de energía vendida al usuario libre, al mercado spot y a la distribución de la siguiente manera.

Usuario Libre

SPOT Distribución

Distribución 75% 20% 5%

Los costos de la energía y potencia para cara uno de los sectores está especificado a continuación:

Precio de Contrato

PotenciaCosto marginal

del sistemaCosto marginal de

DistribuciónPrecio del

AguaHidráulic

a40 6,9 30

20 1

Se asumirá un tiempo de operación de ¾ partes del año, el otro porcentaje de tiempo la central estará en mantenimiento y reparación

Tiempo de operación anualHidráulic

a 6570 horas

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Page 51: CENTRAL HIDROELECTRICA DE HUANZA

Realizando el flujo económico obtenemos:

51

Page 52: CENTRAL HIDROELECTRICA DE HUANZA

Entonces detallando los indicadores económicos para 20 años:TIR VAN Rentabilidad

Resultados 24% $56.561.542,19 195,04%

PDT:El método de amortización del banco fue mediante cuota constante, los valores se enuncian a continuación:

año capitalamortizació

n interés cuota0 116.000.000,001 113139377,6 2860622,4 8004000,0 10864622,382 110081372,3 3058005,3 7806617,1 10864622,383 106812364,6 3269007,7 7595614,7 10864622,384 103317795,4 3494569,2 7370053,2 10864622,385 99582100,9 3735694,5 7128927,9 10864622,386 95588643,5 3993457,4 6871165,0 10864622,387 91319637,5 4269006,0 6595616,4 10864622,388 86756070,1 4563567,4 6301055,0 10864622,389 81877616,5 4878453,5 5986168,8 10864622,38

10 76662549,7 5215066,8 5649555,5 10864622,3811 71087643,3 5574906,5 5289715,9 10864622,3812 65128068,3 5959575,0 4905047,4 10864622,3813 58757282,6 6370785,7 4493836,7 10864622,3814 51946912,7 6810369,9 4054252,5 10864622,3815 44666627,3 7280285,4 3584337,0 10864622,3816 36884002,2 7782625,1 3081997,3 10864622,3817 28564376,0 8319626,2 2544996,2 10864622,3818 19670695,5 8893680,4 1970941,9 10864622,3819 10163351,2 9507344,4 1357278,0 10864622,3820 0,0 10163351,2 701271,2 10864622,38

4.2. Cronograma General del Proyecto

El cronograma del proyecto muestra una lista de todos los elementos terminales

del proyecto con sus fechas previstas de comienzo a fin. La siguiente figura muestra el

diagrama de Gantt que proporciona información cronológica de todo el proyecto.

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Page 53: CENTRAL HIDROELECTRICA DE HUANZA

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Id CH Huanza

1 C.H. HUANZA2 1.0 Gestión de Proyectos3 2.0 Estudios de Factibilidad4 3.0 Permisiologia5 3.1 EIA6 3.2 CIRA7 3.3 Gestión Predial8 4.0 Ingeniería9 4.1 Ingeniería de Detalle10 4.2 Estudio Preoperatividad11 5.0 Obras Preliminares12 6.0 Central13 6.1 Obras Civiles14 6.2 Montaje15 7.0 Subestación16 7.1 Obras Civiles17 7.2 Montale18 8.0 Linea de Transmisión19 8.1Obras Civiles20 8.2 Montaje21 9.0 Estudios de Operatividad22 10.0 Liquidación

06/12 24/01 13/03 01/05 19/06 07/08 25/09 13/11 01/01 19/02 09/04 28/05 16/07 03/09 22/10 10/12 28/01 18/03 06/05 24/06 12/08 30/09 18/11 06/01 24/02 14/0411/15 01/16 03/16 05/16 07/16 09/16 11/16 01/17 03/17 05/17 07/17 09/17 11/17 01/18 03/18 05/18 07/18 09/18 11/18 01/19 03/19 05/19

Page 54: CENTRAL HIDROELECTRICA DE HUANZA

CAPÍTULO 5

Conclusiones y Recomendaciones5. Capítulo 2.5. Capítulo 2.Tabla 5: Capítulo2.

5.1. Conclusiones

Esta central ha sido evaluada económicamente de manera aceptable, siendo un

estudio como este el necesario para considerar la inversión de agentes interesados en el

mismo.

En un análisis más detallado se considerarían factores que afectarían

principalmente la ganancia, así como la recuperación de la inversión. Estos factores

serían obtenidos a partir de datos históricos de centrales con características similares

(periodo de construcción, materia prima, potencia, parámetros de regulación, etc.); de

no contar con los registros necesarios, se tomarán datos a partir de tablas dadas por

organismos internacionales.

5.2. Recomendaciones

Para considerar un flujo de caja más exacto, será necesario tomar índices que

reflejen el comportamiento de una central durante su periodo de construcción, el ciclo

de operación y el finalmente el tiempo de vida para cierre de la central.

Estos estudios de proyección considerarían también un estudio de la demanda

que siendo afectada inevitablemente por indisponibilidades propias de la central, así

como indisponibilidades de terceros que afecten el normal suministro de la energía ,

calcularían de manera más exacta los ingresos obtenidos por potencia y energía de la

central.

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Page 55: CENTRAL HIDROELECTRICA DE HUANZA

Un cálculo de la regulación óptima reflejaría un equilibrio entre la rapidez de la

respuesta de la central y una reducción entre la vida útil de los equipos de regulación

Estudio de costos marginales y horas de operación para la cual la central sea

llamada a despachar serán también necesarios de ser proyectados en el mercado

enegético.

Considerar de manera dispensable los factores de penalidad en los que incurren

las centrales que alteran el flujo de caja para la ganancia y el retorno de la inversión.

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Page 56: CENTRAL HIDROELECTRICA DE HUANZA

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

COES, Determinacion de la potencia efectiva de centrales hidroelectricas.

Procedimiento técnico del comité de operación económica del SEIN, 2013.

ANA, D.S. Nº 001-2010-AG, Aprueba el Reglamento de la Ley N° 29338, Ley de

Recursos Hídricos, articulo 89, Marzo. 2010.

ANA, Sistema nacional de información de recursos hídricos, web

“http://geosnirh.ana.gob.pe/geohidrov2/”.

MINAM, Normas y Procedimientos para la emisión del Certificado de Inexistencia de

Restos Arqueológicos (CIRA). Decretos Supremos Nº 054 y Nº 060, Marzo

2013.

COES SINAC, Procedimiento Técnico del Cómite de Operación Económica del

Sistema “Ingreso, Modificación y Retiro de instalaciones del SEIN”, Mar.

2013.

MINISTERIO DE ENERGÍA Y MINAS, Codigo Nacional de Electricidad Sección 1-

44, 2006

LEY Nº 29338, Ley de Recursos Hidricos, 2009

DECRETO SUPREMO Nº001-2010-AG, Reglamento de la Ley Nº29338, 2010

MINEM, Guia para elaborar estudios de impacto ambiental

SENAMHI, Datos Historicos de Estaciones de medición, DESDE EL 2008

SERNANP, Areas naturales protegidas de Administracion Nacional, Ago. 2015

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Page 57: CENTRAL HIDROELECTRICA DE HUANZA

APÉNDICE A.

Anexo 01

A.1. Acta de Constitución

PROPÓSITO DEL PROYECTO

Realizar el estudio de factibilidad de la construcción de la central Hidroeléctrica de Huanza.

A partir del estudio, se profundiza más en la esquematización del proyecto haciendo estudios de detalle para confirmar un presupuesto y procedimiento para la ejecución del proyecto.

DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO

La construcción de la central hidroeléctrica de Huanza se piensa que será una actividad fructífera para los inversores y traerá beneficios para gran parte de la comunidad y en específico para la minera Buenaventura quien piensa invertir en su construcción.La central hidroeléctrica de Huanza estará conformada por tuneles, grupos generadores, y equipamiento necesario para suministrar la potencia suficiente para abastecer su consumo.

ALCANCE

Para lograr el propósito del proyecto se realiza la evaluación económica del mismo teniendo en cuenta los gastos en cada elemento que lo constituye y evaluando los posibles eventos a enfrentarse en su planeamiento y construcción.Realizando lo anterior, se supone la factibilidad del proyecto para luego seguir con un estudio de detalle y empezar con los procedimientos de construcción de la central como se muestra en el EDT.

JUSTFICACIÓNEl proyecto forma parte de una fuente inagotable de trabajo y beneficios para los pobladores de la comunidad Huanza y además con el proyecto se provee de energía eléctrica a las minas de Buenaventura reduciendo sus gastos por consumo directo de energía eléctrica del SEIN. Los inversores apuestan por su desarrollo y por el desarrollo de los demás (Comunidad Huanza).

PRINCIPALES INTERESADOS

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El principal interesado en este caso es el inversionista, La empresa Buenaventura que con dicho proyecto piensa reducir su dependencia de energía del SEIN y en ciertos casos pueda vender energía, hace que sus beneficios sean altos económicamente además de brindar apoyo y más trabajo a la comunidad Huanza.

RIESGOSLos riesgos son la falta de estabilidad de paz y confraternidad en la comunidad de Huanza causado por influencias externas o por perjuicios propios y dependiendo del caso se piensa corregir y mejorar en cuanto antes la relación con dicha comunidad.

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A.2. HITOS DEL PROYECTO

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A.3. EDT

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Pruebas y Puesta en Servicio

Obras Civiles

Ingeniería de Detalle

EIACIRAEstudio de Factibilidad

FININICIO