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DIRECCIÓN DE PROYECTOS DE TRANSMISIÓN. SISTEMA DE TRANSMISIÓN A 765 kV DE EDELCA 20 de Febrero de 2009. CONTENIDO. ORIGEN Y CONCEPCION DEL SISTEMA. ETAPAS DE DESARROLLO DEL SISTEMA. LAS LINEAS DE TRANSMISION. LAS SUBESTACIONES. PRUEBAS DE CAMPO.
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DIRECCIÓN DE PROYECTOS DE TRANSMISIÓN SISTEMA DE TRANSMISIÓN A 765 kV DE EDELCA 20 de Febrero de 2009
CONTENIDO • ORIGEN Y CONCEPCION DEL SISTEMA. • ETAPAS DE DESARROLLO DEL SISTEMA. • LAS LINEAS DE TRANSMISION. • LAS SUBESTACIONES. • PRUEBAS DE CAMPO. • EXPERIENCIA Y ESTADISTICAS DEL SISTEMA A 765 kV. • CONSOLIDACION DEL SISTEMA A 765 kV.
SISTEMA ELECTRICO NACIONAL AÑOS 1964-66 Primera Interconexión E.de C. ENELVEN SIST. SANTA TERESA CENTRAL BARBACOA I SAN GERONIMO EL TIGRE GUAYANA C. BOLIVAR GURI 400 kV 230 kV
SISTEMA ELECTRICO NACIONAL AÑO 1975 Red Troncal de Transmisión E.de C. ENELVEN SIST. SANTA TERESA CABUDARE CENTRAL BARBACOA I VALENCIA SAN GERONIMO EL TIGRE GUAYANA C. BOLIVAR GURI 400 kV 230 kV
SISTEMA ELECTRICO NACIONAL ISIRO EL TABLAZO E.de C. PTA. ENELVEN CASANAY CENTRO SIST. SANTA TERESA CABUDARE CENTRAL MOROCHAS BARBACOA I D. LOSADA LA ARENOSA LA HORQUETA INDIO EL TIGRE PLANTA PAEZ SAN GERONIMO GUAYANA C. BOLIVAR MALENA GURI 765 kV 400 kV 230 kV AÑO 1986 Red Troncal de Transmisión Primera Etapa Sistema 765 kV
SISTEMA ELECTRICO NACIONAL HACIA CUATRICENTENARIO COLOMBIA ISIRO P. PALMA EL TABLAZO E.de C. PTA. ENELVEN CASANAY CENTRO SIST. BARQUISIMETO SANTA TERESA CABUDARE CENTRAL P. IGUANA SUR MOROCHAS BARBACOA I YARACUY D. LOSADA LA ARENOSA LA HORQUETA INDIO BUENA VISTA EL TIGRE C. BOLIVAR PLANTA PAEZ SAN GERONIMO LA CANOA GUAYANA SAN AGATON CABRUTA URIBANTE MALENA HACIA COLOMBIA EL COROZO GURI LOS PIJIGUAOS 765 kV 400 kV 230 kV AISLADA A 230 kV OPERA A 115 kV AÑO 1996 Red Troncal de Transmisión Segunda Etapa Sistema 765 kV
SISTEMA ELECTRICO NACIONAL AÑO 2006 Red Troncal de Transmisión CUATRICENTENARIO HACIA COLOMBIA ISIRO P. PALMA PLANTA CENTRO EL TABLAZO E.de C. ENELVEN CASANAY SIST. CUMANA II BARQUISIMETO SANTA TERESA CABUDARE CENTRAL P. IGUANA SUR MOROCHAS GUANTA II CABIMAS JOSE BARBACOA I D. LOSADA YARACUY LA ARENOSA INDIO BARBACOA II BUENA VISTA LA HORQUETA ACARIGUA II EL FURRIAL * EL TIGRE EL VIGIA II SAN GERONIMO PALITAL PLANTA PAEZ BARINAS IV LA CANOA GUAYANA CALABOZO * C. BOLIVAR URIBANTE SAN AGATON EL CALLAO II CABRUTA MALENA HACIA COLOMBIA EL COROZO GURI LOS PIJIGUAOS LAS CLARITAS 765 kV 400 kV 230 kV AISLADA A 230 kV OPERA A 115 kV * AISLADA A 400 kV OPERA A 230 kV SANTA ELENA EN CONSTRUCCION HACIA BRASIL
AÑO 2008 Red Troncal de Transmisión HACIA CUATRICENTENARIO COLOMBIA ISIRO P. PALMA PLANTA CENTRO EL TABLAZO E.de C. ENELVEN CASANAY SIST. CUMANA II BARQUISIMETO SANTA TERESA CABUDARE CENTRAL P. IGUANA SUR MOROCHAS GUANTA II CABIMAS JOSE BARBACOA I YARACUY D. LOSADA LA ARENOSA INDIO BARBACOA II BUENA VISTA LA HORQUETA ACARIGUA II EL FURRIAL * EL TIGRE EL VIGIA II SAN GERONIMO PALITAL PLANTA PAEZ BARINAS IV LA CANOA GUAYANA CALABOZO * C. BOLIVAR URIBANTE EL CALLAO II SAN AGATON CABRUTA MALENA HACIA COLOMBIA EL COROZO GURI LOS PIJIGUAOS 765 kV LAS CLARITAS 400 kV 230 kV AISLADA A 230 kV OPERA A 115 kV * AISLADA A 400 kV OPERA A 230 kV SANTA ELENA HACIA BRASIL SISTEMA ELECTRICO NACIONAL
SISTEMA DE TRANSMISIÓN DE EDELCA 1x50 3x50 1x450 3x450 1x50 1x30 OHM 1x30 OHM 3x300 11 a 20 1 a 3 4 - 10 1-6 1-12 7-18 POSTERIOR A LA RESOLUCIÓN 190 1 2-5 CUESTECITA (COLOMBIA) 1x450 PLANTA CENTRO CUATRICENTENARIO 1x450 EL TABLAZO II 3x450 1x50 3x50 CASANAY TIARA 3x30 OHM BARBACOA I RIO CHICO II YARACUY MOROCHAS 1x50 SANTA TERESA 1x108 LA ARENOSA JOSE BARBACOA II EL INDIO 2x450 2x450 DIEGO DE LOZADA 1x1000 2x450 2x450 1x1000 2x100 2x1000 LA ARENOSA 2x25 1x1500 1x1500 EL TIGRE EL FURRIAL OMZ 2x450 BUENA VISTA YARACUY SAN GERÓNIMO A 2x1000 1x450 OMZ 280 MAX CE CIUDAD BOLIVAR 1x300 EL VIGIA II MIN -300 LA CANOA LA HORQUETA 2x1500 PALITAL PLANTA PÁEZ 3x300 280 MAX CE MIN -300 SAN GERÓNIMO B GUAYANA A CALABOZO MALENA SAN AGATÓN GUAYANA B GURI A URIBANTE 1x450 NC 3x1500 GURI B 230 KV 400 KV MACAGUA II CARUACHI 765 KV EL CALLAO 2x150 LAS CLARITAS NOTA: LAS SUBESTACIONES EN 230 kV, INCLUIDAS EN EL SISTEMA DE EDELCA COMO PARTE DE LA RESOLUCIÓN 190, SON ESTIMADAS BOA VISTA (BRASIL) SANTA ELENA
ORIGEN EL DESARROLLO DEL SISTEMA DE TRANSMISIÓN EN VENEZUELA HA ESTADO PRINCIPALMENTE ASOCIADO A LA INSTALACIÓN DE GRANDES PLANTAS DE GENERACIÓN HIDROELÉCTRICA EN EL SUR DEL PAÍS Y AL CRECIMIENTO DE LA DEMANDA EN EL NORTE DEL PAÍS. CON EL DESARROLLO DE LA SEGUNDA ETAPA DE GURI SE HIZO NECESARIO UN SISTEMA PARA TRANSMITIR DE MANERA CONFIABLE UNA POTENCIA DE 10.000 MW A MÁS DE 600 km DE DISTANCIA.
CONCEPCION EN EL AÑO 1976 EDELCA DECIDIÓ DISEÑAR Y CONSTRUIR UN SISTEMA DE TRANSMISIÓN A 765 kV PUES ÉSTE RESULTÓ SER LA MEJOR ALTERNATIVA TÉCNICO – ECONÓMICA COMPARADA CON LA AMPLIACIÓN DEL SISTEMA A 400 kV EXISTENTE O LA INSTALACIÓN DE UN BIPOLO EN CORRIENTE CONTINUA DE +/- 600 kV DC.
SISTEMA ELECTRICO NACIONAL AÑO 1975 Red Troncal de Transmisión E.de C. ENELVEN SIST. SANTA TERESA CABUDARE CENTRAL BARBACOA I VALENCIA SAN GERONIMO EL TIGRE GUAYANA C. BOLIVAR GURI 400 kV 230 kV
CRITERIO DE DISEÑO EL DISEÑO DEL SISTEMA A 765 kV DE EDELCA SE BASÓ EN EL CRITERIO DE MANTENER LA ESTABILIDAD TRANSITORIA DEL SISTEMA Y LA ESTABILIDAD DE VOLTAJE ANTE FALLA PERMANENTE DE UN CIRCUITO SENCILLO (CRITERIO N-1). DE ESTA FORMA SE DEFINIERON LOS SISTEMAS EMISOR Y RECEPTOR, CON CUATRO SUBESTACIONES CERCANAS A LAS CARGAS (OMZ, LA HORQUETA, LA ARENOSA Y YARACUY) Y DOS SUBESTACIONES INTERMEDIAS (MALENA Y SAN GERÓNIMO) PARA CONTROL DE VOLTAJE Y ESTABILIDAD.
Sistema Emisor Considerado para el Diseño Sistema Receptor Seleccionado a Largo Plazo SISTEMA ELECTRICO NACIONAL
ESTUDIOS DEL SISTEMA – LA COMPENSACION DADO EL NIVEL DE EXTRA ALTA TENSIÓN, SE COLOCARON REACTORES DE 300 MVAr EN EL LADO DEL EXTREMO RECEPTOR DE CADA TRAMO DE LÍNEA INCLUYENDO LAS S/E’S INTERMEDIAS. TAMBIÉN FUE NECESARIO LA INSTALACIÓN DE DOS COMPENSADORES ESTÁTICOS CONTROLADOS POR TIRISTORES DE -280/+300 MVAr EN LAS SUBESTACIONES SAN GERÓNIMO Y LA HORQUETA, PARA EL CONTROL DE VOLTAJE Y MEJORAR LA ESTABILIDAD.
SISTEMA ELECTRICO NACIONAL Compensador Estático con sus Componentes Diagrama Unifilar del Compensador Estático
ESTUDIOS DEL SISTEMA • SOBRETENSIONES TRANSITORIAS: SE SIMULARON LAENERGIZACIÓN Y EL RECIERRE TRIFÁSICO. SE DECIDIÓ EL USO DE RESISTENCIAS DE PREINSERCIÓN EN LOS INTERRUPTORES PARA LIMITAR LAS SOBRETENSIONES DE MANIOBRA A 1,75 p.u. Y PODER REDUCIR LA DISTANCIA MÍNIMA A MASA EN LAS TORRES. • RECHAZO DE CARGA Y SOBRETENSIONES A 60 HZ: SE DEFINIERON PROTECCIONES CONTRA SOBRETENSIONES DINÁMICAS A FRECUENCIA FUNDAMENTAL. • OSCILACIONES DE POTENCIA, PÉRDIDA DE SINCRONISMO Y SEPARACIÓN DE ÁREAS
ETAPAS DE DESARROLLO DEL SISTEMA SE CONCIBIÓ EL DESARROLLO DEL SISTEMA A 765 kV EN DOS ETAPAS SUCESIVAS DE ACUERDO AL CRECIMIENTO PREVISTO DE LA DEMANDA. • ETAPA INICIAL (1986) CON DOS LÍNEAS A 765 kV GURI – MALENA – SAN GERÓNIMO Y DE ALLÍ UNA HACIA LA HORQUETA Y UNA HACIA LA ARENOSA. • SEGUNDA ETAPA (1991) SE AÑADIÓ UNA TERCERA LÍNEA ENTRE GURI Y SAN GERÓNIMO, DE ALLÍ UNA NUEVA LÍNEA HACIA SUR Y UNA NUEVA LÍNEA DESDE LA ARENOSA A YARACUY.
AÑO 1986 Primera Etapa Sistema a 765 kV ISIRO EL TABLAZO E.de C. PTA. ENELVEN CASANAY CENTRO SIST. SANTA TERESA CABUDARE CENTRAL MOROCHAS BARBACOA I D. LOSADA LA ARENOSA LA HORQUETA INDIO EL TIGRE PLANTA PAEZ SAN GERONIMO GUAYANA C. BOLIVAR MALENA GURI 765 kV 400 kV 230 kV SISTEMA ELECTRICO NACIONAL
AÑO 1991 Segunda Etapa Sistema a 765 kV HACIA CUATRICENTENARIO COLOMBIA ISIRO P. PALMA EL TABLAZO E.de C. PTA. ENELVEN CASANAY CENTRO SIST. BARQUISIMETO SANTA TERESA CABUDARE CENTRAL P. IGUANA SUR MOROCHAS BARBACOA I YARACUY D. LOSADA LA ARENOSA LA HORQUETA INDIO EL TIGRE C. BOLIVAR PLANTA PAEZ SAN GERONIMO LA CANOA GUAYANA SAN AGATON CABRUTA URIBANTE MALENA HACIA COLOMBIA EL COROZO GURI LOS PIJIGUAOS 765 kV 400 kV 230 kV AISLADA A 230 kV OPERA A 115 kV SISTEMA ELECTRICO NACIONAL
LAS LINEAS DE TRANSMISION UNA VEZ SELECCIONADO EL SISTEMA ÓPTIMO, SE REALIZÓ EL DISEÑO CONCEPTUAL Y BÁSICO DE LOS COMPONENTES PRINCIPALES DE DICHO SISTEMA: LÍNEAS Y SUBESTACIONES. EL PRIMER ASPECTO A CONSIDERAR FUE LA SELECCIÓN DE LA RUTA MÁS ADECUADA DESDE LOS PUNTOS DE VISTA TÉCNICO, ECONÓMICO Y DE SEGURIDAD.
LAS LINEAS DE TRANSMISION - Estudio de Ruta PARA LA DETERMINACIÓN DE LA RUTA SE CONSIDERARON LOS SIGUIENTES ASPECTOS: • TOPOGRAFÍA, DERECHO DE PASO, ÁNGULOS DE LA LÍNEAS, CAMINOS DE ACCESO PARA LA DEFORESTACIÓN, TIPOS DE SUELO Y FUNDACIONES, CONDICIONES METEOROLÓGICAS, EFECTOS ELÉCTRICOS, ACCIDENTES AÉREOS, SABOTAJES, POSIBILIDADES DE INCENDIO, ETC. EL CRUCE DEL RÍO ORINOCO SE SOLVENTÓ UTILIZANDO UNA ISLA PARA REDUCIR LOS VANOS.
LAS LINEAS DE TRANSMISION – Diseño Eléctrico EL DISEÑO ELÉCTRICO FUE REALIZADO PRINCIPALMENTE CON BASE EN EL LIBRO DE REFERENCIA “EPRI TRANSMISSION LINE REFERENCE BOOK – 345 kV AND ABOVE” EN SU PRIMERA Y SEGUNDA EDICIÓN (LIBRO ROJO). EL TIPO DE CONDUCTOR Y LA CONFIGURACIÓN DEL HAZ, SE ESCOGIÓ DE MANERA ÓPTIMA CON EL USO DE UN PROGRAMA ESPECIALIZADO DE OPTIMIZACIÓN.
LAS LINEAS DE TRANSMISION – Diseño Eléctrico EN LÍNEAS DE EXTRA ALTA TENSIÓN LOS EFECTOS ELÉCTRICOS SON DETERMINANTES EN LA ELECCIÓN DEL CONDUCTOR (CAMPO ELÉCTRICO 2 kV/m, RUIDO AUDIBLE 55 dB Y RADIO INTERFERENCIA 50 dB, BORDE DERECHO DE PASO). SE SELECCIONÓ UNA CONFIGURACIÓN DE CUATRO CONDUCTORES POR FASE DEL TIPO ACAR 1300 MCM (SECCIÓN DE 659 mm2) TRENZADO 18/19. ESTE CONDUCTOR ES FABRICADO EN EL PAÍS Y POR LO TANTO MAS ECONÓMICO.
LAS LINEAS DE TRANSMISION – Diseño Eléctrico OTRAS CARACTERÍSTICAS ELÉCTRICAS SON: • VANO EQUIVALENTE: 480 m. • DISTANCIA ENTRE FASES: 15 m (1 Y 2) Y 13,2 m (3) • DISTANCIAS DE SEGURIDAD CONDUCTOR – TIERRA: 14,7 m EN TERRENOS NO TRANSITADOS Y 19 m EN CARRETERAS PRINCIPALES. • CABLES DE GUARDA: ALUMOWELD 7 No. 8 AWG • ANGULO DE APANTALLAMIENTO: 20° (0° EN MONTAÑA) • DERECHO DE PASO: 120 m LÍNEAS 1 Y 2, 90 m LÍNEA 3. • TRANSPOSICIÓN: 1/6, 1/3, 1/3 Y 1/6 DE LA LONGITUD.
LAS LINEAS DE TRANSMISION – Diseño Eléctrico SE DETERMINÓ EL AISLAMIENTO CONSIDERANDO NIVELES DE CONTAMINACIÓN EQUIVALENTE DESD (DENSIDAD EQUIVALENTE DE SAL DEPOSITADA) ENTRE 0,16 mg/cm2 Y 0,05 mg/cm2. SE ELIGIERON AISLADORES DE PORCELANA Y DE VIDRIO TEMPLADO (PIN-SOCKET) CON ARANDELAS DE ZINC. • SUSPENSIÓN: 37 AISLADORES DE 170X320 mm DE 210 kN • AMARRE: 35 AISLADORES DE 195X320 mm DE 300 kN • CONFIGURACIÓN: I V I CON CADENAS DE AMARRE DOBLES.
LAS LINEAS DE TRANSMISION Diseño Eléctrico
LAS LINEAS DE TRANSMISION Diseño Eléctrico Detalle Aisladores , herrajes y espaciadores
LAS LINEAS DE TRANSMISION - Torres SE ESTUDIARON Y LICITARON TORRES AUTOSOPORTANTES Y TORRES CON TIRANTES TIPO V. SE SELECCIONARON LAS AUTOSOPORTANTES POR SER MAS ECONÓMICAS, FÁCILES DE INSTALAR Y CON COMPORTAMIENTO MECÁNICO CONOCIDO. SE DISEÑÓ UNA FAMILIA DE TORRES QUE ABARCA: SUSPENSIÓN PARA VANOS DE 480 m (S/480 Y S/5/480) Y DE AMARRE DE 30 Y 60 GRADOS, ASI COMO UNA TORRE DE TRANSPOSICIÓN (ST/480). LA ALTURA PROMEDIO ES DE 33 m Y EL PESO DE 13 TONELADAS.
LAS LINEAS DE TRANSMISION - Construcción • A FINALES DE 1979 SE INICIÓ LA CONSTRUCCIÓN DE LAS PRIMERAS LÍNEAS POR PARTE DEL CONSORCIO SVECA – SADE, CONCLUYENDO EN SU TOTALIDAD EN EL AÑO 1985 (DEMORA DE 18 MESES POR PROBLEMAS DE DERECHO DE PASO). • COSTO TOTAL: 300 MILLONES DE US$ EQUIVALENTES. • FABRICACIÓN Y SUMINISTRO DE 38 MIL TONELADAS MÉTRICAS DE ESTRUCTURAS EN ACERO GALVANIZADO, 30 MIL TONELADAS MÉTRICAS DE CONDUCTOR, 454 MIL UNIDADES DE AISLADORES, 53 MIL ESPACIADORES Y 2700 km DE CABLE DE GUARDA.
LAS SUBESTACIONES DE MANERA PARALELA AL DISEÑO DE LA LÍNEA, SE INICIÓ EL ESTUDIO DE UBICACIÓN FÍSICA DE LAS SUBESTACIONES, PARA LO CUAL SE ANALIZARON ASPECTOS TALES COMO: LA FORMACIÓN DEL TERRENO, LA VIALIDAD DE ACCESO, LA ACTIVIDAD SÍSMICA, LOS SUMINISTROS DE ENERGÍA ELÉCTRICA Y DE AGUA, EL IMPACTO AL MEDIO AMBIENTE, EL COSTO DE LOS TERRENOS, LAS FACILIDADES PARA EL TRASLADO DE MATERIALES Y EQUIPOS Y SU CERCANÍA CON CENTROS POBLADOS.
LAS SUBESTACIONES - Diseño SE REALIZÓ UN ESTUDIO DE CONFIABILIDAD CON DIFERENTES CONFIGURACIONES, ANALIZANDO CONTINGENCIAS Y SU IMPACTO SOBRE EL SISTEMA. SE SELECCIONARON LOS ESQUEMAS SIGUIENTES: • PARA LAS SUBESTACIONES EMISORAS Y RECEPTORAS UN ESQUEMA DE INTERRUPTOR Y MEDIO. • PARA LAS SUBESTACIONES INTERMEDIAS UN ESQUEMA EN DOBLE JUEGO DE BARRA Y DOBLE INTERRUPTOR.
DIAGRAMA UNIFILAR SUBESTACION SAN GERONIMO 765/400 kV
DIAGRAMA UNIFILAR SUBESTACION GURI 765/400 kV
SUBESTACION GURI 765/400 kV
SUBESTACION SAN GERONIMO 765/400 kV
SUBESTACION LA HORQUETA 765/400/230 kV
SUBESTACION YARACUY 765/400/230 kV
LAS SUBESTACIONES LOS ESTUDIOS DE SOBRETENSIONES CON EL TNA Y LA COORDINACIÓN DEL AISLAMIENTO INDICARON LOS SIGUIENTES NIVELES DE AISLAMIENTOS PARA LOS EQUIPOS: • TRANSFORMADORES Y REACTORES: • IMPULSO ATMOSFÉRICO: 1950 kV • SOBRETENSIÓN DE MANIOBRA: • ARROLLADOS: 1550 kV • BUSHINGS: 1425 kV • OTROS EQUIPOS: • IMPULSO ATMOSFÉRICO: 2100 kV • MANIOBRA: 1425 kV
SUBESTACIONES - Diseño PARA REDUCIR LA CARGA ATRAPADA EN LAS LÍNEAS Y LAS SOBRETENSIONES DURANTE EL RECIERRE SE INSTALARON TRANSFORMADORES DE TENSIÓN DE TIPO MAGNÉTICO EN TODAS LAS ENTRADAS DE LÍNEA. SE INSTALARON PARARRAYOS DE OXIDO DE ZINC (ZNO) CON TENSIÓN NOMINAL DE 588 kV Y TENSIÓN DE DESCARGA DE 1250 kV PICO. EN LOS TERCIARIOS DE LOS AT SE INSTALARON TRANSFORMADORES DE PUESTA A TIERRA TRIFÁSICOS CON RESISTENCIAS DE 3 OHMIOS.
SUBESTACIONES - Diseño LAS BARRAS DE LAS SUBESTACIONES SE ESCOGIERON DEL TIPO TENDIDAS (CONDUCTORES FLEXIBLES) PARA TODOS LOS NIVELES EXCEPTO EL MÁS BAJO POR RAZONES ANTISÍSMICAS. SE USO EL MISMO CONDUCTOR QUE EN LAS LÍNEAS 4 X 1300 MCM ACAR. EN EL CASO DE LOS CUELLOS MUERTOS, BARRAS DE NIVEL INFERIOR Y BAJANTES SE USARON DOS CONDUCTORES TIPO AAC 4000 MCM, CON UNA SECCIÓN DE 2027 mm2.
SUBESTACIONES – Seccionadores e Interruptores CON BASE EN UNA ANÁLISIS DE COSTOS, ESPACIO FÍSICO, FLEXIBILIDAD, EXPERIENCIA Y CONDICIONES SÍSMICAS SE SELECCIONÓ UN SECCIONADOR DE APERTURA VERTICAL. EN EL CASO DE LOS INTERRUPTORES SE CONSIDERÓ SU CAPACIDAD PARA 765 kV, MÉTODO DE EXTINCIÓN Y MECANISMO DE OPERACIÓN, MANTENIMIENTO Y EXPERIENCIA. LA MAYORÍA DE LOS INTERRUPTORES SELECCIONADOS FUERON DE AIRE COMPRIMIDO Y 3 TIPOS DE SF6, PARA OBTENER EXPERIENCIA, CON CAPACIDAD DE INTERRUPCIÓN DE 40 KA Y CORRIENTE NOMINAL DE 3000 A.