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• Diego Rojas

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Información general UNIVERSIDAD DE TARAPACA Escuela Universitaria de

DIgSILENT

Ingeniería Eléctrica-Electrónica

DIgital SImuLation and Electrical NeTworks

BD parte 1: Introducción DigSILENT PowerFactory v15.1

Redes Eléctricas y Simulación Digital

Preparado por Ildefonso Harnisch Veloso Arica-Chile Curso Introducción a los Sistemas Eléctricos de Potencia - Escuela Universitaria de Ingeniería Eléctrica-Electrónica UNIVERSIDAD DE TARAPACÁ - Profesor: Ildefonso Harnisch

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Información general

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Ø El software PowerFactory de DIgSILENT es una herramienta computacional especializada en el análisis de Sistemas Eléctricos de Potencia que permite realizar simulación digital y cálculo de redes eléctricas.

Bibliografía: Empresa Estudios Eléctricos, curso de capacitación de DigSilent, Santiago, Julio 2013.

Ø La filosofía de trabajo de DIgSILENT es similar a la de window, tiene un árbol de carpetas de estructura jerárquica, orientado a lo que se requiere para realizar un estudio.

Las diapositivas que tienen este logo fueron tomadas directamente del curso.

Ø El entorno con el usuario es muy amigable sobre todo su entorno gráfico (los elementos están claramente identificados). Ø Implementado como un sólo programa ejecutable (integración funcional). No se requiere de programas separados para analizar aspectos separados del Sep. Ø Completamente compatible windows Curso Introducción a los Sistemas Eléctricos de Potencia - Escuela Universitaria de Ingeniería Eléctrica-Electrónica UNIVERSIDAD DE TARAPACÁ - Profesor: Ildefonso Harnisch

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Ø Los modelos son compartidos por todas las funciones de análisis (concepto de modelo con integración vertical).

Ø Los datos se pueden accesar de dos formas: Mediante la interface gráfica con el usuario

Ø Todos los datos que se requieren para modelar y simular un sistema eléctrico están almacenados en una sola BD. Ya no se requiere organizar cientos de archivos en un disco duro.

Mediante el data manager (interfaz directa con la base de datos).

Ø La BD completa se guarda en C:\ DIgSILENT\P…F...15.1\BD

Ø La Base de Datos es jerárquica (estructura árbol), ORIENTADA A OBJETOS. Todos los componentes son OBJETOS (hay elementos y tipos: es la base de la programación orientada al objeto).

Se recomienda respaldarla (guardarla) periódicamente.

Ø Base de datos formada básicamente por PROYECTOS. Pueden crearse, importarse o exportarse.

Ø Archivos tipo .pfd (previo a la versión 14 eran .dz) ü La v14 aún sigue exportando archivos en .dz.

Ø Una carpeta PROYECTO contiene toda la información del sistema en estudio. Curso Introducción a los Sistemas Eléctricos de Potencia - Escuela Universitaria de Ingeniería Eléctrica-Electrónica UNIVERSIDAD DE TARAPACÁ - Profesor: Ildefonso Harnisch

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Algunas funciones disponibles tradicionales

Ø Cuando se exporta un archivo, por ejemplo, el Tipo de un generador, hay dos condiciones: Flujos de potencia ü Con el proyecto activo: Se exporta en .dz; el archivo mantiene la referencia (trayectoria, directorio) de origen. Cuando otro usuario lo importa, busca la misma trayectoria para copiarlo. Si la carpeta de usuario tiene el mismo nombre, lo copia; si el usuario tiene otro nombre, busca la ruta y no la encuentra y creará un elemento nuevo. Lo bueno de exportar con referencia es cuando se exporta para uno mismo, entonces, al importarlo, se copia directamente en el lugar deseado de la BD. ü Con el proyecto desactivado: Se exporta en .pfd; el archivo es global, no depende de un directorio, cualquier usuario lo puede levantar y cargarlo en la BD; sin embargo, hay que indicar la trayectoria donde quedará.

Flujo óptimo Cortocircuitos Confiabilidad Protecciones

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Algunas funciones disponibles tradicionales

Algunas funciones disponibles nuevas

q Análisis de contingencia

Transitorios electromecánicos (RMS)

q Restauración óptima

Transitorios electromagnéticos (temporal)

q Suficiencia de generación Análisis modal q Herramientas para distribución Armónicos

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Lenguajes de programación

Pantalla de Inicio

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DPL (DIgSILENT Programming Language) Sigue las reglas básicas del C++ Hacer respaldos periódicos

DSL (DIgSILENT Simulation Language) Utiliza diagramas en bloques

Python (a partir de la versión 15.1)

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Entorno de DIgSILENT– DS versión > 15 - Proyect

Entorno de DIgSILENT– Ventana principal – interfaz de usuario Barra de titulo: se indica icono de DS, versión, [tipo de acción y ubicación].

Barra de herramientas principal

Barra de menú principal

Ventana Gráfica Caja de herramientas de dibujo

Ventana Visión general del proyecto.

Data Manager

Ventana de Salida, no puede ser cerrada; puede ser minimizada.

Mensajes Barra de estado

Herramientas ventana de salida

Nombre proyecto

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Entorno de DIgSILENT – Ventana Principal – Interfaz de usuario

Entorno de DIgSILENT – Ventana Principal – Interfaz de usuario

Ø Barra de titulo: Se muestra el icono, el nombre y la versión del programa, indica además, el tipo de acción que se está realizando y su ubicación. Ø Barra de menú: Contiene los menús principales de DIgSILENT. Cada menú posee una lista desplegable de menú que realizan una acción específica.

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Ø Ventana de salida: Muestra los resultados de la simulación realizada y entrega una serie de mensajes incluyendo errores en caso de existir. El simulador informa todo lo que está haciendo. Es una parte integral de la ventana principal. No puede ser cerrada, pero si minimizada.

Ø Barra de herramientas: muestra los botones de comando principal de DIgSILENT; los botones que aparecen en gris no están disponibles. Todos los botones de comando están equipados con un balón de ayuda con texto. Ejemplos de botones:

Permanece fija en la parte inferior de la ventana principal. Existe una barra de división entre la ventana de salida y la gráfica que se utiliza para cambiar su tamaño. Color de los mensajes:

Botones que intercambian entre dos modos.

Color verde: info (solamente informativo). Color marrón: warning, el simulador continua, es responsabilidad del usuario.

Botón de selección que mostrar un conjunto de iconos de acuerdo al tipo de análisis.

Color rojo: errores, el simulador se detiene. Curso Introducción a los Sistemas Eléctricos de Potencia - Escuela Universitaria de Ingeniería Eléctrica-Electrónica UNIVERSIDAD DE TARAPACÁ - Profesor: Ildefonso Harnisch

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Entorno de DIgSILENT – Ventana Principal – Interfaz de usuario

Data Manager – administrador de la base de datos

Ø Ventana Gráfica (área de trabajo): Muestra diagramas unilineales, diagramas de control y/o resultados gráficos de la simulación del proyecto actual. Se pueden realizar modificaciones de las redes estudiadas directamente desde el editor gráfico.

ü PowerFactory utiliza dos conjuntos distintos de datos: Ø Datos del sistema en estudio: datos eléctricos. Ø Datos de la gestión del estudio: por ejemplo, lo que deben mostrar los gráficos, opciones elegidas para un cálculo de flujos de carga, etc.

ü Los datos eléctricos se dividen en Tipos y Elementos: Ø Los datos eléctricos de un componente se guardan en un Tipo y en un Elemento.

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Data Manager – administrador de la base de datos

Data Manager – administrador de la base de datos

ü Element data (Datos del Elemento): Un Elemento mantiene la información específica de un componente.

ü Datos de operación (operational data)

Ejemplo: Elemento línea 1: longitud, derating, nodos a los cuales está conectado, su nombre local.

ü Type data (Datos del Tipo): Un Tipo mantiene la información genérica esencial (no específica) válida para un conjunto completo de Elementos de un Sep, usualmente entregada por el fabricante. Ejemplo: Tipo línea 1: impedancia/km, tensión nominal.

Element – Type: No olvidar que siempre a un Elemento se le asigna un Tipo.

Type A

Element 1

Element 2

Element 3

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Ø Están sujetos a cambios frecuentes durante un estudio y pueden ser usados para simular diferentes escenarios de operación de la red. Ø Definen el punto de operación de la red. Ø Se pueden identificar dentro de los parámetros de los Elementos de la red, pues estos aparecen resaltados de color azul cuando de activa un escenario de operación.

El Elemento siempre apunta al Tipo.

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Data Manager – administrador de la base de datos

Data Manager – Proyecto Ø

Ø

Carpeta Config: Solo puede ingresar el adm. Para realizar cambios.

Ø

Carpeta System: Son todas las carpetas de sistema son ocultas para el usuario.

(carpeta del usuario)

Proyecto activo (color rojo)

Desde el punto de vista de la Base de Datos, un PROYECTO es una carpeta que almacena ( todos los objetos de un Sistema de Potencia):

Es la interfaz directa con la Base de Datos.

Muestra las subcarpetas de la carpeta seleccionada.

Ø Cada uno es una BD

BD organiza la información existente en proyectos , bibliotecas, casos de estudio, archivos de resultados, etc.

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ü Todos los objetos que en conjunto definen el Sistema de potencia. ü Los objetos que definen la representación gráfica del sistema (coordenadas de los elementos, los elementos de la red, nodos de interconexión). ü Los objetos que definen las características de cálculo sobre el sistema (ej. flujo de potencia con/sin tap, AC o DC, tap elementos shunt). ü Los objetos que contienen los resultados de los cálculos (si se realiza una simulación dinámica, al día siguiente la tenemos disponible, no se borra).

Ø Estos objetos están almacenados en carpetas, de acuerdo a su funcionalidad (de la misma forma que el explorador de window). Ø Las carpetas se encuentran jerárquicamente ordenadas, para facilitar la realización de los estudios y optimizar el uso de las herramientas propias del programa. Curso Introducción a los Sistemas Eléctricos de Potencia - Escuela Universitaria de Ingeniería Eléctrica-Electrónica UNIVERSIDAD DE TARAPACÁ - Profesor: Ildefonso Harnisch

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Crear, importar y exportar un Proyecto

Data Manager – Proyecto

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Ø Para definir y analizar un Sistema de Potencia, un proyecto debe contener por lo menos una Grid (Red) y un Study Case (Caso de Estudio).

Hay tres formas para crear, importar y exportar un Proyecto:

Ø Una vez que se crea un Proyecto, automáticamente se crea y activa un nuevo Study Case.

Seleccionar ‘others’ y tipear en el campo del fondo.

‘IntPrj’

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Estructura de una Base de Datos/PROYECTO Carpetas

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Biblioteca General

Ingeniería Eléctrica-Electrónica

Usuario Activo

Nombre Usuario

Proyecto Activo

Nombre Proyecto

Biblioteca Propia Diagramas

BD parte 2: Estructura de un Proyecto

Datos de la Red Modelo de la Red Variaciones Escenarios de Operación

DigSILENT PowerFactory v15.1

Carpeta Red 9 barras

Casos de Estudio

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Papelera

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Estructura de una Base de Datos/PROYECTO Biblioteca General

Estructura de una Base de Datos/PROYECTO Carpetas Configuración, Sistema, Papelera Ø Carpeta Configuración A está carpeta sólo puede ingresar el administrador del sistema para realizar cambios, para el usuario común no tiene sentido acceder a esta carpeta.

Ø Cualquier usuario puede accederla. Ø Contiene: ü “Tipos” de equipamiento definidos (iconos de color marrón).

Ø Carpeta Sistema Están todas las carpetas de sistema, son ocultas para el usuario.

ü Modelos definidos genéricos y específicos.

Ø Carpeta Papelera En el Explorer de Window se puede borrar algo y haciendo deshacer las veces que sea necesario, se puede volver hacia atrás.

ü DPLs >> Rutinas predefinidas. Ø Características:

En DigSILENT la papelera no es tan eficiente. Si se borra por ej. Una línea, debe guardar muchos datos que son los que se borraron (Tipo, nodos, longitud, etc.); para volver hacia atrás, el simulador no siempre lo hace bien. Si se borra un proyecto, va a la papelera; cuando se cierra el simulador, pregunta si se quiere borrar la papelera; si no se borra, la carpeta BD pesa cada vez más y pueden aparecer problemas computacionales. CADA CIERTO TIEMPO CONVIENE BORRAR LA PAPELERA Curso Introducción a los Sistemas Eléctricos de Potencia - Escuela Universitaria de Ingeniería Eléctrica-Electrónica UNIVERSIDAD DE TARAPACÁ - Profesor: Ildefonso Harnisch

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ü La Biblioteca General no puede modificarse, debe hacerse una copia. ü Modelos de librería de: MI, maquinas sincrónicas, cables, conductores, relés, trasformadores, modelos dinámicos. Ø Puede servir como fuente de información para el desarrollo de estudios en el simulador (valores típicos de parámetros, ordenes de magnitud). Curso Introducción a los Sistemas Eléctricos de Potencia - Escuela Universitaria de Ingeniería Eléctrica-Electrónica UNIVERSIDAD DE TARAPACÁ - Profesor: Ildefonso Harnisch

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Estructura de una Base de Datos/PROYECTO Biblioteca del usuario

Estructura de una Base de Datos/PROYECTO Biblioteca del usuario

Ø Pueden crearse tantas sub-bibliotecas (carpetas) como se desee.

Ø Es propia del proyecto y contiene: ü “Tipos” de equipamiento. ü Información especial de operación. ü DPL Scripts ü Plantillas. ü Modelos definidos por el usuario.

Recomendable para equipos con parámetros certeros. Recomendable para equipos con parámetros supuestos.

Ø Se genera automáticamente y el acceso está limitado al usuario que lo creó. Ø Los objetos TIPO contienen la información eléctrica genérica (elemental) de cada uno de los elementos de la red. Ø Los datos corresponden a la información comúnmente entregada por el fabricante. Curso Introducción a los Sistemas Eléctricos de Potencia - Escuela Universitaria de Ingeniería Eléctrica-Electrónica UNIVERSIDAD DE TARAPACÁ - Profesor: Ildefonso Harnisch

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Estructura de una Base de Datos/PROYECTO Biblioteca del usuario

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Estructura de una Base de Datos/PROYECTO Elemento - Tipo

Ø Equipment Type Library: Los TIPOS son almacenados en esta carpeta. Pueden ser ordenados por clase mediante el uso de subcarpetas. Por ej., una subcarpeta para TIPOS de Generadores, otra para TIPOS de líneas, etc. Esta carpeta se recomienda para equipos con parámetros certeros. Ø Operational Library: Cuando se analiza una red en diferentes escenarios de operación, la data operacional cambia en cada caso. Pueden existir diferentes componentes de la red con data operacional idéntica (ej. dos generadores con los iguales límites de reactivos), por lo que, referencias a objetos que guardan datos operativos facilitaría el trabajo con diferentes puntos de operación. Similar a los TIPOS, el uso de objetos conteniendo datos operativos evita la redundancia. Ø User Defined Models: Esta carpeta se recomienda para equipos con parámetros supuestos, y una vez que se tengan los parámetros correctos, trasladamos, por ej., los tipos, a la carpeta Equipment Type Library. Curso Introducción a los Sistemas Eléctricos de Potencia - Escuela Universitaria de Ingeniería Eléctrica-Electrónica UNIVERSIDAD DE TARAPACÁ - Profesor: Ildefonso Harnisch

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Hoja de datos

Se crea sólo un Tipo Generador. Se crean 5 elementos Generador y a cada uno se le asigna el mismo Tipo. Todos lo Gs son iguales.

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Estructura de una Base de Datos/PROYECTO Elemento - Tipo

Estructura de un PROYECTO Ejercicio M1.1 – Organización Biblioteca

Elemento

1) Crear un nuevo PROYECTO: Ejercicio 1 2) Definir un GRID a 50 Hz: 9 barras 3) Crear 3 sub-bibliotecas: Tipo

ü GENERADORES ü LÍNEAS ü TRANSFORMADORES

Igual que window.

4) Crear un TIPO de línea: “tline” Un = 230 kV f = 50 Hz R20°C = 0.0435 ohm/km X = 0.4030 ohm/km B = 3.6600 uS/km

In = 1.5 kA Overhead Line R0 = 0.324 ohm/km X0 = 2.101 ohm/km B0 = 1.6725 uS/km

Pestaña Basic Data Pestaña Load Flow

(Seleccionar Carpeta LINEAS, click derecho en sector derecho, New, others) Curso Introducción a los Sistemas Eléctricos de Potencia - Escuela Universitaria de Ingeniería Eléctrica-Electrónica UNIVERSIDAD DE TARAPACÁ - Profesor: Ildefonso Harnisch

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Estructura de un PROYECTO Modelo de la Red

Estructura de un PROYECTO Ejercicio M1.1 – Organización Biblioteca Seleccionar Carpeta LINEAS, clickd en panel derecho, New, others, Line Type

Note que aquí no aparecen los Gs ni los T/Fs; es sólo por razones prácticas y de orden. Las barras contienen info adicional.

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Contiene el detalle de los elementos del sistema

Iconos de color verde

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Estructura de un PROYECTO Modelo de la Red

Network Model Contiene la información eléctrica y gráfica de la Red.

Diagrams Contiene los elementos (objetos) gráficos de la Red. Representan los componentes de la Red y se almacenan automáticamente. No tienen nombre, no es fácil de identificarlos.

Estructura de un PROYECTO Modelo de la Red

Network Data Contiene todos los componentes de la Red.

Edit

Diagrams

Variations Contiene las variaciones topológicas del sistema para propósitos de planificación.

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Estructura de un PROYECTO Modelo de la Red

Datos gráficos de los elementos de la red del proyecto Sirve para variations Borrar la representación gráfica de un elemento no siempre implica borrar el elemento. Curso Introducción a los Sistemas Eléctricos de Potencia - Escuela Universitaria de Ingeniería Eléctrica-Electrónica UNIVERSIDAD DE TARAPACÁ - Profesor: Ildefonso Harnisch

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Estructura de un PROYECTO Modelo de la Red NETWOK DATA Ø Dividir un Proyecto en varias GRIDS sirve para mantener un orden. Por ej. Una red por zona o una red por empresa. Una aplicación importante, es la operación en isla de una planta industrial. Interesa estudiar la planta aislada del Sistema de Potencia e interconectada a él. Por ej, si se corre un flujo de potencia, se resuelven dos flujos, uno para cada red, y cuando se interconectan, el simulador las considera como una sola. Esto también es aplicable en simulaciones dinámicas, por ejemplo, para el caso de un cortocircuito fugaz en una línea y que deje dos islas; la línea sale de servicio durante 1 segundo y posteriormente se reconecta. Si no interesa considerar la planta industrial, se desactiva (se apagan todos los elementos a su interior): click derecho sobre la grilla >> remove from study case. Si esta operación (desactivar) se realiza con la planta interconectada el flujo de potencia no correrá.

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Estructura de un PROYECTO Modelo de la Red VARIATIONS

Estructura de un PROYECTO Modelo de la Red VARIATIONS Ø Se utilizan para evaluar cambios topológicos de la Red (planificación, mantención). Por ejemplo en una industria, un generador no puede ser despachado mientras está en mantención. Ø Estos cambios se almacenan en las Variations sin afectar a la red original. Una variation se crea en la carpeta Variations. Ø Son útiles para obras futuras o para obras que no se sabe sin van a entrar o no en servicio. Ø Las variations están enlazadas con la Network Data original, tal que, cambios realizados en la red original son transferidos automáticamente a la variation. Ø Las VARIATIONS se pueden ver como planes de expansión compuestos por diferentes EXPANSION STAGES que se activan cronológicamente.

En este caso, hay dos alternativas; entra una u la otra, pero no ambas.

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Ø Las EXPANSION STAGES almacenan los cambios (variaciones) hechos a la red original. Ø Las EXPANSION STAGES, de una variation activa, se activan automáticamente, si se ajusta el tiempo de la simulación igual o superior que el Tiempo de Activación de la Expansion Stage. Curso Introducción a los Sistemas Eléctricos de Potencia - Escuela Universitaria de Ingeniería Eléctrica-Electrónica UNIVERSIDAD DE TARAPACÁ - Profesor: Ildefonso Harnisch

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Estructura de un PROYECTO Ejercicio M1.2 – Creación de elementos

Estructura de un PROYECTO Ejercicio M1.2 – Creación de elementos

G Bus net element

Branch net element

Clickd, en panel derecho Curso Introducción a los Sistemas Eléctricos de Potencia - Escuela Universitaria de Ingeniería Eléctrica-Electrónica UNIVERSIDAD DE TARAPACÁ - Profesor: Ildefonso Harnisch

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Estructura de un PROYECTO Ejercicio M1.2 – Creación de elementos

Estructura de un PROYECTO Escenarios de operación Ø Permiten representar al sistema en distintos puntos de operación, independientemente de la topología.

Ø Dos formas de asignar ‘Tipos’ para el generador de este ejemplo: ü Select Global Type: Si se exporta la BD no hay ningún problema para que otro usuario la utilice, ya que la librería global es común, cualquier usuario ingresa a la librería global. Las versiones van manteniendo los tipos anteriores, usualmente se van agregando.

Ø Punto de operación: queda definido por los datos de operación de los componentes del sistema. Por ej., potencia despachada de generadores, niveles de consumo de las cargas, posición de taps de transformadores, etc. Ø Los puntos de operación, se almacenan en objetos llamados Operation Scenarios. Se pueden activar o desactivar cuando se requiera.

ü Select Proyect Type: Copiar el Tipo desde la librería global y pegarla en la librería del proyecto. Permite modificarlo y exportarlo.

Ø Los Operation Scenarios se almacenan en la carpeta Operation Scenarios. Ø Cada Operation Scenario representa un punto de operación distinto. Ø Un Operation Scenario esta compuesto por sub conjuntos de datos operacionales agrupados por Tipo.

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Estructura de un PROYECTO Escenarios de operación

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Estructura de un PROYECTO Escenarios de operación Ø Usualmente en Chile se analizan dos niveles de demanda, alta y baja. Ø En estos escenarios cambian: las demandas, los despachos de los generadores, las fuentes de potencia reactiva, la hidrología (por ej. más centrales hidro que térmicas). Ø Un escenario de operación básicamente tiene la foto del sistema en un momento determinado. Por ej. Escenarios de demanda alta y baja de hoy día; el simulador no considera la variable tiempo para saber en que instante entra un escenario.

Se pueden almacenar diferentes escenarios de operación (puntos de operación) de una red. Cuando se requiera usar un escenario hay que activarlo para cargar los datos de operación correspondientes al modelo de la red. Curso Introducción a los Sistemas Eléctricos de Potencia - Escuela Universitaria de Ingeniería Eléctrica-Electrónica UNIVERSIDAD DE TARAPACÁ - Profesor: Ildefonso Harnisch

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Ø Se pueden evaluar distintas hidrologías. Por ej. un escenario con máxima hidrología y otro con máxima capacidad térmica. Se resuelve el flujo de potencia para cada escenario. Ø Cada escenario hay que construirlo haciendo converger el flujo de potencia. Curso Introducción a los Sistemas Eléctricos de Potencia - Escuela Universitaria de Ingeniería Eléctrica-Electrónica UNIVERSIDAD DE TARAPACÁ - Profesor: Ildefonso Harnisch

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Estructura de un PROYECTO Escenarios de operación

Estructura de un PROYECTO Escenarios de operación

Ø Variables del escenario que se pueden manipular y que se guardan en el escenario de operación. Por ej. Algunas: ü Posición de interruptores: Por ej. Una línea puede estar en servicio o no por razones de operación del sistema; demanda alta en servicio y demanda mínima fuera de servicio, no es una variation. Si la línea entra en mantención y va a estar fuera de servicio por un mes, se contempla como variation (tiempo). ü Posición de taps: De T/Fs, condensadores, reactores. ü Despacho de generadores (P, V)

ü No conviene guardar automáticamente un escenario ya que se construye paso a paso. Por ej. se escalan las demandas, se manipulan los generadores, se corre un flujo de potencia y no resulta, no conviene guardar este escenario; hay que pensar distinto, vuelvo al anterior. ü Si se guarda automáticamente, todos los cambios (taps, despacho de generadores, etc.) quedan guardados; entonces como se vuelve hacia atrás. Muchas veces se parte de un escenario base y se llega a un escenario totalmente deformado y no hay forma de volver hacia atrás.

ü Niveles de consumo: Se identifica demanda alta / demanda baja. ü Condición operativa de elementos: Por ej. En un escenario un generador controla tensión y en el otro potencia.

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Ø Los escenarios no se guardan automáticamente, excepto que se especifique lo contrario.

ü Se guarda el escenario que está bien y continuamos desde este. 49

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Estructura de un PROYECTO Escenarios de operación

Estructura de un PROYECTO Escenarios de operación (si controla tensión o potencia)

Ø Dependiendo de la disponibilidad de un escenario de operación activo, los datos de operación se almacenan en un escenario de operación o en la expansion stage de registro o directamente en el modelo de la red. ü Si no hay un escenario de operación activo, las modificaciones hechas a los datos de operación cambian los valores de los datos de operación originales (por efecto). Si hay una variation activa, las modificaciones de los datos son registradas por la expansion stage de registro (última expansion stage activada).

(la más típica) Si es o no barra SL en este escenario

Set point de tensión Q que inyecta No depende del escenario; a lo sumo puede depender de una variable estacional, por ej. Una maq. térmica en el verano puede entregar menos P. DicMar 100 MW, Abri-Nov 112 MW; iría en una variation;

ü Si hay un escenario de operación activo y el objeto que se modifica está en una carpeta de una red activa o en una expansion stage activa, las modificaciones hechas a los datos de operación son registrados por el escenario de operación (si se decide guardar los cambios, pues DIgSILENT siempre pregunta antes de guardar dichos cambios en el escenario activo).

(limitada por el tipo de combustible)

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Estructura de un PROYECTO Escenarios de operación

Estructura de un PROYECTO Escenarios de operación

Si se desactiva el escenario de operación actual, los componentes de la red activa reasumen los datos de operación previo a la activación del escenario de operación (data operacional por defecto, escenario base, escenario por defecto). Ø Si no hay un escenario de operación activo y nuevos componentes son agregados por la expansion stage actual, los datos de operación de estos nuevos componentes, serán registrados por escenario de operación correspondiente, cuando sea activado. Ø Cuando se activa un operation scenario, se realiza un chequeo completo:

Ø El resultado del chequeo se informa en la ventana de salida. ü Cuando un operation scenario está incompleto cuando se activa, la data operacional base es colocada para los elementos incompletos, modificando el operation scenario.

Ø Si un operation scenario está activo, es fácil identificar los datos de operación que guarda, visualizando la ventana de dialogo de los elementos; los parámetros operacionales se destacan en color azul. ü Significa que, al cambiar el valor de estos parámetros, no afectará sus valores base, sin embargo, serán registrados por el operation scenario activo.

ü Chequea si los datos de operación están disponibles para todos los componentes. ü Chequea si la data operacional definida en el nuevo operation scenario puede ser aplicada al modelo de la red. Curso Introducción a los Sistemas Eléctricos de Potencia - Escuela Universitaria de Ingeniería Eléctrica-Electrónica UNIVERSIDAD DE TARAPACÁ - Profesor: Ildefonso Harnisch

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Estructura de un PROYECTO Casos de estudio

Estructura de un PROYECTO Escenarios de operación Ø Si cualquier data operacional (de un componente de la red) se cambia de valor cuando un operation scenario está activo, se considera que este operation scenario fue modificado.

Carpeta Study Cases Carpeta caso de estudio, Base Sic

ü Las modificaciones no se guardan automáticamente. El hecho de que el operation scenario se modificó y no se ha guardado, se indica mediante un asterisco (*) en el icono del operation scenario. ü Además; un operation scenario incompleto se considera modificado, ya que la data operacional será completada cuando se guarde. Por ejemplo; cuando se crea un operation scenario o cuando se agregan componentes nuevos a la red.

Carpeta resultado

Comando para calcular Flujo de Potencia Optimo

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Estructura de un PROYECTO Casos de estudio

Estructura de un PROYECTO Casos de estudio Ø Los casos de estudio definen los estudios que se van a realizar en el sistema. Se guardan en la carpeta Study Cases y almacenan datos propios de un Estudio. Ø Almacenan todas las definiciones creadas por el usuario para realizar cálculos, donde a través de ellas, el programa reconoce: ü Las partes del sistema (redes y expansion stages) que se van a considerar en el cálculo. ü Los cálculos ( y sus parámetros) que se van a considerar.

Ø Permiten repetir cualquier cálculo o simulación dinámica, reproduciendo los mismos resultados, incluso después de que se haya desactivado el proyecto. Ø Se pueden tener tantos casos de estudio como se desee, para facilitar el análisis de proyectos que poseen más de una red, varias expansion stages, diferentes escenarios de operación o simplemente diferentes opciones de cálculo.

ü La fecha de estudio (ajusta las variaciones)

Ø Puede existir solamente un caso de estudio activado.

ü Las variations activas ü El escenario de operación activo

Ø Cuando se crea un proyecto nuevo, automáticamente se genera y activa un caso de estudio nuevo vacío.

ü Setting de elementos ü Eventos y resultados de simulaciones dinámicas ü Gráficos a presentar durante el estudio. Curso Introducción a los Sistemas Eléctricos de Potencia - Escuela Universitaria de Ingeniería Eléctrica-Electrónica UNIVERSIDAD DE TARAPACÁ - Profesor: Ildefonso Harnisch

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Estructura de un PROYECTO Casos de estudio – Carpetas principales

Estructura de un PROYECTO Casos de estudio – Carpetas principales

Ø Summary Grid

Ø Variation configuration

Mantiene referencias a las redes que se consideran en el cálculo. Se pueden agregar o remover redes desde el caso de estudio.

Mantiene referencias a las variations.

ØOperation Scenarios

Cuando se agrega/remueve una red al caso de estudio la referencia se genera/borra automáticamente.

Mantiene referencia a un escenario de operación (si hay alguno).

Resumiendo, cuando se activa un caso de estudio, todas las redes, variations y operation scenarios utilizados por el caso, se activan automáticamente.

Una red no se puede activar separadamente; debe existir un caso de estudio activo que referencie la red.

Ø Study Time

ØCommands

Define la fecha del estudio; se puede modificar para realizar estudios en diferentes fechas.

Los comandos de cálculo almacenan parámetros (ajustes) que define el usuario; se mantienen los más recientes.

La fecha de estudio se utiliza en conjunto con las fechas de las variations. Expansion Stages se activan / desactivan con la fecha de estudio. Curso Introducción a los Sistemas Eléctricos de Potencia - Escuela Universitaria de Ingeniería Eléctrica-Electrónica UNIVERSIDAD DE TARAPACÁ - Profesor: Ildefonso Harnisch

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Cuando se realiza un cálculo por primera vez, el comando de cálculo correspondiente se crea automáticamente en el caso de estudio activo. Curso Introducción a los Sistemas Eléctricos de Potencia - Escuela Universitaria de Ingeniería Eléctrica-Electrónica UNIVERSIDAD DE TARAPACÁ - Profesor: Ildefonso Harnisch

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Estructura de un PROYECTO Casos de estudio – Carpetas principales

Estructura de un PROYECTO Casos de estudio – Carpetas principales

Ø Commands Se pueden almacenar diferentes comandos de cálculo de la misma clase en el mismo caso de estudio. Permiten repetir cualquier cálculo o simulación dinámica, reproduciendo los mismos resultados.

ØResultados Se utiliza para almacenar tablas con los resultados obtenidos después de la ejecución de un comando. Los resultados obtenidos se pueden utilizar posteriormente para generar gráficos (simulación dinámica).

ØGraphic board Mantiene referencias a los gráficos que se van a presentar, se crea automáticamente.

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Estructura de un PROYECTO Casos de estudio – Carpetas principales

Estructura de un PROYECTO Casos de estudio – Resumen

ØEvents

Ø El Study Case especifica las grillas, un escenario de operación, las variations y opciones de cálculo que se utilizan para un estudio.

Se almacenan eventos (cambios en el sistema) de simulaciones dinámicas; hay varios tipos de eventos:

Ø El Study Case está relacionado con las variations y el operation scenario a través de una variable temporal (fecha de estudio).

Switching events: Se utilizan para abrir/cerrar switches Set parameter events: Se puede ajustar un parámetro de entrada de cualquier elemento. Short circuit events: Especifica ubicación del cortocircuito, tipo de falla. No es posible definir la duración de la falla.

q Por ej. un study case enero 2015, otro enero 2016 y otro enero 2017.

Events of Synchronous machines: Se puede definir un escalón de torque motriz.

Ø Las variations están asociadas a la fecha de estudio, y el operation scenario es una foto del sistema en un momento determinado.

Events of loads: El valor de P y Q se puede alterar. Curso Introducción a los Sistemas Eléctricos de Potencia - Escuela Universitaria de Ingeniería Eléctrica-Electrónica UNIVERSIDAD DE TARAPACÁ - Profesor: Ildefonso Harnisch

Ø Activando un Study Case el simulador sabe exactamente hasta que variation se tiene que activar y que Operation Scenario se tiene que activar. Se utiliza el último Operation Scenario con que se trabajó.

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Editor gráfico Características generales Ventajas:

UNIVERSIDAD DE TARAPACA Escuela Universitaria de

ü Visión de la conexión de los elem. ü Velocidad en la creación de los elem. ü Creación simultánea elem. gráfico / elem. BD.

Ingeniería Eléctrica-Electrónica

Relación directa entre BD y EG. Cuidado cuando se borra un elemento gráfico. Desde el EG se pueden hacer diversas acciones, por ej. Abrir/cerrar 52s, poner/sacar tomas, ir directamente a un elemento de la BD.

BD parte 3: Editor gráfico/unilineales

Posibilidades:

DigSILENT PowerFactory v15.1

ü Crear, modificar, eliminar, copiar elementos de red.

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Imposibilidades: ü Trabajar con elem. que no pertenecen directamente a la red (e.j. reguladores): AVR, control conjunto de Gs. Los relés y medidores se pueden ver, aunque no están directamente visibles. 65

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Editor gráfico

Editor gráfico

Diferencia entre nodos y subestaciones

Diferencia entre nodos y subestaciones

Nodo: Punto de unión donde se conectan elementos (líneas, generadores, cargas, etc.)

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Los Nodos se modelan mediante Terminales.

Subestaciones: Son elementos compuestos. Contienen, terminales (barras, nodos internos), interruptores, desconectadores, nodos internos, cubículos, etc.

Un terminal, dependiendo del contexto, puede representar: una barra, una unión, un nodo interno e incluso una representación simplificada de una subestación cuando no interesa su detalle interno.

Los terminales también se podrían representar por subestaciones; sin embargo, esto complejiza la BD. No tiene sentido.

Cubicle: Punto de conexión entre una rama (branch element) y un terminal. Usualmente se crea automáticamente cuando la rama se conecta al nodo. Los cubiculos se pueden visualizar como bahías en un switchgear board o como bahías (paños) en un patio de alta tensión, donde las ramas son conectadas. Dentro de un cubículo se ubican elementos como TC, relés, interruptores; tal como sería en la realidad. Curso Introducción a los Sistemas Eléctricos de Potencia - Escuela Universitaria de Ingeniería Eléctrica-Electrónica UNIVERSIDAD DE TARAPACÁ - Profesor: Ildefonso Harnisch

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Editor gráfico

Editor gráfico

Agregar elemento de red

DS versión > 15 – Dialogue Tabs

Las cargas no necesitan tipo; al menos que sea una carga especial.

EN BD No permite que el elem. se coloque en un lugar equivocado.

Pestañas >>> Menú

1ra y 2da página >>> Pestañas

Doble click para act/desact. Curso Introducción a los Sistemas Eléctricos de Potencia - Escuela Universitaria de Ingeniería Eléctrica-Electrónica UNIVERSIDAD DE TARAPACÁ - Profesor: Ildefonso Harnisch

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Editor gráfico

Editor gráfico

Editar elemento de Red

Definir pestañas visibles

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También menú Tools.

Seleccionar elem. gráfico o elem. BD: sobre elem. hacer doble click o usar botón derecho mouse. Curso Introducción a los Sistemas Eléctricos de Potencia - Escuela Universitaria de Ingeniería Eléctrica-Electrónica UNIVERSIDAD DE TARAPACÁ - Profesor: Ildefonso Harnisch

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Editor gráfico

Editor gráfico

Graphic LEYERS

Result Boxes

Capas visibles. Para el Rotulo: Existe botón on/off (Leyend Block).

También se puede aplicar para cada red.

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Editor gráfico

Editor gráfico

Colour representation

Ejercicio M1.3 – Graficar una central existente

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2.1 Verificar la relación entre BD y EG. 2.2 Observar el contenido del Study Case. Visualizar las variables de configuración del FC. 2.3 Verificar si hay variations y operation scenarios. 2.4 Observar si la barra 1 es un terminal o una subestation. Cuántos cubicles hay.

1)Usualmente se utilizan para colorear el unilineal por nivel de tensión (pestaña básica y load flow). 2) También se utilizan colores para indicar sobrecargas (pestaña load flow). Curso Introducción a los Sistemas Eléctricos de Potencia - Escuela Universitaria de Ingeniería Eléctrica-Electrónica UNIVERSIDAD DE TARAPACÁ - Profesor: Ildefonso Harnisch

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2.5 Qué diferencia existe entre un terminal y una subestation.

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Editor gráfico

Editor gráfico

Ejercicio M1.3 – Crear un escenario de operación

Ejercicio M1.3 – Esquema general

3.4) Crear un Operation Scenario de demanda alta con escenario base. Por ej. Edit load 5

ü Usualmente el escenario de demanda baja es una escala de la demanda alta. Curso Introducción a los Sistemas Eléctricos de Potencia - Escuela Universitaria de Ingeniería Eléctrica-Electrónica UNIVERSIDAD DE TARAPACÁ - Profesor: Ildefonso Harnisch

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6.1) Por ej. Cambiar Pg2, cambiar el rating de G2 y observar el escenario. Curso Introducción a los Sistemas Eléctricos de Potencia - Escuela Universitaria de Ingeniería Eléctrica-Electrónica UNIVERSIDAD DE TARAPACÁ - Profesor: Ildefonso Harnisch

Editor gráfico

Editor gráfico

Ejercicio M1.3 – Crear escenario operación demanda alta

Ejercicio M1.3 – Crear escenario operación demanda baja

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ü Al crear el operación demanda alta, el escenario está vacío. ü Al activarlo cambia a color rojo con un *. El asterisco indica que el escenario se ha modificado, en este caso el escenario está incompleto, ya que está vacío; es decir, el escenario no sabe nada del sistema. Editar un generador, una carga, para visualizar sus datos operativos.

ü Para crear el escenario de demanda baja, se puede repetir el proceso. Sin embargo, resulta más cómodo copiar el escenario de demanda alta.

ü Guardar el escenario de operación de demanda alta. El * desaparece. El escenario hereda los datos de operación del sistema. Ejercitar con escenario activado y desactivado.

ü Para escalar las demandas se podría hacer una a una; proceso muy tedioso.

ü Para que una modificación tenga efecto sobre un escenario de operación, hay que guardar el escenario. Para que no tenga efecto, desactivamos el escenario de operación y DigSilent dice que el OS fue modificado y pregunta si se desea guardar o no la modificación. Si no se guarda, la variable operativa retoma el valor previo a su modificación (valor base).

ü Es mejor realizar un filtrado de demandas (botón Edit Relevant Objects) y se cambia el factor de escala en la pestaña Load Flow. Utilizar copiar/seleccionar columna/pegar.

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Editor gráfico

Editor gráfico

Ejercicio M1.3 – Visualizar ventana de salida

Ejercicio M1.3 – Crear un escenario de operación

ü Es conveniente visualizar la ventana de salida.

ü Por ej. Supongamos que las cargas dadas es un escenario de demanda alta de este año.

ü Observar que sucedió cuando se creo el escenario de demanda alta. ü Por ejemplo, si hay un generador despachado de una red y activamos un OS donde el generador no está creado, aparecerá un warning en la ventana de salida.

ü Se desea construir un escenario de demanda alta para el próximo año. ü Desde el Informe Técnico Preliminar (ITP) de fijación de precios de nodo se obtiene el crecimiento esperado para todas las cargas del sistema (industriales 5 %, residenciales 3 %, servicios auxiliares, no se escalan, etc.) ü Es posible que con estas nuevas demandas el FP no converja del todo bien. Se tendrá que armar el escenario, a partir del anterior, hay que ir modificando los generadores para llegar a un despacho adecuado.

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Editor gráfico

Editor gráfico

Crear elementos nuevos

Dibujando nodos ü Un nodo se representa por un terminal.

ü Arrastrar el elemento gráfico desde la caja de herramientas a la ventana gráfica. Se visualiza el objeto junto al cursor.

ü Seleccionar y arrastrar el terminal desde la caja de herramientas al lugar deseado.

ü Ubicar y conectar el elemento. ü Para terminar, presionar Escape o hacer click derecho o presionar el cursor en la caja de herramientas. No olvidar que la conexión entre edge elements (branch elements) y terminales es realizada por medio de cubicles.

ü Una vez que un terminal es ubicado y el cursor es restablecido, se puede arrastrar, rotar y cambiar de tamaño. ü Para ubicar un terminal en otra posición, hacer click izquierdo para marcarlo, luego volver a hacer click izquierdo, mantener presionado y arrastrar. ü Para modificar el tamaño de un terminal, marcar el terminal haciendo click izquierdo sobre él; hacer click izquierdo y mantenerlo presionado sobre una de las marcas de color negro y arrastrar.

Ø Hay tres formas de realizar lo anterior.

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Editor gráfico

Editor gráfico

Dibujando branch elements (edge elements)

Dibujando branch elements (edge elements)

1. Elementos de una sola puerta (cargas, máquinas)

3. Elementos de tres puertas (transformadores de tres enrollados)

a) Seleccionar el símbolo desde la caja de herramientas y luego hacer click izquierdo en la barra deseada. Se posicionan directamente por debajo de los nodos a una distancia por defecto.

Se posicionan de manera similar a los símbolos de dos puertas. Hacer click izquierdo en el primer nodo y después directamente en el segundo nodo. El símbolo quedará centrado entre estos dos nodos. La ubicación del símbolo podría ser no conveniente.

b) Ubicar el símbolo en el lugar deseado, hacer click izquierdo; luego ubicar el cursor en el nodo y hacer click izquierdo para realizar la conexión. Para crear una línea quebrada hacer click izquierdo las veces que sea necesario y finalmente hacer click izquierdo en el terminal para realizar la conexión.

Se puede lograr una posición mejor al dibujar nuevamente; hacer click izquierdo en la primera barra, luego doble click en la posición deseada del símbolo y después hacer la segunda y tercera conexión.

2. Elementos de dos puertas (líneas, transformadores, etc.) Se posicionan de manera similar a los símbolos de una puerta. La primera conexión se realiza haciendo click izquierdo en la primera barra. La segunda conexión se realiza haciendo click izquierdo en la segunda barra. Idénticamente, se puede generar una línea quebrada. Curso Introducción a los Sistemas Eléctricos de Potencia - Escuela Universitaria de Ingeniería Eléctrica-Electrónica UNIVERSIDAD DE TARAPACÁ - Profesor: Ildefonso Harnisch

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Branch elements y branches Branch elements Componentes de una red, se clasifican en:

UNIVERSIDAD DE TARAPACA Escuela Universitaria de

Ø Node elements (Nodos) Ø Branch elements (elementos rama); powerfactory les denomina Edge Elements.

Ingeniería Eléctrica-Electrónica Elementos Compuestos Subestaciones, Líneas de Transmisión y Cables

o Elementos de una conexión: Generadores, cargas, motores, etc. o Elementos de dos conexiones: Líneas de transmisión, transformadores, etc. o Elementos de tres conexiones: Transformadores de tres enrollados, convertidores AC/DC, etc.

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Redes simples, se pueden modelar fácilmente conectando nodos y elementos ramas. 87

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Branch elements y branches

Subestaciones (ElmSubstat)

Branches ü Para modelar redes de mayor tamaño y para facilitar su análisis, puede ser necesario agrupar componentes básicos en un objeto de mayor nivel jerárquico, para representar subestaciones y ramas compuestas (branches). Branch (ElmBranch): Es una rama compuesta; agrupa nodos y branch elements.

Los terminales contienen cubículos

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Subestaciones (ElmSubstat)

Subestaciones (ElmSubstat) Nodo externo (long terminal)

(point terminal)

5 PAÑOS

Result box

Con un elemento (S/E), se crearon 35 elementos.

La interconexión entre un elemento y un terminal se hace a través de un cubículo.

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Los breaker y desconect. se pueden abrir/cerrar haciendo doble click sobre ellos. En el unilineal se representan sólo las barras, breaker y salidas.

En el cálculo los nodos internos no son considerados, de lo contrario YB crecería demasiado; a menos que se requiera un estudio detallado de la S/E. ej. CC al interior de la S/E.

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Líneas de Transmisión Modelo de Línea Simple

Líneas de Transmisión y Cables

ü Línea simple (ElmLne) Ø Tipo de línea simple (TypLne) q Es el modelo más simple de una línea. q Los parámetros de la línea se ingresan directamente en el Tipo. q El usuario selecciona si se trata de una línea aérea o de un cable; esto es meramente informativo.

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Líneas de Transmisión Modelo de línea simple

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Líneas de Transmisión Modelo de línea con torre y conductor

ElmLne à TypeLne 1) ElmLne 2) TypCon 3) TypTow (TypCon) 4) ElmLne à TypTow

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Líneas de Transmisión Modelo de línea con torre y conductor

Líneas de Transmisión Modelo de línea con torre y conductor

ElmLne à TypTow à TypCon

1) ElmLne 2) TypCon 3) TypGeo 4) ElmLne à TypGeo 5) ElmLne (TypCon)

TypeGeo à Torre TypeTow à Torre + Conductor

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Líneas de Transmisión Modelo de línea acopladas con torre y conductor

Líneas de Transmisión Modelo de línea con torre y conductor

ElmTow: Es un Line Coupling Element . Se utiliza para modelar líneas acopladas. En este caso el ElmLne apunta hacia el ElmTow que a su vez se refiere al Tipo de Torre ya sea TypTow o TypGeo. 1) Línea 1: ElmLne 2) Línea 2: ElmLne 3) TypCon 4) TypTow(TypCon) 5) ElmTow (TypTow, TypCon, ElmLne) TypGeo à Torre TypTow à Torre + conductor Curso Introducción a los Sistemas Eléctricos de Potencia - Escuela Universitaria de Ingeniería Eléctrica-Electrónica UNIVERSIDAD DE TARAPACÁ - Profesor: Ildefonso Harnisch

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Líneas de Transmisión Modelo de línea acopladas con torre y conductor

Líneas de transmisión Modelo sistema de líneas

ElmLne à ElmTow à TypeTow a) Crear una rama (ElmBranch) y conectarla entre el Bus1 y Bus2 del sistema existente. b) El ElmBranch esta compuesto por una L1 y una L2 seccionada en dos partes e incluye el terminal 3. 1) 2) 3) 4) 5) 6) 7)

Crear el ElmBranch ( se genera una pagina nueva para crear el ElmBranch) Dibujar las barras Bus1 y Bus2 usando Drag & Drop Crear el Bus3. Crear L1 (ElmLne à TypLne). Crear L2 (ElmLne) y seccionarla (ElmLnesec à TypLne). El ElmLne no tiene Tipo. Dibujar el ElmBranch en la Grid usando Drag & Drop. Crear Switch (cursor en el extremo de la rama + clickd).

Los dos extremos de la Branch se conectan a los nodos de la Grilla.

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Líneas de transmisión Modelo sistema de líneas

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Elementos compuestos Líneas de transmisión

ElmBranch à ElmLne à ElmLnesec à ElmTerm Tramo con dos secciones. Ej. Cambia estructura torres, cambia sección conductores.

La línea 2 (ElmLne) ya no tiene tipo; sí sus secciones.

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Línea simple conven cional.

Se crea dentro de un ElmLne.

Se tiene una línea compuesta de dos tramos.

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Líneas de Transmisión

Cables de alta tensión Modelo de cable simple

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Cables de alta tensión

Cables de alta tensión

Modelo de un sistema de cables monopolares

Modelo de un sistema de cables monopolares

ü Para modelar un sistema de cables monopolares hay que crear tres objetos: dos “Tipos” y un “Elemento”

Ø ElmCabsys: Elemento utilizado para representar un sistema de cables acoplados electromagnéticamente. Utiliza como parámetro de entrada un ElmLne.

Ø TypCab: Tipo usado para definir el cable en si. Define la representación detallada del cable.

o ElmLne: Elemento utilizado para representar líneas/cables de transmisión.

Ø TypCabsys: Tipo usado para definir el sistema de cables. Entre otros parámetros, define la disposición geométrica de los cables. Utiliza como parámetro de entrada el TypCab.

o Al crear el ElmLne (elemento de línea) se define la línea donde también se crean las barras de conexión. Cuando se ingresa el ElmLne a el ElmCabsys, el elemento de la línea, hereda toda la información del cable.

o Como siempre, estos tipos se crean en la biblioteca (new > others > Special Type).

Ø Equivalentes líneas aéreas o TypCon (TypCab) Tipo Conductor o TypTow (TypCabSys): Tipo Torre o ElmTow (ElmCabSys): Elemento Torre

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Cables de alta tensión

Cables de alta tensión

Modelo de un sistema de cables monopolares

Modelo de un sistema de cables monopolares

1) 2) 3) 4)

Crear el ElmLne. Crear el TypCab. Crear el TypCabsys (TypCab). Crear el ElmCabsys (ElmLne) à TypCabsys.

ElmLne → ElmCabSys → TypCabSys → TypCab

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Cables de alta tensión

Cables de alta tensión

Modelo de un sistema de cables monopolares

Modelo de un sistema de cables monopolares (TypCab) Se utiliza para definir el cable en si TypCab mismo.

ElmLne → ElmCabSys → TypCabSys → TypCab

Se definen características eléctricas de:

ü El cable soporta hasta:

Ø Capas conductoras

Ø Tres capas conductoras (conductor, pantalla, armadura) separadas por tres capas aislantes. Curso Introducción a los Sistemas Eléctricos de Potencia - Escuela Universitaria de Ingeniería Eléctrica-Electrónica UNIVERSIDAD DE TARAPACÁ - Profesor: Ildefonso Harnisch

Ø Capas aislantes

ElmLne → ElmCabSys → TypCabSys → TypCab

Ø Capas semi conductoras 111

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Cables de alta tensión

Cables de alta tensión Modelo de un sistema de cables monopolares (TypCabsys) ElmLne → ElmCabSys → TypCabSys → TypCab

Modelo de un sistema de cables monopolares (ElmCabsys) ElmLne → ElmCabSys → TypCabSys → TypCab

TypCabSys se utiliza para completar la definición de un sistema de cables. Se define el acoplamiento entre fases (multiphase / multi-circuit).

TypCabsys

Características del terreno - Número de circuitos - Disposición del cable: Directo en tierra

TypCabsys: utiliza como parámetro de entrada el TypCab.

ElmCabsys se crea en la grilla como cualquier otro elemento.

En tuberías

Disposición geométrica de los conductores Curso Introducción a los Sistemas Eléctricos de Potencia - Escuela Universitaria de Ingeniería Eléctrica-Electrónica UNIVERSIDAD DE TARAPACÁ - Profesor: Ildefonso Harnisch

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Cables de alta tensión UNIVERSIDAD DE TARAPACA Escuela Universitaria de Ingeniería Eléctrica-Electrónica BD parte 5: Variations DigSILENT PowerFactory v15.1 Preparado por Ildefonso Harnisch Veloso Arica-Chile Curso Introducción a los Sistemas Eléctricos de Potencia - Escuela Universitaria de Ingeniería Eléctrica-Electrónica UNIVERSIDAD DE TARAPACÁ - Profesor: Ildefonso Harnisch

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Variations

Variations

Generalidades

Generalidades

ü Las variations se utilizan para representar variaciones en el sistema, sin afectar la red original. Las variaciones consideradas son:

ü Las variations están compuestas por expansion stages las cuales almacenan los cambios hechos a la red original.

Ø Cambios topológicos: Agregar obras futuras; eliminar componentes. Ø Variación de parámetros del sistema. Ø Variación de datos operacionales: Si hay un escenario de operación activo, se almacenan en el escenario, no en la variation. ü Las EXPANSION STAGES, de una variation activa, se activan automáticamente, si se ajusta la Fecha del Estudio (Study Time) igual o superior al Tiempo de Activación (Activation Time) de las Expansion Stages.

ü Las variations son almacenadas en la carpeta variations. ü Se usan en planificación. Permiten representar variaciones topológicas del sistema de una manera simple y organizada. Usualmente OBRAS FUTURAS. Curso Introducción a los Sistemas Eléctricos de Potencia - Escuela Universitaria de Ingeniería Eléctrica-Electrónica UNIVERSIDAD DE TARAPACÁ - Profesor: Ildefonso Harnisch

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ü Una variation debe estar activada para que los cambios contenidos en ella (expansion stages) se apliquen a la red. Una vez que la variation sea desactivada, la red retorna a su estado anterior. Curso Introducción a los Sistemas Eléctricos de Potencia - Escuela Universitaria de Ingeniería Eléctrica-Electrónica UNIVERSIDAD DE TARAPACÁ - Profesor: Ildefonso Harnisch

Variations

Variations

Generalidades

Generalidades q Se puede utilizar en la industria en períodos de mantención, cuando se quiere estudiar en que momento conviene que un generador entre en mantención, si se adelanta un poco o si se atrasa.

ü Pueden activarse y desactivarse, manualmente o por fecha de estudio. Ø Obras confirmadas se activan y desactivan por fecha de estudio. Ø Obras que no se sabe si van a entrar en servicio y se tiene que hacer el estudio con la obra y sin ella, se activan y desactivan manualmente, independientemente que la fecha de estudio esté más allá de la fecha de la obra. q Otro ejemplo de activación y desactivación manual. Cuando se tienen varias alternativas y se debe seleccionar sólo una de ellas. Por ejemplo, aumentar la capacidad de una línea: o Aumentar la sección de los conductores. o Retensar los conductores. o Construir una línea nueva (c. en haz).

Se crean tres variations diferentes, una por cada alternativa.

ü Permiten representar diferentes maneras de crecimiento. ü Resultan independientes del crecimiento de la demanda, excepto que el crecimiento considere nuevos consumos (nuevo elemento). Un escalamiento de un consumo existente, se guarda en el escenario de operación, no aparece en la variation.

ü Son independientes de los OPERATION SCENARIOS.

Para realizar el estudio, activ. una y desact. dos, y así sucesivamente.

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Con una topología del sistema se pueden evaluar infinitos escenarios de operación. Curso Introducción a los Sistemas Eléctricos de Potencia - Escuela Universitaria de Ingeniería Eléctrica-Electrónica 120 UNIVERSIDAD DE TARAPACÁ - Profesor: Ildefonso Harnisch

Variations Crear una variation y una expansion stage ü Crear una variation Ø Click derecho en carpeta variations, new > variation; alternativamente: Ø Seleccionar carpeta variation y hacer click en el botón New Object.

ü Crear una expansion stage Ø Click derecho en la variation correspondiente, new > expansion stage; alternativamente: Ø Seleccionar variation correspondiente y hacer click en el botón New Object.

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Variations Activar una variation ü Para activar una variation hacer click derecho en la variation. Ø Sus expansion stages se activarán de acuerdo a sus tiempos de activación y el study time.

ü El tiempo de activación una variation se ajusta automáticamente de acuerdo a las expansion stages que tiene incluidas. Ø El starting time es el instante de tiempo de la primera expansion stage que se activa. Ø El complete time es el instante de tiempo de la última expansion stage que se activa. Ø Si no hay expansion stages, el tiempo de activación de la variation se ajusta por defecto a 01.01.1969. Curso Introducción a los Sistemas Eléctricos de Potencia - Escuela Universitaria de Ingeniería Eléctrica-Electrónica 122 UNIVERSIDAD DE TARAPACÁ - Profesor: Ildefonso Harnisch

Variations

Variations

Status de activación de las expansion stages

Eliminar expansion stage y tiempos de activación

ü Las expansion stages de las variations activas se destacan indicando su status de activación:

ü Eliminar expansion stage

+/- color marrón: Expansion stages activadas; los cambios almacenados en ellas

Ø 1ro desactivar variation y luego hacer click derecho en la Stage deseada.

ya se aplicaron a la red.

ü Visualizar tiempos de activación de expansion stages +/- color rojo: Es la última expansion stage en activarse de acuerdo al study time. Los cambios almacenados en ella ya se aplicaron; cualquier otra modificación que se realice a la red será registrado en esta expansion stage (denominada recording expansion stage). +/- color negro: Los cambios incluidos aún no se han aplicado.

ü Pueden haber varias variation activas pero habrá siempre sólo una recording expansion stage. Curso Introducción a los Sistemas Eléctricos de Potencia - Escuela Universitaria de Ingeniería Eléctrica-Electrónica 123 UNIVERSIDAD DE TARAPACÁ - Profesor: Ildefonso Harnisch

Ø 1ro seleccionar variation y ver panel de la derecha.

ü Editar tiempos de activación de expansion stages Ø 1ro desactivar la variation, seleccionarla y hacer doble click en panel de la derecha en la expansion stage deseada.

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Variations

Variations

Cambiar la recording expansion stage

Editar el Study Time

ü Cambiar la stage de registro

ü Varias formas

Ø La última expansion stage en activarse en relación al study time es seleccionada automáticamente como recording expansion stage.

Ø Seleccionar el objeto Study Case en el data manager, doble click en Set Study Time panel de la derecha.

Ø La recording expansion stage se puede cambiar haciendo click derecho en la expansion stage deseada. En este caso, el study time se cambia al tiempo de activación de la expansion stage correspondiente.

Ø Click derecho en el objeto Study Case, edit, botón Study Time. Ø Study time botón menu principal.

ü Mostrar la recording expansion stage en la barra de estado Ø Doble click campo barra de estado.

Ø Click derecho en el campo extremo derecho de la barra de estado.

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Variations Ejemplo descriptivo

Variations Ejemplo descriptivo ü En este ejemplo, se emplean las variations para representar dos alternativas de crecimiento topológico futuro, con una fecha horizonte de 3 años. Fecha de activación

Fecha de estudio

variation expansion stages expansion stages

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variation

ü Las variations permiten evaluar distintas topologías. Activamos una y desactivamos la otra, y después se repite lo contrario. ü También se pueden activar las dos variations. Sin embargo; en este caso se produce una inconsecuencia, ya que hay obras que se repiten en ambas variations. El simulador no sabe que si una está activa la otra no puede estarlo. ü Hay que ser ordenado. Por ejemplo, ordenar las variations por proyectos relacionados. Proyectos de generación, proyectos de consumo. ü Los expansion stages representan niveles de expansión; como crece el sistema. ü Se muestran los tiempos de activación de los expansion stages.

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Variations Ejemplo descriptivo ü Las variations permiten evaluar distintas topologías. Activamos una y desactivamos la otra, y después se repite lo contrario. ü Si una variation está desactivada, entonces, sus expansion stages no se pueden activar. ü La fecha de estudio (Study Time) es muy importante. Se activan todas las expansion stages de las variations activas, que tienen fechas de activación previas a la Fecha de Estudio.

Variations Ejemplo descriptivo ü Cualquier modificación se agrega en la expansion stage de registro. Ø Por ejemplo, si desplazamos una result box para visualizarla mejor, también se guarda este elemento gráfico en la stage de registro. Ø Estas modificaciones son involuntarias. Una forma de ser ordenado, sería por ejemplo, crear una variation basura, para que registre todas estas modificaciones y finalmente se podría borrar.

ü La expansion stage de 200 MW de consumo SE5 es la expansion stage de registro, en consecuencia, si ahora agregamos un generador, se va a agregar en esta stage, lo que produce un desorden, no conveniente.

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Variations Información disponible

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Variations Información disponible ü Qué hay dentro una expansion stage. Visualizando este ejemplo:

Modificación de la base de datos completamente trazable.

Ø Se creo el elemento “Consumo nuevo SE5.ElmLod” Ø Se creo un cubicle Cub_4 y un Switch 52 Ø La potencia de la carga está en el escenario de operación, no es ámbito de la variation. Ø Se agregaron elementos gráficos como lo son la carga, un elemento de conexión y el nombre de la carga. q Cualquier desplazamiento en la red gráfica (ej. alargar un terminal), también aparece el elemento gráfico que registra el cambio en la expansion stage de registro. q Hay que ser ordenado; por ejemplo, cambiar la E.S de registro a una E.S basura.

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Variations Información disponible ü Cómo saber si la carga se cargo en la variation. Al seleccionar una expansion stage aparecen en los objetos símbolos: +, - , ∆.

Variations Información disponible ∆ : Objeto existente que se modificó. o Por ejemplo, alargar un terminal.

+ : Elemento se agregó al E.S (no existía). x : Elemento se eliminó de la red; quedó registrado en la E.S . Sin embargo, no desapareció de la base de datos. o Cuando se activa esta E.S, la red actual no contempla el elemento; aparece eliminado; pero si se desactiva la variation o se vuelve a una E.S anterior el elemento está. o Para recuperar el elemento se borran los objetos desde la expansion stage.

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ü Todos los objetos están referenciados. Hacer doble click sobre ellos. ü Modificación de la base de datos completamente trazable. Ø Si exporto la base de datos a otra persona, y está la modifica y la vuelve a exportar por ejemplo a su jefe. Entonces el jefe sabe que usuarios la modificaron.

ü Las variations se guardan automáticamente.

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Variations Algunos ejemplos

Variations Algunos ejemplos

ü Ejemplo: Una minera tiene un consumo de 100 MW y en dos años más tendrá 300 MW. Modelar el incremento de consumo.

ü Ejemplo: En caso de un aumento del consumo qué se debe hacer.

Ø Mediante una variation se crea una carga nueva de 200 W para el 3er año. Ø Se crea un escenario de operación y cambiamos P usando un factor de escala de 3. o El factor de escala pertenece al O.S y no a una variation.

ü Ejemplo: Repotenciamiento de una línea en corriente nominal. Ø Mediante una variation se modifica el parámetro Derating Factor.

Ø Depende del estudio. o Aumento del consumo en un día dado: Se tiene un OS de demanda baja y otro de demanda alta. Realizamos el estudio. En este caso, no se tiene una central nueva; se tiene un cambio de despacho. o Aumento del consumo para un año futuro: Probablemente entrara en servicio otra central. El estudio se tendrá que realizar en esta nueva condición. Usualmente, las obras están definidas, se sabe que centrales van a ir entrando.

Ø Se borra la línea en una variation y colocamos otra de la capacidad requerida. Curso Introducción a los Sistemas Eléctricos de Potencia - Escuela Universitaria de Ingeniería Eléctrica-Electrónica 135 UNIVERSIDAD DE TARAPACÁ - Profesor: Ildefonso Harnisch

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Variations Ejemplo ü Variations ordenadas por obras afines (una forma). ü Hay 5 variations activas ü Expansion stage de registro ‘’El Arrayan – 1000 MW’’ ü Si una obra no se va a construir, entonces, hay que desactivar la expansion stage asociada. Click derecho, Edit y excluir. ü Por ejemplo, si Caserones ya está construido, ya no es necesario considerarlo como obra futura. Desactivamos todas las variations, se modela Caserones y borramos la ES caserones. ü Es posible exportar una variation a otra BD? Si. Puede que resulte bien, pero también puede que no funcione bien, se olvida de algunos objetos y es muy complicado rastrearlos. No siempre exportar una variation es directo. Curso Introducción a los Sistemas Eléctricos de Potencia - Escuela Universitaria de Ingeniería Eléctrica-Electrónica 137 UNIVERSIDAD DE TARAPACÁ - Profesor: Ildefonso Harnisch

Variations DS versión > 15 – Error Correction Mode

Variations Ejemplo Podrían independizarse: q Obras Nacionales q Obras Provinciales q Obras Privadas v Consumo v Generación q Distintas propuestas de organización

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Variations Ejercicio M1.4 – Incorporación de una central 1) Importar archivo: Ejercicio M14 2) Crear una VARIATION: Obras futuras 3) Crear una EXPANSION STAGE: Nueva Central (fecha 01/01/2017)

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Variations Ejercicio M1.4 – Incorporación de una central

Variations Ejercicio M1.4 – Incorporación de una central 4) Crear los elementos de la nueva central. 4.1) Barra 4.2) Generador 4.3) Transformador de bloque

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