• Author / Uploaded
• Jose Espinoza Hilario

• Categories
• Transformador
• Software
• Archivo de computadora
• Energia electrica
• Point and Click

Citation preview

SIMULACIÓN DE SISTEMAS ELÉCTRICOS DE GENERACIÓN Y TRANSPORTE DE ENERGÍA CON SOFTWARE DIGSILENT. LOGRO Usar las herramientas del Software de Simulación de Sistemas de Potencia para analizar los parámetros de generación y transmisión.

SESIÓN 6: CONFIGURACIÓN INICIAL OBJETIVOS   

Configurar y reconocer partes del software Importar proyectos creados anteriormente Exportar proyectos creados en Digsilent

SISTEMAS DE SUMINISTRO Y UTILIZACIÓN II

6.1. CONFIGURACIÓN INICIAL Y PARTES DEL SOFTWARE

1. Crear una cuenta de usuario con su nombre y dejar password en blanco

Hacer clic en aceptar

Hacer clic en aceptar pág. 2

SISTEMAS DE SUMINISTRO Y UTILIZACIÓN II

Hacer clic en ok

pág. 3

SISTEMAS DE SUMINISTRO Y UTILIZACIÓN II

2. Si deseas tenerlo en español hacer cambio en propiedades en el icono del escritorio. Cambiar “en” por “es”. Aplicar y actualizar

3. Principales funcionalidades:  Análisis de Sistemas de Protección  Análisis de Armónicos  Análisis de Confiabilidad del Sistema  Planificación de Producción  Estabilidad de Voltaje  Análisis de Contigencia  Puesta a tierra pág. 4

SISTEMAS DE SUMINISTRO Y UTILIZACIÓN II

4. PARTES DEL DIGSILENT BARRA DE MENUS

BARRA DE HERRAMIENTAS

pág. 5

SISTEMAS DE SUMINISTRO Y UTILIZACIÓN II WORKSPACE = AREA DE TRABAJO

AREA DE SALIDA O RESULTADOS (Muestra errores, datos)

pág. 6

SISTEMAS DE SUMINISTRO Y UTILIZACIÓN II

Se puede usar las opciones de maximizar espacio de trabajo o área de salidas:

pág. 7

SISTEMAS DE SUMINISTRO Y UTILIZACIÓN II 5. Hacer clic en Nuevo Administrador de Datos para ver la estructura tipo árbol del programa como se trabaja en Windows.

pág. 8

SISTEMAS DE SUMINISTRO Y UTILIZACIÓN II

6.2. IMPORTAR Y EXPORTAR ARCHIVOS DIGSILENT Se puede:  

Importar proyectos Importar usuario (con múltiples proyectos)

1. Hacer clic en “Nuevo Administrador de Datos”. Aquí está el nombre de usuario que se definió al iniciar el programa con subcarpetas relacionadas

2. Crear el siguiente árbol de carpetas dentro de usuario: Clic derecho en usuario – Nuevo - Carpeta PROY_1 Carpeta1 PROY_2 PROY_3

pág. 9

SISTEMAS DE SUMINISTRO Y UTILIZACIÓN II

3. Para importar hacer clic derecho en el usuario o carpeta y seleccionar “Importar” o “Exportar”. Elegir el archivo. Hacer clic en Ejecutar. El archivo aparecerá dentro del folder seleccionado:

4. Realizar las siguientes acciones. Importar SEP1 a la carpeta PROY_1 Importar SEP2 a la carpeta PROY_1 Exportar SEP1 y guardarlo con el nombre SEP1_UC Exportar SEP2 y guardarlo con el nombre SEP2_UC Exportar la carpeta PROY_1 y guardar con el nombre PROY_1_UC Importar la carpeta PROY_1_UC en la carpeta PROY_2

pág. 10

SISTEMAS DE SUMINISTRO Y UTILIZACIÓN II

5. Podemos probar la opción “Flujo de carga”. Activar el archivo “SEP1”. Hacer clic en botón “Calcular Flujo de Carga”.

pág. 11

SISTEMAS DE SUMINISTRO Y UTILIZACIÓN II

Se calculó en 3 iteraciones:

6. Obtener un reporte de cálculos con la Herramienta. “Análisis de Cálculos de Salida”.  RESUMEN DEL SISTEMA TOTAL: Presionar Ejecutar y observar los datos de salida  REPORTE DEL SISTEMA COMPLETO: Presionar Ejecutar y observar los datos de salida.

pág. 12

SISTEMAS DE SUMINISTRO Y UTILIZACIÓN II

RESUMEN DEL SISTEMA TOTAL

pág. 13

SISTEMAS DE SUMINISTRO Y UTILIZACIÓN II

REPORTE DEL SISTEMA COMPLETO

6. DESCARGAR EL SEIN DEL COES E IMPORTARLO EN EL DIGSILENT

Estudios de Pre Operatividad http://www.coes.org.pe/Portal/Planificacion/NuevosProyectos/EstudiosPO Archivo: “Base Datos del SEIN DIgSILENT 2017-2026-Abril 2016.pfd” a) Importar el SEIN a la carpeta PROY_3. Este solo es un proyecto. Importarlo como proyecto. Esperar a que cargue porque es un archivo relativamente grande. pág. 14

SISTEMAS DE SUMINISTRO Y UTILIZACIÓN II

pág. 15

SISTEMAS DE SUMINISTRO Y UTILIZACIÓN II b) Activar proyecto

c) Revisar  Líneas de Transmisión (longitud, parámetros eléctricos)  Reactores para controlar los sobrevoltajes  Capacitores para aumentar la capacidad de la línea y controlar subvoltajes. d) Buscar Central de Mantaro con sus 7 unidades de generación. Campo Armiño. Está en la pestaña “Sierra_Centro_1”

pág. 16

SISTEMAS DE SUMINISTRO Y UTILIZACIÓN II

pág. 17

SISTEMAS DE SUMINISTRO Y UTILIZACIÓN II e) Se puede ver características de los elementos. Por ejemplo la Linea L2052 – Campo Armiño Cotaruse tiene una longitud de 294 km. Hacer doble clic en la LT.

pág. 18

SISTEMAS DE SUMINISTRO Y UTILIZACIÓN II

SESIÓN 7: POTENCIA

CREACIÓN

DE

ELEMENTOS

DE

SISTEMAS

DE

OBJETIVOS       

Creación de proyecto Edición del caso de estudio Editar Barras Editar Transformadores Editar Líneas de Transmisión Editar Cargas Editar generadores

pág. 19

SISTEMAS DE SUMINISTRO Y UTILIZACIÓN II 7.1 CREACIÓN DEL PROYECTO 1. Ir a archivo  nuevo  Proyecto

2. Usar el nombre “Elementos de SEP”. Presionar OK En esta ventana escribir el nombre de la red: “SEP” Cambiar la frecuencia a 60Hz Nombre de propietario: (Opcional) Presionar OK

pág. 20

SISTEMAS DE SUMINISTRO Y UTILIZACIÓN II

pág. 21

SISTEMAS DE SUMINISTRO Y UTILIZACIÓN II

DATOS BARRAS BARRA A: 15.75 KV BARRA B: 220 KV BARRA C: 220 KV BARRA D: 60 KV BARRA E: 60 KV BARRA F: 10 KV TRANSFORMADORES TRANSFORMADOR T1 15.75/220 kV 250 MVA YNd5 Vcc=16% TRANSFORMADOR T2 220/60kV 250 MVA Dyn5 Vcc=16% TRANSFORMADOR T3 60/10kV 20 MVA Dyn5 Vcc=10% LÍNEAS DE TRANSMISIÓN LÍNEA BC 220kV 50 km R1=0,05 ohm/km X1=0,5 ohm/km R0=0,5 ohm/km X0=1,5 ohm/km B1=3 S/km pág. 22

SISTEMAS DE SUMINISTRO Y UTILIZACIÓN II B0=2 S/km LÍNEA DE 60kV 20 km R1=0,1 ohm/km X1=0,3 ohm/km R0=0,5 ohm/km X0=1 ohm/km B1=2 S/km B0=0 S/km CARGA 10 MVA Cos=0,95 (ind) GENERADOR 210 MVA 15.75kV 7.2 CREACIÓN BARRAS 1. Usar la opción “Terminal”.

Barras:  Barra A: 15.75 kV  Barra B: 220 kV  Barra C: 220 kV  Barra D: 60 kV  Barra E: 60 kV  Barra F: 10 kV 2.

Clic derecho para rotar las barras “Sentido antihorario” pág. 23

SISTEMAS DE SUMINISTRO Y UTILIZACIÓN II

3. Copiar y pegar y luego Editar todas las barras.

pág. 24

SISTEMAS DE SUMINISTRO Y UTILIZACIÓN II

7.3 CREACIÓN DE TRANSFORMADORES 1. Usar la herramienta “Transformador de Dos Devanados”

2. Hacer clic en la barra primaria y luego en la secundaria

3. Hacer doble clic para editar para ingresar los datos del Transformador 1 Datos Transformador 1 Nombre: T1 Tipo: Trafo 15.75 / 220 kV Potencia: 250 MVA Vcc=16% YNd5

pág. 25

SISTEMAS DE SUMINISTRO Y UTILIZACIÓN II 3.1.

Seleccionar Nuevo Tipo de Proyecto

3.2.

Editar los datos del transformador

pág. 26

SISTEMAS DE SUMINISTRO Y UTILIZACIÓN II

pág. 27

SISTEMAS DE SUMINISTRO Y UTILIZACIÓN II

3.3.

Para ver el conexionado y otros opciones a visualizar hacer anticlic en el espacio de trabajo Opción “Mostrar Capas…” Pasar “Grupos de Vectores” a la capa de visibles.

pág. 28

SISTEMAS DE SUMINISTRO Y UTILIZACIÓN II

pág. 29

SISTEMAS DE SUMINISTRO Y UTILIZACIÓN II

Ahora se visualiza el conexionado

3.4.

Hacer doble clic en el trafo y verificar el conexionado correcto HV: Barra B LV: Barra A

pág. 30

SISTEMAS DE SUMINISTRO Y UTILIZACIÓN II

4. Crear e ingresar datos Transformador 2 Nombre: T2 Tipo: Trafo 220 / 60 kV Potencia: 250 MVA Vcc=16% DYn5

5. Crear e Ingresar datos Transformador 3 Nombre: T3 Tipo: Trafo 60 / 10 kV Potencia: 20 MVA Vcc=10% DYn5 7.4 CREACIÓN DE LÍNEAS DE TRANSMISIÓN 1. Usar herramienta “Linea”

pág. 31

SISTEMAS DE SUMINISTRO Y UTILIZACIÓN II

2. Ingresar Datos de la Línea BC Nombre: LINEA BC Longitud: 50 km

pág. 32

SISTEMAS DE SUMINISTRO Y UTILIZACIÓN II

a) Elegir de Nuevo Proyecto el Tipo Línea

Editar datos

pág. 33

SISTEMAS DE SUMINISTRO Y UTILIZACIÓN II

pág. 34

SISTEMAS DE SUMINISTRO Y UTILIZACIÓN II

b) Para susceptancia, en la pestaña Flujo de Carga

c) Observar los cálculos de la línea

Esta usando el modelo PI

pág. 35

SISTEMAS DE SUMINISTRO Y UTILIZACIÓN II

3. Ingresar Datos Línea DE Longitud: 20 km Secuencia + / R1=R2= 0.1 ohm/km X1=X2= 0.3 ohm/km B1=B2= 2 S/km Secuencia 0 (Homopolar) R0= 0.5 ohm/km X0= 1 ohm/km B0= 0 S/km

7.5 CREACIÓN DE CARGAS 1. Usar Herramienta: “Carga General”

2. Seleccionar y hacer clic en la barra

pág. 36

SISTEMAS DE SUMINISTRO Y UTILIZACIÓN II

3. Hacer Doble clic para editar

4. Seleccionar tipo global

pág. 37

SISTEMAS DE SUMINISTRO Y UTILIZACIÓN II

pág. 38

SISTEMAS DE SUMINISTRO Y UTILIZACIÓN II

5. Editar parámetros en pestaña Flujo de Carga P=10 MVA f.p= 0.9 inductivo

pág. 39

SISTEMAS DE SUMINISTRO Y UTILIZACIÓN II

7.6 CREACIÓN DE GENERADOR

1. Usar herramienta “Maquina Síncrona”

2. Seleccionar y hacer clic en barra

pág. 40

SISTEMAS DE SUMINISTRO Y UTILIZACIÓN II

3. Seleccionar del tipo Global. Usar la primera opción de 210 MVA.

pág. 41

SISTEMAS DE SUMINISTRO Y UTILIZACIÓN II

4. Si sabemos sus datos se editaría esta sección Curva de Capacidad

7.7 CÁLCULOS DE FLUJO DE POTENCIA

pág. 42

SISTEMAS DE SUMINISTRO Y UTILIZACIÓN II

1. Usar la herramienta “Calcular Flujo de Carga”

2. Verificar los resultados de flujo

pág. 43

SISTEMAS DE SUMINISTRO Y UTILIZACIÓN II

Barra F tiene una caída de 3% es decir está en 0.97 pu

3. Obtener un reporte con la Herramienta “Análisis de Cálculos de Salida” – “Reporte del Sistema Completo” y “Reporte del Sistema Total”. Visualizar el perfil de tensiones en cada barra y verificar si las tensiones se encuentran dentro del límite del +-5% Vn

pág. 44

SISTEMAS DE SUMINISTRO Y UTILIZACIÓN II

REPORTE DEL SISTEMA TOTAL

REPORTE DEL SISTEMA COMPLETO

pág. 45

SISTEMAS DE SUMINISTRO Y UTILIZACIÓN II Se observa pérdidas de 0.06 MW = 60 kW. Capacidad instalada Reserva Nro barras Nro maquinas síncronas, líneas de transmisión, cargas, etc. Factor de potencia en carga y en generación

7.8 CÁLCULOS DE CORTO CIRCUITO 1. Usar la Herramienta “Calcular Corto Circuito”

2. Al presionar ejecutar se muestra el corto circuito en todas la barras, pero el cálculo es para la falla que ocurre de manera independiente, no en simultáneo.

pág. 46

SISTEMAS DE SUMINISTRO Y UTILIZACIÓN II

pág. 47

SISTEMAS DE SUMINISTRO Y UTILIZACIÓN II

3. Si se quiere corto circuito en una barra en particular, correr flujo de nuevo y con anti clic calcular cortocircuito

pág. 48

SISTEMAS DE SUMINISTRO Y UTILIZACIÓN II

7.9 DESCONEXIÓN DE ELEMENTOS

1. DESCONECTAR UN ELEMENTO, por ejemplo una CARGA Hacer clic en el nodo para desconectar elementos

pág. 49

SISTEMAS DE SUMINISTRO Y UTILIZACIÓN II

2. No hay potencia activa, pero si reactiva por el efecto capacitivo de la línea

pág. 50

SISTEMAS DE SUMINISTRO Y UTILIZACIÓN II

SESIÓN 8: SIMULACIÓN DE FLUJOS DE POTENCIA

OBJETIVOS      

Flujo de Potencia Control de Tensión Subtensiones  Taps de transformadores  Banco de condensadores Sobretensiones  Reactores de barra Sobrecarga de transformadores Creación de reportes

pág. 51

SISTEMAS DE SUMINISTRO Y UTILIZACIÓN II

8.1.

CREAR NUEVO PROYECTO (EJEMPLO2) Crear un nuevo circuito en base al anterior 1. Usar copiar, pegar y anticlic en las líneas y selecciona“Conectar elemento”

Datos Línea BC(1): 300 km (arriba) LINEA BC(2): 100 km (abajo) CARGA 1: 18 MW fp=0.8 CARGA 1(1): 16 MVA fp=0.95 (arriba) CARGA 1(2): 19 MVA fp=0.95 (abajo)

pág. 52

SISTEMAS DE SUMINISTRO Y UTILIZACIÓN II

pág. 53

SISTEMAS DE SUMINISTRO Y UTILIZACIÓN II

2. Colocar TAPS DE TRANSFORMADORES Los taps se colocan en el lado de donde se desea controlar, en este caso la carga en el secundario EDITAR DATOS Al variar en un transformador, automáticamente variara en los otros porque han sido copiados. Colocar datos en LV (low voltaje) para los taps de los transformadores 60/10kV Variación de 2% Posición nominal 0 Posición mínima -5 Posición máxima +5

pág. 54

SISTEMAS DE SUMINISTRO Y UTILIZACIÓN II

pág. 55

SISTEMAS DE SUMINISTRO Y UTILIZACIÓN II 3. CORRER FLUJO DE POTENCIA

8.2.

CORREGIR ALERTAS DEL SISTEMA 1. Para visualizar el sentido del flujo, clic derecho  mostrar capas Pasar “Flechas de Dirección” de la columna “invisible” a la “visible”.

pág. 56

SISTEMAS DE SUMINISTRO Y UTILIZACIÓN II

pág. 57

SISTEMAS DE SUMINISTRO Y UTILIZACIÓN II

2. PRIMER CASO: CORRECCIÓN DE SOBREVOLTAJE por LT LARGA (color rojo) Se produce por el efecto capacitivo de la línea (300 km)

Solución: Usar reactor Shunt (Compensacion / Filtro RL)

pág. 58

SISTEMAS DE SUMINISTRO Y UTILIZACIÓN II

Editar datos: 220 kV Potencia reactiva a absorber: Probar 24,19, 16 MVAR

pág. 59

SISTEMAS DE SUMINISTRO Y UTILIZACIÓN II

Con 16 MVAR, la tensión es 1.0 pu

pág. 60

SISTEMAS DE SUMINISTRO Y UTILIZACIÓN II 3. SEGUNDO CASO: SUBTENSION O CAIDA DE TENSIÓN ALTA (Color azul) Nota: Los transformadores sobrecargados pueden funcionar al 130% pero necesitan más ventilación o refrigeración para que funcione en este modo.

Carga absorbe una potencia de 5 MVAR, el condensador a colocar debe entrega aproximadamente esta potencia. Solución: Añadir condensador en el lado más cercano a la carga Herramienta: Compensación/Filtro C

Tensión: 10 kV Probar: 2 MVAR, 4 MVAR

pág. 61

SISTEMAS DE SUMINISTRO Y UTILIZACIÓN II

pág. 62

SISTEMAS DE SUMINISTRO Y UTILIZACIÓN II Con 4 MVAR, la tensión subió de 0.95 a 0.99, porque la energía reactiva la obtiene del condensador. También la cargabilidad del transformador disminuyo a 76.63%. 4. TERCER CASO: SUBTENSION O CAIDA DE TENSIÓN ALTA (Color azul) Y SOBRECARGA DE TRANSFORMADOR

Caída de Tensión del 13% (0.87 pu) y cargabilidad del T/F del 129.6%. SOLUCIÓN: Se colocaría un capacitar de 13 MVAR para obtener una tensión de 1.0 pu. Pero por costos por ejemplo solo se puede adquirir una de 7 MVAR

pág. 63

SISTEMAS DE SUMINISTRO Y UTILIZACIÓN II La sobrecarga del transformador bajo a 103%, pero la caída de tensión es 0.94 pu. Todavía está debajo de lo indicado por norma. Se usará los taps del transformador Colocar en posición de tap 3.

pág. 64

SISTEMAS DE SUMINISTRO Y UTILIZACIÓN II

Ahora le tensión en Barra F mejoro a 1.0 pu. Y sobrecarga bajo a 101% 5. CUARTO CASO: SOLO CAIDA DE TENSIÓN

Caída de tensión de 5% (0.95 pu) SOLUCION Solo se cambiara de tap Posición 3

Mejoró a 1.01 pu. pág. 65

SISTEMAS DE SUMINISTRO Y UTILIZACIÓN II

8.3.

CREACIÓN Y COMPARACIÓN DE REPORTES

1. CASO ANTERIOR SIN CORRECCIONES: Desconectar reactor, capacitores y colocar taps en posición “0”. Usar la opción de “Reporte completo de sistema” después de correr flujo Activar solo perfiles de tensión

pág. 66

SISTEMAS DE SUMINISTRO Y UTILIZACIÓN II

2. CONECTAR COMPENSADORES Y CAMBIOS DE TAP

pág. 67

SISTEMAS DE SUMINISTRO Y UTILIZACIÓN II

Observar como las caídas de tensión en las barras disminuyeron.

pág. 68

SISTEMAS DE SUMINISTRO Y UTILIZACIÓN II

pág. 69

SISTEMAS DE SUMINISTRO Y UTILIZACIÓN II

pág. 70