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Análisis de Sensitividad de Transformadores con Taps. Jorge R. Pungil J. Pablo Ceron. Laboratorio de Sistemas Eléctricos de Potencia, Departamento de Ingeniería Eléctrica, Escuela Politécnica Nacional. Quito, Ecuador. [email protected] [email protected]

Resumen. El presente documento la graficación en el análisis de sensibilidad de el sistema de un generador, transformador y barra infinita observando los pequeños cambios de la potencia activa y reactiva y como variando los voltajes para un trafo con cambiadores de tap además de la graficación de las mismas y la herramienta RMS simulation de Dlsilent.

Las potencias activa y reactiva con el cambio variando el sistema llegan a un punto donde se estabilizan y no cambian a medida que se aumenta el tap dependiendo de la subida y bajada del mismo además se observa que el trafo no aumenta reactivos al Sep esto lo hace el generador dependiendo si entrega o genera potencia aparente .

I. INFORME Presentar los resultados obtenidos en la práctica de laboratorio.

Los voltajes tienen un cambio de aproximadamente el 5% observando que se sube o se baja dependiendo del tap en el lado de bajo voltaje a la entra del sep permanece constante ya que es barra infinita.

1.

Anexo 1 2.

En DigSilent, cambiar el valor del paso de cada tap en el valor indicado en el modelo del transformador, realizar simulaciones de flujos de potencia, tabular las variables más importantes. Analizar los resultados. La variación para este literal será que debemos cambiar el transformador a 8 posiciones con 0.125%.

Los ángulos tiene un cambio muy significativo lo cual no influye mucho en el flujo de potencia. El tap varía dependiendo los valores que el programador sete en el programa.

3.

Utilizando los datos y el sistema del literal 2 resolver analíticamente y encontrar los voltajes, ángulos, potencias activas y reactivas de las barras del sistema. Comparar con los resultados del literal anterior.

Datos: P12 = 0,7982 p. u Q12 = 0.1363 p. u. x = 0,1301274 p. u. 𝑉 = 1 p. u. 𝑃12 =

V1 V2 sin θ12 Xeq

0.7982 = Fig1. Cambios realizados al transformador Las gráficas se encuentran en el Anexo 2.

Q12 =

V sin θ12 0.1301274

V2 2 − V2 𝑐𝑜𝑠θ12 Xeq

0.1363 =

V2 2 − V2 𝑐𝑜𝑠θ12 0.1301274

ángulos y potencias activas y reactivas de las barras del sistema. Comparar con los resultados del literal anterior. Datos:

𝑉2 = 1.017 𝑝. 𝑢.

P12 = 0,798 p. u Q12 = 0.127 p. u. x = 0,15 p. u. 𝑉 = 1 p. u. 𝑡 = 8 ∗ 0.125 = 1.1 p. u.

θ12 = −5.8 𝑃12 =

1 ∗ 1.017 sin 5.8 0.1301274

𝑃12 = 0.78𝑝. 𝑢. 𝑃12 = Q12 =

1.0172 − 1.017𝑐𝑜𝑠5.8 0.1301274

0.79 =

V2 1.1 sin θ12 0.1301274

0.11 =

𝑉2 2 − 𝑡 ∗ 𝑉2 𝑐𝑜𝑠θ12 0,1301274 ∗ 1.1

Q12 = 0.173 𝑝. 𝑢. Comparando los datos de simulación y los calculados tiene un error aproximado del 2.58% algo que es aceptable debido a las aproximaciones y el método de calculo del Dlsilent. 4.

V1 V2 𝑡 sin θ12 Xeq

𝑉2 = 1.036 𝑝. 𝑢.

En DigSilent, cambiar el valor de la impedancia de cortocircuito del transformador en el valor indicado en el modelo del transformador, realizar simulaciones de flujo de potencia, tabular las variables más importantes. Analizar los resultados.

θ12 = 5.11 𝑃12 =

La variación se cambiará a Zcc=15%

1 ∗ 1.036 ∗ 1.1 sin 5.11 0.1301274 𝑃12 = 0.79𝑝. 𝑢.

Q12 =

1.0362 − 1.1 ∗ 1.036 ∗ 𝑐𝑜𝑠5.11 0.1301274 ∗ 1.1 Q12 = 0.43 𝑝. 𝑢.

Comparando los datos de simulación y los calculados tiene un error aproximado del 1.35% que es aceptable debido a las aproximaciones y el método de cálculo del Dlsilent. Fig2. Cambio de Zcc Las gráficas se muestran en el anexo 3. Al cambiar esta impedancia no muestra cambios en potencia activa pero en potencia reactiva muestra cambios significativos pero llega a estabilizarse en un punto.. Los voltajes varían en el lado de bajo voltaje debido a que es un barra de voltaje controlado con un cambio en su valor debido a la curva de capabilidad de la máquina, mientras que en alto voltaje no sufre cambios ya que es una barra Slack . 5.

Utilizando los datos y el sistema del literal 4 resolver analíticamente y encontrar los voltajes,

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II. CONCLUSIONES Jorge Roberto Pungil Jiménez Las variaciones de los taps varían el voltaje ya que son proporcionales, no podemos observar grandes cambias en la potencia activa ya que la variación del tap es muy pequeño. El cambio de la potencia activa y la variación del ángulo fue casi nulo, esto es debido a que las dos variables son directamente proporcionales. La variación del tap no cambio la potencia activa y en el caso de la potencia activa si sufre cambios ya que, al aumentar reactivos en el lado de alto, el voltaje en bajo disminuirá.

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Las potencias activas al ser positivas el sistema entrega reactivos al SEP y si existe potencias activas al ser negativas el sistema está absorbiendo reactivos del SEP. En cuanto a los taps podemos afirmar que cuando subimos el tap en el lado de bajo voltaje, el voltaje aumenta y si bajamos el tap el voltaje disminuirá. . Usar diferentes colores para las gráficas para poder diferenciar que variables es, como extra podríamos cambiar el tipo de línea de estas graficas.

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subimos el porcentaje, existe una disminución de voltaje, mientras que si hacemos lo mismo pero ubicando los taps en bajo voltaje, la relación es directa, o mejor dicho, aumenta su valor de voltaje. Una de las aplicaciones del uso de taps es el de compensación de potencia reactiva, ya que este controla tanto el valor de voltaje de la barra como la potencia reactiva circulante.

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Pablo Alejandro Cerón Caizapanta. 

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Al realizar la variación de taps en el transformador se concluye que esto influye en la potencia reactiva y en la variación de los voltajes de barra, mientras que la Potencia Activa permanece casi inalterada entre barras. La variación de voltaje en una barra depende de la ubicación de los taps del transformador, es decir que si ubicamos el tap en el lado de alto voltaje y

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III. REFERENCIA Apuntes Maquinas Eléctricas, Dr. Hugo Arcos.2016B. Apuntes Introducción a los Sistemas Eléctricos de potencia, Dr. Jesús Játiva, 2017A Apuntes Sistemas Eléctricos de Potencia, Dr. Gallardo. Manual DigSilent Power Factory.

IV.

ANEXOS

Anexo 1

Fig1. El sistema de generador-barra-trafo-barra_infinita. A. Sin cambios en el tap

Fig2. Potencias Activa sin cambios en el tap

Fig3. Potencias reactiva sin cambios en el tap

Fig3. Voltajes sin cambios en el tap

Fig4. Posición del tap neutral

B. Cambio de posición a 1

Fig5. Potencias Activa y Reactiva con cambio t=1

Fig6. Voltajes con cambio t=1

Fig7. Posición del tap=1.

C. Cambio de posición a 5

Fig8. Potencias Activa y Reactiva con cambio t=5

Fig9. Voltajes con cambio t=5

Fig10. Posición del tap=5

Anexo 2 Cambio de taps en el transformador A. Tap posición Neutral

Fig11. Potencia Activa y reactiva con posición neutral

Fig12. Voltajes con posición neutral

B. Con tap en posición t=-8.

Fig13. Potencias Activa y Reactiva con t=-8.

Fig14. Voltaje con t=-8.

C. Con tap en posición t=8.

Fig15. Potencias Activa y Reactiva con t=8.

Fig16. Voltaje con t=8. Anexo 3 Cambio de Zcc A. Tap en posición neutral

Fig17. Potencia Activa y reactiva con posición neutral

Fig18. Voltajes con posición neutral B. Con tap en posición t=+8

Fig19. Potencias con cambio de tap=8

Fig20. Voltajes con cambio de tap=8 C. Con tap en posición t=-8

Fig21. Potencias con cambio de tap=8

Fig22. Voltajes con cambio de tap=8