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UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PANAMÁ

Facultad de Ingeniería Eléctrica

Laboratorio # 9 Título: “Transformadores Regulantes”

Instructora: Yurian Corro

Integrantes: Cen, Manuel 3-738-361 Fernández, Karielis 8-909-2099 Villanueva, Felipe 8-920-488

Grupo: 1IE-142

Fecha de realización: 8 de septiembre de 2018 Fecha de entrega: 15 de septiembre de 2018

INTRODUCCIÓN Las variaciones de tensión son un problema frecuente el sistema de distribución de energía eléctrica, debidas principalmente a la mala impedancia de la línea, así como a las variaciones de carga y a la sobrecarga en algunos puntos. Las compañías generadoras de energía eléctrica tratan de mantener la tensión suministrada a los usuarios dentro un rango igual al ±5% del valor nominal. Es por esto que en los sistemas de Potencia se implementan los denominados transformadores de cambio de derivación; que permiten un ajuste en la magnitud del voltaje en el rango de ±10% y los transformadores regulantes, que ajustan el ángulo de fase de los voltajes de línea para mantener todas las componentes del sistema de potencia estables.

Desarrollo

Ilustración 1. Circuito de Trabajo

1- Con derivación de LTC (tap) en 1.06, trace la grafica de las perdidas de potencia real (PerdL1+PerdL2) a medida que el ángulo de desfasamiento varía de -10 a +10 grados. Puede utilizar el Área Field -> MW Losses para obtener las pérdidas totales. LOSSES 40.183 35.281 30.89 27.013 23.65 20.803 18.472 16.658 15.363 14.586 14.326 14.586 15.363 16.658 18.472 20.803 23.65 27.013 30.89 35.281 40.183

LTC(Tap) Fija en 1.05 45 40 35 30

PERDIDAS (MW)

DEGREES -10 -9 -8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

25 20 15 10 5 0

-15

-10

-5

0 GRADOS

5

10

15

a- ¿Qué valor de desfasamiento minimiza las pérdidas del sistema? Como podemos ver en la grafica tenemos menor perdida a medida que el desfase se acerca a 0 va disminuyendo, y efectivamente al ser 0 tenemos una perdida mínima. b- ¿Cuál ángulo es el que sufre el desfase, el de la barra 1 o el de la barra2? El ángulo que sufre el desfase es el de la barra 2

Ilustración 2. Sistema con LTC fijo en 1.05

2- En el caso del problema anterior, fijar el ángulo de fase en 3° y variar la derivación LTC entre 0.9 y 1.1. Grafique las perdidas del sistema (PerdL1 + PerdL2) -LTC. DERIVACIÓN LOSSES 0.9 23.713 0.90625 22.331 0.9125 21.071 0.91875 19.928 0.925 18.899 0.93125 17.979 0.9375 17.164 0.94375 16.451 0.95 15.835 0.95625 15.313 0.9625 14.881 0.96845 14.536 0.975 14.275 0.98125 14.095 0.9875 13.992 0.99375 13.964 1 14.009

DERIVACIÓN LOSSES 1.00625 14.122 1.0125 14.303 1.01875 14.548 1.025 14.855 1.03125 15.222 1.0375 15.646 1.04375 16.126 1.05 16.659 1.05625 17.243 1.0625 17.877 1.06875 18.559 1.075 19.286 1.08125 20.058 1.0875 20.872 1.09375 21.727 1.1 22.621

Grado Fijo en3° 25 20 15 10 5 0 0.9

0.95

1

1.05

1.1

a- ¿Qué valor de la derivación minimiza las pérdidas de potencia real del sistema? Como podemos ver en los datos cuando tenemos una derivación en 0.99375, las pérdidas están en su mínima expresión. b- ¿Qué relación existe entre el voltaje en el bus 2 y la variación del LTC? Al aumentar la variación del LTC el ángulo del bus 2 aumenta y el voltaje disminuye.

Ilustración 3. Sistema con Grado Fijo en 3°

3- Para el Caso de Estudio: a- Presente los cálculos para obtener los flujos de P y Q para t=(1∟1°) b- ¿Podría usted utilizar un sistema como este para transmitir grandes flujos de potencia? Este sistema no nos funciona para transmitir grandes flujos de potencia, puesto que nuestras perdidas son muy altas, lo que nos da una eficiencia muy baja. c- ¿De no ser posible, qué modificación tendría que hacer?

El factor de potencia es muy bajo, podemos mejorarlo con una carga capacitiva. De igual forma se podría modificar las impedancias de las líneas, ya que las consideramos muy altas. En este caso optaremos por la modificación del fp.

Ilustración 4. Circuito modificado-Anexo de carga capacitiva

4- Para el sistema modificado al hacer pequeñas variaciones a- ¿Cómo se comporta la potencia? Al hacer el cambio, podemos notar que nuestras perdidas han reducido notablemente. Y nuestra potencia se podría considerar aceptable. Conclusiones Se puede observar que la barra 2 es el que presenta desfasamiento y que cuando el ángulo de desfase entre las dos barras es de 0 grados las pérdidas son menores y se puede observar que el voltaje de la barra 2 disminuye cuando aumentamos la derivación, esta derivación permite variar el voltaje en la barra como también el ángulo de desfase, la cuál es la función de un transformador regulador. Manuel Cen En la experimentación del laboratorio #9 en base a los datos y la simulación que al variar los parámetros del sistema con los tap y ángulos se obtienen cambios en el voltaje de la barra 2 debido al cambio de derivación estos cambios son pequeños y tienen lugar en los rangos dados en la guía de laboratorio en el capítulo 9 esto se da para ajustar el transformador y casi todos los transformadores tienen derivaciones en sus devanados para el ajuste de su relación de transformador Felipe Villanueva Como vimos en el transcurso del laboratorio, las variaciones de tensión afectan directamente a las líneas, puesto que aumenta la impedancia, siendo esto un gran problema para el flujo de corriente, aparte de eso, es posible las sobrecargas y variaciones en la carga. En nuestro caso, afectaba más a la barra de tensión dos, a medida que las variaciones del LTC o el ángulo aumentaba, la tensión en este bus

lo hacia de igual forma, por su relación recíproca. En esta simulación también podemos confirma el hecho de que, entre más cerca de 0 este el desfase, menores serán nuestras perdidas en las líneas. Por esto es que en nuestro circuito teníamos un transformado, en nuestro caso regulante, ya que él ajustaba el ángulo de fase de los voltajes de línea, su deber es mantener todos los componentes del sistema lo más estable posible. Karielis Fernández