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• Jhiro Pareja

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FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA

DEDICATORIA

A mis padres por el apoyo que me brindaron y por ser mis guías en todo momento. A mis hermanos por el apoyo que me brindaron en todo momento.

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AGRADECIMIENTOS

A mi padre, a mi madre quienes han estado brindándome su apoyo moral y económico. Al Ing. Pedro Torres Mayta por su ayuda y guía en el desarrollo de nuestra carrera profesional. A la UNCP por la formación que me ha brindado.

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ÍNDICE CARATULA………………………………………………………….I DEDICATORIA…………………………………………….……….II AGRADECIMIENTOS……………………………………….…….III INDICE………………………………………………….…….…….IV INTRODUCCIÓN………………………………………….……….VI

1. Estabilidad Transitoria .................................................................... 6 1.1.

Límite de Estabilidad Transitoria .......................................... 6

1.2.

Cambio de Potencia ............................................................... 6

1.3.

Ecuación oscilatoria ............................................................ 10

2. CURVA DE OSCILACION ......................................................... 20 2.1.

DESARROLLO DE LAS CURVAS DE OSCILACION... 24

3. MÉTODO PUNTO POR PUNTO. ............................................... 28 4. DISCONTINUIDAD EN LA POTENCIA DE ACELERACIÓN 31 5. EJEMPLO DE LA APLICACIÓN DEL MÉTODO PUNTO POR PUNTO................................................................................................ 34 5.1.

PROGRAMA EN MATLAB. ............................................. 46

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5.2.

DATOS DEL EJERCICIO .................................................. 52

5.3.

RESULTADOS DEL PROGRAMA .................................. 53

6. CONCLUSIONES ............................................................................ 54 7. BIBLIOGRAFIA .......................................................................... 55

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INTRODUCCIÓN Un sistema de potencia opera en un ambiente de cambio constante debido a variaciones de carga, salida de generadores, salida de líneas u otros eventos que pueden alterar su condición normal de operación y desestabilizar el sistema. Las variables afectadas son la frecuencia, el voltaje, y el ángulo del rotor de los generadores, presentando inestabilidades que pueden terminar en colapsos del sistema. Los estudios de Estabilidad se utilizan para analizar la capacidad que tiene un sistema de potencia para llegar al estado estacionario después de una perturbación. Con frecuencia, dichos estudios se llevan a cabo cuando se planifican nuevas instalaciones generadoras y transmisoras. Estos estudios son útiles para determinar el tiempo de operación de los interruptores, el tiempo de despeje crítico de una falla y la capacidad de transferencia entre los sistemas, etc. Los estudios de estabilidad transitoria son necesarios para asegurarse que el sistema pueda soportar la condición transitoria siguiendo un gran disturbio. El trabajo de cálculo asociado con los estudios de sistemas de potencia, ha sido considerablemente simplificado por el uso de programas de computadora digital. En este trabajo se estudiara el modelo matemático punto por punto utilizado para la solución del problema de estabilidad transitoria para la solución de la ecuación de oscilación.

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MÉTODO PUNTO POR PUNTO 1. ESTABILIDAD TRANSITORIA 1.1.LÍMITE DE ESTABILIDAD TRANSITORIA

El límite de estabilidad transitoria se refiere al valor de potencia que puede ser transmitida con estabilidad cuando el sistema es sujeto a una perturbación aperiódica. Por perturbación aperiódica significa una que no se produce con regularidad y solo después de intervalos tales que el sistema alcanza una condición de equilibrio entre perturbaciones. Los tres principales tipos de perturbaciones o disturbios transitorios que reciben consideración en los estudios de estabilidad, en orden de incremento de importancia son: 1. Cambios de Potencia 2. Operaciones de Suicheo o maniobra 3. Fallas con subsecuentes aislamiento de circuitos

1.2.CAMBIO DE POTENCIA

Los incrementos de carga pueden resultar en perturbaciones transitorias que son de importancia para el punto de estabilidad si: (1) La carga total excede el límite de estabilidad de régimen permanente para unas condiciones específicas de voltaje y reactancias.

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(2) si la carga se incrementa produce una oscilación que causa que el sistema oscile más allá del punto crítico, por lo cual recuperar la estabilidad puede ser imposible. Considere un sistema de potencia el cual consta de un generador, entregando una potencia a una barra de potencia infinita por intermedio de un sistema de transmisión.

Sistema de Potencia de una máquina contra un sistema de potencia infinito

Inicialmente se tiene la máquina operando en condiciones estables, entregando una potencia a la barra de potencia infinita, de 0 Pelec. Debido a que se desprecian las pérdidas en la máquina la totalidad de la potencia eléctrica proviene de la potencia mecánica inyectada en el eje, de tal modo que se cumple: 0 0Pelec = Pmec. Este punto de operación estable, define un ángulo de operación, δ 0, punto a. Partiendo de estas condiciones estables de operación, se produce por algún medio un aumento repentino en la potencia mecánica de la máquina, pasando de 0 Pmec a 1 Pmec. Si la condición final corresponde a un posible estado estable de operación, la máquina debe quedar operando en un nuevo punto, b, a un ángulo δ1, donde se logre el nuevo equilibrio entre potencia

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mecánica y potencia eléctrica 1Pelec = 1Pmec Bajo esta situación, se produce un transitorio el cual se trata de explicar en forma simple. En un instante dado, la potencia mecánica cambia de 0 Pmec a 1 Pmec , de tal modo que considerando la respectiva curva característica potencia-ángulo, se observa que entre los puntos a y b, se cumple que la potencia mecánica es mayor que la potencia eléctrica (Pacel>0), por lo que la diferencia inicial de potencia de entrada y salida son usada en aceleración del generador. Este cambio causa que el rotor se desprenda y aparte de la velocidad sincrónica y se incrementa su diferencia angular. La diferencia en la energía almacenada no puede ser inmediatamente absorbida y como resultado, el sistema sobrepasa δ1, y alcanza un ángulo más grande δmax. Entre los puntos b y d, se cumple que la potencia eléctrica es mayor que la potencia mecánica (Pacel