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PRÁCTICA N°3 TEMA: ANÁLISIS DE SENSITIVIDAD EN LÍNEAS DE TRANSMISIÓN OBJETIVO •

Analizar la sensitividad del flujo de potencia activa y reactiva a través de una línea de transmisión con respecto a una variación en la magnitud del voltaje de envío y en el ángulo del voltaje de envío.

PROCEDIMIENTO 1. Ingresar a DIgSILENT Power Factory. 2. Crear el proyecto: “P3_SEP_APELLIDO.pfd”.

TRANSFORMADOR PST PST

BARRA INFINITA

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LINEA 1 LINEA 138 - ACAR 1200MCM

~ SG

GENERADOR

DIgSILENT

BARRA 3

BARRA 2

BARRA 1

3. Graficar el sistema de potencia de la Figura 1.

LINEA 2 LINEA 138 - ACAR 1200MCM

Figura 1. Sistema de prueba

4. Modelar el generador sincrónico con los parámetros mostrados en la Tabla 1. Tabla 1. Parámetros del generador sincrónico

Potencia Nominal Capacidad efectiva Potencia Reactiva Factor de potencia Voltaje nominal Tipo de Conexión Resistencia de armadura Secuencia cero Secuencia negativa Reactancias Sincrónicas

MVA MW max MVAr min MVAr kV Ra X0 X2 Xd Xq

p.u. p.u. p.u. p.u. p.u.

127,7 115 60 60 0,9 138 YN 0,00265 0,15 0,211 1,0225 0,6334

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5. Modelar el transformador con los parámetros mostrados en la Tabla 2. En DIgSILENT Power Factory y asegurarse que el lado de bajo voltaje del transformador corresponda a la BARRA 2. Tabla 2. Parámetros del transformador PST

Potencia Nominal MVA 200 Frecuencia Hz 60 Alto voltaje kV 138 Bajo voltaje (cambiador de fase) kV 138±2*3° Tipo de Conexión YNyn0 Impedancia de cortocircuito % 0,00000001 Pérdidas en el cobre kW 0 Pérdidas en vacío kW 0

6. Modelar las líneas de transmisión con los parámetros mostrados en la Tabla 3. Longitudes: a. Línea 1: 50 km b. Línea 2: 75 km Tabla 3. Parámetros L/T 138 kV

Voltaje nominal Capacidad de corriente r1, r2 r0 x1, x2 x0 b1, b2 b0

[kV] [kA] [ohm/km] [ohm/km] [ohm/km] [ohm/km] [uS/km] [uS/km]

138 0,957 0,055422 0,660139 0,487361 1,889661 3,474652 1,554638

1. Definir el generador como PV y asignar 𝑃 = 100 𝑀𝑊 y 𝑉 = 1 𝑝. 𝑢. 2. Definir la barra infinita como SL con voltaje 1∠0°. 3. Establecer el tap del transformador en la posición neutral. 4. Ejecutar un flujo de potencia considerando límites de potencia reactiva, verificar que no existan errores. 5. Variación de la magnitud del voltaje de envío 6. Variación del ángulo del voltaje de envío

INFORME 1. Deducir las ecuaciones de potencia activa y reactiva a través de una línea de transmisión con modelo π. 2. Realizar un análisis variacional con respecto al voltaje de envío y al ángulo del voltaje de envío. 3. Consultar acerca de las restricciones en la transmisión de potencia activa y reactiva a través de una línea de transmisión.

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4. En DIgSILENT Power Factory, para un sistema radial simple propuesto por cada estudiante (generación-transmisión-barra infinita), variar el voltaje de envío desde 0,85 a 1,15 p.u. en pasos de 0,05, obteniendo para cada simulación de flujos de potencia los datos de la potencia activa y reactiva en ambos extremos de la línea. Graficar y analizar estos resultados. 5. Realizar los cálculos necesarios manualmente partiendo de los datos y sistema propuesto en el literal 2 para una de las variaciones de voltaje. Comparar y analizar los resultados obtenidos con los simulados en Power Factory (literal 2). (40%) 6. Señalar ventajas y desventajas de cambiar la magnitud del voltaje de envío en una línea de transmisión. 7. En DIgSILENT Power Factory, mediante simulaciones en el dominio del tiempo1, analizar el efecto de una variación en el ángulo del voltaje de envío en un sistema de potencia mallado el cual debe ser propuesto por cada estudiante. 8. Consultar acerca de otros métodos para variar el ángulo de fase del voltaje de envío en una línea de transmisión. 9. Presentar conclusiones y recomendaciones 10. Bibliografía 11. Anexos

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Simulaciones en el dominio del tiempo, fueron realizadas en las prácticas 1 y 2.

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PRÁCTICA N°4 TEMA: MONITOREO Y CONTROL DE UN SISTEMA ELÉCTRICO DE POTENCIA OBJETIVOS •

Estudiar un Sistema Eléctrico de Potencia formado con elementos de laboratorio de máquinas eléctricas FIEE.

•

Estudiar el comportamiento del generador cuando se encuentra en paralelo con una barra infinita, después del aumento, disminución y desconexión de la carga.

•

Aprender el manejo de un Sistema SCADA asociado a un Sistema Eléctrico de Potencia del Laboratorio.

EQUIPO •

1 Grupos Máquina motriz - Generador Sincrónico

•

1 Medidores de velocidad

•

1 Voltímetros de corriente directa

•

1 Amperímetros de corriente directa

•

Reóstatos

•

Módulo de Líneas de Transmisión

•

Módulo SCADA

•

Laptop (Con el Software M_SCADA )

•

Cables

INFORMACIÓN El estudio de grandes sistemas eléctricos de potencia, desde el punto de vista cuantitativo, obliga a una representación clara de las características y elementos que conforman al sistema de potencia.

Se puede distinguir dos diferentes modos de representación: •

Individual: Cada Componente y su operación

•

Integral: Comportamiento del sistema en su forma global

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Esto permitirá estudiar en condiciones normales y anormales al sistema eléctrico de potencia del Laboratorio (Figura 1.1).

Figura 1. 1 Sistema eléctrico de potencia Laboratorio de Máquinas Eléctricas FIEE

PREPARATORIO 1. Dibuje y describa el interfaz de programa M_SCADA. 2. Consultar sobre la adquisición de datos de Modulo de sistema SCADA 3. Consultar el procedimiento y las condiciones necesarias para conectar generador con la red en paralelo. 4. Consultar de qué manera se debe variar la potencia activa y reactiva cuando un generador está conectado a una barra infinita. 5. Consultar sobre Sistemas SCADA enfocados a los sistemas eléctrico de Potencia

PROCEDIMIENTO

1. Armar el circuito necesario para operar la máquina sincrónica como generador. 2. Armar el circuito para poner en paralelo un generador sincrónico con la barra de la EEQ (Figura 1.1); considerando las condiciones necesarias para la sincronización de los sistemas.

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EEQ BARRA INFINITA

GENERADOR

1 MESA 3

CARGA

Figura 1. 2Conexión 1 para el Módulo SCADA

3. Realizar el procedimiento anterior para los tres puntos de sincronización que se pueden realizar con el módulo SCADA (Figura 1.3)

Figura 1. 3 puntos de sincronización del módulo SCADA

4. Variar la corriente de campo con el fin de obtener las curvas V del generador, para dos pasos de potencia y tomar datos de: corriente de campo y corriente de armadura. 5. Conectar carga en varios pasos al sistema, y observar la variación de la frecuencia y voltaje. Monitorear y controlar el voltaje y la frecuencia para que permanezcan en sus valores nominales.

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6. Transferir carga desde el Generador I hacia la Red de la EEQ hasta que toda la carga esté conectada al Generador I y viceversa. Efectuar las acciones necesarias para mantener constante la frecuencia y el voltaje. 7. Desconectar la carga y sacar del paralelismo a los generadores cumpliendo con las condiciones necesarias.

Recomendaciones: •

Tener en cuenta de NO sobrepasar los valores nominales de las máquinas.

•

Verificar las conexiones de los instrumentos de medición.

INFORME

1. Tabular los datos de placa de las máquinas utilizadas, y los datos obtenidos durante la práctica. 2. Calcule manualmente los voltajes, ángulos, potencias activas y reactivas en cada barra del sistema de la Figura 1.1 (utilice los datos reales tomados en la práctica). Compare los resultados obtenidos con los tabulados en el literal 1. (40%) 3. Presentar todos los diagramas de conexiones utilizados en la realización de la práctica. Comentar y explicar su funcionamiento. 4. Graficar las curvas V del generador con los datos obtenidos en la práctica (en un mismo gráfico). Analice y comente. 5. Describa la forma de controlar la frecuencia y el voltaje generado en el generador sincrónico. 6. Analizar el comportamiento del generador en los todos los casos de funcionamiento en paralelo realizados en la práctica. 7. Realice un análisis de los valores obtenidos de las pérdidas de potencia en las líneas. 8. Realice un resumen del comportamiento del generador y la red EEQ durante el aumento, disminución y desconexión de carga. 9. Presentar conclusiones y recomendaciones. 10. Bibliografía 11. Anexos

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