2-conceptos basicos analisis sep
DESCRIPTION
introduccion al etapTRANSCRIPT
-
Curso de Capacitacion
ETAP
Conceptos Bsicos de Anlisis de
SEP
1
Conceptos Bsicos de
Anlisis de SEP
ETAP11.0
-
Curso de Capacitacion
ETAP
Conceptos Bsicos de Anlisis de
SEP
2
Diego Moitre, M. Sc.
Ingeniero Mecnico Electricista
Matricula Profesional N 10.333 - CIEC
Senior Member, PES IEEE RAIEN ARGENTINA S.A. Congreso 2171 6 Piso Cdigo Postal: C1428 BVE
Ciudad Autnoma de Buenos Aires, ARGENTINA
Fijo: (54) 11 4701-9316
Mvil: (54) 358-156000104
-
Curso de Capacitacion
ETAP
Conceptos Bsicos de Anlisis de
SEP
3
Temario
Estructura de los Sistemas Elctricos de Potencia (SEP)
Conceptos Bsicos de Anlisis de SEP
Bibliografa
A. R. Bergen & V. Vittal Power Systems Analysis. Second Edition. Prentice -Hall, 2000.
O. I. Elgerd. Electric Energy Systems Theory. Second Edition. McGraw-Hill, 1983.
G. L. Kusic. Computer-Aided Power Systems Analysis. Second Edition. CRC Press, 2008.
J. J. Grainger & W. D. Stevenson Power Systems Analysis. McGraw-Hill, 1994.
C. A. Gross Power Systems Analysis. Second Edition. John Wiley& Sons, 1986.
IEEE Brown Book (IEEE Std 399TM 1997: Recommended Practice for Industrial and Commercial Power Systems Analysis )
-
Curso de Capacitacion
ETAP
Conceptos Bsicos de Anlisis de
SEP
4
Estructura de los SEP
Generacin de E.E.
Centrales
Generador & motor primario
Transformadores de bloque
Transmisin de E.E.
Lneas de transmisin en Alta Tensin
Subestaciones de maniobra
Interruptores
Transformadores
-
Curso de Capacitacion
ETAP
Conceptos Bsicos de Anlisis de
SEP
5
Estructura de los SEP
Distribucin de E.E.
Subestaciones de distribucin
Transformadores de rebaje
Alimentadores de distribucin en Media Tensin
Transformadores de distribucin
Demanda
Industrial
Comercial
Residencial
-
Curso de Capacitacion
ETAP
Conceptos Bsicos de Anlisis de
SEP
6
Estructura de los SEP
Generacin
11 KV ~ 30 KV
Transmisin
220 KV, 330 KV, 500 KV
Subtransmisin
66 KV, 132 KV
Distribucin Primaria
6,6 KV, 13,2 KV, 33 KV
Distribucin Secundaria
220 V, 380 V
-
Curso de Capacitacion
ETAP
Conceptos Bsicos de Anlisis de
SEP
7
Estructura de los SEP
Proteccin del equipamiento
Transformadores de medicin
Interruptores
Reconectadores y Seccionalizadores
Fusibles
Descargadores de sobre tensin
Relevadores
Control y Monitoreo del Sistema
Control asistido por computadora
SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition)
-
Curso de Capacitacion
ETAP
Conceptos Bsicos de Anlisis de
SEP
8
Estructura de los SEP
-
Curso de Capacitacion
ETAP
Conceptos Bsicos de Anlisis de
SEP
9
Anlisis asistido por Computadora
Planificacin de la expansin
Programacin de la operacin
Operacin en tiempo real
-
Curso de Capacitacion
ETAP
Conceptos Bsicos de Anlisis de
SEP
10
Anlisis asistido por Computadora
Anlisis de Flujo de Potencia equilibrado
Anlisis de Flujo de Potencia desequilibrado
Anlisis de Corto Circuito
Anlisis de Estabilidad Transitoria
Anlisis de Flujo de Potencia Optimo
Anlisis de Coordinacin de Protecciones
Anlisis de Aceleracin de Motores
Anlisis de Armnicos
Anlisis de Confiabilidad
Anlisis de Sistemas de puesta a tierra
-
Curso de Capacitacion
ETAP
Conceptos Bsicos de Anlisis de
SEP
11
Anlisis asistido por Computadora
ETAP PS es un programa de anlisis de SEP grfico-interactivo bajo los sistemas
operativos Microsoft Windows XP, 2003
y Vista.
Mdulos de simulacin en modo off-line desarrollados a nivel del estado del arte en
anlisis de SEP.
Adquisicin de datos de operacin para monitoreo avanzado y simulacin en
tiempo real.
-
Curso de Capacitacion
ETAP
Conceptos Bsicos de Anlisis de
SEP
12
Conceptos Bsicos de Anlisis de
SEP
Sistemas monofsicos de CA
Valor Eficaz
(RMS)
I = II =
-
Curso de Capacitacion
ETAP
Conceptos Bsicos de Anlisis de
SEP
13
Conceptos Bsicos de Anlisis
de SEP Sistemas monofsicos de CA
-
Curso de Capacitacion
ETAP
Conceptos Bsicos de Anlisis de
SEP
14
Conceptos Bsicos de Anlisis de
SEP
Potencia activa
Potencia activa
Factor de Potencia
-
Curso de Capacitacion
ETAP
Conceptos Bsicos de Anlisis de
SEP
15
Conceptos Bsicos de Anlisis de
SEP
Potencia aparente
Potencia aparente
-
Curso de Capacitacion
ETAP
Conceptos Bsicos de Anlisis de
SEP
16
Conceptos Bsicos de Anlisis de
SEP
Potencia reactiva
Potencia reactiva
-
Curso de Capacitacion
ETAP
Conceptos Bsicos de Anlisis de
SEP
17
Conceptos Bsicos de Anlisis de
SEP
Potencia compleja
-
Curso de Capacitacion
ETAP
Conceptos Bsicos de Anlisis de
SEP
18
Conceptos Bsicos de Anlisis de
SEP
Potencia compleja
Un inductor consume
potencia reactiva
Un capacitor genera
potencia reactiva
-
Curso de Capacitacion
ETAP
Conceptos Bsicos de Anlisis de
SEP
19
Conceptos Bsicos de Anlisis de
SEP Sistemas monofsicos de CA
-
Curso de Capacitacion
ETAP
Conceptos Bsicos de Anlisis de
SEP
20
Conceptos Bsicos de Anlisis
de SEP
Potencia compleja
2
22
2
222
22
2*
2
22
2***
2*
*
VXR
XQ
VXR
RP
VXR
jXRVYjQPS
IXQ
IRPIjXRjQPS
VYYVVSYVI
IZZIISZIV
VIS
-
Curso de Capacitacion
ETAP
Conceptos Bsicos de Anlisis de
SEP
21
Conceptos Bsicos de Anlisis
de SEP
240tcosV2tv
120tcosV2tv
tcosV2tv
c
b
a
Sistema trifsico (equilibrado) de CA
Tensiones (fase-neutro) equilibradas
240tcosI2ti
120tcosI2ti
tcosI2ti
c
b
a Cargas balanceadas
corrientes equilibradas
-
Curso de Capacitacion
ETAP
Conceptos Bsicos de Anlisis de
SEP
22
Conceptos Bsicos de Anlisis de
SEP
Sistema trifsico (equilibrado) de CA
-
Curso de Capacitacion
ETAP
Conceptos Bsicos de Anlisis de
SEP
23
Conceptos Bsicos de Anlisis
de SEP
Sistema trifsico (equilibrado) de CA
IV3IV3S
senIV3Q3senIV3Q
cosIV3tpV3V
P3cosIV3tp
titvtitvtitvtp
L3
L3
L3L
3
ccbbaa3
-
Curso de Capacitacion
ETAP
Conceptos Bsicos de Anlisis de
SEP
24
Conceptos Bsicos de Anlisis
de SEP
2
2
nTransmisiodeMatriz
1
1
I
V
DC
BA
I
V
Matriz de Transmisin (redes de dos puertos lineales invariantes en el tiempo)
3
3
T
21
2
2
1
1
1
I
VTT
I
VT
I
V
I2
V2
I1
V1
+ +
- -
I3
V3
I1
V1
+ +
- -
I2
V2 +
-
-
Curso de Capacitacion
ETAP
Conceptos Bsicos de Anlisis de
SEP
25
Conceptos Bsicos de Anlisis
de SEP
Sistema por Unidad
b
2b
b
b
bb
S
VZ
V
SI
Vb para cada nivel de tensin del SEP
Sb para todo el SEP
-
Curso de Capacitacion
ETAP
Conceptos Bsicos de Anlisis de
SEP
26
Conceptos Bsicos de Anlisis
de SEP
Sistema por Unidad (Sistemas monofsicos)
-
Curso de Capacitacion
ETAP
Conceptos Bsicos de Anlisis de
SEP
27
Conceptos Bsicos de Anlisis
de SEP
Sistema por Unidad (Sistemas trifsicos)
-
Curso de Capacitacion
ETAP
Conceptos Bsicos de Anlisis de
SEP
28
Conceptos Bsicos de Anlisis
de SEP
Sistema por Unidad (Sistemas trifsicos)
-
Curso de Capacitacion
ETAP
Conceptos Bsicos de Anlisis de
SEP
29
Conceptos Bsicos de Anlisis
de SEP
Sistema por Unidad
1base
2base
2
2base
1base1base2base
S
S
V
Vpupu
ZZ
Cambiando la base
-
Curso de Capacitacion
ETAP
Conceptos Bsicos de Anlisis de
SEP
30
Conceptos Bsicos de Anlisis
de SEP
Flujo de Potencia
-
Curso de Capacitacion
ETAP
Conceptos Bsicos de Anlisis de
SEP
31
Conceptos Bsicos de Anlisis
de SEP
Flujo de Potencia
La potencia activa y reactiva en el extremo transmisor:
-
Curso de Capacitacion
ETAP
Conceptos Bsicos de Anlisis de
SEP
32
Conceptos Bsicos de Anlisis
de SEP
Flujo de Potencia
Las lneas de transmisin tienen una resistencia pequea comparada con su
reactancia. Si suponemos R=0, resulta:
Para SEP donde R/X es pequea, son validas las observaciones siguientes:
Pequeas variaciones en los ngulos de las tensiones de barras tienen efectos significativos sobre el flujo de potencia activa
Pequeas variaciones en los mdulos de las tensiones de barras no tienen efectos apreciables sobre el flujo de potencia activa
-
Curso de Capacitacion
ETAP
Conceptos Bsicos de Anlisis de
SEP
33
Conceptos Bsicos de Anlisis
de SEP
Flujo de Potencia
Suponiendo que R=0, la mxima transmisin de potencia terica (limite de estabilidad esttico o de rgimen permanente) ocurre cuando la diferencia
angular es de 90, y asume el valor:
Para mantener la estabilidad el sistema se opera con ngulos pequeos
El flujo de potencia reactiva es determinado por la diferencia de los mdulos de las tensiones de barras
-
Curso de Capacitacion
ETAP
Conceptos Bsicos de Anlisis de
SEP
34
Conceptos Bsicos de Anlisis
de SEP
La caracterstica bsica de la Transformacin de Componentes Simtricas* (TCS) consiste en expresar los fasores que representan magnitudes
(corrientes y tensiones) desequilibradas de cada fase por medio de un
conjunto de componentes que poseen ciertas caractersticas de simetra.
* Fortescue, C. L. Method of
Symmetrical Coordinates Applied to the
Solution of Polyphase Networks. Trans.
AIEE 37: 1027-1140,1918.
-
Curso de Capacitacion
ETAP
Conceptos Bsicos de Anlisis de
SEP
35
Conceptos Bsicos de Anlisis
de SEP
Por ejemplo, si Ia, Ib, Ic son las tres corrientes de fase desequilibradas en algn punto de la red:
0cccc
0bbbb
0aaaa
IIII
IIII
IIII
-
Curso de Capacitacion
ETAP
Conceptos Bsicos de Anlisis de
SEP
36
Conceptos Bsicos de Anlisis
de SEP
Observemos que queremos representar tres fasores mediante nueve componentes; para que la solucin sea nica debemos fijar seis
restricciones adicionales sobre las nueve componentes.
Fijamos las siguientes:
0c0b0a
120j
ac
120j
ac
120j
ab
120j
ab
III
eIIeII
eIIeII
-
Curso de Capacitacion
ETAP
Conceptos Bsicos de Anlisis de
SEP
37
Conceptos Bsicos de Anlisis
de SEP
Ib+ Ia+
Ic+
=2f
Componentes de secuencia
positiva (o directa)
120
120 Ic+ Ia+
Ib+
=2f
Componentes de secuencia
negativa (o inversa)
120
120
Ic0 Ib0
Ia0
=2f
Componentes de
secuencia cero (u
homopolar)
-
Curso de Capacitacion
ETAP
Conceptos Bsicos de Anlisis de
SEP
38
Conceptos Bsicos de Anlisis
de SEP
2
3j
2
1120senj120cose 120j
Definiendo
resulta:
0aa
2
ac
0aaa
2
b
0aaaa
IIII
IIII
IIII
-
Curso de Capacitacion
ETAP
Conceptos Bsicos de Anlisis de
SEP
39
Conceptos Bsicos de Anlisis
de SEP
-
Curso de Capacitacion
ETAP
Conceptos Bsicos de Anlisis de
SEP
40
Conceptos Bsicos de Anlisis
de SEP
-
Curso de Capacitacion
ETAP
Conceptos Bsicos de Anlisis de
SEP
41
Transformacin de Componentes
Simtricas (TCS)
-0abc
ITI
0abc I
0a
a
a
T
2
2
I
c
b
a
I
I
I
1
1
111
I
I
I
abc
I
c
b
a
2
2
I
0a
a
a
abc0
I
I
I
111
1
1
3
1
I
I
I
ITI 1-
T 1-
-0
-
Curso de Capacitacion
ETAP
Conceptos Bsicos de Anlisis de
SEP
42
Transformacin de Componentes
Simtricas (TCS)
-0VTV
abc
I
0a
a
a
T
2
2
V
c
b
a
0abc
V
V
V
1
1
111
V
V
V
abc
V
c
b
a
2
2
V
0a
a
a
abc0
V
V
V
111
1
1
3
1
V
V
V
VTV 1--0
T 1-
-
Curso de Capacitacion
ETAP
Conceptos Bsicos de Anlisis de
SEP
43
Propiedades de la TCS
*t IV abcabc*cc
*bb
*aa3 IVIVIVQjPS
* -0Id3
*tt-0-0
t
-0 ITTVITVT *
3S
Efecto de la TCS en la formula de potencia compleja
*00
**-0
t-03 I3VI3VI3V3S
*IV