lt-5_operacion_lltt
DESCRIPTION
buena teoria para lineas de transmision de alta tension, ojala les ayudeTRANSCRIPT
-
L
n
e
a
s
d
e
T
r
a
n
s
m
i
s
i
n
U
N
I
-
F
A
S
P
Fredy Saravia PoicnIng. Electricista, [email protected]
Lima, Setiembre de 2011
Anlisis Operativo de Sistemas AT
Lneas de Transmisin
Universidad Nacional de IngenieraFacultad de Ingeniera Mecnica
Departamento de Electricidad
-
L
n
e
a
s
d
e
T
r
a
n
s
m
i
s
i
n
U
N
I
-
F
A
S
P
Objetivos de la Presentacin La potencia/energa reactiva
Los equipos demandantes de Q La reactiva en los sistemas de
uso final. Impacto sobre la eficiencia
El Modelo de Transmisin
-
L
n
e
a
s
d
e
T
r
a
n
s
m
i
s
i
n
U
N
I
-
F
A
S
P
Objetivo
Conocer y comprender las variables de rgimen de un sistema elctrico, los cuales a su vez son asignados a uno de sus principales componentes como son las lneas de transmisin
Determinar cuales son las decisiones tcnicas y operativas que pueden llevar a un rgimen a que opere con condiciones de seguridad, calidad y confiabilidad.
Adquirir competencias en los anlisis tcnicos mediante la resolucin de problemas y casos que requieran plantear soluciones en puntos importantes del sistema.
-
L
n
e
a
s
d
e
T
r
a
n
s
m
i
s
i
n
U
N
I
-
F
A
S
P
Variables de Rgimen
Caractersticas elctricas de red o sistema que permiten calificar la calidad de servicio que se brinda a las cargas: Nivel de tensin en nodos de la carga, Capacidad de transporte de la lnea, Eficiencia del transporte (prdidas), factor de potencia en barras del sistema.
Condiciones crticas a que puede estar sometido un sistema, por un tiempo limitado, sin desmedro de la seguridad de las personas y del equipamiento (ejemplo: Nivel de sobretensiones admisibles, Nivel de sobrecarga, anlisis post falla en estado permanente, etc.)
Los clculos de rgimen se realizan mediante herramientas informticas cuya solucin se basa en clculos iterativos bajo un nivel de convergencia previsto y para estado permanente.
Son necesarios cuando ingresan nuevas lneas. Generadores o cargas, si hay problemas visibles por deterioro de la red, etc. (P,F,Ej)
-
L
n
e
a
s
d
e
T
r
a
n
s
m
i
s
i
n
U
N
I
-
F
A
S
P
Lnea de Transmisin Corta : (L< 80 Km..)
Ir
jIr.X
Ir.RVrr
Vs
s
rS IIZIVV rrS
.
100Re% xV
VVgulacins
sr
100Perdidascibida otencia Re
recibida otencia % xP
PEficiencia
Z= R + jX
VrVs
Is Ir
Cada de Tensin en Lneas de Transmisin
I s - Corriente de envo (send)
I r - Corriente de recepcin (receive)
-
L
n
e
a
s
d
e
T
r
a
n
s
m
i
s
i
n
U
N
I
-
F
A
S
P
Z= R + jX (Zgen, Zlinea, Zcarga)
LOAD V2IV1
I
V2
V1
IR
IX
Generador LneaCarga
Diagrama de un Sistema Trifsico
Representacin Equivalente de un Sistema Trifsico Balanceado
Diagrama Fasorial U
Uc
jU
U = Uc + j U
Principio de Cada de Tensin
-
L
n
e
a
s
d
e
T
r
a
n
s
m
i
s
i
n
U
N
I
-
F
A
S
P
I
V2
V1
IR
IX U
Uc
jU
U = Uc + j U
Cada de Tensin
C
raC
2C
U IXcos IRsin - U XIRI IXsin IRU
U UUU
cos
221
UQI
UPI ra 33
UQXPRUc
U
QXPRU c
A nivel de fases
A nivel de Lneas:x3
-
L
n
e
a
s
d
e
T
r
a
n
s
m
i
s
i
n
U
N
I
-
F
A
S
P
Prdidas de Potencia
Definicin:Son disipaciones de calor por el paso de la corriente en el conductor, representando un costo para los sistemas y para los usuarios. Se ubican en los elementos longitudinales y transversales.
Causas: Sobrecargas, Tensin deficiente, Exceso de reactivos, Sub dimensionamiento de conductores, sobrecargas.
Efectos: Mala calidad de energa, sobrecostos operativos, imagen.
Alternativas de Solucin: Adecuado dimensionamiento, regulacin de tensin automtico, compensacin reactiva (serie paralelo)
-
L
n
e
a
s
d
e
T
r
a
n
s
m
i
s
i
n
U
N
I
-
F
A
S
P
Prdida de Potencia - Relaciones
Las prdidas en sistemas trifsicos en funcin a corrientes:
Las prdidas en funcin a la potencia,
LraL
LraLLT
XIIXIRIIRIP)(33 Q
)(33222
LT
222
LLLLT
LLLLT
XUSXXIQ
RUSRRIP
2
2
2
222
2
2
2
222
UQP 3
UQP 3
sin 3
cos3
UIQ
UIP
LT
LT
Generador
P + jQ
U
I
Ia
IrIa - Activa
Ir - Reactiva)()( LTLTLTLT QQjPP
-
L
n
e
a
s
d
e
T
r
a
n
s
m
i
s
i
n
U
N
I
-
F
A
S
P
Prdidas por Perfil de Carga
Prdidas de PotenciaDiagrama de Carga: Horas de MD
Factor de Prdidas
Prdidas de Potencia: Flujo de carga en mxima demanda PMD
Prdidas de Energa
8:00 16:00 24:00 T, hs
P, kW PMD 52
26
Potencia Reactiva cos = 0.85
Diagrama de Potencia Activa
Mxima Demanda
Demanda PromedioPpr om
TPPfp n
iMD
i *1 22
TfpPE MDLT **
LTMD RIP ..3 2
-
L
n
e
a
s
d
e
T
r
a
n
s
m
i
s
i
n
U
N
I
-
F
A
S
P
Prdidas Diagrama de Duracin
Prdidas de PotenciaBloques Horarios: Punta, Meida y Base
Prdidas de potencia (3 flujos)
Prdidas de Energa
8:00 16:00 24:00 T, hs
P, kW PMD 52
26
Mxima Demanda
Demanda Promedio Pprom
Bloque Punta THP
Bloque Media
Tm
Bloque Base
TFP i
iiLT TPE *
3
1
LTii RIP ..3 2
-
L
n
e
a
s
d
e
T
r
a
n
s
m
i
s
i
n
U
N
I
-
F
A
S
P
Prdidas de Potencia y Energa en LT
Prdida de Energa
E = P . TPrdida de Energa por Corona
E Cor = P Cor . 8760
Costo de las Prdidas de Energa
Costo E = ( E + ECor ).CE
Prdida de Potencia Aparente
S = P + P Cor + jQ - jQ C
Prdida de Potencia Activa
P2 + Q2 S2P = 3I2RL = --------- RL = ---- . RL
U2 U2
Prdida de Potencia Reactiva
P2 + Q2 S2 Q = 3I2XL = -------- XL = --- XL
U2 U2
Prdida de Potencia Por Corona
PCor = f(Amb,Mntto)
Potencia Reactiva de la Lnea
Q C = U2.b0.L
-
L
n
e
a
s
d
e
T
r
a
n
s
m
i
s
i
n
U
N
I
-
F
A
S
P
100Re% xVs
VsVrgulacin
VXQRPV LTLTLTLTLT
..
LLTLTLT ZVQPP 2
22
Parmetros de Operacin en Lneas
Regulacin
Eficiencia
Cada de Tensin
Prdidas de Potencia
100P
%LTRe
xP
PEficienciac
rec
-
L
n
e
a
s
d
e
T
r
a
n
s
m
i
s
i
n
U
N
I
-
F
A
S
P
Regulacin y Control de Tensin
Variables para Regulacin y Control Resistencia de RLT Reactivos en Carga o Lneas Reactancia en lneas Tensin en Barras
VXQRPV LTLTLTLTLT
..
-
L
n
e
a
s
d
e
T
r
a
n
s
m
i
s
i
n
U
N
I
-
F
A
S
P
Mejora por RLT
Comparacin de regulacin de tensin mediante adicin o refuerzo de conductor.
Comparacin de prdidas reactivas para las condiciones con circuito simple y con circuito doble.
Se considera que ambos circuitos tienen la misma reactancia X La prdida de un circuito siempre va a incrementar las prdidas reactivas en la
red. Este efecto se ve agravado por el hecho que la prdida del circuito tambin implica la prdida de aporte de corriente capacitiva de la lnea,
I/2
I/2
I
P P
X
X
LLLLT XXIXIQ
2I .
2.
2
222
LLT XQ .I 2
VXQRPV LTLTLTLTLT
..
-
VXQQRPV LTSCLTLTLTLT
).(.
L
n
e
a
s
d
e
T
r
a
n
s
m
i
s
i
n
U
N
I
-
F
A
S
P
Mejora con Capacitores ShuntL
n
e
a
s
d
e
T
r
a
n
s
m
i
s
i
n
U
N
I
-
F
A
S
P
I
P
I
P
P(Demanda)
|V|
Con CapacitorSinCapacitor
-
L
n
e
a
s
d
e
T
r
a
n
s
m
i
s
i
n
U
N
I
-
F
A
S
P
2004006008001000120014001600
Capacitive Mvars
0.6
0.8
1.0
1.2
|V2|
V1=1.0 V2PLQL=0
QV-curves drawnusing synchronouscondensor approach.
300 Mvar450 Mvar675 Mvar
950 Mvar
Cada curva Each QV curve/Capacitor characteristic intersection shows the operating point. Note that for the first three operating points, a small increase in Q-comp (indicated by arrows) results in voltage increase, but for the last operating point (950), more Q-comp results in a voltage decrease.
S=|V2|2B*Sbasewith |V2|=1.0
-
L
n
e
a
s
d
e
T
r
a
n
s
m
i
s
i
n
U
N
I
-
F
A
S
P
Mejora mediante QserieL
n
e
a
s
d
e
T
r
a
n
s
m
i
s
i
n
U
N
I
-
F
A
S
P
En circuito radial V depende de los parmetros del circuito y las caractersticas de la carga.
El perfil de V puede ser mejorado por la instalacin de C a lo largo de la lnea.
La curva de perfil de V tiene un salto donde se ubican los C serie y representa el aumento de V aguas abajo del Cserie.
Beneficios: Aumento de la capacidad de transmisin
mediante disminucin de X. Perfil de V mejorado a lo largo de la lnea Reduccin de prdidas
VXXQRPV SerieLTLTLTLTLT
).(.
-
L
n
e
a
s
d
e
T
r
a
n
s
m
i
s
i
n
U
N
I
-
F
A
S
P
Estabilidad de Tensin
Considerando un esquema unifilar de un sistema trifsico.
V1 V2
Z=R+jX
I
V1 V2
S12
Node 1 Node 2
+
__
+
SD=-S12
L
n
e
a
s
d
e
T
r
a
n
s
m
i
s
i
n
U
N
I
-
F
A
S
P
Note B>0
-
Inestabilidad de Tensin Excursion de V post-contingencia en
algunos barras del SEP del rea de operacin estable
Causada por deficit de Q en un rea del SEP, donde V cae sin control.
El dficit de Q puede tener dos orgenes: Aumento gradual de P con
desbalance en Q Cambios en topologa de red,
redirigiendo flujos, siendo insuficiente Q en algunas barras.
La relacin P/V se expresa de manera esttica con las curvas PV .
El aumento de P estn acompaadas por reduccin de V (excepto en caso de carga capacitiva).
Si P continua aumentando, se alcanza el punto de Pmx..En caso de Pconst, la V se sale de control y disminuye rpidamente. Colapso parcial o total del sistema
-
L
n
e
a
s
d
e
T
r
a
n
s
m
i
s
i
n
U
N
I
-
F
A
S
P
Seguridad de Tensin
Es la capacidad del sistema de mantener un nivel de tensin adecuado y controlable en todas las barras de carga del sistema
El problema principal reside en que los niveles de tensin estn fuera de un rango y puedan afectar las operaciones de los clientes.
La seguridad de tensin puede ser dividido en dos problemas principales :1. Tensin reducida: La tensin est fuera de un rango predefinido. 2. Estabilidad de tensin : Una variacin de tensin fuera de control.
Es importante sealar que: Un reducido nivel de tensin no implica necesariamente un riesgo de inestabilidad de
tensin. Que la tensin no sea reducida no necesarimente implica una estabilidad de tensin. La inestabilidad de voltage no ncesariamente implica inestabilidad de tensin.
-
L
n
e
a
s
d
e
T
r
a
n
s
m
i
s
i
n
U
N
I
-
F
A
S
P
Inconvenientes de la Compensacin
Genera potencia reactiva en proporcin al cuadrado de la tensin, por tanto, cuando la tensin se reduce tambin se reduce la potencia reactiva aportadapor el capacitor.
Hay un mximo nivel de compensacin reactiva, por encima de la cual no esposible la operacin estable (ver. pag. 972 de Kundur, y el siguiente grfico). El condensador sncrono y el SVC no tienen estos inconvenientes.
Como resultado se tiene una curva PV plana y por lo tanto la inestabilidad de tensin se hace menos detectable.
Ello lleva a que en reas donde no hay generacin y se tuviera una demandacreciente, se va a requerir cada vez mayor compensacin reactiva paramantener la tensin de operacin dentro de rangos aceptables. De esta forma, los puntos de operacin normal progresivamente se hacen factibles de atenderlas cargas.
-
L
n
e
a
s
d
e
T
r
a
n
s
m
i
s
i
n
U
N
I
-
F
A
S
P
FIN DE LA EXPOSICION
MUCHAS GRACIASPOR SU ATENCIN
[email protected] Lima PerLIMA - Telf. (051) 1 222 7069 - (051) 1 9995 8271