SISTEMAS ELCTRICOS DE POTENCIA II

ASP2

Manual del Usuario.

Profesor: Ing. Carlos Lus Rondn Graterol

Participante:

Arraiz Carlos J. C.I. N 9.177.269 Maya M. Luis E. C.I. N 9.172.040

Valera, Mayo del 2.010.

ACERCA DEL ASP. Qu es el ASP? El programa ASP, es un software en plataforma Windows con una poderosa interfaz grfica, altamente amigable al usuario; que permite emprender los siguientes estudios:

Clculo de Corrientes de Cortocircuito (short circuit). Clculo de Rupturas de Lneas. Clculo de flujo de carga (load flow). Clculo de Estabilidad Transitoria.

Esta herramienta fue concebida en primera etapa, para que el procedimiento clculo del mdulo de corrientes de cortocircuito fuera estandarizado y convalidado bajo alguna normativa internacional, lo que contribuira a atribuir carcter formal a la herramienta. As por conveniencia se tomo la norma europea del Comit Electromecnico Internacional, especficamente el estndar IEC-60909. Por otra parte, el modulo de flujo de carga fue desarrollado con el uso de los dos poderosos, pero elementales mtodos numricos: Gauss-Seidel y Newton Raphson, lo cual contribuyo a generar resultados de alta confiabilidad en precisin y una convergencia acelerada, hasta aqu se tiene la versin 1.0 del ASP. En una segunda etapa se anex ha esta potente herramienta, el modulo de clculo de estabilidad transitoria, el cual incluye el estudio con o sin los elementos de control de los generadores (Sistemas de Excitacin y Gobernadores de Velocidad), conformando as la versin 2.0 del ASP Luego en una tercera etapa, se desarroll la implementacin de un mdulo de clculo de corrientes de cortocircuito estudiantil o clsico, un mdulo de clculo de corrientes de cortocircuito segn las normas ANSI C.37, este mdulo permite el clculo de corrientes de primer ciclo y de interrupcin simtricas y asimtricas para sistemas de alto, medio y bajo voltaje; un mdulo de clculo de parmetros elctricos de lneas areas y subterrneas, y un mdulo de base de datos, conformando as la versin 3.0 del ASP. ASP VERSIN 1.0. Esta primera versin fue elaborada por el CAP(Ej.) Jos Urdaneta Snchez y por el Bachiller Frednides Guilln como trabajo especial de grado para obtener el ttulo de Ingeniero Electricista mencin Potencia y consta de un programa que realiza clculos de cortocircuito y Flujo de Carga.

Fue realizada sin fines comerciales, por lo que ningn compromiso o responsabilidad podr involucrar a los autores, por daos causados debido al uso de este programa o interpretacin de los resultados. ASP VERSIN 2.0. Esta Versin fue elaborada por el Bachiller Kenny Cadena y por el Bachiller Luis Verenzuela como trabajo especial de grado para obtener el ttulo de Ingeniero Electricista mencin Potencia, la cual consta de la inclusin al programa previamente diseado (ASP Versin 1.0), de un modulo de Estabilidad Transitoria. ASP VERSIN 3.0. Esta Versin fue elaborada por el Bachiller Leonard Caridad y por el Bachiller Carlos Rodrguez como trabajo especial de grado para obtener el ttulo de Ingeniero Electricista mencin Potencia, la cual consta de la inclusin al programa previamente diseado (ASP Versin 2.0), de un mdulo de clculo de cortocircuito trifsico bajo la norma ANSI/IEEE C37, un mdulo de clculo de constantes de lneas (MCCL), un mdulo de clculo de constantes de Cables (MCCC) y un mdulo de base de datos para el ASP y los mdulos diseados. INSTALACIN DEL ASP. ASP se distribuye en un instalador, el cual instala automticamente los archivos necesarios para el funcionamiento del ASP y los mdulos del mismo, (Mdulo de Clculo de Constantes de Lneas MCCL, Mdulo de Clculo de Constantes de Cables MCCC y el Mdulo de Base de Datos), en el directorio especificado por el usuario. Basta con ejecutar el programa Setup.exe y especificar la ruta de instalacin. No se requiere acciones adicionales. REQUERIMIENTOS DEL PROGRAMA.

o Procesador Pentium o superior. o 32 MBytes de memoria RAM. o Sistema operativo Windows 98o superior. o Tarjeta grfica SVGA en modo 800x600 (mnimo). o 25 MBytes de espacio disponible en disco duro.

CARACTERSTICAS DEL ASP. Generales: Hasta 22500 barras o nodos. Nmero de transformadores, cables, lneas y dems componentes ilimitado. Varios sistemas pueden simularse en un mismo proyecto. Fcil instalacin. Archivos altamente compactos. Alta velocidad de cmputo. Bajos requerimientos de memoria RAM y de disco duro. Reporte instantneo en formato RTF. Ubicacin de la barra base y valores base a voluntad del usuario.

Visuales: Encuadre en tiempo real. Zoom en tiempo real. Rejilla configurable. Zoom de rea y panormico. Colores y fuentes configurables. Apertura y cierre de interruptores en forma grfica. Enrutamiento automtico de las conexiones. Empleo de colores para cada nivel de tensin, totalmente configurable.

MEN: GENERALIDADES. El men principal del programa est constituido por cinco partes, donde usted encontrar todas las opciones bsicas del programa.

Para una descripcin mas detallada de cada uno de los sub-mens que componen al men principal haga clck en los siguientes enlaces:

Men Archivo

Men Edicin

Men Ver

Men Simulacin

Men Ventanas

MEN ARCHIVO.

En el men archivo, usted podr realizar las siguientes operaciones:

MEN EDICIN.

- Deshacer: Invierte el ltimo comando o elimina la ltima entrada que haya realizado. El nombre del comando cambia a Imposible deshacer si no se puede deshacer la ltima accin (no est disponible).

- Cortar: Quita la seleccin del proyecto - Copiar: Copia la seleccin del proyecto. - Pegar: Inserta el contenido copiado o cortado del proyecto en el punto

de insercin. Eliminar: Elimina la seleccin sin ponerla en el Portapapeles.

- Seleccionar todo: Selecciona todo el dibujo del proyecto. - Copiar al portapapeles: Copia todo el proyecto o una seleccin del

mismo en el portapapeles. MEN SIMULACIN.

- Ejecutar: Inicia los clculos.

- Configurar: Se configura el tipo de estudio a realizar. - Cargar resultados del CC: (no disponible) - Cargar resultados del FC: (no disponible)

- Ver datos del sistema: Se muestran los datos del sistema en por unidad.

MEN VENTANAS.

- Vertical: Muestra todas las ventanas del proyecto en forma vertical. - Horizontal: Muestra todas las ventanas del proyecto en forma

horizontal. - Cascada: Muestra todas las ventanas del proyecto en forma de

cascada. MEN VER.

- Ajustar opciones de rejilla: Cambia la separacin y el tipo de la rejilla.

- Mostrar la rejilla: Muestra u oculta la rejilla. - Activar magnetismo: Activa o desactiva el magnetismo de la rejilla. - Zoom en tiempo real: Amplia o reduce el dibujo desplazando el cursor

hacia arriba o hacia abajo.

- Encuadre en tiempo real: Encuadra la imagen en una nueva posicin. - Zoom de rea: Ampla la parte seleccionada del dibujo. - Zoom panormico: Ajusta en pantalla todo el dibujo. - Ajustar las opciones del Zoom: Ajusta el paso del Zoom. - Redibujar todo: Refresca la pantalla dibujando nuevamente los objetos. - Barra estndar: Muestra u oculta la barra estndar. - Barra de componentes: Muestra u oculta la barra de componentes.

BARRA DE COMPONENTES.

La barra de componentes muestra los elementos del sistema de potencia. Esta barra es desplegable y puede ser ubicada en el lado izquierdo de la pantalla o sobre el rea de dibujo.

BARRA ESTNDAR.

En la barra estndar puede encontrar y utilizar rpidamente los comandos de ASP. Esta barra es fija y se puede mostrar u ocultar haciendo clck en el men ver | barra estndar.

BARRAS Y NODOS. Las barras y nodos son los puntos de interconexin entre los elementos que conforman un sistema de potencia. Para efectos del ASP solo es necesario especificar la tensin nominal y la tensin a la cual esta operando dicha barra (solo para flujo de carga).

LNEAS DE TRANSMISIN Y CABLES SUBTERRNEOS. Cuatro parmetros afectan el comportamiento elctrico de un conductor: la resistencia serie, la inductancia serie, la capacitancia shunt y la conductancia shunt. Estos parmetros afectan tanto a las lneas de transmisin areas como a los cables, por lo que un mismo procedimiento para determinacin de dichos parmetros es empleado en ambos casos. Por esta razn el trmino lnea se emplea a menudo para designar tanto lneas areas como cables. Sin embargo es necesario hacer notar que ciertas estimaciones para conductores ampliamente distanciados en las lneas de transmisin pueden no ser vlidas para conductores cercanos como el caso de los cables. La longitud del conductor afecta a la lnea area y a los cables de la misma manera. El modelo de las lneas de transmisin areas es aplicable tambin a los cables. Aunque los valores de resistencia son sustancialmente iguales, los valores de reactancia varan enormemente.

Los dos parmetros anteriores son nmeros complejos por lo que la constante de propagacin puede escribirse como l: es la longitud de la lnea r: es la resistencia de conductor en ohms por unidad de longitud x: es la reactancia inductiva serie del conductor en ohms por unidad de longitud x=2?fL g: es la conductancia shunt al neutro en siemens por unidad de longitud b: es la susceptancia capacitiva en siemens por unidad de longitud z=r+jx: es la impedancia serie en ohms por unidad de longitud y=g+jb: es la admitancia shunt al neutro en siemens por unidad de longitud Z=zl: es la impedancia total de la lnea en ohms Y=yl: es la admitancia shunt total de la lnea en siemens. Este modelo se utiliza para todos las modalidades de clculos del programa.

Para efectos del ASP Y/2 es igual a B. ANLISIS DE ESTABILIDAD TRANSITORIA. El programa ASP esta diseado para realizar anlisis de Estabilidad Transitoria en Sistemas de Potencia. El anlisis se basa en realizar graficas en funcin del tiempo de las variables ms importantes de los generadores (Potencia Activa, Reactiva, Tensin y corriente en terminales, ngulo de potencia y velocidad angular) durante la evolucin y despeje de la falla (en el caso de que se seleccione ese evento) para un tiempo seleccionado por el usuario. Este estudio permite lo siguiente:

Realizar este tipo de estudio solo para fallas por cortocircuito trifsico a tierra en una barra o lnea de transmisin, ya sea con o sin despeje de la falla.

Incluye dos modelos para representar al generador: Modelo Clsico y el Modelo de los dos ejes.

Si se selecciona el modelo de los dos ejes se tiene la opcin de incluir en el

estudio, la accin de sistemas de excitacin y/o Gobernadores de velocidad en el comportamiento de los generadores.

CLCULOS DE FALLAS. El programa ASP est diseado para realizar los clculos referentes a dos tipos de fallas:

Fallas por Corrientes de Cortocircuitos.

Fallas de Ruptura de Lneas. Las fallas por corrientes de cortocircuitos estn orientadas al clculo de las corrientes de cortocircuito. CLCULOS DE FALLAS El programa ASP esta diseado para realizar clculos de fallas por cortocircuito los cuales estn basados, segn las normas IEC, es por ello que el programa, asegura la confiabilidad de los resultados para sistemas trifsicos AC que operan a tensiones nominales de hasta 230 KV, sin embargo, el programa permite realizar los clculos para sistemas con tensiones nominales superiores a 230 KV. El ASP est en la capacidad de calcular los siguientes tipos de fallas por cortocircuito bajo la norma IEC:

Cortocircuito trifsico. Cortocircuito lnea a tierra. Cortocircuito lnea a lnea. Cortocircuito doble lnea a tierra.

Adems tambin realiza clculos segn la Norma ANSI/IEEE C.37 y el estudio de cortocircuito por el mtodo clsico o estudiantil. El ASP est en la capacidad de calcular las corrientes simtricas y asimtricas de cortocircuito para solo la falla trifsica, segn las recomendaciones de ANSI/IEEE C.37. Y adems ofrece la posibilidad de realizar el Clculo de fallas por ruptura de lnea de uno o dos conductores.

CLCULOS DE FLUJO DE CARGAS. El programa ASP esta diseado para realizar clculos de Flujos de carga en Sistemas de Potencia. Para la resolucin de este tipo de problema, el programa ofrece lo siguiente:

Clasificacin automtica de las barras. Clculo de compensacin automtica. Tres mtodos de solucin, Gauss-Seidel, Newton-Raphson y Desacoplado

rpido. Utilizacin de los resultados previos como condiciones iniciales para la

aceleracin de la convergencia. Taps de transformadores totalmente configurables.

CARGAS. Para los estudios de flujo de carga es apropiado modelar la carga como una carga a potencia S constante, S=P+jQ, donde P y Q permanecen constantes. Para los estudios de estabilidad es apropiado modelar las cargas como una impedancia constante invariante en el tiempo, donde la potencia activa y reactiva permanecen constantes. Este tipo de modelo requiere que a partir del voltaje y de la potencia aparente de operacin en rgimen permanente de la carga, se calcula el valor de la impedancia de la siguiente manera:

Para realizar cualquier clculo con el ASP, solo es necesario llenar la ventana General que se muestra a continuacin:

COMPENSADORES SHUNT. El empleo de banco de capacitores para corregir el factor de potencia es bastante comn, puesto que con ellos se logra mejorar el nivel de tensin en un determinado nodo del sistema. Estos capacitores se modelan simplemente como una reactancia capacitiva constante, donde C est en faradios y f en Hertz. Frecuentemente los capacitores se especifican en KVAR a un valor nominal de tensin. Los reactores shunt se emplean muy rara vez en los sistemas industriales. Se modelan como una reactancia inductiva constante XL=2pfL, donde L est en henrios. Al igual que los capacitores, pueden ser especificados en KVAR. Se modelan como una reactancia capacitiva o inductiva (reactor) constante invariante en el tiempo. Este tipo de modelo requiere que a partir del voltaje y de la potencia aparente de operacin en rgimen permanente del motor, se calcula el valor de la reactancia de la siguiente manera:

Para realizar cualquier clculo de cortocircuito o estabilidad con el ASP, solo es necesario llenar la ventana General que se muestra a continuacin y para flujo de carga, adems de completar los datos de la ventana General, es necesario especificar en la ventana de Flujo de Carga, si se desea el modo de

compensacin automtica y en caso de que as se desee se debe especificar a que tensin se desea mantener el voltaje de la barra a la cual se encuentra conectado dicho compensador.

CONFIGURACIN: GENERALIDADES.

Usted puede configurar el anlisis utilizando el botn en la barra estndar, o en el men Simulacin haciendo clck en configurar el anlisis. Aqu usted puede seleccionar la barra y la tensin base. Si usted no selecciona una barra como base, el programa tomar por defecto la primera barra dibujada en el proyecto, la tensin base es la tensin nominal de la barra y como potencia base 100 MVA. Seleccionando de manera adecuada la barra, usted puede lograr simular varios sistemas en un mismo proyecto.

En esta ventana usted puede adems configurar los siguientes estudios:

Estudios de Fallas: Cortocircuito Ruptura de Lnea

Estudios de Flujo de Cargas: Flujo de Cargas

Estudios de Estabilidad: Estabilidad Transitoria La simulacin de Arranque de motores, Armnicos y Despacho econmico de carga, no estn disponibles en esta versin. CONFIGURACIN DE CORTOCIRCUITO. En configuracin de fallas, usted puede configurar los estudios de cortocircuito.

CONFIGURACIN DE ESTABILIDAD TRANSITORIA. Configuracin de la simulacin: en esta plantilla se introducen y seleccionan todos los parmetros necesarios para efectuar la simulacin. Elemento fallado: Se selecciona si la falla se aplicara en una barra o en una lnea de transmisin. Tipo de evento: Aqu se indica el tipo de evento que se va a simular.

Ubicacin de la falla: Al hacer clck en el botn se abre un formulario donde se selecciona el elemento fallado. Tiempos de estudio: Se selecciona si el tiempo ser tomado en ciclos o en segundos. Tiempo total: se indica el tiempo total de la simulacin. Paso del tiempo: Aqu se indica el paso del tiempo de integracin (Time-step).

Tiempo de despeje: Aqu se indica el tiempo en el cual se despeja la falla. Tiempo de reenganche: Aqu se introduce el tiempo en el cual se aplica el reenganche de la lnea despejada. Seleccin de curvas: en esta plantilla se selecciona cual ser el parmetro que va a graficar, la unidad en la cual ser mostrado y los generadores que se graficaran. Parmetros a graficar: Aqu se selecciona cual parmetro elctrico se va a graficar, se tiene la opcin de; ngulo del rotor, diferencia de ngulos, velocidad, potencia activa, potencia reactiva, voltaje en terminales y corriente. Resultados: Aqu se indica la unidad en la cual se mostrar el parmetro seleccionado.

Seleccin de los generadores a graficar: Aqu se seleccionan los generadores que se desean graficar. Generador de referencia: esta opcin se habilita cuando se ha seleccionado graficar diferencia de ngulos, y aqu se selecciona el generador que se tomara como referencia. CONFIGURACIN DE FLUJO DE CARGAS.

Mtodo: Aqu Usted puede seleccionar el mtodo por el cual se va a resolver el flujo de carga. Se indica el nmero mximo de iteraciones, la precisin de los resultados, margen de error y el factor de aceleracin en el caso de resolver por Gauss-Seidel. Reporte: Se especifica si se quiere reportar la sobrecarga de las lneas, cables y transformadores. Puede habilitar la opcin de reportar el voltaje crtico de las barras: si la tensin de una barra, en porcentaje, es menor a Min% o mayor a Max% sern reportadas como en estado de baja tensin o sobre tensin respectivamente. Los voltajes de las barras se pueden presentar en KV o en porcentaje.

Condiciones iniciales: Aqu se especifica cuales son los valores iniciales que se van a tomar para iniciar el proceso iterativo del clculo del flujo de carga. Una buena estimacin de los valores iniciales podra acelerar la convergencia de los resultados. Si se especifica tomar valores fijos, el programa tomar 1

Este anlisis consta de la simulacin del circuito en el caso de la ruptura de un conductor o fase (Fase a), y la ruptura de dos conductores o fases (Fase b y c). PREFERENCIAS: PANTALLA: Desde esta ventana usted puede configurar el color del fondo de la pantalla. El fondo de la pantalla puede ser blanco o negro. Se puede cambiar el ancho de las lneas de los smbolos de los componentes elctricos del sistema, hacindolas ms finas o ms gruesas.

PREFERENCIAS: DIAGRAMA UNIFILAR:

En esta ventana se puede indicar si se muestra o no el nombre o descripcin de los elementos del sistema de potencia, adems se puede cambiar el formato de la fuente. GENERADOR SINCRNICO. Para los estudios de cortocircuito los generadores sincrnicos se modelan como una impedancia (resistencia en serie con una reactancia inductiva) en serie con una fuente de tensin ideal que representa la tensin interna del generador invariante en el tiempo. Este tipo de modelo se representa de la siguiente manera:

Luego de ocurrir un cambio cualquiera en las condiciones del sistema de potencia, el sistema de regulacin de tensin de un generador actuar de manera tal a mantener la tensin de salida del generador a un valor prefijado. De igual manera el gobernador acta sobre las motrices para proporcionar ms torque a la mquina y por ende ms potencia. Por lo tanto, desde el punto de vista del estudio de flujo de carga, un generador representa una fuente de tensin constante que proporciona una cantidad programada de potencia.

Las condiciones de operacin del sistema pudieran exigir que el generador entregara una cantidad prevista de potencia reactiva con la finalidad de mantener un valor de tensin deseado en alguna barra. En estos casos el analista deber proporcionar como dato del generador, los lmites mnimo y mximo de potencia reactiva que dicha mquina est en condiciones de suministrar. Puede observarse, de acuerdo a lo dicho anteriormente que existen tres modo de operacin para un generador sincrnico:

- Especificando la tensin de salida deseada y la potencia real (modo PV) - Especificando una tensin y ngulo y permitiendo entregar los P y Q

adecuados. (modo Slack) - Especificando la potencia P y Q y permitiendo que la tensin se ajuste

libremente para lograr estas potencias. (modo PQ). Para los clculos de Estabilidad Transitoria el programa trabaja con dos modelos que representan al generador sincrnico, los cuales son:

1. Modelo Clsico. 2. Modelo de los dos ejes.

El modelo clsico viene representado al igual que para los clculos de cortocircuito por una impedancia (resistencia en serie con una reactancia inductiva) en serie con una fuente de tensin ideal que representa la tensin interna del generador invariante en el tiempo. Este tipo de modelo se representa de la siguiente manera:

El modelo de los dos ejes viene representado por una impedancia (resistencia en serie la reactancia inductiva de eje directo) en serie con una fuente de tensin que representa la tensin interna del generador, cuyo valor (voltios), dependen de las tensiones de eje directo (Ed) y de eje de cuadratura (Eq), este tipo de modelo se representa de la siguiente manera:

Donde las tensiones Ed y Eq vienen representadas por el siguiente diagrama de control:

Donde Id e Iq son las corrientes de eje directo y de cuadratura de la mquina respectivamente y Efd es la tensin de salida del sistema de excitacin. A continuacin se muestra el diagrama de control que describe el comportamiento del generador representado por el modelo de los dos ejes:

Como se puede observar el modelo de los dos ejes se puede incluir la accin del sistema de excitacin y/o gobernador de velocidad, a diferencia del modelo clsico. Para realizar cualquier clculo con el ASP, es necesario inicialmente llenar la ventana General que se muestra a continuacin:

Luego de llenar la ventana General, donde los datos se explican por si solos, se debe de completar los datos necesarios para los estudios que se deseen realizar con el programa. Para el caso de cortocircuito, solo se debe llenar la ventana General, para flujo de cargas se accede a la ventana Flujo de carga, para seleccionar el modo de operacin del generador, ya sea modo Slack, modo PV o modo PQ y a continuacin se completan los datos necesarios para el modo de operacin seleccionado. Finalmente para los clculos de Estabilidad Transitoria, se accede a la ventana de Estabilidad Transitoria y se observa lo siguiente:

Modelo del generador: Aqu se selecciona el modelo del generador que se desea simular; modelo clsico o modelo de dos ejes. Al alternar entre los modelos se observa a la derecha un diagrama del modelo seleccionado y de igual manera cambian las constantes requeridas por un modelo u otro. Datos generales: Aqu se introduce el valor de las constantes. H [seg]: Constante de inercia de la mquina. Velocidad [RPM]: Velocidad de la mquina en RPM Xq%: Valor de la reactancia del eje en cuadratura, en porcentaje. Xq%: Valor de la reactancia transitoria del eje en cuadratura, en porcentaje. Tdo: Valor de la constante de tiempo transitoria de circuito abierto del eje directo. En segundos. Tqo: Valor de la constante de tiempo transitoria de circuito abierto del eje en cuadratura. En segundos. D[p.u.]: Coeficiente de amortiguamientos.

Si ha seleccionado el modelo de dos ejes, entonces se tiene acceso a la plantilla de elementos de control. Gobernador: en esta plantilla se selecciona el tipo de gobernador que se desea utilizar si se desea uno, se tiene la posibilidad de seleccionar un gobernador para propsitos generales o un gobernador para turbinas a vapor, y se introducen los datos necesarios.

Datos (Gobernador): Aqu se introducen los datos del gobernador seleccionado. T1: Tiempo de respuesta del gobernador. T2: Constante de tiempo de la vlvula de piloto. T3: Constante de tiempo de la compuerta de hidroturbina. T4: Constante de tiempo de la vlvula del globo. T5: Tiempo de arranque de la hidroturbina.

Tw: Constante de tiempo de la vlvula piloto F: Mxima velocidad de la compuerta. Pmx: Mxima salida de la turbina. Pmin: Minima salida de la turbina. K1: Ganancia de la vlvula de piloto. Datos Ejemplos: Al presionar este botn se le asigna un valor tpico a cada constante, los valores fueron extrados de textos y manuales (IEEE Std 241.5, (1992), Power Station, ETAP User Guide 4.0. Sistema de excitacin: En esta plantilla se selecciona el tipo de excitacin que se desea asignar al generador, los tipos disponibles son: Tipo 1, Tipo 2, DC1A, DC2A, DC3A, AC4A y AC5A.

Datos (Sistema de excitacin): Aqu se introducen los datos del Sistema de excitacin seleccionado. TA: constante de tiempo del amplificador.

TB: constante de tiempo del regulador. TC: constante de tiempo del regulador. TE: constante de tiempo del excitador. TF: constante de tiempo del circuito estabilizante. TR: constante de tiempo del filtro. KA: ganancia del regulador. KC: factor de rectificacin de carga. KE: constante del excitador para el campo auto-excitado. KF: ganancia estabilizante del circuito estabilizante. SE(0.75): Valor de la funcin de excitacin en 0.75 de Efdmx SE(1.0): Valor de la funcin de excitacin en Efdmx Efdmx: Mximo voltaje de salida del excitador Vrmx: Mximo valor del voltaje del regulador. Vrmin: Mnimo valor del voltaje del regulador. Vimax: Limite mximo de voltaje que se impone en la entrada del controlador de retraso. Vimin: Limite mnimo de voltaje que se impone en la entrada del controlador de retraso. MOTOR DE INDUCCIN. En la siguiente figura se muestra el modelo del motor de induccin para estudios de cortocircuito. El valor de la impedancia del motor es muy cercana a la impedancia que limita la corriente a rotor bloqueado. Por esta razn la impedancia puede calcularse a partir del valor de la corriente a rotor bloqueado ILR. La resistencia R es generalmente mucho ms pequea que la reactancia y como adems la corriente de cortocircuito tiene factores de potencia bajo, es razonable despreciar R en aquellos estudios de corto circuito donde slo se calcule la magnitud de la corriente de cortocircuito simtrica inicial.

Para los estudios de flujo de carga es apropiado modelar el motor de induccin como una carga a potencia S constante, S=P+jQ, donde P y Q permanecen constantes. Este tipo de modelo requiere de la potencia del eje del motor, expresada en HP, la tensin nominal, la potencia S y el factor de potencia FP Si se conoce la eficiencia h y la potencia del eje, entonces P podr calcularse as:

Es necesario notar que la potencia reactiva Q es positiva para un motor de induccin, aunque est operando como generador, es decir, con deslizamiento negativo. Para los estudios de estabilidad es apropiado modelar el motor de induccin como una impedancia constante invariante en el tiempo, donde la potencia activa y reactiva permanecen constantes. Este tipo de modelo requiere que a partir del voltaje y de la potencia aparente de operacin en rgimen permanente del motor, se calcula el valor de la impedancia de la siguiente manera:

Para realizar cualquier clculo de cortocircuito o estabilidad con el ASP, solo es necesario llenar la ventana General que se muestra a continuacin y para flujo de carga, adems de completar los datos de la ventana General, es necesario especificar en la ventana de Flujo de Carga, la potencia activa y reactiva inicial del motor

MOTOR SINCRNICO. Los motores sincrnicos pueden o no estar equipados de mecanismos de regulacin para controlar su excitacin. Aquellos equipados con reguladores pueden controlar la tensin en sus terminales, el factor de potencia y la potencia reactiva que entregan o consumen. La potencia real por su parte ser funcin de la carga que dicho motor maneje. Suelen modelarse como cargas a potencia constante. Para los estudios de cortocircuito y estabilidad se modela el motor sincrnico como una impedancia constante invariante en el tiempo, donde la potencia activa y reactiva permanecen constantes. Este tipo de modelo requiere que a partir del voltaje y de la potencia aparente de operacin en rgimen permanente del motor, se calcula el valor de la impedancia de la siguiente manera:

Para los estudios de flujo de carga se modela el motor sincrnico como una carga a potencia S constante, S=P+jQ, donde P y Q permanecen constantes. Este

tipo de modelo requiere de la potencia del eje del motor, expresada en HP, la tensin nominal, la potencia S y el factor de potencia FP. Si se conoce la eficiencia h y la potencia del eje, entonces P podr calcularse as:

Para realizar cualquier clculo de cortocircuito o estabilidad con el ASP, solo es necesario llenar la ventana General que se muestra a continuacin y para flujo de carga, adems de completar los datos de la ventana General, es necesario especificar en la ventana de Flujo de Carga, la potencia activa y reactiva inicial del motor

PREFERENCIAS: NIVELES DE TENSIN: En esta ventana usted puede elegir el color para cada nivel de tensin. Los elementos del sistema de potencia a los cuales no se les ha especificado la tensin nominal, aparecern en color negro o blanco segn sea el color de fondo del dibujo.

PANTALLA PRINCIPAL. La pantalla principal aparece al iniciar el programa y cuando se crea un nuevo proyecto. Constituye el ambiente grfico en torno a la cual se entran los datos de un sistema y se configuran y ejecutan los anlisis. Es el rea de trabajo principal:

REACTOR SERIE. Las aplicaciones tpicas de los reactores serie son las siguientes:

Para limitar la corriente en cortocircuitos

Para limitar la corriente de arranque de grandes motores

Para estabilizar las fluctuaciones de voltaje Los reactores se modelan como una impedancia, es decir, una resistencia en serie con una reactancia. Es comn despreciar la parte resistiva sin que afecte los clculos en gran medida (esto se justifica cuando el factor de calidad q es mayor a 10). Un dato comn en los reactores serie es su potencia reactiva, expresada en VAR, KVAR o MVAR.

Para realizar cualquier clculo de cortocircuito o estabilidad con el ASP, solo es necesario llenar la ventana General que se muestra a continuacin y para flujo de carga, adems de completar los datos de la ventana General, es necesario especificar en la ventana de Flujo de Carga, la potencia reactiva y corriente mxima a la que puede operar dicho reactor serie.

PREFERENCIAS: SISTEMA:

En esta ventana se especifica el ttulo, el autor y la descripcin del proyecto. EJEMPLO GUIADO. Se quiere realizar el estudio de cortocircuito y flujo de carga en un sistema de tres barras como el que se representa en la figura siguiente:

Tabla de datos de los equipos

1) Ejecute el programa ASP.exe

2) Cree un nuevo proyecto, haciendo clic en el botn o el men Archivo | Nuevo.

3) Se recomienda que primero dibuje todo el sistema de potencia, para ello:

a) Comience dibujando la barra A. En la barra de componentes

presione el botn ntese que cuando desplaza el puntero hacia el rea de trabajo puede mover libremente el smbolo.

b) Para rotar el dibujo pulse el botn derecho del ratn y para colocar el dibujo en el rea de trabajo, pulse el botn izquierdo.

c) Para cambiar el tamao de la barra, acerque el puntero a uno de los extremos de la barra. El puntero cambia a flechas bidireccionales, indicando que puede alargar o acortar la barra. En la figura siguiente se muestra la secuencia a realizar:

d) Dibuje la lnea de transmisin L1, para ello presione el botn que se encuentra en la barra de componentes.

e) Conecte elctricamente la lnea de transmisin a la Barra-0. Esto podr hacerlo de dos maneras:

Desplace el smbolo de la lnea de transmisin hacia la barra. Aparecer un icono de exclamacin indicando que se va a efectuar la conexin elctrica. En la figura siguiente se muestra esta secuencia:

Active el modo de conexin, presionando el botn en la barra de componentes; acerque el puntero a un extremo de la lnea de transmisin y presionado el botn izquierdo del ratn; mantenindolo presionado acerque el puntero hacia la barra y suelte para realizar la conexin. En la figura siguiente se muestra la secuencia a realizar:

Nota: cuando el programa est en modo de conexin no se pueden desplazar ni seleccionar los objetos. Los elementos del sistema de potencia se conectan entre barras o nodos, la conexin puede ser directamente o a travs de interruptores.

f) Dibuje y conecte el resto de los equipos de la red como se explic en los pasos anteriores.

g) Si se equivoca, podr borrar un elemento seleccionando primero con el puntero del ratn y pulsando la tecla suprimir.

4) Introduzca los datos de los equipos:

a) Se recomienda primero introducir los datos de las barras. Haga doble clic

sobre la Barra-0, aparecer una ventana de dialogo donde podr cambiar el nombre y el nivel de tensin; asgnele el nombre A y el voltaje nominal de 230 KV

Nota: Ntese que todos los elementos conectados a la barra A cambian de color negro a color rojo, indicando que se ha asignado tensin nominal a estos equipos. Si quiere configurar el color de los componentes para niveles de tensin

especficos, presione el botn ; aparecer la ventana de preferencias; en la carpeta niveles de tensin Usted podr configurar los colores. Si desea cambiar el nivel de tensin de una barra que ya tena un valor asignado, se recomienda que le introduzca primero el valor de voltaje nominal a cero voltios. Esto reinicializar a cero los niveles de tensin de todos los elementos conectados a la barra.

b) Introduzca los datos de la barra B. Notar que ya tiene nivel de tensin asignado a 230 KV, cambie el nombre de la barra y asgnele B.

c) Introduzca los datos de la barra C. Asgnele nombre C y el nivel de tensin 12.47 KV.

d) Introduzca los datos del sistema exterior (S/E) haciendo doble clic sobre el smbolo, como ver ya tiene tensin nominal asignada. Proceda a introducir los valores que estn en la tabla de datos.

e) Introduzca los datos del resto de los componentes.

5) Configure el tipo de estudio a realizar, para ello haga clic en el botn que se encuentra en la barra estndar o en el men Simulacin | Configurar. Aparecer la ventana siguiente:

Nota: Note que el programa seleccion como barra base la primera barra que se dibuj en el sistema (Barra A), la tensin base es la tensin nominal de la barra (230 KV) y una potencia base por defecto de 100 MVA. Todos estos valores pueden ser cambiados a gusto, presionando sobre el botn

6) Seleccionar barra.

a) Haga clic en el botn Fallas para configurar el tipo de falla a calcular:

En la ventana de localizacin de la falla, haga clic en el botn Seleccionar barra para seleccionar la barra fallada; inmediatamente los cuadros de dilogos desaparecen y el puntero adopta la forma de un rayo; haga clic sobre la barra A y el cuadro de dialogo se restablece indicando que la barra fallada es la A; haga clic en el botn aceptar.

b) Configure el estudio de flujo de carga, haciendo clic en el botn Flujo de carga en la ventana de configuracin del anlisis. Seleccione resolver por el mtodo de Newton-Raphson y pulse el botn aceptar.

7) Simule el cortocircuito: a) En configuracin del anlisis, asegrese que est seleccionado el estudio

de cortocircuito.

b) Presione el botn que se encuentra en la barra estndar para mandar a ejecutar la simulacin o en el men simulacin haga clic en ejecutar.

c) Una vez realizados los clculos el programa presenta un reporte de los resultados del estudio de cortocircuito trifsico en la barra A.

8) Reporte de Cortocircuito:

9) Simule el flujo de carga:

a) En configuracin del anlisis, asegrese de que est seleccionado el estudio de flujo de carga.

b) Presione el botn que se encuentra en la barra estndar para ejecutar la simulacin o en el men simulacin haga clic en ejecutar.

c) Una vez realizados los clculos el programa presenta un reporte de los resultados del estudio del flujo de carga.

10) Reporte del Flujo de Carga:

11) Reporte Por Unidad:

Nota: KVbase=0 en un elemento, implica que ese elemento no se est tomando en cuenta para los clculos, ya que no est conectado a la red donde est la barra base.