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| COMISION FEDERAL DE ELECTRICIDAD

SISTEMAS ELECTRICOS DE POTENCIA

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CURSO: SISTEMAS ELECTRICOS DE POTENCIA

Elaboro: Ing. Carlos Morn Ramrez AGOSTO-2007.



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OBJETIVO. El objetivo del presente curso es adquirir el conocimiento terico y practico de la operacin de un sistema elctrico de potencia en sus distintas partes como son generadores de potencia, transformadores de potencia, buses, lneas de transmisin y redes de distribucin. Y entender los distintos Fenmenos a los que se ven sometidos los equipos elctricos ante distintas condiciones de Falla. Se abordan fallas relevantes de generadores de potencia y se muestra la Metodologa de anlisis de disturbios en el sistema de potencia basados en los softwares de registradores de disturbio. El participante adquirir la habilidad de anlisis de disturbios y toma de decisiones basado en el diagnostico de fallas. Se complementa este curso con clculos para anlisis de sistemas de potencia.



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INDICE 1.- Introduccin. 2.- Sistemas Elctricos de Potencia. 2.1.1 Objetivo y Desarrollo. 2.1.2 Supervisin de los Sistemas Elctricos. 2.1.3 Sistemas de Proteccin. 3.1. Nomenclatura e identificacin de dispositivos. 4.- Diagrama Elctricos de Control. 5.- Anlisis de Sistemas de Potencia. 6.- Transformadores de Potencia. 7.- Historias de Horror en Plantas de Generacin. 8.- Anlisis de Fallas en Generadores de Potencia. 9.- Anlisis de Fallas en Transformadores de Potencia. 10.- Barras 11.- Interruptores de Potencia 12.- Lneas de Transmisin. Conclusiones.



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1.- INTRODUCCIN La moderna sociedad esta basada en la disponibilidad de un suministro contino de energa elctrica. La demanda de energa elctrica esta creciendo rpidamente pero las fuentes de stas son limitadas. La explotacin de fuentes de energa localizadas remotamente y la construccin de grandes plantas trmicas tienen por resultado una gran transferencia a travs de grandes distancias y la concentracin de redes elctricas en las urbes de gran demanda. Las lneas de Transmisin, son los elementos en un sistema de potencia mayormente expuestos a todo tipo de fallas; es tambin el elemento que tiene mayor impacto por el continuo desarrollo. El costo de construccin de nuevas lneas de transmisin es muy alto y su ejecucin lleva un tiempo considerable. Por lo tanto, una de las cuestiones principales de la planeacin de los sistemas de potencia es conocer y/o encontrar la solucin aceptable tcnica y econmicamente que asegure la disponibilidad de transmisin de potencia elctrica. Estas soluciones pueden incluir el desarrollo de sistemas EHV y UHV, as como tambin recierres monopolares para incrementar la transferencia de energa; as mismo cuando se disean subestaciones con arreglos de 1 1/2 interruptor para incrementar la disponibilidad. Comisin Federal de Electricidad en su desarrollo continuo como una empresa de servicio, ha llegado a ser, en sus 50 aos de vida, una de las mas grandes en el mundo, cuando no la mayor. Su desarrollo ha ido a la par con la sociedad moderna, construyendo grandes plantas con la tcnica ms moderna, as mismo en lo que a protecciones elctricas se refiere. Todo lo anteriormente expuesto, no hubiera sido posible sin la capacitacin, desarrollo y profesionalismo de sus ingenieros.



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.2-SISTEMAS ELCTRICOS DE POTENCIA

2.1.1.-OBJETIVO Y DESARROLLO



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OBJETIVO: Generar, transmitir y distribuir energa elctrica con mxima disponibilidad y mnimas perdidas de acuerdo a lmites especificados de frecuencia, voltaje y corriente, tomando en cuenta la seguridad y aspectos ambientales.

DESARROLLO: INCREMENTO DE GENERACIN La instalacin de grandes plantas de energa elctrica con generadores de nuevos diseos.



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INCREMENTOS DE TRANSMISIN Sistemas de extra alta tensin = EHV = y de ultra alta tensin = UHV = que incluyen grandes lneas de transmisin con compensacin serie paralelo, en voltajes desde 400 KV hasta 800 KV.



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INCREMENTOS DE CARGA Lneas de doble circuito, lneas cortas con cable de potencia, subestaciones aisladas en SF6, transformadores de nuevo diseo.



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2.1.2.-SUPERVISION DE LOS SISTEMAS ELCTRICOS. Sistema de Control: ptima operacin mnimas prdidas. Sistema de Proteccin: mxima disponibilidad mxima seguridad

SISTEMA DE

DISTURBIO

Minimizar los efectos de un

SISTEMAS DE PROTECCION



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2.1.3.-SISTEMAS DE PROTECCIN.

C A R A C T E R I S T I C A S: Detectar todas las fallas elctricas u otras condiciones anormales de operacin. Desconectar un mnimo de equipo del Sistema de Potencia. Restablecer en forma rpida a la condicin normal de operacin. 3.1.- NOMENCLATURA E IDENTIFICACION DE DISPOSITIVOS. Las nomenclaturas usadas generalmente en la prctica comn en todo el mundo, en relacin a las funciones de varios relevadores y equipo miscelneo anexo, estn identificadas en el captulo - Estandarizacin de funciones de dispositivos dados la ANSI/IEEE. Los nmeros claves de dispositivos mayormente usados son los siguientes:

Transformadores de

Instrumentos SISTEMA ELECTRICO DE

POTENCIA Interruptores

Control Supervisorio Equipo de Comunicacion

Registro de Eventos

Control

Sistema de Proteccion


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1.-Elemento Maestro. 2.-Rel Temporizador de arranque cierre. 3.-Rel Verificador de cierre. 4.-Contactor Maestro . 5.-Dispositivo de paro. 6.-Interruptor de arranque. 7.-Interruptor de nodo. 8.-Dispositivo de desconexin circuito de control. 9.-Dispositivo inversor. 10.- Switch de secuencia de unidad. 11.- Aplicacin Futura 12.-Dispositivo de sobrevelocidad. 13.-Dispositivo de velocidad sincrnica. 14.-Dispositivo de baja velocidad. 15.-Dispositivo regulador de velocidad o frecuencia. 16.- Aplicacin Futura 17.- Switch de descargo o derivacin. 18.-Dispositivo de aceleracin o desacelaracin. 19.-Contactor de transicin arranque-marcha. 20.-Vlvula operada elctricamente. 21.-Rel de distancia. 22.-Interruptor de igualacin o compensador. 23.-Dispositivo de control de temperatura. 24.- Aplicacin Futura 25.-Dispositivo de sincronizacin verificador de sincronismo. 26.-Dispositivo trmico en instrumentos. 27.-Rel de bajo voltaje. 28.-Detector de flama. 29.-Contactor de desconexin aislamiento. 30.-Rel anunciador indicador. 31.-Dispositivo de excitacin separada. 32.-Rel direccional de potencia. 33.-Switch de posicin. 34.- Dispositivo de secuencia maestro 35.-Dispositivo para operar, escobillas poner en C.C anillo 36.-Dispositivos de voltaje de polarizacin polaridad. 37.-Rel de baja potencia baja corriente. 38.-Dispositivo de proteccin de chumacera. 39.- Monitor de condicin mecnica 40.-Relevador de campo. 41.-Interruptor de campo. 42.-Interruptor de marcha. 43.-Dispositivo manual de transferencia seleccin. 44.-Rel de secuencia de arranque de unidades. 45.- Monitor de condicin atmosfrica 46.-Relee de corriente de secuencia negativa o desbalance de fases (corriente). 47.-Rel de secuencia de fases (voltaje). 48.-Rel de secuencia incompleta. 49.-Rel trmico de maquinas o transformadores. 50.-Rel instantneo de sobrecorriente 51.-Rel de sobrecorriente C.A. temporizado. 52.-Iunterruptor de C.A. 53.-Rel de excitacin generador C.D. 54.-Interruptor de sobrevelocidad para C.D. 55.-Rel de factor de potencia. 56.-Rele de aplicacin de campo. 57.-Dispositivo de corto circuito poner a tierra. 58.-Rel de falla de rectificador. 59.-Rel de sobre voltaje. 60.-Rel de balance de voltaje 61.-Rel de balance de corriente. 62.-Rel temporizador para paro apertura. 63.-Rel de presin. 64.-Rel detector de tierra. 65.-Goverdanador o regulador de velocidad. 66.-Dispositivo contador de operaciones 67.-Rel direccional de sobrecorriente C.A. 68.-Rel de bloqueo. 69.-Dispositivo permisivo de control. 70.-Reostato.


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71.-Switch de nivel. 72.-Interruptor de C.D. 73.-Contactor de resistencia de carga. 74.-Rel de Alarma. 75.-Mecanismo cambiador de posicin 76.-Rel de sobrecorriente en C.D. 77.-Transmisor de pulsos. 78.-Rel de med. de ngulo de fase protec. de fuera de paso. 79.-Rel de recierre C.A. 80.-Switch de flujo. 81.-Rel de frecuencia 82.-Rel de recierre C.D. 83.-Rel automtico de transferencia o seleccin. 84.-Mecanismo de operacin 85.-Rel de onda portadora hilo piloto. 86.-Rel de bloqueo sostenido. 87.-Rel de proteccin diferencial. 88.-Motor motor generador. 89.-Cuchillas o seccionadores. 90.-Regulador. 91.-Rel direccional de voltaje. 92.-Rel direccional de voltaje y potencia. 93.-Contactor cambiador de campo. 94.-Rel de disparo


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4.-DIAGRAMAS ELECTRICOS DE CONTROL.

DIAGRAMA UNIFILAR El diagrama Unifilar como su nombre lo indica, es la representacin en una sola lnea, parte del sistema que se desee. Por ejemplo un Transformador, una lnea o toda una Subestacin Elctrica. Generalmente el objetivo de este diagrama es simplificar el sistema elctrico. Este diagrama deber representar en una forma simplificada todo el Equipo Primario que exista en el rea deseada, esto nos ayudar para planear las maniobras que se necesiten efectuar al empezar un trabajo. Existen diferentes tipos de arreglos en Subestaciones y estos van variando de acuerdo a las

diferentes necesidades del usuario tales como: Capacidad instalada, Voltaje de Operacin,

Grado de Contaminacin, espacio abierto, etc. Enseguida se vern los tipos ms comunes

empleados en C.F.E.

4.1.- BARRA SENCILLA Este tipo de arreglo es prcticamente el ms sencillo que existe y por lo tanto es el primero

que se uso.

BUS 115 KV

72010

72011

72019 T1


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4.2.- BARRA SENCILLA CON BUS DE TRANSFERENCIA Despus del arreglo anterior se agreg una barra ms a los diseos de las Subestaciones dndole as ms seguridad y confiabilidad. 4.3.-BARRA DE TRANSFERENCIA CON INTERRUPTOR DE TRANSFERENCIA A como fueron creciendo las instalaciones elctricas y dependiendo el lugar donde se

necesitarn, las Subestaciones de Barra Sencilla con Bus de transferencia se les agreg un

interruptor de Potencia con el objetivo de dar una mejor confiabilidad en el caso de que un

Interruptor Estuviera daado o saliera a mantenimiento no se interrumpiera el servicio

elctrico.

B.T.

B.P.

72011

72010

72019 72018

T1

115 KV


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4.4 Despus del arreglo de Bus Principal con Interruptor de Transferencia se pens en dar ms seguridad a ciertas instalaciones principalmente las cercanas a lugares de alta contaminacin por lo que se dise la de Doble Barra con Interruptor De Transferencia.

83011

83010

83019

83018

83021

83020

83029

83028

87011 87018

87010

B.T. 138 KVB.P. 138 KV

83011

83010

83019

83018

87011 83718

87010

B.T. 138 KV

B.P. 138 KV

83012


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4.5.-DOBLE BARRA DOBLE INTERRUPTOR Por su alto costo este tipo de subestaciones existen muy poco siendo esto solamente donde se necesitan dar una confiabilidad extrema. Su alto costo se debe a que se tiene que usar el doble de Equipo primario al que normalmente se usa. 4.6.-TIPO ANILLO Este tipo de arreglo es uno de los ms usados hasta un voltaje de 150 KV. Tiene muchas ventajas ya que nos proporciona una alta seguridad y confiabilidad y se usa menos equipo primario y de proteccin por lo tanto es ms econmico que los anteriores.

93011

93010

93013

B2 230 KVB1 230 KV

90011 93021

93020

93023

90021

90010

90013

90020

90023

78100 78103

78010

78210

78000

78320

T1

T2C1

78106 78013

78016

78003

78006

78323

78326

78213

78216


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4.7.-INTERRUPTOR Y MEDIO Este tipo de arreglo es de los ltimos en usarse y se usa principalmente en Subestaciones de Alto Voltaje (400 kv) ya que por su importancia es vital para nuestro Sistema Elctrico.

DIAGRAMA UNIFILAR DE PROTECCIONES Los diagramas Unifilares de Protecciones como su nombre lo indica es un Diagrama donde se representa adems del equipo primario como se vio en el tema anterior, se representan tambin todas las protecciones elctricas y mecnicas existentes y la funcin que estas desempean y tienen como objetivo el poder analizar de una manera ms rpida cualesquier operacin de una proteccin ante una contingencia, ya que en estos diagramas se representan todas las protecciones podremos evaluar correctamente si la operacin fue correcta o no (ver anexo 1)

DIAGRAMA TRIFILARES Los diagramas trifilares como su nombre lo indica es la representacin en forma trifsica (3

lneas). En este tipo de Diagramas de preferencia se representan un solo elemento del

Sistema Elctrico as como su equipo asociado por ejemplo un transformador, una lnea un

Banco de Capacitores, etc. (ver anexo 2).

En este diagrama se representan todas las protecciones elctricas y que se represente sus conexiones y debern ser lo ms exactas que sea posible y debern tener toda la

A3441A3440

A3443

A8441 A8440

A8442

A3453 A3450 A3452 B1 B2

A3461 A3460

A3463

A8461 A8460

A8462

A3473 A3470 A3472


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Nomenclatura existente desde el equipo primario hasta el equipo secundario (relevadores), adems deber de cumplir si es posible las medidas establecidas (11 x 17).

DIAGRAMA DE CONTROL Este diagrama es si no el ms importante si el de ms uso y es necesario que contenga toda la informacin posible acerca del control de un interruptor y deber ser lo ms claro esto con el fin de que nos ayude cuando necesitemos trabajar en el control de un equipo ya sea por mantenimiento o por alguna falla. Adems deber adaptarse a los requerimientos necesarios ya sea las medidas del plano as como de la informacin que deber contar entre lo ms importante tenemos lo siguiente. a) Se deber representar todas las alimentaciones existentes en el Control del Equipo,

tales como V.C.D. y V.C.A. as como el Num. de Trmico y el centro de carga correspondiente.

b) Deber representar todas las conexiones entre el tablero de control con el interruptor.

c) Se deber representar en el mismo Diagrama, el Tablero de Control y el Control del Interruptor, as como el Control del Sistema de operacin. (Hidrulico, neumtico, etc.). Si no es posible representar el Control Elctrico del Int. Por ser este demasiado grande solamente se representa por un bloque, pero se deber hacer otro diagrama referente a esto.

d) Se representarn todos los contactos auxiliares usados y su funcin as como los contactos auxiliares que quedarn de reserva.

e) Se debern representar los Buses de Conexin Positivo de Cierre , Positivo de Disparo, Real de Disparo, Bus Negativo de Disparo y Bus Negativo de Cierre.

DIAGRAMA DE ALARMAS Cada cuadro de Alarmas deber contar con un Diagrama esquemtico que represente todas las conexiones y tipos de alarmas con que cuente y se deber hacer un Diagrama por cada cuadro de alarmas.


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ANALISIS DE SISTEMAS DE POTENCIA

FUNDAMENTOS DE SISTEMAS DE POTENCIAMODELOS BASICOS DE LOS ELEMENTOS DEL SISTEMA DE POTENCIA.TRANSFORMADORES,MAQUINAS SINCRONAS,LINEAS DE TRANSMISION.

SISTEMAS SIMPLESUN ALIMENTADOR RADIAL A UNA CARGA MONOFASICA.

OTROS TEMAS :SISTEMAS INTERCONECTADOS GRANDES.VARIAS CARGAS Y VARIOS GENERADORES.

POR QUE LOS GRANDES SISTEMAS INTERCONECTADOS REQUIEREN? : CONFIABILIDAD;ECONOMIA.


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SISTEMAS ELECTRICOS DE POTENCIA MODERNOS

PRODUCTORES DE ENERGIAPLANTA GENERADORAGENERADOR DE POTENCIATRANSFORMADOR DE UNIDAD ELEVADORES

COMPAA DE TRANSMISIONLINEAS DE ALTA TENSIONSUBESTACIONES DE SWITCHEOINTERRUPTORESTRANSFORMADORES

COMPANIA DE DISTRIBUCIONSUBESTACIONES DE DISTRIBUCIONTRANSFORMADORES REDUCTORESALIMENTADORES DE DISTRIBUCION DE MEDIA TENSIONTRANSFORMADORES DE DISTRIBUCION


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REDES ELECTRICAS.

REDES DE ALTA TENSION HVUNA GRAN CANTIDAD DE ENERGIA TRANSPORTADA A TRAVES DE GRANDES DISTANCIAS.

SE COMPARTEN RECURSOSMEJORA LA CONFIABILIDAD DE LA REDECONOMIA A GRAN ESCALA.

REDES DE MEDIA TENSION MVDISTRIBUCION LOCAL DE POTENCIA

CARGASINDUSTRIAL Y COMERCIALRESIDENCIAL


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SISTEMAS DE PROTECCION ,CONTROL Y MEDICION

SISTEMAS DE POTENCIATRANSFORMADORES DE INSTRUMENTOINTERRUPTORESCUCHILLASFUSIBLESAPARTARRAYOSRELEVADORES DE PROTECCION

AREAS DE CONTROL CENACE SICLE( SISTEMA DE INFORMACION Y CONTROL LOCAL DE

ESTACION)


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ANALISIS DEL SISTEMA DE POTENCIA

SISTEMAS DE POTENCIADEBEN SER SEGUROSCONFIABLESECONOMICOS

ANALISIS DEL SISTEMA DE POTENCIAPARA LA PLANEACION DEL SISTEMAPARA LA OPERACIN DEL SISTEMAREQUIERE EL MODELADO DE LOS COMPONENTESTIPOS DE ANALISIS

COMPORTAMIENTO DE LAS LINEAS DE TRANSMISION ANALISIS DE FLUJOS DE POTENCIA DESPACHO ECONOMICO DE CARGA ESTUDIOS DE FALLAS Y ESTABILIDAD


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ENERGIA ELECTRICA DE C.A.

CONSUMO DE ENERGIA MONOFASICA

ENERGIA QUE FLUYE HACIA EL CIRCUITO

ENERGIA QUE RETORNAA TRAVES DEL CIRCUITO


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POTENCIA ACTIVA,REAL


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POTENCIA APARENTE


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POTENCIA REACTIVA


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PROBLEMA TIPO

PROBLEMAUNA FUENTE DE VOLTAJE ESTA DADO POR:v(t)= 480 cos wt

LA CARGA ES INDUCTIVA CON UNA CARGA DE Z= 1.2 ANG 60 GRADOS OHMS

DETERMINE LA EXPRESION PARA LA CORRIENTE INSTANTANEAi(t) Y LA POTENCIA INSTANTANEA.GRAFIQUE v(t),i(t),pR(t),pX(t) en un intervalo de 0 a 2


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POTENCIA COMPLEJA

POTENCIA REAL ,P VALOR RMS BASADO EN EL EQUIVALENTE TERMICO DE DC

POTENCIA REACTIVA ENERGIA QUE VA HACIA DENTRO Y HACIA FUERA DE LA

CARGA DEBIDO A SU ELEMENTO REACTIVO L Y CVALOR POSITIVO PARA CARGA INDUCTIVA(FP,ATRS)

POTENCIA COMPLEJA S


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POTENCIA COMPLEJA

LAGGING POWER FACTOR: ATRASADO

LEADING POWER FACTOR: ADELANTADO


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EL BALANCE DE LA POTENCIA COMPLEJA

DE LA CONSERVACION DE ENERGIA

LA POTENCIA REAL SUMINISTRADAPOR LA FUENTE ESIGUAL A LA SUMA DE LAS POTENCIAS REALES ABSOR-BIDAS POR LA CARGA Y LAS PERDIDAS REALES EN EL SISTEMA.

LA POTENCIA REACTIVA DEBE SER BALANCEADAEL BALANCE ESTA ENTRE LA SUMA DE LA POTENCIA REACTIVAATRASADA Y ADELANTADA QUE PRODUCEN LOS ELEMENTOSDEL SISTEMA DE POTENCIA.

LA POTENCIA TOTAL COMPLEJA SUMINISTRADA A LAS CARGASEN PARALELO ES LA SUMA DE LAS POTENCIAS COMPLEJAS ALIMENTADAS A CADA UNA.


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PROBLEMA TIPO

PROBLEMAEN EL SIGUIENTE CIRCUITO,ENCUENTRE LA POTENCIA ABSORBIDA POR CADA UNA DE LAS CARGAS Y LA POTENCIA TOTAL COMPLEJA.ENCUENTRE LA CAPACITANCIA DEL CAPACITOR PARA SER CONECTADO EN LAS CARGAS PARA MEJORAR EL FACTORDE POTENCIA A 0.9 ATRASADO.


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FLUJO DE POTENCIA COMPLEJA

CONSIDERE EL SIGUIENTE CIRCUITO.

PARA LA DIRECCION ASUMIDA DE LA CORRIENTE


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LA POTENCIA REACTIVA REAL Y REACTIVA DE LA TERMINAL DE ENVIO.

LAS LINEAS DE TRANSMISION TIENEN UNA RESISTENCIA PEQUEACOMPARADA CON LA REACTANCIA. A MENUDO, SE ASUME R=0(Z= X ANGULO DE 90).


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PARA UN SISTEMA DE POTENCIA TIPICO CON UNA RELACIONX/R PEQUEA, SE HACEN LAS SIGUIENTES OBSERVACIONES.PEQUEOS CAMBIOS EN d1 Y d2 TENDRAN UN EFECTOSIGNIFICATIVO EN EL FLUJO DE POTENCIA REAL.

PEQUEOS CAMBIOS EN LA MAGNITUD DEL VOLTAJE NOTENDRAN UN CAMBIO APRECIABLE EN EL FLUJO DE POTENCIAREAL.

ASUMIENDO QUE NO HAY RESISTENCIA,LA POTENCIA MAXIMATEORICA (CAPACIDAD DE TRANSMISION ESTATICA) OCURRECUANDO LA DIFERENCIA ANGULAR, d,ES 90 Y ESTA DADO POR:

PARA MANTENER LA ESTABILIDAD,EL SISTEMA DE POTENCIA OPERACON UN ANGULO d PEQUEO DE LA CARGA.

EL FLUJO DE POTENCIA REACTIVA ESTA DETERMINADO POR LA DIFERENCIA EN MAGNITUD DE LOS VOLTAJES TERMINALES.


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POTENCIA TRIFASICA.

POTENCIA TRIFASICA BALANCEADA

ASUMA CARGAS BALANCEADASASUMA PARA VOLTAJES Y CORRIENTES UN DESPLAZAMIENTOANGULAR DE 120 .


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MODELADO DE LOS ELEMENTOS DEL SEP

MODELANDO EL SISTEMAEL SISTEMA ESTA REPRESENTADO EN UNA BASE POR -FASE.SE USA UNA REPRESENTACION MONOFASICA PARA UN SISTEMABALANCEADO:EL SISTEMA SE MODELA COMO UNA FASE DE UNA RED CONECTADA EN ESTRELLA.SE USAN LAS COMPONENTES SIMETRICAS PARA UN SISTEMADESBALANCEADO.EL DESBALANCE DE LOS SISTEMAS PUEDE SER CAUSADO POR:LA GENERACIN, LOS COMPONENTES DE LA RED,LAS CARGAS,O CONDICIONES INUSUALES DE OPERACIN TAL COMO FALLAS.

REVISION BASICA DEL MODELADO DE LOS COMPONENTES DELA RED. GENERADORESTRANSFORMADORESCARGASLINEAS DE TRANSMISION


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MODELADO DE GENERADORES

LOS GENERADORES PUEDEN MODELARSE EN TRES DIFERENTES MANERAS:1. MODELO DE INYECCION DE POTENCIALAS POTENCIAS REAL P Y LA REACTIVA Q DEL GENERADORSE ESPECIFICAN EN EL NODO QUE EL GENERADOR ESTACONECTADO.

2.MODELO DE THEVENIN-EL VOLTAJE INDUCIDO E,DETRS DELA REACTANCIA SINCRONA ,Xd

3.MODELO DE NORTON LA CORRIENTE DE C.A INYECTADAIG,EN PARALELO CON LA REACTANCIA SINCRONA Xd.


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MODELADO DE TRANSFORMADORES

EL CIRCUITO EQUIVALENTE DE UN TRANSFORMADOR DEDOS DEVANADOS


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MODELADO DEL TRANSFORMADOR

EL CIRCUITO APROXIMADO REFERIDO AL LADO PRIMARIO:


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MODELADO DE CARGAS

EL MODELO SELECCIONADO SE HACE BASANDONOS EN ELTIPO DE ANALISIS Y LAS CARACTERISTICAS DE LA CARGA.

LA IMPEDANCIA CONSTANTE,ZloadLA CARGA ESTA CONSTITUIDA POR LOS ELEMENTOS R,L y C CONECTADOS A UN NODO DE LA RED Y TIERRA ( O AL PUNTONEUTRO DEL SISTEMA).

CORRIENTE CONSTANTE ,I loadLA CARGA TIENE UNA MAGNITUD DE CORRIENTE CONSTANTEI,Y UN FACTOR DE POTENCIA CONSTANTE,INDEPENDIENTEDEL VOLTAJE DEL NODO.TAMBIEN SE CONSIDERA COMO UNA INYECCION DE CORRIENTEHACIA LA RED.

POTENCIA CONSTANTE,SloadLA CARGA TIENE UNA COMPONENTE DE POTENCIA REAL Y REACTIVACONSTANTE INDEPENDIENTE DEL VOLTAJE DEL NODO O INYECCIONDE CORRIENTE.TAMBIEN SE CONSIDERA UNA INYECCION DE POTENCIA NEGATIVAHACIA LA RED.


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SISTEMAS EN POR UNIDAD

CASI TODOS LOS ANALISIS DE LOS SISTEMAS DE POTENCIASE EJECUTAN EN POR UNIDAD.

LOS SISTEMAS EN POR UNIDAD PARA LOS SISTEMAS DE POTENCIABASADOS EN POR-FASE,CONEXIN ESTRELLA, SISTEMA TRIFASICO.LA POTENCIA BASE ES TRIFASICA: S 3FLA POTENCIA BASE COMUN ES 100 MVA

EL VOLTAJE BASE ES ,VLL.EL VOLTAJE BASE ES SELECCIONADO GENERALMENTE DEL VOLTAJENOMINAL DEL EQUIPO.LA CORRIENTE BASE ES ,IL

LA IMPEDANCIA BASE ES ,Z


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LAS IMPEDANCIAS DE LOS EQUIPOS ESTAN DADAS FRECUENTEMENTE EN POR UNIDAD O EN % DE LA IMPEDANCIA BASE.LA IMPEDANCIA BASE PARA LOS EQUIPOS SE DERIVA DELA POTENCIA Y EL VOLTAJE NOMINAL.

CUANDO SE MODELAN LOS EQUIPOS EN EL SISTEMA,LAS IMPEDANCIAS EN POR UNIDAD DEBEN CONVERTIRSEPARA QUE LOS EQUIPOS Y EL SISTEMA ESTEN EN UNA BASECOMUN.

ES NORMAL QUE PARA LOS VOLTAJES BASE SEA LA MISMA IMPEDANCIA


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LAS VENTAJAS DE LOS SISTEMAS EN POR UNIDAD PARA UN ANALISIS:

NOS DAN UNA IDEA CLARA DE LAS MAGNITUDES RELATIVAS DE VARIAS CANTIDADES.LA IMPEDANCIA EN POR UNIDAD DE UN EQUIPO DEL MISMO TIPO, BASADO EN SU PROPIO RANGO NOMINAL CAE EN UN REDUCIDO RANGO DESPRECIANDO LOS VALORES NOMINALES DEL EQUIPO.

LOS VALORES DE IMPEDANCIA, VOLTAJE Y CORRIENTE EN POR UNIDAD DE TRANSFORMADORES SON LOS MISMOS TOMADO EN CUENTA SI ESTOS ESTANREFERIDOS AL LADO PRIMARIO O SECUNDARIO.LOS DIFERENTES NIVELES DE VOLTAJE DESAPARECEN EN TODO EL SISTEMA.EL SISTEMA SE REDUCE A UN SISTEMA DE UNA SIMPLE IMPEDANCIA.

LAS LEYES DE CIRCUITOS SON VALIDAS EN SISTEMAS EN POR UNIDAD Y LASECUACIONES DE POTENCIA Y VOLTAJE SON SIMPLIFICADAS YA QUE EL FACTORDE v 3 Y 3 SON ELIMINADOS EN EL SISTEMA EN POR UNIDAD.


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PROBLEMA TIPO

PROBLEMASE MUESTRA EN EL DIAGRAMA UNIFILAR UN SISTEMA TRIFASICO CON UNAPOTENCIA BASE DE 100 MVA Y 22 KV EN EL GENERADOR.DIBUJE UN DIAGRAMA DE IMPEDANCIA CON TODAS LAS IMPEDANCIASMARCADAS EN POR UNIDAD.LOS DATOS DEL FABRICANTE PARA CADA APARATO SE DAN COMO SIGUE:

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