1. Lab. 04 de Simulacion en ETAP

Laboratorio de Sistemas Eléctricos de Potencia Tema :

Herramientas Computacionales Computacionales para el cálculo de Flujo de Potencia

Nota:

Apellidos y Nombres:

Nro. Página 1/9 Código : Semestre: Grupo

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Lab. Nº :

DIPLOMADO: CONTROL DE SISTEMAS ELÉCTRICOS .

LABORATORIO N°04 Software ETAP PRESENTADO POR: 

ARRATIA VALDEZ, Yelhsin Henry Antony



GALINDO CONDORI, Julver

DOCENTE: ING. Augusto Valdivia

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Herramientas Computacionales para el cálculo de Flujo de Potencia

Nota:



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I.- OBJETIVOS: -

Utilice el software de simulación ETAP para estudios de sistemas de potencia. Conozca los diferentes modos de simulación y casos de estudios que puede realizar en ETAP. Identifique las diferentes barras de herramientas que posee el programa de simulación. Simule demos que complemente el aprendizaje y uso de este software. Construya y simule sistemas de potencia típicos.

II.- EQUIPO Y MATERIAL A UTILIZAR: -

Ordenador personal Software ETAP 7.0.0 Dispositivo de Almacenamiento externo USB

III. INTRODUCCIÓN. ¿QUÉ ES ETAP? Es una herramienta de análisis y control para el diseño, simulación y operación de sistemas de potencia eléctricos de generación, distribución e industriales. Es una herramienta integrada que ha sido diseñada y desarrollada por ingenieros para ingenieros que se desempeñen en las diversas disciplinas de los sistemas de potencia. Esta herramienta dispone de una gran cantidad de módulos como son: - Redes AC o DC. - Tendido y rutado de cables. - Redes de tierra. - Coordinación y selectividad de protecciones. - Diagramas de Control de Sistemas AC y DC. Es una herramienta de análisis totalmente integrada utilizada por miles de ingenieros de diferentes compañías en todo el mundo para diseñar, mantener y operar sistemas eléctricos. Dentro del programa existe la opción de ETAP Real-time, la cual utiliza datos en tiempo real para realizar estudios de sistemas de potencia y evaluación de eventos. Dentro de las empresas e industrias, los operadores y gerentes utilizan el ETAP para supervisar, controlar y optimizar, los sistemas de potencia propios de la actividad en la c ual se desempeñan.

IV. PROCEDIMIENTO. PARTE I: “BARRAS DE HERRAMIENTAS”.

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Nota:



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Barra de herramientas de modo de simulación. Paso 1. A continuación se describen cada uno de los iconos de los cuales está compuesta la MODE TOOLBAR o Barra de Herramienta de Modo de Simulación. Paso 2. Véase la Figura

Figura 1.1: “Barra de Herramien ta de Modo de Simulación

Paso 3. Descripción de iconos. 1. Simulación de Flujo de Carga. 2. Simulación de Flujo de Carga Desbalanceada. 3. Estándares ANSI & IEC. 4. Simulación de Aceleración de Motores. 5. Simulación de Armónicos. 6. Simulación de Transientes. 8. Flujo de Carga Óptimo. 9. Realibity Assesment 10. Ubicación óptima del capacitor. 11. Flujo de potencia en DC. 12. Cortocircuito en DC. 13. Baterías Paso 4. Cada uno de los modos de simulación descritos en el Paso 3, tienen su propia barra de análisis con opciones comunes, tales como las que se muestran en la Figura

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Nota:



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Paso 5. Además, el programa cuenta con una Barra de Herramientas de Edición, la cual contiene tres partes: en corriente directa. Paso 6. En la Figura 1.3, se muestran los iconos correspondientes a los análisis en corriente alterna.

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Nota:



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Paso 7. En la Figura, se muestran los iconos correspondientes a los análisis en corriente directa.

Paso 8. En la Figura 1.5, se muestran los iconos correspondientes a los medidores e instrumentos (incluyendo dispositivos de protección).

Paso 9. Las barras de herramientas anteriormente descritas, son las que se utilizan para los diferentes análisis de sistemas de potencia que se realizan en el software ETAP.

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Nota:



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PARTE II: “CREANDO UN PEQUEÑO SISTEMA DE POTENCIA”.

Paso 1. Abrir el programa ETAP. Paso 2. Dar clic en el icono de New Project. Paso 3. Escribir el nombre del proyecto y luego dar clic en OK. Paso 4. Luego escribir en FULL NAME y DESCRIPTION y luego OK. Paso 5. Ahora se hará un DIAGRAMA DE UNA LINEA con la ayuda de la barra de edición. Paso 6. Ingrese cuatro nuevos elementos dentro del diagrama de una línea y proceda a ingresar los datos de entrada de cada uno de ellos, tal como se muestra en la Figura

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Paso 7. Después de haber ingresado los datos, proceda a conectar todos los elementos. Paso 8. Ahora, se puede proceder a realizar los cálculos del flujo de carga. Paso 9. Simule un flujo de carga y seleccione que los parámetros que leerá son los de Potencia Real y Potencia Reactiva. Paso 10. Escriba el valor de las potencias en el Bus1 y en el Bus2.

Imagen de la simulacion hecha para el primer ejemplo, las potencias estan en reales y complejos.

Paso 11. Proceda a agregar más elementos dentro de su diagrama inicial. Paso 12. Extienda el tamaño del Bus2. Paso 13. Ingrese cuatro elementos más dentro del diagrama de una línea, así como se muestra en la Figura Paso 14. Proceda a la conexión de los nuevos elementos y ingresar los datos que en la Figura se requieren.

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Nota:



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Paso 15. Una vez conectado los elementos, proceda nuevamente a realizar la simulación de flujo de carga. Paso 16. Escriba el valor de las potencias en el Bus1 y en el Bus2.

Segunda simulacion, en la que se agrego una rama con trafo y carga.

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Nota:



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Paso 17. Realice las modificaciones necesarias para tener un circuito tal y como se muestra en la Figura siguiente. Paso 18. Simule el respectivo circuito y compare los valores obtenidos con los que se muestran en la Figura.

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A rmando el circuito


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Nota:



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V. DISCUSIÓN DE RESULTADOS. 1) Menciones los modos de simulación de la barra de modos y ¿Que modos de simulación hay disponibles en esta versión de ETAP?

S e ha trabajado con la vers ión 12.6 del E TA P , entre los modos de simulaci ón de esta vers ión tenemos : a) A nális is de flujo de datos b) A nálisis de corto cir cuito c) A nális is de aceleración de motor d) A nálisis de armónicos e) A nális is de estabilidad trans itoria f) S TA R – Coordinación de dis posi tivos de protección g ) A nális is de flujo de carg a en DC h) A nálisis de corto circuito en DC i) Di mens ionamiento de desc arg a de batería j) A nális is de flujo de carg a des balanceada k) A nális is de flujo de potencia optimo l) E valuación de confiabilidad m) C olocación optima de capacitores n) G estión de s ecuencia de conmutación 2) De la Figura 1.3, cuál es el significado de: 2W XFMR, 3W XFMR, LUMPED LOAD, HVCB, SPST, SPDT, SVC y HVDC LINK. Y explique el funcionamiento real de estos dispositivos. - 2W XF MR : 2 winding trans former o trans formador de 3 devanados . - 3W XF MR : 3 winding trans former o trans formador de 3 devanados . -

LUMPE D L OA D: Carg a ag rupada, es un tipo de dis posi tivo que simula una carg a que puede ser modelada dinámicamente.

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HVCB: High Voltage Circuit Breaker o Disyuntor a alto voltaje, es un dis pos itivo para protección y control de redes eléctric as .

- S PS T: S ing le P ole S ing le Throw es un tipo de interruptor mecánico con

dos posi ciones y control s obre una s ola línea de circuito.

- S PDT: S ing le P ole Double Throw es un tipo de interruptor mecánico con

tres posi ciones que puede controlar dos cir cuitos

- S VC: S tatic var Compens ator s on dis pos itivos eléctricos para r eg ular la

transmis ión de voltaje en un s is tema de potenci a o para mejorar la calidad de potencia en carg as indus triales.

- HV DC L INK : Hig h voltaje Direct C urrent Li nk o conexión DC a alto voltaje, es un modelo parametrizable del ETAP, incluye la parte de rectificación e inversión.

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Nota:



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3) De la Figura 1.4, cuál es el significado de: SPST, SPDT y VFD. Y explique el funcionamiento real de cada uno de los elementos preguntados.

De la pregunta anterior ya s e explicaron que S PS T y S PDT era interruptores. VF D: Variable Fr ecuency D rive o V ariador de frecuencia, dis posi tivo usado para controlar y moni torear g eneralmente motores . 4) ¿Qué significan los porcentajes que aparecen después de la simulación?

Los porcentajes que aparecen se refieren al valor de voltaje al que está trabajando el bus de línea en la s imulación. S e ha obs ervado que los bus es aguas arriba trabajan a valores más cercanos al valor nominal de la línea mientras los bus es ag uas abajo a valores más bajos que el valor nominal de la línea. VI. INVESTIGACIÓN COMPLEMENTARIA. 1. ¿Cuáles son los ambientes en los que ETAP es utilizado para hacer análisis de sistemas de potencia?

ETAP al ser un programa amplio para hacer análisis de potencia se utiliza en varios ambientes, puede ser en indus tria, dis tribución, trans misión o g eneración de energ ía. 2. Mencione otros programas de simulación en esta área.

- NEP LAN - PSC AD - DIGS ILENT - DOC (bajo y medio voltaje) - SE E E LECTRICAL

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Nota:



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VII.- OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES.

OBSERVACIONES -

Las variaciones entre la vers ión 7 y 12.6 s on mínimas res pecto a esta guí a.

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E l software siempre toma como referenci a a la barra 1 ya que le pone 0% de caída de tens ión a es ta.

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La vers ión 7 tiene una plataforma o interface mas s implificada y la 12.6 más específica res pecto a los dis posi tivos de s imulación us ados.

- S e han trabajado con carg as ig uales y s imétri cas, es por eso que las caídas

de potencia y tensión s on ig uales .

CONCLUSIONES -

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E l etap es un s oftware muy vers átil para el uso de si mulaciones eléctricas ya sean en trans mis ión, g eneración o dis tribución. El uso de parámetros específicos no fue necesario pero en el caso de modelos reales más exactos estos pueden ser parametrizados y s imulados . Las diferentes pruebas de simulación nos pueden dar una aproximación casi exacta de modelos reales pero estas pueden variar de acuerdo a las carg as conectadas a la red eléctrica.

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