APLICACIÓN DE NEPLAN EN EL CÁLCULO ICC T10726CAP4

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CAPÍTULO IV 4. APLICACIÓN DE NEPLAN EN EL CÁLCULO DE CORRIENTES DE CORTOCIRCUITO

4.1. INTRODUCCIÓN [17] NEPLAN es un software de análisis de sistemas de potencia amigable para el usuario e integrado para Redes Eléctricas de Transmisión, Distribución e Industriales, incluye Flujo de Potencia Óptimo, Estabilidad Transitoria (RMS y EMT), Análisis de Confiabilidad, Mantenimiento Centralizado en la Confiabilidad (RCM), Cortocircuitos y muchos más.

NEPLAN se lo utiliza para el análisis, planeamiento, optimización y administración de redes de potencia. De manera rápida y eficiente pueden ser ingresadas, calculadas y evaluadas redes eléctricas para todos los niveles de voltaje con cualquier número de nodos.

Puesto que la finalidad de este trabajo es el análisis de cortocircuitos para el Sistema Nacional Interconectado, se considera necesario en forma previa describir la metodología que emplea el módulo de cortocircuitos de NEPLAN para el cálculo de las corrientes de cortocircuito.

El comportamiento de un sistema de potencia durante un cortocircuito se puede representar por medio de una red equivalente, formada por una fuente de voltaje de pre falla V0k y la impedancia de la red Zkkj, para las componentes de secuencia positiva, negativa y cero, en el nodo bajo falla. Los elementos que alimentan las fallas, tales como equivalentes de red, generadores y motores asincrónicos, se modelan mediante una impedancia Ze y su fuente de voltaje (EMF). Durante los cálculos, estos elementos se representan mediante fuentes equivalentes de corriente.


Al asumir una estructura y una alimentación simétricas del sistema de potencia, las componentes simétricas solamente se interconectan en el punto de falla. La interconexión se define por medio de las ecuaciones de falla, las cuales dependen del tipo de cortocircuito:

4.1.1. CORTOCIRCUITO TRIFÁSICO [17] Corresponde a un cortocircuito entre las tres fases en forma simultánea.

Ik1 = ''

V 0k Zk

Ik 2 = 0 ''

(4.1) Ik 0 = 0 ''

donde: V0k,

Voltaje de operación o voltaje de pre falla en el nodo bajo falla k.

Ik1,

corriente de secuencia positiva

Ik2,

corriente de secuencia negativa

Ik0,

corriente de secuencia cero

Zk ,

impedancia de red en el nodo bajo falla

El conjunto de ecuaciones 4.1., indican las fórmulas para el cálculo de las corrientes de secuencia positiva, negativa y cero ante una falla trifásica.

4.1.2.

CORTOCIRCUITO MONOFÁSICO A TIERRA [17]

Corresponde a un cortocircuito entre una fase y tierra.


Ik1 = ''

V 0k Zk1 + Zk 2 + Zk 0

Ik 2 = Ik1

''

Ik 0 = Ik1

''

''

''

(4.2)

donde: V0k,


Ik1,


Ik2,


Ik0,


Zk ,


El conjunto de ecuaciones 4.2., indican las fórmulas para el cálculo de las corrientes de secuencia positiva, negativa y cero ante una falla monofásica a tierra.

4.2.2.

CORTOCIRCUITO BIFÁSICO [17]

Corresponde a un cortocircuito entre dos fases sin contacto con tierra.

Ik1 = ''

V 0k Zk1 + Zk 2

Ik 2 = − Ik1 ''

''

Ik 0 = 0 ''

donde: V0k,


Ik1,


Ik2,


Ik0,


Zk ,


(4.3)


El conjunto de ecuaciones 4.3., indican las fórmulas para el cálculo de las corrientes de secuencia positiva, negativa y cero ante una falla bifásica.

4.3.2.

CORTOCIRCUITO BIFÁSICO A TIERRA [17]

Las ecuaciones 4.4., muestran las fórmulas utilizadas para determinar las corrientes de cortocircuito de secuencia positiva, negativa y cero ante un cortocircuito bifásico a tierra.

Ik1 = ''

V 0 k .( Zk 2 + Zk 0 ) Zk1 .( Zk 2 + Zk 0 ) + Zk 2 ⋅ Zk 0

Ik 2 = − Ik1 .

Zk 0 Zk 2 + Zk 0

Ik 0 = − Ik1 .

Zk 2 Zk 2 + Zk 0

''

''

''

''

(4.4)

donde: V0k:


Zkkj:

Impedancia de la red en el nodo bajo falla de secuencia positiva (i=1), negativa (i=2) y cero (i=0).

4.2. MÉTODOS DE CÁLCULO [17] El módulo de cortocircuitos de NEPLAN dispone de los siguientes métodos de cálculo: -

IEC60909 2001

Cálculo de Ik" según IEC 60909.


-

IEC909 1988

Cálculo de Ik" según IEC 909, norma que ya no es utilizada. -

Superposición Sin Flujo de Carga

Cálculo según el método de superposición sin los voltajes de pre-falla del Flujo de Carga. Los EMF son 1.1*Vn. -

Superposición Con Flujo de Carga

Cálculo según el método de superposición con los voltajes de pre-falla del Flujo de Carga. Se realiza un cálculo de Flujo de Carga antes de hacer el cálculo de Cortocircuito.

Los métodos de superposición con y sin flujo de carga no son métodos que utilicen algoritmos de cálculo que provengan de estándares o normas.

-

ANSI C37.10

Realiza el cálculo según la norma ANSI/IEEE C37.010-1979. -

ANSI C37.13

Se realiza el cálculo según la norma ANSI/IEEE C37.013-1997.

Dependiendo del método de cálculo, el voltaje de pre falla V0k será: §

Calculado con la ayuda de fuentes de corriente y las corrientes de los elementos de alimentación Ie (método de Superposición).

§

Ajustado por definición (IEC909, ANSI/IEEE).

Las corrientes de los elementos de alimentación Ie, en el método de superposición, se calculan como Ie = FEM / Ze. Donde Ze es la impedancia interna


de los elementos de alimentación. Los voltajes de prefalla V0 se pueden calcular a partir de la ecuación de red V = Y-1 * Ie. El voltaje de prefalla del nodo k es V0k. El voltaje interno (FEM) de los elementos que alimentan la falla puede ser: §

El voltaje nominal de los nodos del sistema como valor de ajuste (Método de Superposición sin FC); ó

§

Calculado a partir de los resultados de Flujo de Carga. El cálculo se hará con la ayuda de los voltajes y potencias complejas en los nodos. (Método de Superposición con FC).

El método IEC909 ajusta por definición los voltajes de prefalla en los nodos bajo falla a V0k = c·Vn, por lo cual las corrientes de alimentación Ie, se ajustan en cero. El factor de voltaje c depende del voltaje nominal del sistema en el punto de localización de la falla y está definido por norma. El factor c puede ser ajustado automáticamente por el programa.

El método ANSI/IEEE ajusta por definición el voltaje de prefalla en el nodo bajo falla a V0k= Eoper, y las corrientes de alimentación, Ie, se ajustan en cero. El valor Eoper es un valor de entrada y es el mayor voltaje de operación, en p.u., en el nodo bajo falla.

Para calcular la capacidad de interrupción de un interruptor, la corriente se debe multiplicar por un factor, el cual es función de la relación X/R en el punto de falla.

Las impedancias de red Zkk1, Zkk2 y Zkk0 se pueden calcular a partir de las ecuaciones de red V = Y-1•I del sistema de secuencia positiva, negativa y cero.

Dependiendo del método utilizado, la matriz Y toma diferentes valores: §

Según el método de Superposición, todos los elementos se toman en cuenta en los cálculos.


§

El método IEC recomienda despreciar todas las admitancias en paralelo de secuencia positiva. Adicionalmente se corrigen las impedancias de los elementos de alimentación de las fallas.

§

La norma ANSI/IEEE dice que se deben construir tres matrices-Y diferentes de secuencia positiva para poder calcular las corrientes Ik" (0.5 ciclos), Ia (x ciclos) e Ik (30 ciclos). Las impedancias de los generadores y motores se deben corregir para las tres matrices. Las cargas se desprecian. Las impedancias de secuencia negativa y cero no se corrigen. Para obtener la relación X/R se construyen por separado dos matrices de admitancia nodal (de secuencia positiva y cero) considerando solamente la parte resistiva de la red.

Las corrientes típicas de cortocircuito son: la corriente pico, la corriente de interrupción, la corriente de estado estable y la corriente térmica. Las normas IEC y ANSI/IEEE indican el procedimiento para calcular estas corrientes a partir de la corriente de cortocircuito inicial.

4.2.1. COMPARACIÓN DE LOS MÉTODOS [17] El método de Superposición es el método más preciso si se conocen los voltajes de pre-falla. Es difícil conocer los voltajes antes del cortocircuito, especialmente en la etapa de planeamiento, donde los resultados de Flujo de Carga sólo pueden ser aproximados. Más aún, es difícil hallar los resultados de Flujo de Carga que producen las corrientes de cortocircuito máximas y mínimas en los diferentes puntos del sistema.

Este módulo suministra un método de superposición simplificado. Las fuentes internas de voltaje (FEM) se ajustan al 110% del voltaje nominal del sistema para los elementos que alimentan la falla. Por lo tanto, se asume una caída de voltaje del 10% entre el voltaje terminal y el voltaje interno para operación normal. Para el


método de superposición exacto, se debe calcular un Flujo de Carga antes de realizar los cálculos de Cortocircuito. Los métodos IEC y ANSI/IEEE son métodos simplificados que se pueden utilizar para calcular las corrientes de cortocircuito. Estos tienen la ventaja de que no se requieren conocer los voltajes de pre-falla para obtener resultados precisos. Las corrientes calculadas son conservadoras (están en el lado seguro). El cálculo se realiza de acuerdo a una norma internacional.

Se deben calcular las corrientes de cortocircuito de acuerdo a la norma IEC o ANSI/IEEE, especialmente cuando se requieren obtener las corrientes pico, corrientes de interrupción y corrientes de estado estable de un sistema eléctrico de potencia. Para calcular los voltajes durante un cortocircuito (voltajes después de ocurrida la falla) se debe utilizar el método de Superposición.

4.3. RESULTADOS DEL NEPLAN PARA LA NORMA IEC 60909 4.3.1. CORRIENTE DE CORTOCIRCUITO INICIAL [17] Esta corriente se puede calcular de acuerdo a la norma IEC o al método de superposición. Las corrientes de falla en las fases se calculan haciendo uso del método de componentes simétricas.

4.3.2. POTENCIA DE CORTOCIRCUITO INICIAL [17] La potencia de cortocircuito inicial se calcula dependiendo del tipo de falla:

Falla simétrica:

Sk '' = 3 ⋅ Vn ⋅ Ik ''

(4.5)

Falla asimétrica y especial: Sk '' = Vn ⋅ Ik '' / 3

Vn es el voltaje nominal del sistema.

(4.6)


4.3.3. CORRIENTE DE CORTOCIRCUITO [17] La corriente pico Ip es el mayor valor instantáneo posible de la corriente de cortocircuito y depende de la relación R/X. Esta se puede calcular de acuerdo a la norma IEC, de la siguiente manera:

i p = κ ⋅ 2 ⋅ Ik ''

(4.7)

Donde: kappa = 1.02 + 0.98e −3 .

R X

Para calcular la relación R/X se utiliza el método de la frecuencia equivalente, lo que significa que se debe utilizar la siguiente expresión R/X=Rc/Xc·(fc/f). Rc y Xc son la resistencia y reactancia equivalente en el punto de falla a la frecuencia equivalente fc. Zc = Rc + j·2·Pi·fc·Lc, es la impedancia vista desde el punto de falla si se aplica una fuente de voltaje equivalente como el único voltaje activo a la frecuencia fc = 20Hz (para frecuencia del sistema f = 50Hz) o fc = 24Hz (para frecuencia del sistema f = 60Hz). Para calcular las corrientes en las ramas se debe utilizar la relación R/X de las ramas o del punto de falla, dependiendo de la entrada de los parámetros de cálculo.

4.3.4. CORRIENTE DE INTERRUPCIÓN DE CORTOCIRCUITO [17] La corriente de interrupción Ib para las máquinas sincrónicas se calcula como:

Ib = µ ⋅ Ik ''

(4.8)

El factor μ (mue) se calcula de acuerdo a la norma IEC y es una función de la relación Ik"/IrG y de la temporización mínima tmín de los interruptores (Ik": corriente de cortocircuito inicial; IrG: corriente nominal).

Para motores, la corriente de interrupción Ib es


Ib = µ ⋅ q ⋅ Ik ''

(4.9)

El factor μ se puede calcular de forma análoga a la anterior. El factor q es una función de la relación m = P/p (P: potencia activa nominal; p: número de pares de polos) y de la temporización mínima de los interruptores.

Dependiendo del tipo de red, la corriente de interrupción en el punto de falla se calcula como:

4.3.4.1. CC en una Red Enmallada [17]

Ib = Ik '' −

3  '' '' '' ''  ⋅  ∑ ∆VGi ⋅ (1 − µ i ) ⋅ IkGi − ∑ ∆VM j ⋅ (1 − µ j ⋅ q j ) ⋅ IkM j  c ⋅ Vn  i j 

(4.10)

Donde:

c·Vn/√3:

Fuente equivalente de voltaje en el punto de falla

Ik":

Corriente inicial de cortocircuito

ΔVG"i, ΔVM"j:

Diferencias en el voltaje inicial en el punto de conexión de la máquina sincrónica i y de la máquina asincrónica j

IkG"i, IkM"j:

Corriente de cortocircuito inicial de la máquina sincrónica i y de la máquina asincrónica j

4.3.4.2. CC alimentado desde Fuentes no Enmallada [17]

Ib = ∑ Ibi

(4.11)

i

Ibi representa la corriente de interrupción del elemento activo i, el cual está conectado al nodo bajo falla.


4.3.4.3. CC con Alimentación Simple [17] Ib = Ibi

(4.12)

Ibi representa la corriente de interrupción del elemento activo i, el cual está conectado al nodo bajo falla. Cuando se calculan fallas especiales o asimétricas, se considera Ib = Ik". Comentario: El programa determina el tipo de red.

4.3.5. CORRIENTE DE ESTADO ESTACIONARIO [17] La corriente de estado estacionario se calcula dependiendo del tipo de red:

4.3.5.1. CC en una Red Enmallada [17] Ik en el nodo bajo falla:

Ik = Ik '' OM

(4.13)

Ik"OM es la corriente de cortocircuito inicial sin considerar la contribución de los motores

4.3.5.2. CC Alimentado desde Fuentes no Enmalladas [17] Ik en el nodo bajo falla:

Ik = ∑ Ik i

(4.14)

i

Iki es la corriente de estado estable del elemento i conectado al nodo bajo falla.


4.3.5.3. CC con Alimentación Simple [17] Ik en el nodo bajo falla: Ik = Ik i

(4.15)

Iki es la corriente de estado estable del elemento i conectado al nodo bajo falla. Cuando se calculan fallas especiales y asimétricas, se toma Ib = Ik".

La corriente de estado estable de una máquina sincrónica, Ik, para una red con alimentación simple, se calcula como: Ik = λ ⋅ IrG

(4.16)

El factor λ es una función de Xdsaturada, Vfmáx/Vfr, Ik"/IrG y del tipo de máquina (de polos salientes o cilíndricos). Estos parámetros son valores de entrada excepto la corriente de cortocircuito inicial Ik". IrG es la corriente nominal de la máquina. Se puede calcular un factor λ

mí ni mo o máxi mo,I k ’ ’mí ni ma,I k ’ ’máxi ma eI k ’ ’de

est adoest aci onar i o.

4.3.6. CORRIENTE DE CORTOCIRCUITO TÉRMICA [17] Lacor r i ent edecor t oci r cui t ot ér mi casecal cul acomo: Ith = Ik '' ⋅ m + n

(4.17)

Elf act orm t omaencuent al ai nf l uenci at ér mi cadel acomponent enoper i ódi cade l acor r i ent edecor t oci r cui t o,yelf act ornl ai nf l uenci at ér mi cadel acomponent e al t er nadel acor r i ent edecor t oci r cui t o.Elf act orm esunaf unci ónde“ k appa”yde l adur aci óndel acor r i ent edecor t oci r cui t oTk s.Elf act ornesunaf unci óndel a r el aci ónI k " / I k ,el f act ork appaydel adur aci óndel acor r i ent edecor t oci r cui t o.


4.3.7. COMPONENTE DC DE LA CORRIENTE DE CORTOCIRCUITO [17] Lacomponent eD. C.del apot enci adecor t oci r c ui t osecal cul acomo: i DC = 2 ⋅ Ik '' ⋅ e −2πf ⋅t ⋅R / X

(4.18)

dondefesl af r ecuenci a,tesl adur aci óndelcor t oci r cui t oyR/ X esl ar el aci ón ent r el apar t er ealyl ai magi nar i adel ai mpedanci a.Lar el aci ónR/ Xsecal cul ade acuer doalmét ododef r ecuenci aequi val ent e.

4.3.8. CORRIENTE DE INTERRUPCIÓN ASIMÉTRICA [17] Lacor r i ent edei nt er r upci ónasi mét r i casecal cul ac omo:

I asi = Ib 2 + i DC

2

(4.19)

acomponent eD. C.del acor r i ent e DondeI besl acor r i ent edei nt er r upci óneiDC l decor t oci r cui t o.

4.4. NORMA ANSI C37.013 [17] En es t a nor ma,elc ál cul o de cor t oci r cui t os el l eva a cabo consi der ando l os gener ador esenl ar edconsusc or r i ent es.Est ascor r i ent essecal cul anmedi ant e l assi gui ent esf ór mul as:

Corriente de cortocircuito simétrica de la fuente de generación

I fuente _ gen _ sim _ rms =

 1 1  −t / Td ''  1 1  −t / Td ' 1  + + − e e  '' −  '  ' X X d  X d  Xd  3 ⋅ V  X d  d P

(4.20)


Corriente de cortocircuito asimétrica de la fuente de generación

I fuente _ gen _ asim =

1  −t / Td ' '  1 1  −t / Td ' 1  1 −t / Td P ⋅ 2  1 e e e + − +  ⋅ cos ωt −  '' − '  ' ''   Xd  X d  V ⋅ 3  X d Xd  Xd  Xd (4.21)

DondePespot enci anomi nal ,Vesmáxi movol t aj enomi nalyXdsonl osval or es der eact anci adel gener adorenp. u.

4.4.1. CORRIENTES ANSI/IEEE [17] De acuer do a l a nor ma ANSI / I EEE,l as cor r i ent es se cal cul an con elf i n de sel ecci onari nt er r upt or es. •

Cor r i ent esi mét r i cade0, 5ci cl osI k "

•

Cor r i ent easi mét r i cade0, 5ci cl osI asi

•

Cor r i ent esi mét r i cadei nt er r upci óndexci cl osI a( x:val ordeent r ada,p. e.3, 4,5,8)

•

Cor r i ent edeest adoest aci onar i oI k( 30ci cl os)

Par al ost r est i empos( 0, 5,x,30ci cl os )sedebeconst r ui runar edsepar ada.

Todosl osvol t aj esdef al l asepr esent anpar al ar edde0, 5ci cl os.

4.4.1.1. Corriente Simétrica de 0.5 Ciclos [17] Lacor r i ent esecal cul acomosei ndi caacont i nuaci ón( c ct r i f ási co) : Ik1 '' =

E oper Zk1

(4.22)


Lai mpedanci aenelpunt odeubi c aci óndel af al l aZk 1sepuedehal l arapar t i rde l amat r i zcompl ej aYdelsi st emadesecuenci aposi t i va.Lamat r i zYesdi f er ent ea l aut i l i z adaenl anor maI EC909.

4.4.1.2. Corriente Asimétrica de 0,5 Ciclos [17]

Lacor r i ent esecal cul acomosei ndi caacont i nuaci ón( c ct r i f ási co) : Iasi1 = ''

Eoper Zk1

* 1 . 0 + 2 ⋅ e − 4 π ⋅ f ⋅t ⋅ R / X =

Eoper Zk1

* 1.0 + 2 ⋅ e − 2⋅π ⋅R / X

(4.23)

Lai mpedanci aenel punt odeubi caci óndel af al l a,Zk 1,sepuedehal l arapar t i rde l amat r i zcompl ej aY del si st emadesecuenci aposi t i va,enf or masi mi l araI k " .

Lar el aci ónX/ Rt ambi énsepuedehal l ardel amat r i zY.fesl af r ecuenci adel a r ed,t=0. 5/f ,el t i empo.

4.4.1.3. Corriente de Interrupción Simétrica (Corriente de x ciclos) [17] Lacor r i ent esecal cul acomosei ndi caacont i nuaci ón( c ct r i f ási co) : Ia = fcc ⋅

Eoper Zki1

(4.24)

Lai mpedanci aenel punt odeubi caci óndel af al l a,Zk 1,sepuedehal l arapar t i rde l amat r i zcompl ej aY delsi st emadesecuenci aposi t i va,l acualesdi f er ent eal a ut i l i z adapar ael cál cul odeI k " .Elf act orf ccsepuedecal cul arconl aay udadeX/ R R,delt i poder ed( gener adorcer canool ej ano)ydelt i pode ydel ar el aci ónZk i 1/ cor t oci r cui t o( f al l asi mét r i c aoasi mét r i ca) .Elval ordel ar esi st enci aR sehal l aa par t i rdeunamat r i zY apar t equecont i enes ol ament el apar t er esi st i vadel ar ed.

El pr ogr amapr esent ael val orE/ Zcomo: Ia =

E oper Zki1

(4.25)


4.4.1.4. Corriente Simétrica de Estado Estacionario (30 Ciclos) [17] Lacor r i ent esecal cul acomosei ndi caacont i nuaci ón( c ct r i f ási co) : Ik =

E oper

(4.26)

Zkk1

sepuedehal l arapar t i rde Lai mpedanci aenelpunt odeubi caci óndel af al l a,Zk 1, l amat r i zcompl ej aY delsi st emadesecuenci aposi t i va,l acualesdi f er ent eal a ut i l i z adapar ael cál cul odeI k "eI a.

4.5.

MODELO

DE

ENTRADA

DE

ELEMENTOS

EN

EL

PROGRAMA NEPLAN [17] Unodel osobj et i voses pecí f i cosdeest eest udi o,const i t uy el ai mpl ement aci ónde l abasededat ospar aelmódul odecor t oci r cui t osdelsof t war eNEPLAN,af i nde que est e est udi o cont r i buy a adi ci onal ment e,con l ai nf or maci ónsuf i ci ent e par a que elCONELEC pueda haceruso de est a her r ami ent a en sus anál i si sy pr oy ect osespecí f i cos.

4.5.1. MÁQUINA SINCRÓNICA [17] Lospar ámet r osnecesar i ospar ai ngr es aralsi st ema unamáqui na si ncr óni cao gener adorr equer i dospar ael cál cul odec or t oci r cui t oenNEPLANs on:

Vr :Vol t aj enomi nalenk V Sr :Pot enci anomi nal enMVA Pr :Pot enci aact i vaenMW Cos( phi ) :f act ordepot enci a Vf max/ Vf r :Rel aci ón delvol t aj e de ex ci t aci ón máxi mo posi bl eal a ex ci t aci ón nomi nalaf act ordepot enci aycar ganomi nal es. Xdsat .:React anci asi ncr óni c aen% conr espect oaSryVr( val orsat ur ado) . Xd’sat .:React anci at r ansi t or i asat ur adaen% conr espect oaSryVr .


Xd”sat .:React anci asubt r ansi t or i asat ur adaen% conr espect oaSryVr . RG:Resi st enci aequi val ent edelgener adorenOhm.RG set omaencuent aenel cál cul odet odasl ascor r i ent esex cept opar ael del acor r i ent epi coi p. X( 2) :React anci adesecuenci anegat i va,l acualest ádadaporx ( 2)=0. 5( xd”+ xq” )en% conr espect oaVrySr .Val orr ecomendado:x ( 2)=xd” . X( 0) :React anci adesecuenci acer odel amáqui nasi ncr óni caen% c onr espect oa SryVr .Val ort í pi co:x( 0)=( 0. 4… 0. 8)xd” . LaFigura 4.1. pr esent aelcuadr odedi ál ogoqueut i l i z aNEPLAN par aeli ngr eso del ospar ámet r osdel asmáqui nassi ncr óni cas.

Figura 4.1. Cuadr odedi ál ogodeunamáqui nas i ncr óni caenNEPLAN

NEPLAN consi der aal a máqui na si ncr óni ca par a su model aci ón como una r esi s t enci aconect adaaunar eact anci a.LaFigura 4.2. muest r aelmodel odeuna máqui nasi nc r óni capar acál cul osdecor t oci r c ui t o.


Figura 4.2. Model odeunamáqui nas i ncr óni capar ac ál cul osdecor t oc i r cui t oen NEPLAN

I nt er nament eelmódul odecor t oci r cui t osdeNEPLAN,r eal i z al oscál cul osdel os par ámet r osdelmodel odesecuenci aposi t i va,negat i vayc er o,quesecal cul an comosei ndi c aacont i nuaci ón: Secuencia Positiva R=RfR=Rf X=xd" · Vr/ ( 100· Sr ) Secuencia Negativa R=Rf X=x( 2) · Vr/ ( 100· Sr ) Secuencia Cero R=Rf+3.RE X( 0)=x( 0) · Vr/ ( 100· Sr ) X=X( 0)+3. XE

Lasi gui ent ef i gur a muest r aelmodel o des ecuenci a posi t i vadelt r ansf or mador par al oscál cul osdecor t oci r c ui t o.


Figura 4.3. Model odeSec uenc i aPos i t i v adelTr ans f or madorpar acál cul osde cor t oc i r cui t oen NEPLAN

4.5.2. TRANSFORMADOR DE DOS DEVANADOS [17] Elmodel odesecuenci acer odelt r ansf or madordependedelgr upovect or i al Los par ámet r os necesar i os par ar eal i z arl os cál c ul os de cor t oci r cui t o son l os most r adosenl aFigura 4.4.

Vn1:Vol t aj enomi naldelnododel devanadopr i mar i o Vn2:Vol t aj enomi naldelnododel devanadosecundar i o Vr 1,Vr 2:Vol t aj enomi naldel osdevanadospr i mar i oysecundar i o,conbaseenl a r el aci óndet r ansf or maci ón. Sr :Pot enci anomi nal enMVA R( 1) :Pér di dasnomi nal esenelcobr edesecuenci aposi t i vaenl osdevanados1y 2en% c onr espect oaSryVr 1par at ap=t apnomi nal . Zc c( 1) :Vol t aj edecor t oci r cui t onomi nal desecuenci aposi t i vaen% conr espect oa SryVr 1par at ap=t apnomi nal . R( 0) :Pér di dasnomi nal esenelcobr edesecuenci acer oenl osdevanados1y2 en% conr espect oaSryVr 1par at ap=t apnomi nal . Zc c( 0) :Vol t aj edecor t oci r cui t onomi naldes ecuenci acer oen% conr espect oaSr yVr 1par at ap=t apnomi nal . I 0:Cor r i ent edeci r cui t oabi er t oen% conr espect oaSryVr 1. Uni dadTr ansf or mador a:i ndi casiel t r ansf or madorf or mapar t eonodeunauni dad gener ador a.


Gr upoVect or i al :Conexi onesdel osdevanadosenl osnodos1y2.Elval orpor def ect oesYD. 05.Losgr uposvect or i al est í pi cossepuedens el ec ci onardeuna l i st a.

Figura 4.4. Cuadr odedi ál ogodeunt r ans f or madordedosdev anadosenNEPLAN

4.5.3. TRANSFORMADOR DE TRES DEVANADOS [17] Lospar ámet r osaconsi der arenl ost r ansf or mador esdet r esdevanadospar ael cál cul odecor t oci r cui t osenNEPLAN,son:

Vn1:Vol t aj enomi nal delnododel devanadopr i mar i o Vn2:Vol t aj enomi nal delnododel devanadosecundar i o


Vn3:Vol t aj enomi nal delnododel devanadot er ci ar i o Vr 1,Vr 2:Vol t aj enomi naldel osdevanadospr i mar i o,secundar i oyt er ci ar i o,con baseenl ar el aci óndet r ansf or maci ón. Sr 12,Sr 23,Sr 31:Pot enci anomi nalenMVA 12:pr i mar i o–secundar i o 23:secundar i o–t er ci ar i o 31:t er ci ar i o–pr i mar i o

Rr ( 1) 12,23,31:Pér di dasnomi nal esenelcobr edes ecuenci aposi t i vaen% con r espect oaSr 12,Sr 23,Sr 31yVr 1,Vr 2yVr 3. Zc c( 1) 12,23,31:Vol t aj e nomi nalde cor t oci r cui t o de secuenci a posi t i va con r espect oaSr 12,Sr 23,Sr 31yVr 1,Vr 2yVr 3. Zc c( 0) 12,23,31:Vol t aj enomi naldecor t oci r cui t odesecuenci acer oconr espect o aSr 12,Sr 23,Sr 31yVr 1,Vr 2yVr 3. La Figura 4.5 muest r a elcuadr o de di ál ogo con l ospar ámet r osnecesar i osa i ngr esarenelcál cul odecor t oci r cui t osqueut i l i z aNEPLAN par at r ans f or mador es det r esdevanados.


Figura 4.5. Cuadr odedi ál ogodeunt r ans f or madordet r esdev anadosenNEPLAN

4.5.4. LÍNEAS [17] Lospar ámet r osaconsi der aren l asl í neaspar aelcál cul odecor t oci r cui t osen NEPLAN,son:

Longi t ud:

Longi t uddel al í neaenk m.

Uni dades: Uni dadespar al osval or esdeent r adasi gui ent es.Lasuni dades ut i l i z adaspar aest eest udi oson: -Ohm/ k m R( 1):

Resi st enci adesecuenci aposi t i vaenOhm/ k m

R( 0) :

Resi st enci adesecuenci acer oenOhm/ km

X( 1) :

React anci adesecuenci aposi t i vaenOhm/ km

X( 0) :

React anci adesecuenci acer oenOhm/ k m

C( 1) :

Capaci t anci adesecuenci aposi t i vaenμF/ k m


C( 0) :

Capaci t anci adesecuenci acer oenμF/ km

G( 1) :

Conduct anci adesecuenci aposi t i vaenμS/ k m

B( 0) :

Suscept anci adesecuenci ac er oenμS/ km

B( 1) :

Suscept anci adesecuenci aposi t i vaenμS/ k m

4.5.4.1. DESCRIPCIÓN DEL MODELO (LÍNEA) [17] LaFigura 4.6. muest r aelmodel odeunal í neaqueut i l i z aNEPLANpar ael cál cul o i nt er noqueest epaquet ecomput aci onalr eal i z ac onel módul odecor t oci r cui t os.

Figura 4.6. Model odeunal í neaenNEPLAN


Figura 4.7. Cuadr odedi ál ogodeunal í neaenNEPLAN

LaFigura 4.7. muest r aelcuadr odedi ál ogopar aeli ngr esodeunal í neaconl os par ámet r osut i l i z adosenel cál cul odecor t oci r cui t os .

Despuésder eal i z adosl oscál cul os,l osr esul t adossepr esent anaut omát i cament e enel di agr amauni f i l ar .

Losr esul t adosqueseobt i enenl uegoder eal i z arl assi mul aci onesenNEPLAN son:

I k ” : Cor r i ent ei ni ci al decor t oci r cui t o,enel si s t emadef ases AngI k ” :Angul odeI k ” ,enelsi st emadef ases. i p:

Cor r i ent epi coenmagni t ud( k A) ,enel si st emadef ases.

I b:

Cor r i ent edei nt er r upci ón.

I k :

Cor r i ent edeest adoest abl e.

I t h: Cor r i ent edecor t oci r cui t ot ér mi co( k A) .


i DC: Component eD. C.del acor r i ent edecor t oci r cui t oen( k A) ,enelsi st emade f ases. Sk ” : Pot enci adecor t oci r cui t o,enel si s t emadef ases.

Cuandoser eal i z anl oscál cul osdeacuer doal anor maANSI / I EEE,sol ament ese pr esent an l osvol t aj esde l ar ed de 0. 5 ci cl o,esporest e mot i vo que par a el est udi odec or t oci r cui t osani velde138k V y230 k V seopt a másbi enporel mét odoI EC 60909,quepr oveedel osr esul t adosadec uadospar adet er mi narel equi podes ec ci onami ent oasoci adoconl osnodosbaj of al l aapr ot eger .

Elt i po de f al l a y elmét odo porelcualse desea r eal i z arelcál cul o,est án di sponi bl esael ecci óndel usuar i o.

4.5.5. EQUIVALENTE DE RED [17] Par al a si mul aci ón delSi st ema Naci onalI nt er conect ado en NEPLAN, es necesar i oconsi der aralsi st emacol ombi ano comounequi val ent eder edenl a subest aci ónJamondi no230k V.Lospar ámet r osdeest eequi val ent eder edse r esumenenl aTabla 4.1.,l asi mpedanci asdesecuenci aposi t i va,negat i vaycer o, l ascor r i ent esypot enci asdecor t oci r cui t o,cor r i ent espi c odec or t oci r cui t opar a máxi maymí ni magener aci óndel si s t emael éct r i c ocol ombi ano. LaFigura 4.8.,muest r al ar epr esent aci ónenNEPLAN delequi val ent eder eddel si st emael éct r i cocol ombi anoenl asubest aci ónJamondi no230k V.


Figura 4.8. Repr es ent aci ónenNEPLANdelequi v al ent eder eddels i s t emacol ombi ano

Est eequi val ent eder edysuspar ámet r osconsi der anl ascondi ci onesnor mal esde di sponi bi l i dadymani obr adel osel ement osdecompensaci ónasoci adosaest a subest aci ón.

I"k kA

Sk" MVA

ip kA

Rk0 Ohm

Xk0 Ohm

Rk1 Ohm

Xk1 Ohm

Rk2 Ohm

Xk2 Ohm

Ao 2011 3, 174 1209, 486 7, 805 7, 68 52, 107 4, 477 43, 628 4, 164 44, 174 Máx i ma Ao Gener aci ón 2007 2, 518 959, 374 6, 175 8, 851 70, 929 5, 748 54, 964 5, 38 55, 606 Ao 2011 3, 083 1174, 703 7, 852 7, 557 43, 573 4, 307 44, 955 4, 054 44, 759 Mí ni ma Ao Gener aci ón 2007 2, 143 816, 595 5, 291 8, 177 68, 656 6, 421 64, 609 6, 109 53, 912 Tabla 4.1. Par ámet r osdelequi v al ent eder edpar amáx i maymí ni magener aci óndels i s t ema el éct r i coc ol ombi anoenl abar r aJamondi no230k V.

LaFigura 4.9.,muest r aelcuadr odedi ál ogodel ospar ámet r osquer equi er eel equi val ent eder edenNEPLANpar ael cál cul odecor t oci r cui t os.


Figura 4.9. Cuadr odedi ál ogodelequi v al ent eder edenNEPLANpar ademandamí ni ma

APLICACIÓN DE NEPLAN EN EL CÁLCULO ICC T10726CAP4

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