Apuntes-Clase Aula ATPDraw Completo Intro Faltas

Introdução ao ATPDraw e modelagem de circuitos de distribuição I. Introdução

II. Instalação do ATP III. Modelagem de circuitos ± Principais elementos

Introdução ao ATPDraw e modelagem de circuitos de distribuição

IV. Medidores e spliter

V. Referências

Modelagem de circuitos de distribuição e introdução ao ATPDraw

I. Introdução



V. Referências

Conteúdo 1. Introdução

2. Instalação do ATPDraw 3. Modelagem de circuitos usando ATPDraw ± Principais elementos

Estagio de docência apresentado por:

M.Sc. Andrés Ricardo Herrera Orozco

a) b) c) d) e)

Estudante de Doutorado em Engenharia Elétrica - PPGEE - UFRGS

Professor da disciplina: PhD. Roberto Chouhy Leborgne

L

4. Utilização de medidores e spliter

LASEP

5. Referências

LABORATÓRIO DE SISTEMAS ELÉTRICOS DE POTÊNCIA

L

1/33 Porto Alegre, Março de 2015

L

LASEP

2/33


Introdução ao ATPDraw e modelagem de circuitos de distribuição I. Introdução Introdução II. Instalação do ATP III. Modelagem de circuitos ± Principais elementos

Configuração inicial do ATP Fontes Transformadores Linhas de distribuição Cargas

LASEP LABORATÓRIO DE SISTEMAS ELÉTRICOS DE POTÊNCIA



V. Referências

I. Introdução Introdução II. Instalação do ATP III. Modelagem de circuitos ± Principais elementos


V. Referências

Programa de simulação universal

Modelar sistemas complexos no domínio do tempo

Distribuição livre e gratuito

Realizar medições dos sinais e realizar estudos de análises de transitórios

É uma ferramenta potente

Inicialmente chamado EMTP (Electro Magnetic Transient Program) Dr. Hermann Dommel

Ferramenta viável para realizar o modelagem de um sistema de distribuição.

Década dos 60s

³Boneville Power Administration´ (BPA) Alternative Transients Program

³(OHFWULF Power Research Institute´ (EPRI) Versão para PC chamado ATP 3/33

Alternative Transients Program

Utiliza modelos detalhados para simular de forma precisa os transitórios, permitindo sua aplicação para análises de qualidade de energia.

Grupo Europeu

L


4/33

L


Introdução ao ATPDraw e modelagem de circuitos de distribuição I. Introdução II. II.Instalação Instalação do ATP ATP III. Modelagem de circuitos ± Principais elementos



V. Referências

I. Introdução II. II.Instalação Instalação do ATP ATP III. Modelagem de circuitos ± Principais elementos

a. Instalação do ATPDraw

b. Atualização do ATPDraw para V 5.7

Ir para pasta chamada ATP_V_5_6

Ir para pasta chamada ATPDraw57p4_image


V. Referências

Sequência de execução de arquivos 1. InstATP122.exe 2. InstATP122_add.exe 3. InstATP122_lib.exe

Copiar as pastas e colar em C:\Arquivos de programas\ATP\atpdraw\project

4. ATPLnch117.exe

Copiar os arquivos e colar em C:\Arquivos de programas\ATP\atpdraw\

L

5/33

6/33



L

LASEP




V. Referências

I. Introdução II. II.Instalação Instalação do ATP ATP III. Modelagem de circuitos ± Principais elementos


c. Abrir a Interface do ATPDraw

d. Rodar um exemplo de circuito em ATPDraw

Inicio\Todos os Programas\ATP\ATPDraw\

Abrir C:\Arquivos de programas\ATP\atpdraw\project\example\Exemplo1_intro.acp

V. Referências

Abrir Barra de menus Barra de ferramentas

Cria uma nova janela de circuito

7/33

Compilar + Rodar o arquivo atual (F2)

L

Compilar + Rodar o arquivo atual (F2)


8/33

L





V. Referências

I. Introdução

II. Instalação do ATP III. III. Modelagem Modelagem de circuitos circuitos ±± Principais Principaiselementos elementos IV. Medidores e spliter

d. Rodar um exemplo de circuito em ATPDraw

a. Configuração inicial do ATP

Menu ATP\PlotXY

Menu ATP\Settings

V. Referências

Passo de tempo ± Frequência de amostragem

Tensão

Tempo de simulação

Corrente

Para mudar as especificações das indutâncias Se Xopt.= 0, então as indutâncias em [mH] Se Xopt.= power frequency, então as indutâncias em [Ohm] Para mudar as especificações das capacitâncias Se Copt.= 0, então as indutâncias em [ȝF] Se Copt.= power frequency, então as indutâncias em [ȝS] ou [ȝMho]

Tolerância usada para testar singularidade Frequência do sistema em [Hz]

L

9/33

LASEP

10/33



L




V. Referências

b. Fontes

I. Introdução


V. Referências

b. Fontes

Fontes disponíveis no ATPdraw Fonte usada comumente para modelar circuitos de distribuição

Fontes não aterradas

11/33

L


12/33

L





V. Referências

c. Transformadores


kV-high 115 - D

kV-low 13.2 Gr. Y

R-% 1

L

13/33

X-% 8

14/33


V. Referências

* I3 ZAB

VBC

B

IC

ZA -

+

-

*

ZB

Vbn

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-

I1

IB

+

Van

C'

A'

I2 B'

ZBC

Vcn ZC


+

Ic

C

Pode ser tensão de linha ou fase dependendo da conexão dos enrolamentos

ࢆ ் ൌ ࡾ ் ൅ ݆ࢄ ்

Resistencia nos enrolamentos do primário e secundário [ohm]

V. Referências

Calculo de parâmetros a ingressar com os dados ministrados

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Ib

ZCA

A

VAB B


Ia

IA

VCA

I. Introdução

c. Transformadores

Tensão nos enrolamentos Primário e Secundário A

LASEP



c. Transformadores

L

LASEP


V. Referências

c. Transformadores

kVA 5,000

Subestação

I. Introdução

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Impedância total do enrolamento do transformador calculada ao lado tomado como base (Pode ser primário ou secundário)

Indutâncias nos enrolamentos do primário e secundário [mH, Ohm] Conexão dos enrolamentos do primário e secundário D, Y, Z, A Permite selecionar o tipo de núcleo (3-leg core), como é ingressada a curva de saturação (RMS) e selecionar um transformador com três enrolamentos (3-winding).

15/33

L

Subestação

kVA 5,000

kV-high 115 - D


16/33

kV-low 13.2 Gr. Y

R-% 1

L

X-% 8 LASEP LABORATÓRIO DE SISTEMAS ELÉTRICOS DE POTÊNCIA



A impedância total é divida entre o primário e secundário em partes iguais

ࢆ் ࡾ் ࢄ் ൌ ൌ ൅݆ ʹ ʹ ʹ

Uma das partes calculada como ZT/2 do lado tomado como base deve ser recalculada para o outro lado do transformador (p ou s) levando em conta a relação de transformação de enrolamentos (ad).

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Subestação

kV-high 115 - D

kV-low 13.2 Gr. Y

R-% 1

X-% 8

L

17/33

ࡿ௕௔௦௘ଵ‫ ׎‬ൌ

ࢆ ் ൌ ࡾ ் ൅ ݆ࢄ ்

V. Referências

ܸ௦ ൌ

19/33

ࢆ௣ǡ௦ ൌ ࢆ௦ ܽ݀ଶ

kVA 5,000

ࢆ௦ ൌ

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kV-high 115 - D

ଵହǤ଴଼ଽ଼ మ

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kV-low 13.2 Gr. Y

R-% 1

L

18/33

I. Introdução



V. Referências

R-% 1

L

Modelos de linhas

ͳ͵Ǥʹ ܸ݇

͵

Conexão Delta (D) no Primário Conexão Estrela (Y) no Secundário

kV-low 13.2 Gr. Y

ࢆ ் ൌ ͹ͻǤ͵ͷ ൅ ݆͸͵ͶǤͺ π

ࢄ ் ൌ ࢆ௕௔௦௘ ‫ࢄ כ‬Ψ ൌ ͹ͻ͵ͷπ‫Ͳכ‬ǤͲͺൌ͸͵ͶǤͺπ ܽ݀ ൌ

= 7935π

d. Linhas de distribuição

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kV-high 115 - D

ሺଵଵହ ௞௏ሻమ ହ଴଴଴ ௞௏஺Τଷ

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kVA 5,000

ࢆ௕௔௦௘ ൌ

LASEP

Exemplo numérico com os dados ministrados

ܸ௣ ൌ ͳͳͷ ܸ݇

Subestação

ࢂ௕௔௦௘ ൌ ͳͳͷ ܸ݇



c. Transformadores

V. Referências

Exemplo numérico com os dados ministrados

ࢆ் ൌ ͵ͻǤ͸͹ͷ ൅ ݆͵ͳ͹ǤͶ π ʹ

Subestação


ͷͲͲͲ ܸ݇‫ܣ‬ ͵

ࢆ௣ǡ௦ ൌ ܽ݀ଶ ‫ࢆ כ‬௦

Solucionando a equação para a impedância que se deseja calcula-se a impedância do outro lado do transformador.

kVA 5,000


ࢆ௣ ൌ ࢆ௣ǡ௦ ൌ

É calculada levando em conta a conexão do transformador D, Y, Z, A.

ࢆ௣ ൌ ܽ݀ଶ ‫ࢆ כ‬௦

I. Introdução

c. Transformadores

Com a impedância total do enrolamento do transformador calcula-se a impedância dos enrolamentos do primário e secundário assim:

ࢆ ் ൌ ࡾ ் ൅ ݆ࢄ ்

ܽ݀ ൌ

V. Referências

Calculo de parâmetros a ingressar com os dados ministrados

c. Transformadores

ࢆ௣ǡ௦


Linhas/Cabos

Parâmetros concentrados - RLC Pi equivalente - RL acoplado

Parâmetros distribuídos - Transposto (Clark) - Não Transposto (KClee)

Bergeron Pi JMarti Semlyen Noda


LCC (Line/Cable Constant)

20/33

L





V. Referências

I. Introdução


V. Referências



Comprimento ܼ௔௔ ܼ௕௔ ܼ௖௔

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L

21/33

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ܼ௔௕ ܼ௕௕ ܼ௖௕

LASEP


-

ܸ௔௕ + -

ܸ௕௖

ܸ௖௔

+

-

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L


Introdução ao ATPDraw e modelagem de circuitos de distribuição V. Referências

e. Cargas +

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22/33



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I. Introdução


V. Referências

e. Cargas

‫ܫ‬௅௕ ‫ܫ‬௅௔

‫ܫ‬௅௖௔

‫ܫ‬௅௔

Fase-1 ‫ܫ‬௅௔௕

ܵ௔௕

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-

‫ܫ‬௅௕௖

-

‫ܫ‬௅௕

‫ܫ‬௅௖

Fase-1 -

ܸ௖௡

+

Fase-3 +

‫ܫ‬௅௖

Barra

Conexão

005 006

Y D Total

ܵ௔

Fase-2 ܸ௕௡

Fase-2

Fase-3

+

Fase-1 kW 78.68776 1991.7833 2070.47109

Fase -1 kVAr 39.34388 0 39.34388

23/33

Fase -2 kW 78.68776 1991.7833 2070.47109

Fase -2 kVAr 39.34388 0 39.34388

Fase -3 kW 78.68776 1991.7833 2070.47109

L

Fase -3 kVAr 39,34388 0 39.34388


24/33

L





e. Cargas ࡿ‫כ‬௔ ൌ ࢂ‫כ‬௔௡ ȉ ࡵ௅௔

ࡿ௔ ൌ ࢂ௔௡ ȉ ࡵ‫כ‬௅௔

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ࡿ‫כ‬௔

ൌ ܲ௔ െ ݆ ȉ ܳ௔

Barra

Modelo de carga

005 006

Y D Total

Fase-1 kW 78.68776 1991.7833 2070.47109

ࢂ௔௡ ࢆ௔

ܸ௔௡ ଶ ࢆ௔

I. Introdução

ࡵ௅௔ ൌ

ࡿ‫כ‬௔௕ ൌ ࢂ‫כ‬௔௕ ȉ ࡵ௅௔௕

ࡿ‫כ‬௔௕ ൌ ࢂ‫כ‬௔௕ ȉ

ࡿ‫כ‬௔௕ ൌ

ࢆ௔ ൌ ܴ௔ ൅ ݆ ȉ ܺ௔

Fase -2 kW 78.68776 1991.7833 2070.47109

ࡿ௔௕ ൌ ࢂ௔௕ ȉ ࡵ‫כ‬௅௔௕

ࢂ௔௡ ࢆ௔

Fase -2 kVAr 39.34388 0 39.34388

ܸ௔௡ ଶ ܲ௔ െ ݆ ȉ ܳ௔

Fase -3 kW 78.68776 1991.7833 2070.47109

L

25/33

Fase -3 kVAr 39,34388 0 39.34388

ࢂ௔௕ ࢆ௔௕

ܸ௔௕ ଶ ࢆ௔௕

ࡿ‫כ‬௔௕ ൌ ܲ௔௕ െ ݆ ȉ ܳ௔௕ Barra

Modelo de carga

005 006

Y D Total

Fase-1 kW 78.68776 1991.7833 2070.47109

ࡵ௅௔௕ ൌ

ࢆ௔௕ ൌ ܴ௔௕ ൅ ݆ ȉ ܺ௔௕

ܴ௔௕ ൅ ݆ ȉ ܺ௔௕ ൌ Fase -1 kVAr 39.34388 0 39.34388

Fase -2 kW 78.68776 1991.7833 2070.47109

Fase -2 kVAr 39.34388 0 39.34388

ܸ௅௔௕ ଶ ܲ௔௕ െ ݆ ȉ ܳ௔௕

Fase -3 kW 78.68776 1991.7833 2070.47109

26/33


V. Referências

ࢂ௔௕ ࢆ௔௕

LASEP



e. Cargas

ܴ௔ ൅ ݆ ȉ ܺ௔ ൌ

Fase -1 kVAr 39.34388 0 39.34388

V. Referências

L

Fase -3 kVAr 39,34388 0 39.34388



II. Instalação do ATP III. Modelagem de circuitos ± Principais elementos IV. Medidores Medidores eespliter spliter

V. Referências

a. Medidores e spliter

I. Introdução


V. Referências


a) Medidores de Corrente

b) Medidores de tensão

PLOT

27/33

L


28/33

L





V. Referências


I. Introdução

V. Referências


FOUR

Salvar

29/33

L

L

LASEP

30/33







V. Referências

I. Introdução



V. Referências

a. Medidores e spliter Intervalo de tempo para aplicar o Fourier

Configuração

Estudos de qualidade da energia usando ATPDraw Ordem harmônica a considerar

L

Como mostrar os resultados 31/33

L


32/33

Porto Alegre, Abril de 2015


L






V. Referências

I. Introdução Introdução II. Instalação do ATP III. Modelagem de circuitos ± Principais elementos


V. Referências

Conteúdo Confiabilidade e continuidade 9 Analise de curto-circuito 9 Influencia dos sistemas de proteção

1. Introdução

2. Splitter e chaves

Simulação de faltas

Variação de tensão de curta duração 9 Afundamento de tensão

3. Simulação de faltas shunt

Sobretensões transitórias

4. Simulação de sobretensões transitórias

9 Chaveamento de capacitores 9 Descargas atmosféricas

5. Referencias

Simulação dos eventos

Distorção harmônica (DH)

Alternative Transients Program

9 Simulação e resposta no SD 9 Mitigação da Distorção harmônica

Simulação por fontes de corrente Exemplos de filtros de harmônicas

L

33/33

34/33



II. II. Instalação Splitter e chaves do ATP III. Modelagem de circuitos ± Principais elementos




V. Referências

I. Introdução

II. II. Instalação Splitter e chaves do ATP III. Modelagem de circuitos ± Principais elementos

a. Splitter (divisor)

b. Switches (chaves)

Click direito na tela branca

Click direito na tela branca A B C

C B A

L

LASEP


V. Referências

Usados comumente

A B C C BA

Levar em conta a sequência para a conexão e não a saída (out).

35/33

L


36/33

L



II. Instalação do ATP III. III. Modelagem Simulação de de faltas circuitos ± Principais elementos



V. Referências

I. Introdução



V. Referências

a. Definição de faltas São defeitos nos alimentadores ou equipamentos que geram interrupção no fornecimento da energia elétrica.

Simulação de faltas L

37/33

38/33




L

LASEP




V. Referências

b. Tipos de faltas

I. Introdução



V. Referências

c. Simulação de faltas usando o ATP Simulando uma falta fase-terra (A-g) no circuito Exemplo1_intro. 1. A-g 2. B-g 3. C-g

Temporárias ou transitórias

4. A-B 5. B-C 6. C-A

Permanentes

7. A-B-g 8. B-C-g 9. C-A-g

Dados da falta Tempo de inicio da falta: 60 mS = 0.06 S Resistência de falta = 1 Barra em falta: N003 Tempo de simulação: 150 mS = 0.15 S

10. A-B-C 11. A-B-C-g

39/33

L


41/33

L






V. Referências

I. Introdução


c. Simulação de faltas usando o ATP


Menu ATP/PlotXY

Extraindo os valores eficazes dos sinais de tensão


V. Referências

Inicio da falta

L

42/33

43/33




L

LASEP


V. Referências

I. Introdução



Extraindo os valores eficazes dos sinais usando o Fourier

Extraindo os valores eficazes dos sinais usando o Fourier

Va Vb Vc Ia Ib Ic

Tensões e correntes em pre- Tensões e correntes em falta Falta Mag. [V] Ang. [°] Mag. [V] Ang. [°] 7661,3 -83,031 4433,7 34,886 7678,2 156,97 7341,2 -57,223 7669,2 36,881 7622,5 175,33 11,495 -108,8 3242,2 74,617 16,441 127,34 17,448 -92,062 13,021 -21,936 13,217 123,03

44/33

Va N001 Va N002 Va N003 Va N004 Vbase

Diminui a tensão Aumento de corrente

L

Tensões e correntes em Valor do afundamento Falta em [p.u] Mag. [kV] 4,434 0.582 3,238 0.425 3,234 0.424 3,234 0.424 7621.023553

V. Referências

Afundamentos de tensão 0,600 0,500 0,400 0,300 0,200 0,100 0,000 Va N001



0,700

Tensão [p.u]

Para extrair valores de falta Start time: 0,133333333 S End time: 0,15 S

Sinal Sinal




Para extrair valores de pre-falta Start time: 0,033333333 S End time: 0,05 S

LASEP

45/33

Va N002

Va N003

L

Va N004






V. Referências

I. Introdução

II. Instalação do ATP III. Modelagem de circuitos ± Principais II. Sobretensões elementostransitórias IV. Medidores e spliter

V. Referências

Importar sinais ao Matlab

Sobretensões transitórias

Salvar

47/33

L


49/33

L


Apuntes-Clase Aula ATPDraw Completo Intro Faltas

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