INTRODUCCIÓN Y CONCEPTOS BÁSICOS EN ETAP ELECTRICAL POWER SYSTEM SOFTWARE
SESION N°1 Ing. Luisa Fernanda Barrera Escobar Universidad Nacional de Colombia 2013
I. OBJETIVOS Utilizar
el software de simulación ETAP para estudios de sistemas de
potencia. Conocer
los diferentes modos de simulación y casos que pueden ser simulados en ETAP. Identificar las barras de herramientas que tiene el programa de simulación
Realizar
simulaciones para comprender el funcionamiento y uso de este software. Construir
y simular sistemas de potencia típicos.
I. OBJETIVOS Utilizar
el software de simulación ETAP para estudios de sistemas de
potencia. Conocer
los diferentes modos de simulación y casos que pueden ser simulados en ETAP. Identificar las barras de herramientas que tiene el programa de simulación
Realizar
simulaciones para comprender el funcionamiento y uso de este software. Construir
y simular sistemas de potencia típicos.
QUE ES ETAP? Es una herramienta de análisis y control para el diseño, simulación y operación de sistemas eléctricos de potencia de generación, distribución e industriales. industriales. Herramienta integrada utilizada por ingenieros alrededor del mundo para diseñar, mantener y operar sistemas eléctricos.
Permite
utilizar datos en tiempo real para realizar estudios de sistemas de potencia y evaluación de eventos.
Se
utiliza para supervisar, controlar y optimizar los sistemas de potencia propios de la actividad de la empresa.
BARRA DE HERRAMIENTAS EN MODO SIMULACIÓN
1
2
3
4
5
6
7
8
1. Análi Análisi sis s de de fluj flujo o de de car carga ga 2. Análisi Análisis s de flujo flujo de carga carga desb desbalan alancead ceado o 3. Análi Análisi sis s de de Cor Corto to Cir Circu cuit ito o 4. Análisi Análisis s de aceler aceleraci ación ón de de motores motores 5. Anál Anális isis is de de armó armóni nico cos s 6. Análi Análisi sis s de de tran transi sito tori rios os 7. Coordi Coordinac nación ión de dispos dispositiv itivos os de protec protecció ción n 8. Análi Análisi sis s de fluj flujo o de car carga ga ópti óptimo mo 9. Eval Evalua uaci ción ón de de con confia fiabi bilid lidad ad 10.Ubicación óptima del capacitor 11.Análisis de flujo de potencia en DC 12. Análisis de corto circuito en DC
9
10
11
12
13
BARRA DE HERRAMIENTAS DE EDICIÓN Compuesta por tres secciones:
1. Análisis en corriente alterna
2.Instrumentos y medidores
3. Análisis en corriente directa
1. Análisis en corriente alterna Puntero Transformador de 2 devanados Cable Reactor Red Eléctrica Generador Eólico Máquina de Inducción Cargas Agrupadas Carga Estática Panel Conector Remoto SVC (Compensador de Vars) Motor compuesto AC Fusible Interruptor de Alto Voltaje Reconectador Interruptor Termomagnético seccionador de una sola posición Barra de Instrumentación Mostrar Opciones
Bus Transformador de 3 devanados Línea de transmisión Impedancia Generador
Motor Síncrono MOV Capacitor Filtro Armónico Adaptador de Fase HVDC Línea Red Compuesta Contactor Interruptor de Bajo Voltaje Relé de Sobrecarga Seccionador de doble Posición Malla de Tierra Manejo de Reportes
2.Instrumentos y medidores
Transformador de Corriente Voltímetro
Transformador de Potencial Amperímetro
Multímetro Relé de Voltaje 27/59 Relé de Frecuencia 81 Guardamotor Relé Diferencial 87 Tag
Relé de Potencia Inversa Relé de Estado Sólido Relé de Sobrecorriente Relé Multifuncional
3. Análisis en corriente directa Bus Cable DC
Bus Impedancia DC
Convertidor DC/DC Batería Motor DC
Carga Estática DC
Cargas Agrupadas DC
Carga Compuesta
Red Compuesta Fusible DC Seccionador de Doble Posición DC Unidad de Frecuencia Variable Inversor
Red Compuesta Fusible DC Seccionador de Doble Posición DC Unidad de Frecuencia Variable Inversor
BARRA DE ANÁLISIS Cada modo de simulación tiene su barra de análisis con las siguientes características: 1
1. Correr flujo de carga
2
2. Mostrar opciones
3
3. Mostrar alertas
4
4. Ver reportes 5. Fin de cálculos
5
EJEMPLO # 1. Flujo de Carga Balanceado. El flujo de carga determina las condiciones operativas de un sistema eléctrico. Se determinan los perfiles de tensión en las principales barras, los flujos de potencia activa y reactiva por los cables, líneas y transformadores de la red, su porcentaje de carga y las pérdidas a través de los diferentes componentes del sistema.
Observe el “ Alert View
”
Observe el “Report Manager
”
Selección de los Cables
Observe el “ Alert View
”
EJEMPLO # 2. Flujo de Carga Utilizar el Example-ANSI
Seleccionar el modo “ Análisis de flujo de carga balanceado
”
Seleccione en “Display Options” las siguientes opciones
Haga click en “Run Load Flow ”
ANÁLISIS DE CORTOCIRCUITO Y COORDINACIÓN DE PROTECCIONES DE SOBRECORRIENTE EN ETAP ELECTRICAL POWER SYSTEM SOFTWARE
SESION N°2 Ing. Luisa Fernanda Barrera Escobar Universidad Nacional de Colombia 2013
En esta sesión se introducirá el módulo Short-Circuit Analysis de ETAP y se proporcionarán instrucciones sobre cómo correr cálculos de cortocircuito ANSI e IEC. Además, se hará un breve repaso a los editores de estudio de caso y a la función Alert
View.
Análisis de Corto Circuito
Contruya el siguiente diagrama, asegúrese de que el flujo de carga funcione correctamente y verifique continuidad en las conexiones.
Generadores 1 y 2 :
Generadores en modo “slack ”
Generadores 3 al 8: Modo “ Control de factor de potencia”
Generador 3
Generador 4 al 8
Transformador TR_1 :
Transformador TR_2
:
Transformador TR_3
:
Transformador TR_4
:
Transformador TR_5
:
Transformador TR_6
:
Transformador TR_7
:
Transformadores TR_8 y TR_9
:
Interruptores de Alta Tensión (HV Circuit Breaker): Para seleccionar el interruptor del tipo y marca requeridos entrar en la pestaña Library y seleccionar el modelo de acuerdo al nivel de tensión. CB_1 ,CB_2,CB_5:
CB_4:
P2_CB1 a P2_CB6 :
P2_CB7 a P2_CB9 :
P2_CB10, P2_CB11,CELDA 2:
CELDA 5, CELDA 6, CELDA 7, CELDA 10:
CB_R2_TR1:
Carga en barra de 34.5 kV:
Seleccione la barra donde quiere simular la falla:
Seleccione las unidades de los resultados en display options y haga una falla trifásica a tierra:
Modo Falla Máxima : Seleccione la opción “Max” y las unidades del tipo de falla que desea ver.
COORDINACIÓN DE RELÉS DE SOBRECORRIENTE Agregue los siguientes relés multifuncionales y de sobrecorriente al esquema anterior.
CRITERIOS DE AJUSTE
:
Se ajustarán funciones de fase y tierra para las cuales se utilizarán los siguientes criterios en el calculo de sus ajustes: : Func ión de Fase •Sobrecorriente: Valor de la corriente nominal de la rama multiplicado por un factor de 1.25 y dividido por el primario del CT asociado. •Instantáneo: Valor de la corriente de corto trifásica multiplicada por un factor de 0.5 y dividido por el secundario del CT asociado.
Función de Tierra: •Sobrecorriente: Valor de la corriente nominal por un factor de 0.3 y dividido por el secundario del CT asociado. •Instantáneo: Valor de la corriente de falla monofásica por un factor de 0.5 y dividido por el secundario del CT asociado.
TENGA EN CUENTA…
•Seleccione los CT´s correspondientes a cada relé.
• Ajuste los interruptores con la orden de disparo para cada relé. •Calcule los ajustes según los criterios y empiece a coordinar simulando una falla trifásica desde la barra mas baja teniendo especial cuidado de que la diferencia de tiempo de los disparos debe estar alrededor de los 250 ms. •Elija el tipo de curva que mas se ajuste de acuerdo a la degradación de tiempo requerida. • Asegúrese de que los relés asociados a transformadores de potencia no sobrepasen o se crucen con la curva térmica de este y que estén por encima de la corriente de Inrush.
Curvas de los relés asociados al transformador TR_1
Observe los tiempos de actuación de cada relé justo cuando alcanza el valor de corriente de corto circuito en el “Sequence Viewer ”.
Finalmente, los relés pertenecientes a una misma rama deben quedar coordinados con un desfase de tiempo entre ellos de aproximadamente 250 ms y sus curvas no deben cruzarse en ningún punto.
