204048417 Manual de Capacitacion CYMDIST Ejercicios y Soluciones

Capacitación de CYMDIST

EJERCICIOS y SOLUCIONES

CYMDIST 5.02 Versión 1.0

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Tabla de materias Parte 1 - Ejercicios....................................... 1 Modelización y Distribución de la carga........................................... 3

Modelización de la carga ................................................. 5 Distribución de carga ..................................................... 7 Modelización de redes .................................................................. 9

Creación de una subestación y de un alimentador .............11 Flujo de carga ............................................................................15

Flujo de carga ..............................................................17 Flujo de carga que no converge – Parte 1 ........................19 Flujo de carga que no converge – Parte 2 ........................21 Cortocircuito ..............................................................................25

Cortocircuito ................................................................ 27 Flujo de falla ................................................................29 Balance de carga ........................................................................31

Balance de carga ..........................................................33 Ubicación óptima de condensadores ..............................................35

Ubicación óptima de condensadores ................................37 Arranque de motor .....................................................................39

Arranque de motor........................................................41 Uso de CYMDIST.........................................................................43

Resultados cuestionables – Parte 1 .................................45 Resultados cuestionables – Parte 2 .................................47 Mejora de la calidad de la tensión en la red de distribución – Parte 1 ....................................................49 Mejora de la calidad de la tensión en la red de distribución – Parte 2 ....................................................53 Creación y uso de un nuevo símbolo de dispositivo .........................55

Creación y uso de un nuevo símbolo de dispositivo ...........57

Parte 2 - Soluciones .................................. .59 Modelización de la carga ................................................61 Distribución de carga ....................................................65 Creación de una subestación y de un alimentador .............69 © CYME International T&D

3


Paso 1 – Configurar una base de datos en formato Microsoft Access ............................................................... 69 Paso 2 – Configure el factor de escala ................................. 71 Paso 3 – Mostrar el mapa .................................................. 72 Paso 4 – Construir la subestación........................................73 Paso 5 – Construir el alimentador ....................................... 77

Flujo de carga ..............................................................81 Flujo de carga que no converge – Parte 1 ........................85 Flujo de carga que no converge – Parte 2 ........................89 Cortocircuito ................................................................ 93 Flujo de falla ................................................................97 Balance de carga ..........................................................99 Ubicación óptima de condensadores ..............................103 Arranque de motor...................................................... 107 Resultados cuestionables – Parte 1 ............................... 111 Resultados cuestionables – Parte 2 ............................... 113 Creación y uso de un nuevo símbolo de dispositivo .........115 Solución Paso 1 – Crear el nuevo símbolo .......................... 115 Solución Paso 2 – Atribuir el nuevo símbolo ....................... 118 Solución Paso 3 – Use el nuevo símbolo............................. 120

4

© CYME International T&D


Parte 1 - Ejercicios


1


Modelización y Distribución de la carga Descripción del problema Una de las etapas más importantes de la modelización de sistemas por medio de CYMDIST es la modelización apropiada de cada carga y la distribución o repartición de la carga en la red.

Objetivos 

Entender el modelo de carga de CYMDIST



Familiarizarse con: o

La tolerancia en la distribución de la carga

o

Los factores de carga

o

Los factores de potencia flotante

El efecto de la demanda pico no coincidente y cómo corregirlo Esta parte consta de dos ejercicios: o

1. Modelización de la carga 2. Distribución de la carga


3


Archivo de estudio autónomo asociado Load Modeling – Rev1.0.sxst

Ejercicio 1

Ubicación del archivo Carpeta “Load Modeling"

Modelización de la carga

Solución: página 61

Descripción Se planea la construcción de un nuevo vecindario para el próximo año. Constará de dos edificios de apartamentos principales, de un centro comercial y de una panadería industrial. Ya se han creado los tramos correspondientes pero todavía no se han añadido las cargas. 1. Ejecute un análisis de distribución de carga inicial y verifique si no hay condiciones anormales en la red. a. Para la distribución de carga, use la demanda siguiente: Fase

kVA

FP (%)

A

4700

95

B

4700

95

C

4900

95

b. Después de haber completado la simulación, pida que se muestren las condiciones anormales para ver si no hay condiciones de sobrecarga, de baja tensión o de alta tensión. 2. Localice los tramos indicados en el cuadro de abajo y añada las cargas concentradas siguientes: Nombre del tramo

Tipo de cliente

Capacidad conectada

CYME_2_LM_1

Residencial

75 kVA/Fase

CYME_3_LM_1

Residencial

50 kVA/Fase

CYME_5_LM_1

Comercial

250 kVA/Fase

CYME_6_LM_1

Industrial

1000 kVA/Fase


5


Descripción 3. Ejecute nuevamente otra distribución de carga para examinar el impacto de las nuevas cargas en la red. a. Use la demanda siguiente para la distribución de carga: Fase

kVA

FP (%)

A

5500

95

B C

5500 5700

95 95

b. Después de haber completado la simulación, pida que se muestren las condiciones anormales para verificar si no hay condiciones de sobrecarga, de baja tensión o de alta tensión. Deberán detectarse condiciones de baja tensión. 4. Supongamos que no todos los tipos de clientes alcanzan el pico a la vez. Esta situación se puede representar usando los factores de carga. Para esta ultima distribución de carga, use los siguientes factores de carga: Tipo de cliente

Factor de carga (%)

Comercial

60

Industrial

20

Otros

100

Residencial

100

La demanda sigue siendo la misma que en la etapa anterior: Fase

kVA

FP (%)

A

5500

95

B

5500

95

C

5700

95

Ahora se puede ver el efecto de los factores de carga: no se detectó ninguna condición anormal en la red. ¿Puede explicar porqué?

6



Archivo de estudio autónomo asociado

Ejercicio 2

Load Allocation – Rev1.0.sxst

Ubicación del archivo

Distribución de carga

Carpeta “Load Modeling”


Descripción Una línea alcanzó su pico en enero. Sin embargo, tras una inspección más minuciosa, las cargas industriales del alimentador alcanzaron un pico en momentos diferentes. Puesto que estas cargas tienen una demanda fija (es decir que están bloqueados), necesitan ser recalibrados para poder efectuar una distribución de carga más precisa. Al momento del pico del alimentador, se midió la siguiente demanda en el alimentador y se determinaron los siguientes factores de carga y de potencia: Fase

kVA

FP (%)

A

3000

0

B

3300

0

C

3100

0

Factor de carga (%)

FP definido por el usuario (%)

Comercial

85

95

Industrial

60

92

Otros

100

100

Residencial

98

98

Tipo de cliente

1. Distribuya la carga. En el cuadro de resultados de la página siguiente: a. Anote la carga en cada fase (kVA) al nivel de la subestación. b. Anote la carga distribuida en cada fase (kVA y FP) en el tramo 7313. 2. Distribuya la carga pero esta vez use una tolerancia de cálculo de 0.1 %. a. Anote la carga en cada fase (kVA) al nivel de la subestación. b. Anote la carga distribuida en cada fase (kVA y FP) en el tramo 7313. 3. Reajuste las cargas industriales bloqueadas. a. Redistribuya la carga usando la opción Desbloquear todas las cargas bloqueadas para permitir ajustar el valor de las cargas industriales bloqueadas de acuerdo a los factores de carga industrial y de potencia. b. Anote la carga al nivel de la subestación y la carga distribuida en el tramo 7313. c. Observe la diferencia en los resultados. 4. Observe los diferentes valores distribuidos en las cargas industriales bloqueadas del alimentador. Consejo: Los comandos Deshacer cambio y Rehacer cambio se pueden utilizar para mostrar los valores de la carga antes y después de la distribución de la carga.


7


Resultados

Simulación

Fase

Subestación kVA

Carga en el tramo 7313 kVA

FP (%)

A 1

B C A

2

B C A

3

B C

8



Modelización de redes

Descripción del problema Con CYMDIST, el usuario puede modelizar nuevas redes o modificar las ya existentes. Varios errores pueden ocurrir durante este proceso, especialmente en lo que se refiere a los parámetros de línea, los ajustes de la carga y la ubicación de los equipos.

Objetivos 1. Familiarizarse con: o

Las herramientas de edición de CYMDIST

o

El modelo de tramo de CYMDIST

o

El modelo de datos de CYMDIST

Esta parte consta de un ejercicio: 1. Creación de subestaciones y de alimentadores


9


Estudios y archivos asociados Map – Rev1.0.dwg

Ejercicio 3

Equipment – Rev1.0.txt

Creación de una subestación y de un alimentador

Ubicación de los archivos Carpeta “Network Modeling"


Descripción 1. Cree una base de datos en formato Microsoft Access a. Cree una nueva base de datos independiente. b. Pueble la base de datos de los equipos. Importe todo el contenido del archivo CYME ASCII Equipment – Rev1.0.txt. 2. Configure los factores de escala Cada vez que modelice una red, uno de los primeros pasos consiste en determinar un factor de escala para el largo de los tramos. El factor de escala es la relación entre su sistema de coordenadas y el de CYMDIST. Suponga que la unidad de presentación visual es igual a 0.5 unidades de largo. 3. Abra un nuevo estudio y cargue el mapa El fichero del mapa es Map – Rev1.0.dwg. 4. Construya la subestación; a. Cree una fuente para la subestación en la base de datos de equipos. La fuente tiene las siguientes características: 

Nombre: UNA_FUENTE



Capacidad nominal: 100 MVA



Tensión nominal: 120 kVLL



Tensión de servicio: 122 kVLL (tensión utilizada por la simulación)



Impedancias del equivalente de fuente (Ohmios): 

Secuencia directa: Z1 = ?? + j??



Secuencia homopolar: Z0 = ?? + j??



Configuración: Yg (estrella con puesta a tierra)



Potencia de cortocircuito:




Trifásica: 4318.645 MVA with X/R = 31.5



Monofásica: 4611.109 MVA with X/R = 29.5

11


Descripción b. Cree la subestación SCHOULER_120 en el diagrama unifilar Localice las cuatro calles siguientes: “Grove”, “Summer”, “Mill” y “Massachussets Ave”. Dichas calles definen aproximadamente un cuadrado en el centro del cual hay una calle llamada Schouler Ct. Instale la subestación al final de esta calle. Asegúrese de que la subestación aparezca en una vista imbricada con un estilo de vista esquemático. a. Modelice el circuito de la subestación Abajo encontrará toda la información necesaria:

12



Descripción 5. Construya el alimentador con los siguientes tramos:

Nombre tramo de

Nombre de alimentador

Fase

Tipo

Longitud

S1

ALIMENTADOR_1

ABC

Línea aérea equilibrada

176.5

600_6_312

S2

ALIMENTADOR_1

ABC

Cable

349.2

3P750CU_1205

S3

ALIMENTADOR_1

ABC

Cable

161.4

3P750CU_1205

S4

ALIMENTADOR_1

C

Cable

18.5

3P750CU_1205

S5

ALIMENTADOR_1

AB

Cable

136.1

3P40AL_1194

S6

ALIMENTADOR_1

AB

Cable

79.1

3P40AL_1194

S7

ALIMENTADOR_1

AB

Cable

32.3

3P40AL_1194

S8

ALIMENTADOR_1

AB

Cable

114.4

3P40AL_1194

S9

ALIMENTADOR_1

AB

Cable

139

3P40AL_1194

S10

ALIMENTADOR_1

ABC

Cable

52.8

3P750CU_1205

S11

ALIMENTADOR_1

ABC

Cable

178.2

3P750CU_1205

S12

ALIMENTADOR_1

ABC

Cable

32.6

3P750CU_1205

S13

ALIMENTADOR_1

ABC

Cable

154.9

3P750CU_1205


Nombre de Línea/Cable

13


Descripción 6. En el cuadro de dialogo Propiedades del tramo agregue los siguientes equipos: Nombre del tramo

Tipo del dispositivo

Nombre del equipo

Ubicación

S5

Interruptor seccionador

S

En el nudo de srcen

AB

Cerrado

S9 S12

Fusible Fusible

S&C12K S&C10K

En el nudo de destino En el nudo de srcen

AB ABC

Cerrado Cerrado

Fase

Estado

7. Usando el método Arrastrar y soltar, conecte las cargas concentradas a los nudos siguientes: Nombre Nudo

Tipo de cliente

Capacidad conectada (kVA) A

B

C

S2

Comercial

100

100

100

S5

Residencial

25

0

0

S6

Residencial

25

0

0

S7

Residencial

0

50

0

S8

Residencial

0

75

0

S10

Comercial

50

0

0

S11

Residencial

150

150

150

S13

Residencial

50

50

50

8. Ejecute una distribución de cargas empleando el método kVA Conectado con una tolerancia de 1%. Introduzca la siguiente demanda al nivel del alimentador: Fase

kVA

FP

A

300

95

B

320

95

C

250

95

9. Verifique la carga distribuida a la carga conectada en el nudo S11. El valor real de carga debería ser: Si utilizó el pie como unidad de longitud

Carga

Si utilizó el metro como unidad de longitud

A

B

C

A

B

kVA

112.41

113.02

125.00

KVA

Carga

112.19

113.19

125.0

C

PF (%)

94.98

94.99

94.99

PF (%)

94.92

94.98

94.98

Nota: la carga real puede ser mostrada con otro formato de unidad. Use el menú desplegable situado a la mano izquierda del cuadro de dialogo para cambiar la unidad.

14



Flujo de carga

Descripción del problema •

•

Varios parámetros pueden influenciar los resultados de un análisis de flujo de carga. El primer ejercicio de la serie ha sido diseñado para ayudar al usuario a familiarizarse con el efecto de estos parámetros. Cuando se importa un alimentador de una fuente externa (por ejemplo GIS, DMS, SCADA) o cuando se modela un alimentador manualmente, se introducen habitualmente errores de datos en el modelo. Más tarde estos errores pueden provocar resultados inhabituales y hasta impedir que el flujo de carga produzca resultados. En los dos últimos ejercicios de esta serie encontrará consejos y estrategias para resolver esos problemas.

Objetivos  

Entender los factores de escala de carga de CYMDIST



Entender el efecto del modelo de carga – sensibilidad de tensión en los resultados Emplear las herramientas de CYMDIST para detectar y corregir los problemas de datos que impiden la convergencia




la tolerancia en la simulación

o

las iteraciones

o

el reporte de iteraciones para eliminar errores en las redes

o

el modelo de datos de CYMDIST

o

las causas usuales de error

Esta parte consta de tres ejercicios: 1. Flujo de carga 2. Flujo de carga que no converge – Parte 1 3. Flujo de carga que no converge – Parte 2


15


Archivo de estudio autónomo asociado Load Flow – Rev1.0.sxst

Ejercicio 4

Ubicación del archivo Carpeta “Load Flow”

Flujo de carga Solución: página 81

Descripción Este ejercicio consiste en ejecutar análisis de flujo de carga sucesivos combinando diferentes modelos de carga – sensibilidad de tensión y factores de escala de carga de modo a destacar la influencia y el impacto de cada uno. 1. Cree los siguientes modelos de factores de escala de carga. Factores de escala de carga (por tipo de carga) Tipo de cliente

MEDIA MAÑANA

PICO DE INVIERNO

VALLE DE VERANO

P (%)

Q (%)

P (%)

Q (%)

P (%)

Q (%)

Comercial

10

15

80

70

20

15

Industrial

20

15

80

80

15

15

Otros

100

100

100

100

100

100

Residencial

80

80

100

90

20

15

2. Cree los tres modelos de carga – sensibilidad de la tensión siguientes: Modelo de carga en función de la sensibilidad de la tensión (por tipo de carga) Tipo de cliente

A

B

C

Z (%)

I (%)

P (%)

Z (%)

I (%)

P (%)

Z (%)

I (%)

P (%)

Comercial

40

0

60

40

10

50

0

0

100

Industrial Otros

20 0

0 0

80 100

10 0

0 0

90 100

0 0

0 0

100 100

Residencial

20

0

80

20

20

60

0

0

100


17


Descripción 3. Ejecute las nueve simulaciones. Simulación

Factores de escala de carga

1

MEDIA MAÑANA

2

PICO DE INVIERNO

3

VALLE DE VERANO

4

MEDIA MAÑANA

5

PICO DE INVIERNO

6

VALLE DE VERANO

7

MEDIA MAÑANA

8

PICO DE INVIERNO

9

VALLE DE VERANO

Modelo de carga en función de la sensibilidad de tensión A

B

C

4. Llene el cuadro de resultados con la información apropiada sobre las pérdidas del sistema y las condiciones anormales.

Resultados

Simulación

Pérdidas de sistema (kW)

Número de condiciones Peor de baja tensión (la tensión mayoría en 1 fase) (%)

Número de condiciones de sobrecarga (la mayoría en 1 fase)

Peor carga (%)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 Compare los resultados entre las varias simulaciones.  ¿Cuál es el efecto en las pérdidas del sistema?  ¿Cuál es el efecto en las condiciones anormales?

18




Ejercicio 5 Flujo de carga que no converge – Parte 1

Load Flow - No Solution Found 1 – Rev1.0.sxst



Descripción Este alimentador fue importado de un sistema SIG y el análisis de flujo de carga no da una solución. Encuentre porqué el sistema no converge. 

Localice y resuelva el(los) problema(s).

Use los numerosos consejos y sugerencias provistos en el documento Consejos en caso de no convergencia (página 23).

Comentarios/Consejos Ver la página siguiente.


19


Consejos ¿De qué forma puede usted identificar los problemas comunes en los datos del alimentador que pueden causar no convergencia? ¿Cómo puede usted localizar el alimentador con más probabilidades de ser problemático’? ¿Cómo puede verificar la precisión de los datos en las áreas problemáticas? ¿Cómo escoge la primera área a verificar?

Función principal que debe utilizar: el reporte de iteraciones.

20




Ejercicio 6 Flujo de carga que no converge – Parte 2

Load Flow – No Solution Found 2 – Rev1.0.sxst



Descripción Este alimentador fue importado de un sistema SIG y el análisis de flujo de carga no produce una solución. Encuentre porqué este sistema no converge. 

Localice y resuelva el(los) problema(s).

Use los varios consejos y sugerencias provistos en el documento Consejos en caso de no convergencia (página 23).

Comentarios/Consejos Ver la página siguiente.


21


Consejos ¿Según usted el tramo está correcto? ¿Hay alguna manera de eliminar posibilidades fácilmente? Funciones principales que debe utilizar: Reporte de iteraciones y Explorador de red.

22



Consejos en caso de no convergencia Si obtiene el mensaje de error No se halló ninguna solución después de ejecutar un análisis de flujo de carga en CYMDIST, es probable que se trate de un problema de no convergencia. Aquí se explica cómo interpretar la información devuelta por el Reporte de iteraciones para localizar el problema y resolverlo.

Paso 1 Verifique si usted es el único que experimenta ese problema. Si es el caso, el problema podría ser una base de datos corrupta o un ajuste INI no válido.

Paso 2 Use el Reporte de iteraciones de CYMDIST para ayudarle a localizar el problema. Abajo se listan los tipos diferentes de resultados con sus significados posibles: 1. Delta V máximo aumenta lentamente en un tramo no situado en una extremidad (significa que hay un tramo antes y otro después). En general esto indica un problema de impedancia localizado (carga con alta impedancia, conductor, etc.). Si el tramo no tiene otro tramo que lo sigue, puede tratarse de un problema más generalizado como impedancias de línea o cable incorrectas a través del sistema. Para terminar verifique la longitud de las líneas que también pueden provocar tal problema. 2. El Delta V máximo disminuye y después se mantiene estable arriba del nivel de tolerancia. Normalmente esto sucede cuando se tiene un regulador con bajo ancho de banda. 3. Delta V máximo disminuye lentamente. Reduzca la tolerancia o aumente el número máximo de iteraciones. Verifique la carga en el alimentador. 4. El Delta V máximo sube y baja sin estabilizarse nunca. Verifique si hay una carga con alta impedancia o un regulador cerca del tramo indicado. Si encuentra un regulador, asegúrese quedemasiado configuró elpequeño) umbral inverso el regulador a un valor razonable (0.01% es un valor y que el(sivalor del anchoesdereversible) banda tampoco sea demasiado pequeño.

Pasos para probar  





Baje el factor de carga. Si esto funciona, significa que la carga de la red era demasiado elevada. Asegúrese que todas las tensiones e impedancias sean congruentes entre ellas (una tensión incorrecta en un condensador podría alterar el comportamiento del sistema). Desactive todos los condensadores. Si esto funciona, asegúrese que solamente los condensadores activos de su sistema estén conectados en CYMDIST. Aumente el nivel de ajuste de cargas. Si esto funciona, usted tiene tal vez un problema con su modelo de carga o la carga no corresponde a su modelo seleccionado (o ciertos dispositivos dentro. Si usted tiene un regulador, considere esto en su modelo).

¿Cuáles son las áreas más problemáticas?       

Impedancias de línea (este es uno de los problemas más comunes) Valores incorrectos en reguladores/transformadores, especialmente anchos de banda y umbrales Estado/datos del condensador, especialmente la tensión nominal ya que esto afecta los resultados Estado del interruptor Modelo de carga Estado/datos del motor Unidades de datos (pies en vez de millas, metros en vez de pies, tensión línea-línea en vez de líneaneutro).


23


Cortocircuito

Descripción del problema •

•

Varios parámetros pueden influenciar los resultados de un análisis de cortocircuito. El primer ejercicio de esta serie ha sido diseñado para ayudar al usuario a familiarizarse con el efecto de estos parámetros. También se verá la visualización de resultados y cómo interpretarlos. El análisis de flujo de falla sirve para calcular la tensión y el flujo de corriente que resulta de una situación de falla en una red de distribución de energía eléctrica. Las corrientes pueden después ser comparadas a los valores nominales de funcionamiento y de capacidad de los equipos del sistema para asegurarse de poder eliminar la falla con los dispositivos de protección antes que ocurra daño en los equipos, para reducir el tiempo de interrupción y para mejorar el funcionamiento seguro de la red de distribución eléctrica.

Objetivos 

Aprender a interpretar las diferentes palabras claves del cortocircuito



Entender el impacto de la tensión de pre-falla en los resultados



Saber cómo utilizar el flujo de falla para determinar la contribución de un generador




El análisis de cortocircuito

o

El análisis de flujo de falla

Esta parte consta de dos ejercicios: 1. Cortocircuito 2. Flujo de falla


25



Ejercicio 7

Short Circuit – Rev1.0.sxst

Ubicación del archivo Carpeta “Cortocircuito”

Cortocircuito Solución: página 93

Descripción Los objetivos de este ejercicio son ejecutar un análisis de cortocircuito usando una impedancia de falla e interpretar los resultados apropiadamente. También se repasa el concepto de tensión de pre-falla y su impacto. 1. Ejecute varios análisis de cortocircuito sucesivos usando cada vez una impedancia de falla diferente, tal como se indica en el cuadro siguiente. El modo de cálculo debe ser Niveles de cortocircuito en todos los nudos y barras . Simulación

Impedancia de falla Zg

Impedancia de falla Zf

R (ohmios)

X (ohmios)

R (ohmios)

X (ohmios)

1

0

0

0

0

2 3

13.33 5

0 6.7

13.33 5

0 6.7

4

50

0

50

0

5*

50

0

50

0

2. Llene el cuadro de resultados de la página siguiente. * Use la tensión de servicio como la tensión de pre-falla.


27


Resultados Falla mínima en la red (A)

Falla máxima en la red (A)

Simulación LT

LLL

LT

LLL

1 2 3 4 5 ¿Puede usted explicar las discrepancias entre los resultados de las dos últimas simulaciones?

28




Ejercicio 8

Fault Flow – Rev1.0.sxst

Ubicación del archivo Carpeta “Short-Circuit”

Flujo de falla Solución: página 97

Descripción Los servicios eléctricos de Halibut desean estudiar el impacto de una falla en un punto específico de todo el sistema. También desean conocer la contribución del generador a la falla. 1. Ejecute un flujo de falla LLL (dominio de fase) en el nudo 13075 con el generador en el tramo 14734 desconectado. Anote la corriente de falla del tramo 13075 en el cuadro de resultados de abajo. 2. Repita el paso 1 pero esta vez con el generador en el tramo 14734 conectado. Anote la corriente de falla del tramo 13075 en el cuadro de resultados de abajo. 3. Determine la contribución del generador a la corriente de falla observando los resultados del tramo 13152. Anote la corriente de falla en el cuadro de abajo. 4. Repita los pasos 1, 2 y 3 para las fallas LLT (AB), LL (AB) y LT (A).

Resultados

Tipo de falla

Corriente de falla con el Corriente de falla con el Contribución del generador generador desconectado generador conectado a la corriente de falla (mayoría de amps en 1 (mayoría de amps en 1 (mayoría de amps en 1 fase) fase) fase)

LLL LLT LL LT


29


Balance de carga

Descripción del problema En general, un sistema desequilibrado puede soportar mayores pérdidas mientras que se observan más condiciones de baja tensión y de sobrecarga. El balance de carga puede por consecuencia constituir un método eficaz y económico para mejorar pérdidas y reducir condiciones anormales. Por supuesto, CYMDIST le puede ayudar a reequilibrar su sistema. Objetivos 

Entender el efecto de un sistema desequilibrado sobre las pérdidas.



Familiarizarse con el análisis de balance de carga de CYMDIST. Esta parte consta de un ejercicio: 1. Balance de carga


31



Ejercicio 9

Load Balancing – Rev1.0.sxst


Balance de

Carpeta “Load Balancing”

carga Solución: página 99

Descripción Un análisis de flujo de carga revela que el alimentador se encuentra seriamente desequilibrado. 1. Anote las pérdidas de sistema iníciales, el número de condiciones de baja tensión y el número de sobrecargas en el cuadro de resultados de la página siguiente. 2. Ejecute varios análisis de balance de carga usando diferentes objetivos y exigencias mínimas dadas en el cuadro de abajo. Simulación

Objetivo

Fasaje a incluir

Reducción mínima de pérdidas kW

kVA promedio desequilibrio mínimo

Corriente o Tensión mínima

Factor mínimo de desequilibrio

1

Minimizar las pérdidas (kW)

1Φ,2Φ

1

N/A

N/A

N/A

2

Minimizar las pérdidas (kW)

1Φ,2Φ

0.1

N/A

N/A

N/A

3

Equilibrar las cargas (kVA)

1Φ,2Φ

N/A

1

N/A

N/A

4

Equilibrar las cargas (kVA)

1Φ,2Φ

N/A

0.1

N/A

N/A

5

Equilibrar la corriente (A)

1Φ,2Φ

N/A

N/A

1

1%

6

Equilibrar la corriente (A)

1Φ,2Φ

N/A

N/A

0.1

0.1%

Abreviaciones: 

1Φ: Monofásico



2Φ: Bifásico

3. Después de cada simulación, ejecute un análisis de flujo de carga y llene el cuadro de resultados de la página siguiente. IMPORTANTE: ¡DESHAGA (anule) todos sus cambios después de cada simulación!


33


Resultados

Simulación

Número de cambios de fases

Número de Número de Pérdidas de sistema condiciones de baja condiciones de (kW) tensión (mayoría en1 sobrecarga (mayoría fase) en 1 fase)

No balancea 1 2 3 4 5 6

34



Ubicación óptima de condensadores Descripción del problema El hecho de conectar baterías de condensadores a la red de distribución de energía eléctrica puede mejorar la tensión y las pérdidas. CYMDIST puede determinar la o las ubicaciones óptimas ubicando las baterías de condensadores en función de los diferentes parámetros.

Objetivos 

Entender el análisis de ubicación óptima de los condensadores




Objetivos y restricciones

o

Talla de la batería de condensador

o Niveles de carga Esta parte consta de un ejercicio:

1. Ubicación de condensadores


35


Archivo de estudio autónomo asociado Capacitor Placement – Rev1.0.sxst

Ejercicio 10


Ubicación óptima de

Carpeta “Capacitor Placement”

condensadores


Descripción Un análisis de flujo de carga a una carga de 85 % revela que el alimentador está experimentando grandes pérdidas y una condición de baja tensión localizada en dos fases. 1. Anote las pérdidas de sistema iníciales y el número de condiciones de baja tensión en el cuadro de resultados de la página siguiente. 2. Trate de corregir los problemas usando el análisis de ubicación de condensadores. a. Use los siguientes parámetros de análisis: 

Objetivo: Minimizar las pérdidas en kW



Bancos de condensadores disponibles: 300, 600, 900 y 1200 kVAR total



Niveles de carga: Carga (%)

Factor de potencia deseado (%)

Tiempo de la carga (% del año)

Carga ligera

20

100

10

Carga normal

85

100

80

Carga pico

100

100

10

Condición de carga

b. Ejecute las simulaciones siguientes: Corriente de falla máxima

Número de instalaciones

1

N/A

N/A

2

1200

N/A

3

N/A

1

4

N/A

2

Simulación

3. Después cada simulación, aplique lascarga baterías de condensadores para ladecarga normalde la (85 %) y de ejecute un análisis de flujo de a una carga de 85 %. sugeridas Llene el cuadro resultados página siguiente. IMPORTANTE: ¡DESHAGA (anule) todos sus cambios después de cada simulación!


37


Resultados

Simulación

Número de nuevas baterías de condensadores


Número de condiciones de baja tensión (la mayoría en 1 fase)

Ningún condensador 1 2 3 4

¿Puede usted mejorar aún más las pérdidas? ¿Cómo?

38



Arranque de motor

Descripción del problema El análisis de arranque de motor consta de dos partes distintas: el análisis de rotor bloqueado y el análisis de tamaño máximo de arranque. El primero simula los huecos de tensión que los arranques de motores provocarán en los sistemas de distribución de energía eléctrica mientras que el segundo estima la máxima talla de motor que puede arrancarse en un tramo dado.

Objetivos 

Familiarizarse con el análisis de rotor bloqueado



Familiarizarse con el análisis de tamaño máximo de arranque Esta parte consta de un ejercicio: 1. Arranque de motor


39


Archivo de estudio asociado autónomo

Ejercicio 11

Motor Starting – Rev1.0.sxst


Arranque de motor

Carpeta “Motor Starting”


Descripción Los servicios eléctricos de Halibut desean estudiar el efecto del arranque del motor de inducción en una red de distribución de energía eléctrica. 1. Cree un motor de inducción en la base de datos de los equipos. El motor debe tener las características siguientes: 

ID: MOTOR_4.16_KVLL



Tipo de motor: Trifásico



Potencia mecánica: 1000 hp



Tensión nominal: 4.16 kVLL



Rendimiento: 87 %

 

Factor de potencia: 85 %. Impedancia de régimen subtransitorio: calcular a partir de los datos de rotor bloqueado



Factor de potencia del rotor bloqueado: 20 %



Código NEMA: E

2. Instale el motor en el tramo 14733 en el nudo de destino. Configure su estado a ROTOR BLOQUEADO y el número de arranques por día a 1. 3. Ejecute un análisis de rotor bloqueado. 4. ¿Puede arrancar el motor? 5. Estime el tamaño máximo del motor que se puede arrancar en este lugar usando el análisis de tamaño máximo de arranque. 6. Pruebe los diferentes arrancadores disponibles de manera a arrancar el motor srcinal (Motor_4.16_KVLL) sin causar un hueco de tensión mayor que 9%.


41


Uso de CYMDIST

Descripción del problema La misión de cada compañía eléctrica es suministrar energía eléctrica de forma segura y muy fiable a sus clientes. Consecuentemente los planificadores de redes de distribución deben atender distintos tipos de problemas relativos a la tensión en su red. Por supuesto, CYMDIST le brinda una amplia gama de análisis y herramientas que le ayudarán en esta tarea.

Objetivos 

Usar los distintos análisis y herramientas de CYMDIST para corregir los problemas de tensión en la red. Esta parte consta de cuatro ejercicios: 1. Resultados cuestionables – Parte 1 4. Resultados cuestionables – Parte 2 3. Mejora de la calidad de la tensión en la red de distribución – Parte 1 4. Mejora de la calidad de la tensión en la red de distribución – Parte 2


43



Ejercicio 12

Questionable Results 1 – Rev1.0.sxst


Resultados cuestionables – Parte 1

Carpeta “Engineering Cases\Level Beginner”


Descripción Este alimentador genera resultados cuestionables al nivel de la subestación. Encuentre porqué el sistema suministra tantos VAR a la subestación y resuelva el problema.

Comentarios/Sugerencias Ver la página siguiente.


45


Consejos Verifique las opciones de presentación visual, podría serle útil. ¿Qué es lo que podría inyectar VARs?

46




Ejercicio 13






Descripción Este alimentador da resultados cuestionables a través de todo el sistema. Encuentre porqué el sistema presenta una condición general de baja tensión y resuelva el problema.

Comentarios/Sugerencias Ver la página siguiente.


47


Consejos Pida que se muestren las condiciones anormales. ¿La condición de baja tensión es el único problema en este sistema? ¿Qué puede causar una baja tensión?

48




Ejercicio 14 Mejora de la calidad de la tensión en la red de distribución – Parte 1

Improving Voltage 1 – Rev1.0.sxst

Ubicación del archivo Carpeta “Engineering Cases\Level Advanced”

Solución: N/A

Descripción Esta red ha experimentado problemas de baja tensión en una fase a lo largo del año. El alimentador fue creado hace algunos años y varios elementos fueron agregados desde entonces. 

Mejore la calidad de la tensión de la forma más rentable en base a su experiencia. Se sugieren las siguientes medidas correctivas y sus costos asociados: Medida correctiva Transferencia de carga Corrección del desequilibrio de carga

Costo (k$) 2.5 k 5k

Instalación del condensador shunt

15/kVAR

Reemplazo del conductor de línea

50 k/km

Adición de fase(s)

20 k/km

Reubicación del regulador de tensión

30 k

Instalación del regulador de tensión

100 k



Use un enfoque de optimización basado en la minimización de las pérdidas de la distribución. Considere el costo de la solución, la reducción de pérdidas y el costo de la energía. Se utilizará un periodo de un año para evaluar la rentabilidad del proyecto.



Llene el cuadro de condiciones iniciales.



Utilice el cuadro de la página siguiente para anotar los resultados de su trabajo.

Resultados Condiciones iniciales Costo de la energía ($/kWh) Pérdidas (kW)


49


Resultados

Paso

Medida correctiva aplicada


Costo (k$)

Pérdidas (kW)

Reducción de pérdida (kW)

Economías (k$/año)

Ganancia (k$/año)

51



Ejercicio 15 Mejora de la calidad de la tensión en la red de distribución – Parte 2

Improving Voltage 2 – Rev1.0.sxst

Ubicación del archivo Carpeta “Engineering Cases\Level Advanced”

Solución: N/A

Descripción La siguiente red fue enviada a CYME durante una llamada de asistencia técnica. CYME encontró que constituye un problema interesante. Hemos alterado la red para ponerla en mala situación con el fin de mostrarle algunas de las funcionalidades de CYMDIST. 

Mejorar la calidad de la tensión usando la manera más rentable en base a su experiencia. Se sugieren las medidas siguientes con sus costos asociados: Medida correctiva Transferencia de carga Corrección del desequilibrio de carga

Costo ($) 2.5 k 5k

Instalación del condensador Shunt Reemplazo del conductor de línea

15/kVAR 50 k/km

Adición de fase(s)

20 k/km

Reubicación del regulador de tensión

30 k

Instalación del regulador de tensión

100 k



Use un enfoque de optimización basado en la minimización de las pérdidas de la distribución . Considere el costo de la solución, la reducción de pérdidas y el costo de la energía. Se utilizará un periodo de un año para evaluar el rendimiento del proyecto.



Llene el cuadro de condiciones iniciales.



Podrá usar el cuadro de la próxima página para anotar los resultados de su trabajo.

Resultados Condiciones iniciales Costo de la energía ($/kWh) Pérdidas (kW)


53


Resultados

Paso

54

Medida correctiva aplicada

Costo (k$)

Pérdidas (kW)

Reducción de pérdidas (kW)

Economías (k$/año)

Ganancia (k$/año)



Creación y uso de un nuevo símbolo de dispositivo Descripción del problema Aún si CYMDIST cuenta con una extensa biblioteca de símbolos que contiene más de 150 símbolos a veces se necesita crear nuevos símbolos y hasta personalizar los existentes. Para esto, CYMDIST provee una herramienta llamada el Editor de símbolos CYME.

Objetivos 

Familiarizarse con el Editor de símbolos de CYME



Aprender a asignar un símbolo recién creado a un tipo determinado de equipo Esta parte consta de un ejercicio: 1. Creación y uso de un nuevo símbolo de dispositivo


55



Ejercicio 16 Creación y uso de un nuevo símbolo de dispositivo

N/A

Ubicación del archivo N/A


Descripción Usted desea usar el símbolo siguiente par los motores de inducción de su red. Por supuesto, este símbolo no se encuentra en la biblioteca de símbolos predefinidos de CYMDIST.

1. Cree un nuevo símbolo usando el Editor de símbolos de CYME. 2. Asigne el nuevo símbolo al tipo de equipo correcto. 3. Instale un motor de inducción en un tramo para ver el símbolo recién creado.


57


Parte 2 - Soluciones


59



Solución 1

LoadModeling – Rev1.1.sxst


Modelización de la carga


Ejercicio : página 5

Solución 1. Ejecute una distribución de carga inicial y verifique que no hayan condiciones anormales en la red. a. Seleccione el menú Análisis > Distribución de carga…, introduzca la demanda tal como se muestra abajo y ejecute la distribución de carga:

b. Pida que se muestren las condiciones anormales. En principio no debe haber ninguna.


61


Solución 2. Localice los tramos indicados y añada las cargas concentradas:

3. Ejecute otra distribución de carga para examinar el impacto de las nuevas cargas en la red. a. Introduzca la nueva demanda, tal como se muestra en 1. a). b. Pida que se muestren las condiciones anormales tal como se muestra en 1. b). Se deberán detectar condiciones de baja tensión:

62



Solución 4. Vuelva a ejecutar la distribución de carga con la misma demanda pero esta vez use los factores de carga indicados abajo:

No se deberá detectar ninguna condición anormal. Cuando observamos el kVA conectado de las cuatro cargas al final del alimentador, notamos que más de 90% es de tipo comercial e industrial. Usando los factores de utilización (60% para el comercial, 20% para el industrial y 100% para el residencial), el peso de los clientes comerciales e industriales se ve significativamente reducido en la distribución de carga. Una menor parte de la demanda se les es distribuida lo que evita que ocurran condiciones anormales.


63



Solución 2

LoadAllocation – Rev1.1.sxst


Distribución de carga


Ejercicio : página 7

Solución 1. Seleccione el menú Análisis > Distribución de carga… y ejecute la distribución de carga sin reajustar las cargas bloqueadas. Para más detalles, vea la Solución 1 en la página 59:

a. Al nivel de la subestación, los resultados deberían ser:


65


Solución b. En el tramo 7313, la distribución de la carga debería ser:

2. Repita el paso 1, pero esta vez use una tolerancia de cálculo de 0.1 %. Los nuevos resultados deberían ser:

66



Solución 3. Ahora, para reajustar las cargas bloqueadas, simplemente use la opción Desbloquear todas las cargas fijas situada en el cuadro de dialogo principal de la distribución de carga:

La ejecución del análisis de distribución de carga produce resultados extremamente similares al nivel del alimentador (esto es normal ya que la demanda a ser distribuida no cambió). Por supuesto, la diferencia es más importante al nivel de la carga. Como se muestra en el cuadro de resultados de abajo, la carga distribuida en el tramo 7313 aumentó en promedio de aproximadamente 60%. Los resultados deberían ser: Simulación

1

2

3


Fase

Subestación

Carga en el tramo 7313

kVA

kVA

PF (%)

A

3005.2

16.89

95

B

3298.0

19.8

95

C

3096.0

13.46

95

A

2999.5

16.83

95

B

3300.5

19.82

95

C

3100.0

13.5

95

A

2999.2

25.63

95

B

3298.8

28.04

95

C

3099.3

25.96

95

67


Archivos asociados

Solución 3 Creación de una subestación y de un alimentador

arl – Rev1.0.dwg; Equip – Rev1.0.txt

Ubicación de los archivos Carpeta “Network Modeling”

Ejercicio: página 11

Solución Abajo se indica la secuencia de cuadros de dialogo que se deben abrir y las selecciones que se deben efectuar. Paso 1 – Configurar una base de datos en formato Microsoft Access 1. Cree una nueva base de datos


69


Solución

2. Importe los datos de equipos.

70



Solución

Paso 2 – Configure el factor de escala Seleccione el menú Archivo > Preferencias… y en la pestaña Interfaz de usuario, ajuste el factor de escala.


71


Solución Paso 3 – Mostrar el mapa Pulse el botón Insertar mapa (o seleccione el menú Mostrar > Mapa de fondo…) para obtener el cuadro de dialogo en el cual podrá cargar los datos del mapa y después pedir que se muestren.

72



Solución Paso 4 – Construir la subestación a. Cree una fuente para la subestación en la base de datos de los equipos.


73


Solución b. Cree la subestación SCHOULER_120 en el diagrama unifilar.

74



En la imagen del mapa, encuentre el área donde instalará la subestación y agrándela usando el Zoom.



Localice la subestación Schouler Ct. y agrándela con el Zoom.



Solución 

Pulse el botón Agregar red de la barra de herramientas y haga doble clic sobre el diagrama unifilar en el punto donde desee crear la subestación (es decir al final de Schouler Ct.).



Ajuste el símbolo en la imagen del mapa y después pulse en el nombre de la subestación.


75


Solución c. Modelice el circuito de la subestación. Pulse el botón Agregar tramo de la barra de herramientas. El cursor del ratón mostrará la palabra Tramo.



76

Para crear una barra, seleccione un nudo y use los agarradores para estirarlo.



Solución 

Para añadir un conector, pulse en el botón derecho sobre la barra en el lugar donde desee crearla y seleccione el comando Agregar conector. Después de añadido, podrá desplazar el conector a través la barra.



Continúe construyendo la subestación.

Paso 5 – Construir el alimentador a. Pulse el botón Agregar red de la barra. El cursor del ratón indicará el nuevo modo.


77


Solución Haga doble clic en cualquier parte cerca de la subestación pero no encima. En el campo Nombre del alimentador escriba FEEDER_1 y presione Aceptar. Para conectar el alimentador a la subestación, seleccione el nudo del alimentador pulsando el botón izquierdo del ratón. Mantenga presionado el botón y mueva el cursor sobre la subestación hasta que cambie de color y que el cursor se transforme en cuatro flechas que apuntan hacia adentro. Suelte entonces el ratón.

b. Seleccione el nudo que desee conectar al diagrama unifilar y luego pulse en Conectar.

78



Solución c. Antes de empezar a añadir tramos, seleccione el menú Archivo > Preferencias para configurar la convención de nominación de los tramos. Introduzca la información en el recuadro ID de tramo por omisión, bajo la pestaña Parámetros del sistema.

d.

Añada los tramos. Pulse en el botón Agregar tramo de la barra de herramientas. El cursor indicará la palabra Tramo.


79


Solución Para construir un tramo con nudos intermedios, haga doble clic para crear el tramo y simplemente mantenga el botón izquierdo presionado después del segundo clic. Oprima la tecla Ctrl del teclado en cualquier parte para crear el nudo intermedio.

Añada los otros tramos del mismo modo.

80




Solución 4

Load Flow – Rev1.0.sxst


Flujo de carga Ejercicio: página 17

Solución 1. Cree los tres modelos de factores de escala de carga. a. Seleccione el menú Análisis > Flujo de carga…. Bajo el recuadro Factores de regulación de generación y de carga, seleccione Por tipo de carga en el menú desplegable Cargas y pulse el botón Modificar que aparece a la derecha del cuadro de dialogo.

b. En el cuadro de dialogo Factores de regulación de carga (por Tipo de carga), presione Agregar (signo de suma), escriba el nombre del modelo e introduzca los factores correspondientes.


81


Solución 2. Cree los tres modelos de carga de sensibilidad de tensión. a. En el cuadro de dialogo Análisis del flujo de carga, cambie el modelo de carga a Por tipo de carga y presione el botón Modificar situado a la derecha del cuadro de dialogo.

b. En el cuadro de dialogo Modelo de carga función de la tensión (por tipo de carga), presione el botón Agregar (signo de suma), escriba el nombre del modelo y los factores correspondientes.

3. Ejecute la primera simulación.

82



Solución 4. Para obtener los resultados requeridos para llenar el cuadro, genere el Reporte Sumario – Flujo de carga. a. Seleccione el menú Reporte > Reporte de los cálculos…, verifique el reporte y pulse Aceptar.


83


Solución b. Cuando efectúe simulaciones subsecuentes, el reporte se podrá generar automáticamente. En el cuadro de dialogo Análisis del flujo de carga, seleccione la pestaña Salida. En el recuadro Reporte, marque la casilla de opción Seleccionar y añada el Flujo de carga – Reporte sumario.

Los resultados deberían ser:

Simulación

84


Número de condiciones de Peor tensión baja tensión (la (%) mayoría en 1 fase)


Peor carga (%)

1

386.84

0

97.33

26

135.04

2

608.25

348

95.70

52

169.24

3

22.37

0

102.79

0

32.53

4

384.67

0

97.36

26

134.75

5

601.36

348

95.77

51

168.41

6

22.65

0

102.78

0

32.74

7

391.51

0

97.26

26

135.67

8

622.51

352

95.57

54

170.95

9

21.81

0

102.81

0

32.11




Solución 5 Flujo de carga que no converge – Parte 1

Load Flow - No Solución Founds 1 – Rev1.0.sxst



Solución 1. Ejecute el análisis de flujo de carga. El Reporte de errores de simulación aparecerá automáticamente:

La tercera línea del reporte menciona que el regulador U1C1D-2 del tramo CYME_357_CP_1 se encuentra fuera del ancho de banda. Pulse en el hiperenlace Regulator: U1C1D-2 bajo la columna Dispositivo para abrir el cuadro de dialogo Propiedades del tramo del tramo CYME_357_CP_1 y pida que se muestren los ajustes del regulador.

¿Alguno de los datos le parece inhabitual? El ancho de banda es 0.0 V. Fíjelo a 2.0 V. 2. Ejecute el análisis de flujo de carga para ver si la corrección hecha en el paso 1 ayuda a que converja el análisis.


85


Solución Como no ayuda, vuelva a ejecutar el análisis, pero esta vez muestre en pantalla el Reporte de iteraciones. Simplemente verifique la opción correspondiente en la pestaña Salida del cuadro de dialogo Análisis del flujo de carga. Network: A_FEEDER Iteration Max. dV(%) Location 1 119.195 CYME_425_CP_1 2 145.600 CYME_425_CP_1 3 189.651 CYME_425_CP_1 4 225.264 CYME_425_CP_1 5 267.721 CYME_425_CP_1 6 317.670 CYME_425_CP_1 7 377.561 CYME_425_CP_1 8 449.419 CYME_425_CP_1 9 534.733 CYME_425_CP_1 10 637.525 CYME_425_CP_1 11 760.065 CYME_425_CP_1 12 907.159 CYME_425_CP_1 13 1081.984 CYME_425_CP_1 14 1288.298 CYME_425_CP_1 15 1533.102 CYME_425_CP_1 16 1824.409 CYME_425_CP_1 17 2171.040 CYME_425_CP_1 18 2582.113 CYME_425_CP_1 19 3070.487 CYME_425_CP_1 20 3651.090 CYME_425_CP_1 21 4341.410 CYME_425_CP_1 22 5162.325 CYME_425_CP_1 23 6138.491 CYME_425_CP_1 24 7299.252 CYME_425_CP_1 25 8679.510 CYME_425_CP_1 26 10320.769 CYME_425_CP_1 27 12272.385 CYME_425_CP_1 28 14593.045 CYME_425_CP_1 29 17352.530 CYME_425_CP_1 30 20633.823 CYME_425_CP_1 31 24535.597 CYME_425_CP_1 32 29175.179 CYME_425_CP_1 33 34692.088 CYME_425_CP_1 34 41252.225 CYME_425_CP_1 35 49052.858 CYME_425_CP_1 36 58328.560 CYME_425_CP_1 37 69358.261 CYME_425_CP_1 38 82473.636 CYME_425_CP_1 39 98069.076 CYME_425_CP_1 40 116613.552 CYME_425_CP_1 41 138664.715 CYME_425_CP_1 42 164885.667 CYME_425_CP_1 43 196064.898 CYME_425_CP_1 44 233139.998 CYME_425_CP_1 45 277225.854 CYME_425_CP_1 46 329648.172 CYME_425_CP_1 47 391983.344 CYME_425_CP_1 48 466105.851 CYME_425_CP_1 49 554244.633 CYME_425_CP_1 50 659050.112 CYME_425_CP_1 51 783673.894 CYME_425_CP_1 52 931863.542 CYME_425_CP_1 53 1108075.270 CYME_425_CP_1 54 1317607.942 CYME_425_CP_1 55 1566762.418 CYME_425_CP_1 56 1863031.024 CYME_425_CP_1 57 2215322.857 CYME_425_CP_1 58 2634231.689 CYME_425_CP_1 59 3132354.533 CYME_425_CP_1 60 3724670.446 CYME_425_CP_1 Voltage drop Solución was not found for network A_FEEDER

Esto indica probablemente un problema localizado cerca del tramo CYME_425_CP_1. Tal como lo Consejos en caso de no convergencia explicamos sesión enpunto el documento (página 23),en unlaDelta quecapacitación aumenta enyun específico indica un problema de impedancia o una V de carga muy alta en dicho tramo. 3. Pulse en el tramo CYME_425_CP_1 para ver si tiene alguna anomalía.

a. Use el campo Buscar en la pestaña Vista detallada de la barra del Multi-Explorador para localizar el tramo. 86



Solución b. Después de haberlo encontrado, abra el cuadro de dialogo Propiedades del tramo. Verifique los ajustes de la carga concentrada.

Observe el valor de la potencia aparente. ¿No le parece un poco sospechosa? c. Haga este simple cálculo: Tensión nominal = 14.4 kV LN 8MVA

P I

=

V

=

14.4kV

=

555.57 A

Puesto que la línea eléctrica aérea en dicho tramo tiene una capacidad de 340A, usted puede suponer que la carga mostrada aquí es incorrecta. Además la capacidad conectada es de solamente 25 kVA. Aquí parece que la potencia aparente se introdujo en VA en vez de en kVA. El valor correcto debería ser probablemente 8 kVA. 4. Ejecute otro flujo de carga. Ahora verá que convergirá en siete iteraciones.


87


Archivo de estudio asociado autónomo

Solución 6 Flujo de carga que no converge – Parte 2

Load Flow – No Solución Found – Rev1.0.sxst



Solución 1. Ejecute el análisis de flujo de carga. El Reporte de errores de simulación aparece automáticamente en pantalla:

La tercera línea del reporte menciona que el regulador U1C1D-2 del tramo CYME_711_CP_2 se encuentra fuera del ancho de banda. Oprima el hiperenlace Regulator: U1C1D-2 bajo la columna Dispositivo y obtendrá el cuadro de dialogo Propiedades del tramodel tramo CYME_711_CP_2 que mostrará la configuración del regulador.

Aquí los datos hacen sentido. El ancho de banda es pequeño pero no debe impedir que el análisis converja. © CYME International T&D

89


Solución 2. Ejecute el análisis y pida el Reporte de iteraciones. Simplemente, marque la casilla correspondiente bajo la pestaña Salida del cuadro de dialogo Análisis de flujo de carga. Network: THE_SAME_FEEDER Iteration Max. dV(%) Location 1 44.620 CYME_1197_CP_2 2 18.212 CYME_601_CP_2 3 32.010 CYME_1003_CP_2 4 37.621 CYME_1197_CP_2 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36

41.042 50.529 54.786 65.513 78.759 87.388 106.080 122.121 138.023 162.071 175.941 196.639 222.774 238.317 265.511 300.235 321.624 329.821 352.811 376.434 400.116 424.433 449.695 476.275 504.393 534.155 565.662 599.046 634.389 671.821 711.480 753.458

37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60

797.927 845.026 894.901 947.733 1003.666 1062.909 1125.692 1192.214 1262.681 1337.325 1416.388 1500.117 1588.805 1682.736 1782.214 1887.585 1999.177 2117.367 2242.555 2375.129 2515.550 2664.276 2821.786 2988.620

CYME_1197_CP_2 CYME_1197_CP_2 CYME_1197_CP_2 CYME_1003_CP_2 CYME_1197_CP_2 CYME_1003_CP_2 CYME_1197_CP_2 CYME_1197_CP_2 CYME_1003_CP_2 CYME_1197_CP_2 CYME_1197_CP_2 CYME_1003_CP_2 CYME_1197_CP_2 CYME_1197_CP_2 CYME_1003_CP_2 CYME_1197_CP_2 CYME_1197_CP_2 CYME_710_CP_2 CYME_710_CP_2 CYME_710_CP_2 CYME_710_CP_2 CYME_710_CP_2 CYME_710_CP_2 CYME_710_CP_2 CYME_710_CP_2 CYME_710_CP_2 CYME_710_CP_2 CYME_710_CP_2 CYME_710_CP_2 CYME_710_CP_2 CYME_710_CP_2 CYME_710_CP_2 CYME_710_CP_2 CYME_710_CP_2 CYME_710_CP_2 CYME_710_CP_2 CYME_710_CP_2 CYME_710_CP_2 CYME_710_CP_2 CYME_710_CP_2 CYME_710_CP_2 CYME_710_CP_2 CYME_710_CP_2 CYME_710_CP_2 CYME_710_CP_2 CYME_710_CP_2 CYME_710_CP_2 CYME_710_CP_2 CYME_710_CP_2 CYME_710_CP_2 CYME_710_CP_2 CYME_710_CP_2 CYME_710_CP_2 CYME_710_CP_2 CYME_710_CP_2 CYME_710_CP_2

Voltage drop Solución was not found for network THE_SAME_FEEDER

El reporte indica que los tramos CYME_1197_CP_2, CYME_1003_CP_2 y CYME_710_CP_2 podrían tener un problema y que se deben verificar sus datos. 90



Solución El examen de los detalles de cada uno de los tres tramos muestra que no tienen ningún problema. Dichos tramos están situados al final del alimentador y no al medio. Según el documento Consejos en caso de no convergencia (página 23), esto podría indicar de una impedancia errónea en las líneas aéreas eléctricas, de una carga de impedancia alta o de una línea demasiado larga. Empiece por lo más rápido en verificar, es decir la longitud de la línea. 3. Para esto, el Explorador de red le puede ser de gran ayuda. Seleccione el menú Mostrar > Explorador de red. En red, desplácese el cuadro de dialogo horizontalmente hasta al que vea la columna Longitud y pida que se Explorador ordenen pordesecuencia descendiente o sea del mayor menor.

Observe el valor más elevado. ¿No le parece un poco sospechoso? 4. Localice este tramo, es decir CYME_192_CP_2, en el diagrama unifilar.


91


Solución Por supuesto que no se ve nada bien. El largo o longitud del tramo no parece tener la misma escala que los otros tramos parecidos cercanos. 5. Vuelva a calcular el largo del tramo CYME_192_CP_2 según el factor de escala del modelo, es decir 2.75. a. Verifique el factor de escala de CYMDIST. Seleccione el menú Archivo > Preferencias… y diríjase a la pestaña Interfaz de usuario. Asegúrese de haber introducido un factor de escala de 2.75

b. Abra el cuadro de dialogo Propiedades del tramo del tramo CYME_192_CP_2 y oprima el botón Calcular longitud.

La longitud calculada es 0.022399 millas. 6. Ejecute nuevamente el análisis de flujo de carga. Ahora converge en ocho iteraciones. 92




Solución 7

Short Circuit – Rev1.0.sxst

Ubicación del archivo Carpeta “Short Circuit”

Cortocircuito Ejercicio: página 27

Solución 1. Seleccione el menú Análisis > Análisis de fallas > Cortocircuito… y en el cuadro Impedancias de falla, sobre la lengüeta Parámetros, introduzca los valores de impedancia de la primera simulación. Ejecute el análisis.


93


Solución 2. Para obtener los resultados requeridos para llenar el cuadro, se debe generar el reporte Cortocircuito – Resumen.

a. Seleccione el menú Reporte > Reporte de los cálculos…, marque la casilla correspondiente al reporte y pulse el botón Aceptar.

b. En las simulaciones subsecuentes, el reporte podrá generarse automáticamente. En el cuadro de dialogo Análisis de cortocircuito convencional, seleccione la pestaña Salida. En el cuadro Reportes, marque la casilla Seleccionar y añada el reporte Cortocircuito - Resumen(por favor refiérase al punto 4. b. de la Solución 4 en la página 80 que contiene otras capturas de pantalla). c. Lea atentamente los valores del reporte y llene el cuadro de resultados. Recuerde que en función de la simulación, los valores deben tomarse de una u otra columna.

d. Ejecute las cuato otras simulaciones.

94



Solución Los resultados deberían ser: Falla mínima en la red (A) Simulación

Falla máxima en la red (A)

LT

LLL

1

1146.5

1980.7

6593.7

LT

11836.0

LLL

2 3

430.3 495.8

469.7 602.0

529.2 768.7

535.5 808.5

4

136.7

139.1

143.3

143.7

5

142.5

145.0

149.4

149.8

Las corrientes de falla se calculan a partir de fórmulas que tienen la forma siguiente: I = V/Z. Por supuesto, I cambia en función de V. En la simulación 4, se usa la tensión de base (12.47 kV), mientras que en la simulación 5, se usa la tensión de servicio o de funcionamiento (13.0 kV). Así, un aumento de aproximadamente 4.25% en la tensión crea el mismo aumento en la corriente.


95



Solución 8

Fault Flow – Rev1.0.sxst

Ubicación del archivo Carpeta “Short-Circuit”

Flujo de falla Ejercicio: página 29

Solución 1. Ejecute un análisis de flujo de falla LLL en el nudo 13075 con el generador en el tramo 14734 desconectado. Después de terminado el análisis, abra el cuadro Flujo de carga y verifique los resultados del tramo 13075:

2. Repita el paso 1, pero esta vez con el generador en el tramo 14734 conectado. Después de completar este paso, abra el cuadro Flujo de carga y observe los resultados del tramo 13075:

3. Determine la contribución del generador a la corriente de falla observando los resultados del tramo 13152:


97


Solución 4. Los resultados deberían ser:

Tipo de falla

98

Corriente de falla con el Corriente de falla con el Contribución del generador desconectado generador conectado generador a la corriente (la mayoría de amperios (la mayoría de amperios de falla (la mayoría de en 1 fase) en 1 fase) amperios en 1 fase)

LLL

4174.9

5092.1

943.1

LLT

3836.2

4694.5

926.8

LL

3614.8

4443.3

936.5

LT

2666.4

2930.4

447.4



Solución 9 Balance de carga

Archivo de estudio autónomo asociado Load Balancing – Rev1.0.sxst

Ubicación del archivo Carpeta “Load Balancing”


Solución 1. Ejecute un análisis de flujo de carga y extraiga la información requerida del Flujo de carga - Reporte sumario (refiérase a la Solución 4 de la página 79 para obtener indicaciones detalladas sobre cómo efectuar dichas operaciones). 2. Ejecute el análisis de balance de carga. a. Seleccione el menú Análisis > Balance de carga…. Luego, presione la primera pestaña del cuadro de dialogo Balance de carga, escoja dónde desea que se efectúe el balance, escoja el objetivo y configure los parámetros tal como se le indica.

b. Ejecute la simulación. No se olvide de aplicar los pasos sugeridos por CYMDIST en la pestaña Resultados antes de cerrar el cuadro de dialogo.


99


Solución 3. Para obtener los resultados requeridos para llenar el cuadro, ejecute un análisis de flujo de carga y genere el Flujo de carga – Reporte sumario. 4. Deshaga sus cambios usando el botón Deshacer cambio que se encuentra en la barra de herramientas principal y repita el mismo proceso con las simulaciones restantes.

En cada una de las seis simulaciones de balance de carga, CYMDIST le sugiere los pasos siguientes: Simulación 1:

Simulación 2:

Simulación 3:

Simulación 4:

Simulación 5:

100



Simulación 6:

Los resultados deberían ser: Simulación

Número de cambios de fases

Sin balanceo

Número de Pérdidas del sistema condiciones de baja (kW) tensión (la mayoría en 1 fase)


139.94

265

17

1

1

130.57

0

10

2

3

130.00

0

2

3

2

131.31

0

2

4

4

131.42

0

1

5

2

131.31

0

2

6

4

131.42

0

1


101



Solución 10

Capacitor Placement – Rev1.0.sxst


Ubicación óptima de condensadores

Carpeta “Capacitor Placement”


Solución 1. Ejecute un análisis de flujo de carga con factores de escala de 85% para las cargas (P=Q). Extraiga la información requerida del reporte Flujo de carga– Reporte sumario (refiérase a Solución 4 en la página 79 para obtener instrucciones detalladas sobre cómo efectuar dichas operaciones). 2. Seleccione el menú Análisis > Ubicación óptima de condensadores…. a. Seleccione el objetivo Reducir las pérdidas en kW.

b. Bajo la pestaña Baterías condens., defina los tamaños de los bancos de condensador que el análisis tomará en cuenta:


103


Solución c. En la pestaña Niveles carga, introduzca la información sobre las condiciones de carga que se proporciona a continuación:

d. Ejecute la simulación. e. En la pestaña Resultados, aplique los condensadores sugeridos por CYMDIST y cierre el cuadro de dialogo.

3. Ejecute un análisis de flujo de carga y genere el reporte Flujo de carga – Reporte sumario, de modo a obtener los resultados requeridos para llenar el cuadro de resultados. 4. Anule sus cambios con el botón Deshacer cambio situado en la barra de herramientas principal y repita el mismo proceso con el resto de las simulaciones.

104



Solución Los resultados deberían ser: Número de nuevos bancos de condensadores

Simulación

Sin condensador



116.40

95

1

4

100.30

0

2

1

101.70

0

3

1

101.70

0

4

2

100.6

0

Las pérdidas podrían mejorarse aún más balanceando el alimentador antes de considerar la instalación de los bancos de condensadores. Al utilizar el objetivo Reducir las pérdidas en kW, deberían obtenerse los siguientes resultados:

Y estos deberían ser los resultados del flujo de carga ejecutado después del análisis de ubicación optima de condensadores:

Simulación

5

Número de nuevos bancos de condensadores

4



97.34


0

105



Solución 11

Motor Starting – Rev1.0.sxst


Arranque de motor

Carpeta “Motor Starting”


Solución 1. Cree un motor de inducción en la base de datos de los equipos. Seleccione el menú Equipo > Motor > Motor de inducción. En el cuadro de dialogo Motor de inducción, pulse en el botón Agregar (signo de suma) para crear un nuevo elemento e introducir todos los parámetros proporcionados.

2. Instale el motor de inducción recién creado en el tramo 14733. Ubique el tramo 14733, selecciónelo y abra el cuadro de dialogo Propiedades del tramo. Agregue un motor de inducción, escoja el Nombre del motor creado en el paso 1 y después configure su estado a ROTOR BLOQUEADO. Asegúrese también que el número de arranques por día se haya puesto a 1.


107


Solución

3. Seleccione el menú Análisis > Arranque de motor > Rotor bloqueado… para abrir el cuadro de dialogo correspondiente:

Al pulsar el botón Ejecutar obtendrá automáticamente los reportes Resumen del análisis del rotor bloqueado y Análisis de rotor bloqueado – Detallado. El primero contiene la información pertinente en lo que se refiere a este ejercicio:

108



Solución

4. Como el hueco de tensión real debido al arranque es superior al hueco de tensión máximo debido al arranque, los resultados se indican en rojo. Por lo tanto, con los parámetros y restricciones reales, el motor no puede ser arrancado. 5. Seleccione el menú Análisis > Arranque de motor > Tamaño máximo de arranque… y ejecute el análisis con los parámetros siguientes:


109


Solución El cuadro Análisis de tamaño máximo de arranque deberá dar las siguientes características de motor para el lado carga del tramo 14733:

110




Solución 12






Solución 1. Ejecute un análisis de flujo de carga y pida que se muestre el flujo de la potencia reactiva, usando el botón correspondiente de la barra de herramientas:

El diagrama unifilar debería tener este aspecto:


111


Solución Usando las flechas, se puede rastrear la fuente de la potencia reactiva.

Como se muestra arriba, hay una batería de condensadores en esta localización. Abra el cuadro de dialogo Propiedades del tramopara ver sus parámetros.

Observe la potencia nominal. ¿No le parece sospechosa? En realidad el banco tiene probablemente un total de 1200 kVAR, no por fase. Cámbielo a 400 kVAR/fase. 2. Ejecute un análisis de flujo de carga. El flujo de potencia en la subestación ahora es mucho más razonable.

112




Solución 13



Resultados

Carpeta “Engineering cases\Level Beginner”

cuestionables – Parte 2 Ejercicio: página 47

Solución 1. Ejecute un análisis de flujo de carga y pida que se muestren las condiciones anormales. La primera pareja de tramos situados aguas abajo de la subestación están sobrecargados. Oculte las condiciones anormales y en la pestaña Mostrar de la barra del Multi-Explorador, seleccione la Codificación por color Colorear por capacidad de conductor (amperios.


113


Solución La mayor parte de la línea principal ha sido construida usando conductores con una capacidad de conducción entre 500 y 1000 A, salvo al principio del alimentador donde los conductores tienen una capacidad entre 100 y 250 A. Se nota claramente que algunos conductores no han sido bien seleccionados. Una inspección más detallada muestra que los tramos sobrecargados se componen de dos modelos de línea diferentes, 300AL y 8A, con una capacidad de 129 A y de 609 A respectivamente. Sin embargo, los dos primeros tramos del alimentador que no tienen el mismo comportamiento usan el modelo de línea 477AL con capacidad de 825 A. 2. Cambie los conductores de los tramos sobrecargados usando la herramienta Reconfiguración. Seleccione el menú Editar > Reconfigurar tramos. El cursor del ratón cambiará a Config. a. En el cuadro de dialogo Reconfiguración, seleccione toda el área sobrecargada, es decir desde el tramo CYME_3_CP_4 hasta el tramo CYME_49_CP_4.

b. Seleccione la acción Cambiar de conductor y después escoja el tipo y el Nombre del nuevo conductor, es decir Línea aérea y 477AL, respectivamente.

3. Ejecute un análisis de flujo de carga. No deberá haber ninguna condición anormal.

114




Solución 16 Creación y uso de un nuevo símbolo de dispositivo

N/A

Ubicación del archivo N/A


Solución Solución Paso 1 – Crear el nuevo símbolo 1. Abra el Editor de símbolos de CYME seleccionando el menú Archivo > Herramientas > Editor de símbolos.


115


Solución Si desea añadir un nuevo símbolo a la biblioteca que usa en ese momento CYMDIST, verifique hacia qué archivo apunta. Seleccione el menú Archivo > Preferencias… y en la pestaña Archivos actualizados, busque el elemento Biblioteca de símbolos. Anote su ruta de acceso y nombre de archivo.

2. En el editor de símbolos de CYME, seleccione el menú Archivo > Nuevo. Obtendrá una lista de símbolos como la mostrada abajo:

3. Para crear un nuevo símbolo, seleccione el menú Editar > Nuevo símbolo. Después, en el cuadro de dialogo Propiedades del símbolo, seleccione el tipo Motor de inducción y pulse Aceptar.

116



Solución

Se abrirá una ventana en la que podrá dibujar el nuevo símbolo. 4. Dibuje el símbolo, tal como desea que aparezca en CYMDIST. Recuerde que el símbolo se alineará en CYMDIST como si el tramo fuese horizontal en el editor de símbolos. Por ejemplo, si desea que el símbolo del motor se muestre como en la descripción del problema de la página 53, debería verse así:


117


Solución 5. Cuando termine de dibujar el símbolo, guarde los cambios seleccionando el menú Archivo > Guardar como. Guarde el archivo ingresando la ruta de acceso y el nombre de archivo descritos en el paso 1.

Solución Paso 2 – Atribuir el nuevo símbolo 1. Ya que hemos actualizado la biblioteca de los símbolos, ahora tenemos que recargarla. a. Seleccione el menú Archivo > Preferencias… b. En la pestaña Archivos personalizados, pulse el botón Volver a cargar la biblioteca de símbolos.

2. Para atribuir el nuevo símbolo, seleccione el menú Mostrar > Opciones de visualización…. a. Presione el botón Modificar… en el cuadro de grupo Símbolos. b. En el cuadro de dialogo Símbolos – Símbolos predeterminados, localice el motor de inducción en el recuadro Símbolos que mostrar situado a la mano izquierda. Pulse en el símbolo que aparece a la mano derecha del cuadro de dialogo.

118



Solución

c. En el cuadro de dialogo Selección de símbolos, seleccione el símbolo recién creado. Si no puede ver el nuevo símbolo, presione el botón Refrescar situado en la parte inferior del cuadro de dialogo.


119


Solución Solución Paso 3 – Use el nuevo símbolo 1. Si usted añade un motor de inducción a un tramo o si mira un motor de inducción ya existente en la red, verá que ya se estará usando el nuevo símbolo:

120


204048417 Manual de Capacitacion CYMDIST Ejercicios y Soluciones

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