Elementos Datos Modelos NEPLAN 5.3

Modelos y Datos de Entrada de los Elementos

Modelos y Datos de Entrada de los Elementos Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red Los datos de los elementos para los cálculos de sistemas de potencia se deben entrar con la ayuda de Diálogos o Ventanas. Los Diálogos de entrada se despliegan una vez se haya ingresado el elemento en forma gráfica. Los datos que se inserten se grabarán en una base de datos común (archivo del proyecto) y podrán ser utilizados en todos los módulos de cálculo. Los módulos únicamente leen los datos que requieren para realizar el cálculo específico. Los datos que no se requieren son ignorados. Los siguientes botones de acción están disponibles en la parte inferior de los Diálogos de Entrada de los elementos: Copiar y Pegar Librería Exportar

Aceptar Cancelar Ayuda Herramientas

Copia los datos ubicados en el búfer interno. Cuando se estén insertando datos para otros elementos, éstos se pueden trasladar desde el búfer con la opción “Pegar”. Los datos serán transferidos a la Ventana de entrada. Para algunos elementos es posible seleccionar una librería, la cual contiene datos típicos predefinidos. Esta librería se puede construir en el menú Librerías. Es posible exportar los datos de los elementos a la librería actual presionando el botón Exportar. Previamente se debe ingresar un nombre de tipo o se debe escoger uno en la opción Tipo de la pestaña Parámetros. Se guardarán los datos que hayan sido editados. Se insertará un nuevo elemento. No se modificarán los datos que hayan sido editados. No se insertará un nuevo elemento. Se desplegará la ayuda en línea. Es posible usar fondos de colores para los campos de datos en los diálogos de entrada, dependiendo de si los datos respectivos son necesarios para un cálculo en particular. Se puede escoger un color diferente para un campo obligatorio o un campo

Guía del Usuario de NEPLAN V5

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preferencial. Clasificación de Datos en el Diálogo de Entrada de Datos

Las siguientes secciones describen los parámetros de entrada de las Ventanas de datos. Para cada parámetro se da una indicación acerca del tipo de cálculo para el cual se necesita el dato. La regla es la siguiente: L S M H P D R O

Flujo Carga, Flujo Carga Óptimo, Análisis de Contingencias, Estabilidad de Voltaje Cortocircuito, Protección de Distancia Arranque de Motores Análisis de Frecuencias Armónicas Análisis de Protección de Distancia Análisis Dinámico, Estabilidad de Pequeña Señal Confiabilidad Análisis de Selectividad

Si hay un paréntesis (), significa que este parámetro es usado por todos los módulos de NEPLAN. Todos los parámetros requeridos para el análisis de Cortocircuito son también necesarios para el análisis de Selectividad, debido a que la simulación de Cortocircuito hace parte del análisis de Selectividad.

Información del Elemento

Cada elemento tiene una pestaña de Información, la cual suministra información general sobre el elemento. El tipo de información es casi la misma de un elemento a otro, por lo tanto, esta pestaña sólo se explicará aquí y no se mencionará más en los capítulos de entrada de datos de elementos. Nombre

Nombre del elemento. Cuando la ventana de diálogo de un elemento o nodo se abre por primera vez justo después de haber ingresado dicho elemento, hay un botón “...” al lado del campo del nombre. Si se desea representar de nuevo un elemento ya existente en el proyecto, se presiona este botón y se escoje el elemento


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ID

()

() ID Red Parcial Descripción Área () Zona

()

Proyectado () Nodos conectados

respectivo. Número de identificación del elemento (generado por NEPLAN). Número de identificación de la red parcial (generado por NEPLAN). Descripción del elemento. Indica el área al cual pertenece el elemento. Se pueden definir nuevas áreas en “Editar – Propiedades de Variantes”. Indica la zona a la cual pertenece el elemento. Se pueden definir nuevas zonas en “Editar – Propiedades de Variantes”. Indica si la línea es proyectada o existente. Desde: Nombre del nodo de inicio. Hasta: Nombre del nodo de finalización. Casilla de chequeo ON/OFF: Conecta o desconecta el elemento al nodo respectivo.

El usuario tiene la posibilidad de escoger las fases para algunos elementos; de esta manera es posible definir un elemento asimétrico. Esto se lleva a cabo mediante la siguiente opción: Fases

()

Indica la configuración de fases del elemento. Los valores posibles son: - L1L2L3N: Elemento simétrico - L1N: Elemento monofásico, fase L1 - L2N: Elemento monofásico, fase L2 - L3N: Elemento monofásico, fase L3

Si un elemento no incluye esta opción, existe otro elemento similar aparte para aplicaciones asimétricas, que debe ser ingresado (e.j. línea asimétrica). Confiabilidad del Elemento

Cada elemento tiene una pestaña de Confiabilidad para la entrada de datos utilizados en el Análisis de Confiabilidad. Este módulo aún se encuentra en desarrollo, por lo tanto estos parámetros serán explicados posteriormente. Elemento – Datos del Usuario

Cada elemento tiene una pestaña de Datos del Usuario. El usuario puede definir sus propias variables, las cuales se ingresan en listas en forma de Guía del Usuario de NEPLAN V5

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tablas. Los valores de las variables se pueden modificar directamente en dichas tablas. Si se marca la casilla de chequeo de una variable, ésta se mostrará en el diagrama unifilar. Las variables son sólo para propósitos de documentación e información, y no participan en los cálculos. Nueva Variable:

Nombre de variable a ingresar en la lista.

Nombre Nueva Variable: Tipo Agregar Variable Remover Variable

Tipo de variable a ingresar en la lista.

Al presionar este botón se ingresa una variable a la lista. Al presionar este botón se remueve una variable de la lista.

Más sobre el Elemento...

Dependencia de la Frecuencia En general, las resistencias y las inductancias en los circuitos equivalentes de los elementos de red son dependientes de la frecuencia. El programa permite tomar en cuenta la dependencia de la frecuencia de tres maneras diferentes: De acuerdo a una función exponencial • • De acuerdo a una tabla R(f) y L(f) • De acuerdo a un diagrama de lugar geométrico Dependencia de la Frecuencia según una Función Exponencial

La respuesta de la dependencia de la frecuencia de una resistencia y de una inductancia se determina de acuerdo a las siguientes fórmulas: 

 f



 fn

R( f ) = Rn ⋅ 1 + Ar ⋅ 

 f    fn 

Br     

− 1

Bl

L( f ) = Ln ⋅ Al ⋅ 

donde: R(f), L(f):

Resistencia o inductancia a la frecuencia f


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Rn, Ln: Ar, Br, Al, Bl: f: Fn:

Valor nominal de la resistencia o la inductancia a la frecuencia nominal del sistema Factores Frecuencia Frecuencia nominal del sistema

Las figuras 4.1 y 4.2 muestran las respuestas características de R(f) y L(f) de acuerdo a las fórmulas anteriores. Esta dependencia de la frecuencia está definida sólo para frecuencias por encima de la nominal del sistema. 20.0 R(f)/Rn 10.0

0.0 0.0

500.0 1000.0 frecuencia f [Hz]

Fig. 4.1 Dependencia de la Frecuencia de una Resistencia

1.0 L(f)/Ln 0.5

0.0

0.0

500.0 1000.0 frecuencia f [Hz]

Fig. 4.2 Dependencia de la Frecuencia de una Inductancia


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Dependencia de la Frecuencia según Tablas de R(f) y L(f)

Es posible ingresar la dependencia de la frecuencia de R y L en forma tabulada. Es significativo dar los valores para el k-ésimo armónico f k como valores base R(fk)/Rn y L(fk)/Ln. Los valores Rn, Ln son la base para la frecuencia nominal del sistema fn. Se designa como un punto una pareja de valores f k y L(fk)/Lnfk o f k y R(fk)/Rn. Para las frecuencias que no correspondan con las frecuencias de un punto, deberá hacerce una interpolación lineal. Dependencia de la Frecuencia según un Diagrama de Lugar Geométrico

Se pueden representar curvas de impedancia arbitrarias mediante un diagrama de lugar geométrico. Es posible reproducir curvas de impedancia dadas (e.j. resultados de una medición). Para todas las frecuencias f k el valor real R(fk) y el valor imaginario X(fk) de la impedancia Z(fk) se pueden ingresar de manera tabulada (R y X en serie). Estos grupos de valores (fk, R, X) son designados como puntos del diagrama de lugar geométrico. Para las frecuencias que no correspondan con las frecuencias de un punto, se ejecutará una interpolación lineal (separada para el valor real e imaginario). Esta clase de dependencia de la frecuencia sólo es válida para los elementos delos redcircuitos “Alimentador de Red”, Paralelo (Shunts) y Carga. Los elementos de equivalentes serán calculados exclusivamente por

los valores de los diagramas de lugar geométrico, y no por las fórmulas dadas para los modelos de los elementos.

Análisis de Inversión


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Subestación Esta sección describe los parámetros del Diálogo de Entrada de Datos de una Subestación. Este elemento no es necesario para los cálculos.

Subestación – Parámetros Nombre Tipo Municipio Ubicación Protección

R

Nombre de la Subestación. Tipo de Subestación. Municipio en el cual está ubicada la Subestación. Ubicación de la Subestación. Esquema de protección de la Subestación

Este elemento no es necesario para los cálculos. Se usa para hacer transferencias entre diferentes diagramas.

Subestación - Información La pestaña Información se describe en “Información del Elemento” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”. Subestación - Confiabilidad La pestaña Confiabilidad se describe en “Confiabilidad del Elemento” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”. Subestación – Datos del Usuario La pestaña Datos del Usuario se describe en “Elemento – Datos del Usuario” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”.

Subestación - Más… Dependencia de la Frecuencia…

Al presionar este botón de la pestaña Más, se pueden ingresar los parámetros de entrada de la Dependencia de la Frecuencia. Estos sólo se usan para análisis de Armónicos. La descripción se puede encontrar en “Dependencia Guía del Usuario de NEPLAN V5

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de la Frecuencia” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”-“Más sobre el Elemento... “. Datos de Inversión…

Al presionar este botón de la pestaña Más, se pueden ingresar los parámetros de entrada de los Datos de Inversión. Estos sólo se usan para análisis de Inversión. La descripción se puede encontrar en “Análisis de Inversión” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”-“Más sobre el Elemento...”.


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Nodo Este capítulo describe los parámetros del Diálogo de Entrada de Datos de un Nodo.

Nodo - Parámetros Nombre Área Zona Tipo de nodo

() () ()

Nodo Prot. Distancia

P

Vn Vobj

() LDR

Vmín

LDR

Vmáx

LDR

f Ipmáx

SP SP

Nombre del Nodo. Define el área al cual pertenece el Nodo. Define la zona a la cual pertenece el Nodo. Tipo de Nodo. Son posibles las siguientes opciones: - Barraje de distribución - Barraje aislado - Barraje especial - Barraje de distribución principal Se puede modificar el grosor del nodo de acuerdo al tipo de nodo seleccionado (ver la opción del menú "Ancho de Línea" en el capítulo “Opciones del Menú”). En caso contrario, el dato que se indique no tendrá importancia. Indica si el nodo será tenido en cuenta cuando se realice el ajuste automático de relés de distancia. Si se selecciona esta opción, el nodo se considerará como un nodo de protección de distancia. Voltaje nominal del nodo en kV. Valor regulado del voltaje de nodo en %. Este dato sólo se tendrá en cuenta si el nodo se va a regular durante el proceso de cálculo por medio de un transformador con cambiador de taps (ver capítulo “Flujos de Carga”). Voltaje mínimo permisible en %. Si el voltaje cae por debajo de Vmín durante los cálculos, este valor se mantendrá – Raphson).(sólo es válido para el método de Newton Voltaje máximo permisible en %. Si el voltaje aumenta por encima de Vmáx durante los cálculos, éste valor se mantendrá (sólo es válido para el método de Newton –Raphson). Frecuencia Corriente pico de cortocircuito máxima permisible del


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t dp

P

nodo en kA. Tiempo de disparo, en segundos, de una protección principal, por ejemplo un fusible en un circuito de distribución.

Nodo - Información La pestaña Información se describe en “Información del Elemento” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”.

Nodo - Confiabilidad La pestaña Confiabilidad se describe en “Confiabilidad del Elemento” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”.

Nodo – Datos del Usuario La pestaña Datos del Usuario se describe en “Elemento – Datos del Usuario” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”.

Nodo - Más… Dependencia de la Frecuencia…

Al presionar este botón de la pestaña Más, se pueden ingresar los parámetros de entrada de la Dependencia de la Frecuencia. Estos sólo se usan para análisis de Armónicos. La descripción se puede encontrar en “Dependencia de la Frecuencia” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”-“Más sobre el Elemento... “. Datos de Inversión…

Al presionar este botón de la pestaña Más, se pueden ingresar los parámetros de entradaLadedescripción los Datos de Estos sólo se usan de para análisis del de Inversión. se Inversión. puede encontrar en “Análisis Inversión” capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”-“Más sobre el Elemento...”.


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Nodo DC Este capítulo describe los parámetros del Diálogo de Entrada de Datos de un Nodo DC.

Nodo DC - Parámetros Nombre Área Zona Vn

() () ()

Nombre del Nodo. Define el área al cual pertenece el Nodo. Define la zona a la cual pertenece el Nodo. Voltaje nominal del Nodo en kV.

Nodo DC - Información La pestaña Información se describe en “Información del Elemento” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”.

Nodo DC - Confiabilidad La pestaña Confiabilidad se describe en “Confiabilidad del Elemento” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”.

Nodo DC – Datos del Usuario La pestaña Datos del Usuario se describe en “Elemento – Datos del Usuario” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”.

Nodo DC - Más… Datos de Inversión…



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Línea Este capítulo describe los parámetros del Diálogo de Entrada de Datos de una Línea y el modelo correspondiente.

Línea - Parámetros Nombre Tipo Longit.

()

Unidades

()

R(1)

()

R(0)

SP

X(1)

()

X(0)

SP

C(1)

()

C(0)

SP

G(1)

()

Ir máx

L

Ir mín

L

Nombre del Elemento. Sólo es aplicable a librerías de Líneas. Al presionar el botón "..." se puede escoger el tipo, y los datos se pueden transferir desde la librería predefinida. Longitud de la línea en km, millas o 1000 pies (ver Unidades). Unidades para los valores de entrada siguientes. Las unidades posibles son: - Ohm/km: Ohm, µS, µF por km - Ohm/millas: Ohm, µS, µF por millas - Ohm/1000pies: Ohm, µS, µF por 1000 pies Resistencia de secuencia positiva en Ohm/km o ver Unidades. Resistencia de secuencia cero en Ohm/km o ver Unidades. Reactancia de secuencia positiva en Ohm/km o ver Unidades. Reactancia de secuencia cero en Ohm/km o ver Unidades. Capacitancia de secuencia positiva en µF/km o ver Unidades. Capacitancia de secuencia cero en µF/km o ver Unidades. Conductancia de secuencia positiva en µS/km o ver Unidades. Corriente nominal máxima en A. Se calculará la cargabilidad de la línea de acuerdo a Ir mín o Ir máx (ver "Parámetros de Cálculo (FC)") Corriente nominal mínima en A. Se calculará la cargabilidad de la línea de acuerdo a Ir mín o Ir máx (ver "Parámetros de Cálculo (FC)").


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Temp. perm.

SP

Fact. de Reducción

L

Número de () líneas Q

Cable

Aéreo

Suicheable L

Temperatura máxima permitida en °C para el cálculo de las corrientes mínimas de cortocircuito. El valor por defecto es 80°C. Factor de Reducción. Con base en este valor, Ir se corrige a: Ir mín = fac.red * Ir mín; Ir máx = fac.red.*Ir máx. Número de líneas en paralelo entre los nodos de inicio y finalización. Sección transversal del conductor de fase en mm2. Una línea se puede desplegar con diferentes grosores dependiendo de la sección transversal (ver la sección “Ancho de Línea” en el capítulo “Opciones del Menú”). Indica si la línea es o no un cable aislado. Los cables aislados y las líneas aéreas se pueden desplegar con diferentes tipos de línea (ver opción del menú “Editar – Propiedades de Diagrama - Líneas"). Indica si la línea es o no una línea aérea. Las líneas aéreas y los cables aislados se pueden desplegar con diferentes tipos de línea (ver opción del menú “Editar – Propiedades de Diagrama - Líneas"). Indica si la línea es paradeelSeparación cálculo de Reconfiguración de suicheable, Redes (Puntos Óptimos).

Secciones de Línea Esta opción es útil si la línea está conformada por secciones. En la pestaña Secciones se pueden entrar las secciones de línea. Por medio de los botones de acción es posible entrar, actualizar o eliminar las secciones. Los parámetros de las secciones también se pueden tomar de librerías. En la lista de selección donde se encuentran las secciones de línea, el usuario podrá ver todas las secciones de línea que se han ingresado. Los campos de entrada para los parámetros son los mismos que se explicaron en la pestaña Parámetros de Línea. La longitud y los parámetros de toda la línea se calculan automáticamente con las secciones de línea ingresadas, y aparecen en la pestaña Parámetros. Los parámetros calculados no se pueden modificar debido a que ellos representan un equivalente de las secciones.


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Torres de Línea El usuario tiene la opción de calcular los parámetros de una línea aérea con la ayuda de la pestaña Torres en los datos de entrada de las líneas. Con esta función, los parámetros de una línea sencilla se calculan al ingresar las características de los conductores y los datos de su disposición. Para poder entrar los datos de la disposición, es necesario escoger una o más torres. Las torres respectivas se deben ingresar previamente en forma gráfica desde la Ventana de Símbolos (ver capítulo “Torre”). Si existen líneas acopladas, se recomienda utilizar el editor de acople de líneas, el cual calcula las impedancias de acople y los parámetros de todas las líneas consideradas (ver capítulo “Acople de Líneas”). Conductores de Fase Conductores por También se puede ingresar y calcular el haz de haz conductores. Aquí se debe especificar el número de conductores. Los valores son 1..4. Distancia Distancia de los conductores en cm. Valor típico: 40 cm. Diámetro Diámetro de un conductor en cm. R Resistencia específica en Ω/km de los conductores de fase a 20° centígrados. Flecha

Datos de Torres Insertar Eliminar x (L1) y (L1) x (L2) y (L2) x (L3)

Flecha h de los conductores en m. Para el cálculo de los parámetros, los valores-y se corrrigen de la siguiente manera: ynuevo = yent - 0.7·h. Una torre ingresada previamente se puede seleccionar desde una lista. Es posible seleccionar varias torres, y para todas ellas se deben ingresar los datos de disposición. Se puede remover una torre de la lista. Se perderán los datos respectivos de disposición. Coordenada-x en m del conductor de fase L1 con respecto a la torre (ver comentario abajo). Coordenada-y en m del conductor de fase L1 con respecto a la tierra. Coordenada-x en m del conductor de fase L2 con respecto a la torre. Coordenada-y en m del conductor de fase L2 con respecto a la tierra. Coordenada-x en m del conductor de fase L3 con respecto


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a la torre. Coordenada-y en m del conductor de fase L3 con respecto a la tierra. Cálculo de Datos del Circuito Transpuesta Indica si los conductores de fase de las líneas aéreas están o no transpuestos. Se asume transposición simétrica ß (transposición cíclica de los conductores de fase a 1/3 y 2/3 de la línea). La entrada es válida para cada línea (sistema de fase). rho E Resistividad de la tierra en Ωm. Los valores típicos son: Roca: mayor a 3000 Ωm; grava, piedra: 1000..3000 Ωm; granito: 10000 Ωm; arena seca: 200..1200 Ωm; arena húmeda, caliza: 70..200 Ωm; tierra vegetal: 50..100 Ωm; arcilla: 100..50 Ωm; pantanos, tierras ribereñas: menor que 20 Ωm. Valor por Defecto: 100 Ωm. Calcular Los parámetros de la línea se calcularán con base en los datos ingresados en la pestaña Torres. Se indicarán los resultados en la pestaña de Parámetros Conductor Guarda Activo Define si el conductor guarda existe o no. En caso de estar activo, se considerará para los cálculos. R Resistencia específica en Ω/km del conductor guarda a 20° centígrados. Diámetro Diámetro de un conductor en cm. Permeabilidad Permeabilidad relativa µ del conductor guarda. Los valores típicos son: cobre, conductores de aluminio: µ=1.0; conductores de aluminio/acero con una capa de aluminio: µ~5..10; conductores de aluminio/acero con sección transversal mayor o igual a 6: µ~1.0; conductores de acero: µ=25.0. X Coordenada-x en m del conductor guarda con respecto a la y (L3)

Y

torre (ver comentario abajo). Coordenada-y en m del conductor guarda con respecto a la tierra.

Si no existe una fase, se debe de jar su campo vacío.


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Comentario acerca de la Entrada de Coordenadas:

Eje Y

Conductores de Guarda Conductores de Fase

Eje X 0 Fig. 4.3 Disposición de la Torre

Los conductores de Fase y Guarda que están a la izquierda de la torre se deben ingresar con coordenadas negativas x. Los conductores que están a la derecha de la torre se deben ingresar con coordenadas positivas.

Compensación de Líneas Nombre

Nombre del elemento

Se deben ingresar los siguientes parámetros para los lados primario y secundario de la línea, en el caso que exista una compensación de línea: P(1) Q(1)

() ()

Potencia activa de secuencia positiva Potencia reactiva de secuencia positiva

P(0) Q(0) Activo

SP SP ()

Potencia activa de secuencia cero Potencia reactiva de secuencia cero El usuario puede definir qué porción de la compensación, en %, se encuentra activa.


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Línea - Información La pestaña Información se describe en “Información del Elemento” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”. Línea - Confiabilidad La pestaña Confiabilidad se describe en “Confiabilidad del Elemento” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”.

Línea – Datos del usuario La pestaña Datos del Usuario se describe en “Elemento – Datos del Usuario” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”. Línea - Más… Dependencia de la Frecuencia…



Cargas de Línea…

La descripción de los parámetros para las cargas de línea se encuentra en el capítulo “Carga de línea”.

Valores Recomendados para Datos de Secuencia Cero de Líneas: Los datos de secuencia cero de una línea dependen del tipo de línea (cable o línea aérea), de su estructura y de su apilamiento (cable). En la referencia / 3 / se presentan valores recomendados.


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Descripción del Modelo (Línea) Y11

R

X

Ycomp1

Y22 Ycomp2

B11

G22

G11

B22 Fig. 4.4 Modelo de una Llínea

Los parámetros del modelo para la secuencia positiva y cero se calcula como se indica a continuación: Secuencia Positiva

Secuencia Cero

R = R(1) · longitud X = X(1) · longitud B = 2·PI·f·C(1) · longitud G11 = G / 2 B11 = B / 2 G22 = G / 2 B22 = B / 2 Ycomp1 = G1s + jB1s Ycomp2 = G2s + jB2s Y11 = G11 + j·B11 + Ycomp1 Y22 = G22 + j·B22 + Ycomp2 Si los valores de P1(1,0), Q1(1,0), P2(1,0), Q2(1,0) son diferentes a cero se calcula como: G1s = (P1*P1 + Q1*Q1) / (P1*Vn²) B1s = (P1*P1 + Q1*Q1) / (Q1*Vn²) G2s = (P2*P2 + Q2*Q2) / (P2*Vn²) B2s = (P2*P2 + Q2*Q2) / (Q2*Vn²) Con más detalle: L = X / (2·PI·f) R_T = R[1+0.0039·(T-20)]

R = R(0) · longitud X = X(0) · longitud B = 2·PI·f·C(0) · longitud G11 = 0.0 B11 = B / 2 G22 = 0.0 B22 = B / 2 Ycomp1 = G1s + jB1s Ycomp2 = G2s + jB2s Y11 = G11 + j·B11 + Ycomp1 Y22 = G22 + j·B22 + Ycomp2


G1s = (P1*P1 + Q1*Q1) / (P1*Vn²) B1s = (P1*P1 + Q1*Q1) / (Q1*Vn²) G2s = (P2*P2 + Q2*Q2) / (P2*Vn²) B2s = (P2*P2 + Q2*Q2) / (Q2*Vn²)

R_T = R[1+0.0039·(T-20)]

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Significado de las variables: f Frecuencia del sistema T Temperatura máxima permitida R_T Reactancia a la temperatura T Ycomp1 Admitancia de la compensación de línea sobre el lado 1 Ycomp2 Admitancia de la compensación de línea sobre el lado 2 Cuando se estén calculando corrientes de cortocircuito mínimas, se deberá utilizar R_T en vez de R (por 20° C). Comentario: C(1) y Y(1) no se utilizan al hacer cálculos de cortocircuito de acuerdo a VDE\IEC.

Modelo para Análisis de Armónicos Para modelar la línea se hace uso de un modelo de parámetros distribuídos. Los elementos serie y paralelo se calculan a partir de la ecuación exacta de la línea para cada frecuencia. Sólo se tiene en cuenta la secuencia positiva. La impedancia serie Z12 entre los nodos 1 y 2 de la línea se calcula como sigue: Z 12

=

Z W ( f ) ⋅ senh( g ( f ))

Las impedancias paralelo son: Z 1 ( f ) = Z 2 ( f ) = Z W ( f ) ⋅ coth ( g ( f ) / 2)

Estos valores se utilizan en la ecuación: V

= Z ⋅I

ZW es la impedancia natural y g la constante de propagación de la línea. Si se desprecia la resistencia a tierra, se llega a las siguientes fórmulas para Z W y g: ZW ( f ) =

R1 ( f ) + j ⋅ 2 ⋅ π ⋅ f ⋅ L1 ( f ) G1

+

⋅

⋅

⋅

⋅

j 2 π f C1

g ( f ) = ( R1 ( f ) + j ⋅ 2 ⋅ π ⋅ f ⋅ L1 ( f )) ⋅ (G1

donde: F L1(f)

+

j ⋅ 2 ⋅ π ⋅ f ⋅ C1 ) ⋅ l

Frecuencia arbitraria Inductancia de la línea, dependiente de la frecuencia en Henrios/km


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R1(f)

Resistencia de la línea, dependiente de la frecuencia en Ohm/km

C1

Capacitancia de la línea, independiente de la frecuencia en µF/km

G1

Conductancia de la línea, independiente de la frecuencia en µS/km

L

Longitud de la línea en km.

Si se indica dependencia de la frecuencia de X1 y/o R1, los valores de L1(f) y/o R1(f) se calculan a partir de X1 y R1.


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Línea Asimétrica Esta sección describe los parámetros del Diálogo de Entrada de Datos de una Línea Asimétrica y el modelo correspondiente.

Línea Asimétrica - Parámetros Nombre Tipo Longit.

()

Unidades

()

Valores de fase para R Valores de fase para X Valores de fase para C Ir máx

()

Ir mín

L

T perm

SP

() () L

Fact. de Reducción

L

Nro. de líneas

()

Nombre del elemento Aplicable sólo a librerías de Líneas. Al hacer clic con el mouse sobre el botón "...", los datos se pueden transferir desde una librería predefinida. Longitud de la línea en km, millas o 1000 pies (ver Unidades). Unidades para los valores de entrada. Las unidades posibles son: - Ohm/km: Ohm, µS, µF por km - Ohm/milla: Ohm, µS, µF por millas - Ohm/1000pies: Ohm, µS, µF por 1000 pies. Valores de fase para la resistencia R en Ohm/km o ver Unidades. Valores de fase para la reactancia X en Ohm/km o ver Unidades. Valores de fase para la capacitancia C en µF/km o ver Unidades. Corriente nominal máxima en A. Se calculará la cargabilidad de la línea de acuerdo a Ir mín o Ir máx (ver "Parámetros de Cálculo (FC)") Corriente nominal mínima en A. Se calculará la cargabilidad de la línea de acuerdo a Ir mín o Ir máx (ver "Parámetros de Cálculo (FC)"). Temperatura máxima permitida en °C, en el cálculo de las corrientes defecto es 80 de °C.cortocircuito mínimas. El valor por Factor de Reducción. Con base en este valor, Ir se corrige a: Ir mín = fac.red * Ir mín; Ir máx = fac.red.*Ir máx. Número de líneas en paralelo entre los nodos de inicio y final.


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Q

Cable

Aéreo

Suicheable L

Sección transversal del conductor de fase en mm2 . Una línea se puede desplegar con diferentes grosores dependiendo de la sección transversal (ver la sección “Ancho de Línea” en el capítulo “Opciones del Menú”. Indica si la línea es o no un cable aislado. Los cables aislados y las líneas aéreas se pueden desplegar con diferentes tipos de línea (ver opción del menú “Editar – Propiedades de Diagrama - Líneas"). Indica si la línea es o no una línea aérea. Las líneas aéreas y los cables aislados se pueden desplegar con diferentes tipos de línea (ver opción del menú “Editar – Propiedades de Diagrama - Líneas"). Indica si la línea es suicheable, para el cálculo de Reconfiguración de Redes (Puntos de Separación Óptimos).

Torres de Líneas Asimétricas El usuario tiene la opción de calcular los parámetros de una línea aérea con la ayuda de la pestaña Torres en los datos de entrada de las líneas. Con esta función, los parámetros de una línea ingresando las características de los conductores y los sencilla datos desesucalculan disposición. Para poder entrar los datos de la disposición, es necesario escoger una o más torres. Las torres respectivas se deben ingresar previamente en forma gráfica desde la Ventana de Símbolos (ver capítulo “Torre”). Si existen líneas acopladas, se recomienda utilizar el editor de acople de líneas asimétricas, el cual calcula las impedancias de acople y los parámetros de todas las líneas consideradas (ver capítulo “Acople de líneas asimétricas“).

Conductores de Fase Conductores por El haz de conductores también se puede ingresar y haz calcular. Aquí se debe especificar el número de conductores. Los valores son 1..4. Distancia Diámetro R Flecha

Distancia 40 cm. de los conductores en cm o pulgadas. Valor típico Diámetro de un conductor en cm o pulgadas. Resistencia específica en Ω/km o Ω/millas de los conductores de fase a 20° centigrados. Flecha h de los conductores en m o pies. Para el cálculo de los parámetros, los valores-y se corrrigen de la siguiente


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manera: ynuevo = yent - 0.7·h.

Datos de Torres Insertar Eliminar x (L1) y (L1) x (L2) y (L2) x (L3) y (L3)

Una torre ingresada previamente se puede seleccionar desde una lista. Es posible seleccionar varias torres, y para todas ellas se deben ingresar los datos de disposición. Se puede remover una torre de la lista. Se perderán los datos respectivos de disposición. Coordenada-x en m o pies del conductor de fase L1 con respecto a la torre (ver comentario abajo). Coordenada-y en m o pies del conductor de fase L1 con respecto a la tierra. Coordenada-x en m o pies del conductor de fase L2 con respecto a la torre. Coordenada-y en m o pies del conductor de fase L2 con respecto a la tierra. Coordenada-x en m o pies del conductor de fase L3 con respecto a la torre. Coordenada-y en m o pies del conductor de fase L3 con

respecto a la tierra. Cálculo de Datos del Circuito Transpuesta Indica si los conductores de fase de las líneas aéreas están o no transpuestos. Se asume transposición simétrica ß (transposición cíclica de los conductores de fase a 1/3 y 2/3 de la línea). La entrada es válida para cada línea (sistema de fase). rho E Resistividad de la tierra en Ωm. Los valores típicos son: Roca: mayor a 3000 Ωm; grava, piedra: 1000..3000 Ωm; granito: 10000 Ωm; arena seca: 200..1200 Ωm; arena húmeda, caliza: 70..200 Ωm; tierra vegetal: 50..100 Ωm; arcilla: 100..50 Ωm; pantanos, tierras ribereñas: menor que 20 Ωm. Valor por Defecto: 100 Ωm.

Calcular

Los parámetros de la línea se calcularán con base en los datos ingresados en la pestaña Torres. Se indicarán los resultados en la pestaña Parámetros.


4-23


Conductor Guarda Activo Define si el conductor guarda existe o no. En caso de estar activo, se considerará para los cálculos. R Resistencia específica en Ω/km del conductor guarda a 20° centigrados. Diámetro Diámetro de un conductor en cm. Permeabilidad Permeabilidad relativa µ del conductor guarda. Los valores típicos son: cobre, conductores de aluminio: µ=1.0; conductores de aluminio/acero con una capa de aluminio: µ~5..10; conductores de aluminio/acero con sección transversal mayor o igual a 6: µ~1.0; conductores de acero: µ=25.0. X Coordenada-x en m o pies del conductor de guarda con respecto a la torre (ver comentario abajo). Y Coordenada-y en m o pies del condcutor guarda desde tierra. Si no existe una fase, se debe de jar su campo vacío.

Comentario acerca de la Entrada de Coordenadas:

Eje Y

Conductores de Guarda Conductores de Fase

Eje X 0

Fig. 4.5 Disposición de la Torre

Los conductores de Fase y Guarda que están a la izquierda de la torre se deben ingresar con coordenadas negativas x. Los conductores que están a la derecha de la torre se deben ingresar con coordenadas positivas.


4-24


Línea Asimétrica - Información La pestaña Información se describe en “Información del Elemento” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”.

Línea Asimétrica - Confiabilidad La pestaña Confiabilidad se describe en “Confiabilidad del Elemento” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”.

Línea Simétrica – Datos del Usuario La pestaña Datos del Usuario se describe en “Elemento – Datos del Usuario” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”.

Línea Asimétrica - Más… Dependencia de la Frecuencia…

Al presionar este botón de la pestaña Más, se pueden ingresar los parámetros de entrada de la Dependencia de la Frecuencia. Estos sólo se usan para análisis de Armónicos. La descripción se puede encontrar en “Dependencia de la Frecuencia” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”-“Más sobre el Elemento... “. Datos de Inversión...


Descripción del Modelo (Línea Asimétrica) Las líneas asimétricas se entran en el sistema de fases, L1-L2, L3 con o sin neutro. La línea se debe describir por medio de dos matrices simétricas, como se indica a continuación:


4-25


VL1   Z L1− L1 V   Z  L 2  =  L1− L 2 VL 3   Z L1− L3    V N   Z L1− N

Z L1− L 2

Z L1− L 3

Z L 2− L 2

Z L 2−L3

Z L1− N   I L1  Z L 2− N   I L 2 

Z L 2− L 3

Z L 3− L 3

Z L 3− N   I L 3 

Z L 2− N

Z L 3− N

Z N −N   I N 

L1 L 2

L1 L 3

L1 N

L2 L2

L 2 L3

L2

L 2 L3

L3 L3

L3 N

L 2 −−N

L3 N

N −N

 I L1   YLY 1−−−− LY 1 Y  I  Y Y Y Y L2  L 2  =  L1−−−−  I L3   IN 

LY3 Y  YLY1−−−− YY  YLY 1− N

•

 con Z = R + jX

 



 U L1   U  N  L2  •  U L 3   U N 

Con respecto al sistema de fases, los elementos en la matriz pueden tomar el valor cero. No se debe digitar ningún valor para estos elementos en la ventana de entrada. Por ejemplo, para un sistema monofásico L1N, sólo se deben entrar los elementos de L1-L1, L1-N y N-N. En caso de no existir conductor de neutro, los valores asociados deben tomar el valor cero. Los valores de impedancia y admitancia se pueden calcular a partir de la disposición de los conductores en la pestaña de Torres. Durante los cálculos de la red, el conductor de neutro se reducirá: V N = 0.0. Las matrices 4x4 se convierten en matrices 3x3. Estas matrices se pueden transformar al sistema de componentes simétricas por medio de la matriz de transformación [Z012] = [T] -1[ZL1L2L3]⋅[T]: 1

[T ] = 1 1

a2

1 a

a

a 2 

1

 con a = -0.5 + j0.5 * √3

Comentario

Se recomienda ingresar las líneas en forma compacta. Una línea trifásica que va desde el nodo A hasta el nodo B se puede ingresar teóricamente como tres líneas monofásicas acopladas unas con otras. De esta forma el programa no trabaja sólo con las impedancias propias del circuito de las matrices de impedancia serie, sino también con las matrices acopladas. Esto incrementa el esfuerzo de cálculo. La mejor forma es representar las tres líneas monofásicas mediante una línea trifásica. Lo mismo es válido para líneas bifásicas. Existen dos maneras de ingresar los datos en el caso de un sistema monofásico o bifásico con un conductor de neutro (cable) y omitiendo todas las corrientes en tierra:


4-26


ZL

ZN

1. Suma de ZL y ZN VL1 

( ZL + ZN )

V    L2  =  VL 3      V N  

0 0 0

0

2. Considerando la ZN del neutro 0

0  I L1 

 I  0 0 0  •  L2  o 0 0 0  I L 3     0 0 0  I N 

VL1   ZL V   0  L2  =  VL 3   0    V N   ZN

0

0

0

0

ZN   I L1   I  0 L2

0

0

0   I L3 

0

0

−

•



 



ZN   I N 

La primera es la mejor manera y corresponde a la medición de las impedancias.


4-27


Línea DC Esta sección describe los parámetros del Diálogo de Entrada de Datos de una Línea DC y el modelo correspondiente.

Línea DC - Parámetros Nombre Tipo Longit.

()

Unidades

()

R

()

L

()

Ir máx

L

Ir mín

L

Nombre del elemento. Aplicable sólo a librerías de Líneas DC. Al hacer clic con el mouse sobre el botón "...", los datos se pueden transferir desde una librería predefinida. Longitud de la línea en km, millas o 1000 pies (ver Unidades). Unidades para los valores de entrada. Las unidades posibles son: - Ohm/km: Ohm, µS, µF por km - Ohm/milla: Ohm, µS, µF por millas - Ohm/1000pies: Ohm, µS, µF por 1000 pies. Resistencia de secuencia positiva en Ohm/km o ver unidades. Inductancia en mH/km. No se utiliza para cálculos de estado estable. Corriente nominal máxima en A. La cargabilidad de la línea se calculará de acuerdo a Ir mín o Ir máx (ver "Parámetros de Cálculo (FC)". Corriente nominal mínima en A. La cargabilidad de la línea se calculará de acuerdo a Ir mín o Ir máx (ver "Parámetros de Cálculo (FC)".

Secciones de Línea DC Las secciones de línea no son permitidas para líneas DC.

Torres de Líneas DC Las torres de línea no se toman en cuenta para líneas DC.


4-28


Línea DC - Información La pestaña Información se describe en “Información del Elemento” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”.

Línea DC - Confiabilidad La pestaña Confiabilidad se describe en “Confiabilidad del Elemento” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”.

Línea DC – Datos del Usuario La pestaña Datos del Usuario se describe en “Elemento – Datos del Usuario” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”.

Línea DC – Más... Datos de Inversión…


Descripción del Modelo (Línea DC) para Cálculos de Estado Estable RL

Fig. 4.6 Modelo de una Línea DC

RL = R*Longitud


4-29


Acople de Líneas Para ingresar datos del Acople de Líneas, primero se debe escoger el símbolo de Acople de Líneas en la Ventana de Símbolos y luego se debe pegar entre las líneas que se van a acoplar. Si se conocen, los datos de línea y las impedancias de acople se pueden ingresar directamente en los Diálogos de Entrada de Datos de la Línea y Acople de Líneas, respectivamente. También existe la posibilidad de calcular estos datos ingresando la información de las características de los conductores y su disposición en los datos de entrada del Acople de Líneas. Si se presiona el botón “Calcular” en la pestaña de impedancias, los resultados se escribirán en los parámetros de Línea e Impedancias de Acople de Líneas.

Grupos Acoplados Un grupo acoplado puede estar compuesto de máximo 6 líneas (sistemas). Nombre Cond. Guardade Cond. de Fase

Nombre del grupo acoplado SP SP

Al presionar el “...”, conductores debotón guarda dese lospueden gruposseleccionar acoplados. los Al presionar el botón “...”, se pueden seleccionar los conductores de fase para cada sistema de los grupos acoplados .

Impedancias de Fase Acopladas Para el acople de líneas asimétricas, la matriz de acoplamiento se debe entrar en el sistema de fases. Se pueden ingresar los siguientes datos para cada acoplamiento: R, X

(LK)

Y

(LK)

Elementos de la matriz de acoplamiento en Ohm/km. Los elementos son para las fases L1-L1, L1-L2, L1-L3, L2-L2, L2-L3, L3-L3 (ver abajo) Elementos de la matriz de acoplamiento shunt µS/km. Los elementos son para las fases L1-L1, L1-L2, L1-L3, L2-L2, L2-L3, L3-L3 (ver abajo)


4-30


Impedancias Acopladas Las impedancias acopladas se deben ingresar luego de haber entrado las líneas acopladas (sistemas). Estos datos y los parámetros de las líneas también se pueden calcular si se conocen los datos de disposición y si han sido ingresados en la pestaña Disposición. Para cada acople (por ejemplo. 12: sistema 1 y sistema 2; 1-3 sistema 1 y sistema 3) se deben ingresar los siguientes datos : R(1)

SP

X(1)

SP

Y(1)

SP

R(0)

SP

X(0)

SP

Y(0)

SP

Resistencia mutua de secuencia positiva en Ω/km, Ω/millas o Ω/1000pies. Reactancia mutua de secuencia positiva en Ω/km, Ω/millas o Ω/1000pies. Admitancia mutua de secuencia positiva en µS/km, µS/millas o µS/1000pies. Resistencia mutua de secuencia cero en Ω/km, Ω/millas o Ω/1000pies. Reactancia mutua de secuencia cero en Ω/km, Ω/millas o Ω/1000pies. Admitancia mutua de secuencia cero en µS/km,

Longit.

SP

µS/millas o µS/1000pies. Longitud del acoplamiento Ic en km, millas o 1000pies.

Cálcular

Al presionar este botón, las impedancias acopladas y los parámetros de la línea se calculan con base en los datos de disposición.

Conductores Acoplados Conductor Guarda (Cond.1 – Cond.3) Diámetro Diámetro del conductor de guarda en cm. R Flecha

Resistencia específica en Ω/km, Ω/milla o Ω/1000pies de los conductores de guarda a 20° centigrados. Flecha h de los conductores en m o pies. Para el cálculo de los parámetros, los valores-y se corrrigen de la siguiente manera: ynuevo = yent - 0.7·h.


4-31


Conductores de Fase (Sistema 1 – Sistema 6) Conductores por El haz de conductores también se puede ingresar y haz calcular. El número de conductores se debe especificar aquí. Los valores son 1..4. Distancia Distancia de los conductores en cm o pulgadas. Valor típico: 40 cm. Diámetro Diámetro del conductor en cm o pulgadas. R Flecha

Resistencia específica en Ω/km, Ω/millas o Ω/1000pies de los conductores de fase a 20° centígrados. Flecha h de los conductores en m o pies. Para el cálculo de los parámetros, los valores-y se corrrigen de la siguiente manera: ynuevo = yent - 0.7·h.S

Disposición del Acople Datos Generales rho E Resistividad de la tierra en Ωm. Los valores típicos son: Roca: mayor a 3000 Ωm; grava, piedra: 1000..3000 Ωm; granito: 10000 Ωm; arena seca: 200..1200 Ωm; arena húmeda, caliza: 70..200 Ωm; tierra vegetal: 50..100 Ωm; arcilla: 100..50 Ωm; pantanos, tierras ribereñas: menor que 20 Ωm. Valor por Defecto: 100 Ωm. Transpuesta Indica si los conductores de fase de las líneas aéreas están o no transpuestos. Se asume transposición simétrica ß (transposición cíclica de los conductores de fase a 1/3 y 2/3 de la línea). La entrada es válida para cada línea (sistema de fase). Conductores Guarda (Cond.1 – Cond.3) X Coordenada-x en m o pies del conductor de guarda con respecto a la torre. Y Coordenada-y en m o pies del conductor de guarda con respecto a la tierra. Cond. guarda Casilla de chequeo: Define si existe o no un conductor de 1...3 guarda. Conductores de Fase (Sistema 1 – Sistema 6) x (L1) Coordenada-x en m o pies del conductor de fase L1 con respecto a la torre. Guía del Usuario de NEPLAN V5

4-32


y (L1) x (L2) y (L2) x (L3) y (L3)

Coordenada-y en m o pies del conductor de fase L1 con respecto a la tierra. Coordenada-x en m o pies del conductor de fase L2 con respecto a la torre. Coordenada-y en m o pies del conductor de fase L2 con respecto a la tierra. Coordenada-x en m o pies del conductor de fase L3 con respecto a la torre. Coordenada-y en m o pies del conductor de fase L3 con respecto a la tierra.

Si no existe una fase, se debe de jar su campo vacío.

Acople de líneas - Información La pestaña Información se describe en “Información del Elemento” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”.

Acople de líneas - Confiabilidad La pestaña Confiabilidad se describe en “Confiabilidad del Elemento” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”.

Acople de líneas – Datos del Usuario La pestaña Datos del Usuario se describe en “Elemento – Datos del Usuario” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”.

Descripción del Modelo (Acople de Líneas) Las líneas acopladas sólo se tienen en cuenta en los cálculos de cortocircuito (IEC y método de Superposición), en el módulo de Protección de Distancia y para el Flujo de Carga Asimétrico. Las fórmulas para calcular los valores en por unidad son: Rc(1) = Rc(1) · lc / Zn Xc(1) = Xc(1) · lc / Zn Yc(1) = Yc(1) · lc · Zn


rc(0) = Rc(0) · lc / Zn xc(0) = Xc(0) · lc / Zn yc(0) = Yc(0) · lc · Zn

4-33


La impedancia base del sistema, Zn, se debe calcular como se indica a continuación: • Acoplamiento entre sistemas con el mismo voltaje nominal Vn Zn = Sn / Vn². Acoplamiento entre sistemas con voltajes nominales diferentes Vn1, • Vn2 Zn = Sn / (Vn1 · Vn2). Sn: Potencia base 100 MVA (definida por el programa).

Acople de líneas asimétricas Una línea acoplada es asimétrica cuando por lo menos una línea posee una estructura asimétrica. La matriz para dos líneas acopladas es:  V 1L1   I1L1  V 1   I1   L2   L2   V 1L 3   [Z 11] [ Zc ] 12   I1L 3   =  • V 2 L1  [Zc12] [ ] Z 22   I 2 L1  V 2 L 2  I 2 L2      V 2 L 3   I 2 L 3 

Las matrices Z11 y Z22 son datos del circuito actual o de impedancias serie. Los elementos de estas matrices se pueden entrar en la caja de Diálogo de la Línea. La matriz Zc12 es la matriz de acoplamiento entre las dos líneas trifásicas (sistemas). Los elementos de esta matriz se pueden entrar en la caja de Diálogo de las Líneas Acopladas (ver arriba). V 1L1   Zc L1− L1 V 1  =  Zc  L 2   L1− L 2 V 1L 3   Zc L1− L3

Zc L1− L 2

Zc L1− L 3   I 2 L1 

Zc L 2− L 2

Zc L 2− L3  •  I 2 L 2 

Zc L 2− L3

Zc L 3− L 3   I 2 L3 

 



Las matrices de acoplamiento de impedancia y admitancia se pueden calcular a partir de la disposición de los conductores. La matriz de acoplamiento se puede transformar al sistema de componentes simétricas por medio de la matriz de transformación. Es posible tener hasta un máximo de seis líneas trifásicas (sistemas) con acoplamiento. Cada línea (sistema) puede tener una estructura asimétrica, lo que significa que no se puede omitir ninguna de las fases.


4-34


Torre El símbolo de las Torres se puede ubicar en alguna parte cercana a las líneas correspondientes. En el diálogo de entrada de datos de una Torre no se pueden ingresar datos de parámetros. Las torres se deben seleccionar en los conductores de las líneas y guarda, y los datos de disposición se pueden ingresar y modificar en la pestaña Torres del diálogo de entrada de datos de la Línea, ver “Torres de Línea” en capítulo “Línea”.

Torre - Parámetros Nombre Conductor guarda Líneas Dibujar

Nombre del elemento Muestra los conductores guarda asignados a esta torre con sus datos de disposición. Muestra las líneas asignadas a esta torre con sus datos de disposición. Muestra un dibujo de la torre con la disposición de las líneas asignadas y los conductores guarda.

Torre - Información La pestaña Información se describe en “Información del Elemento” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”.

Torre - Confiabilidad La pestaña Confiabilidad se describe en “Confiabilidad del Elemento” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”.

Torre – Datos del Usuario La pestaña Datos del Usuario se describe en “Elemento – Datos del Usuario” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”.


4-35


Acople Esta sección describe los parámetros del Diálogo de Entrada de Datos de un Acople.

Acople - Parámetros Nombre Tipo Ir Ipmáx

L S

Controlado R remotam. Configur. de R bahía r(1) x(1) r(0) x(0)

D D D D

Nombre del elemento. Aplicable sólo a librerías de Líneas. Al hacer clic con el mouse sobre el botón "...", los datos se pueden transferir desde una librería predefinida. Corriente nominal en kA. Corriente pico de cortocircuito máxima permisible en kA. Indica si el suiche es controlado remotamente. Configuración del acople: DCD: Seccionador – Interruptor – Seccionador D: Seccionador Resistencia de secuencia positiva en por unidad. Reactancia de secuencia positiva en por unidad. Resistencia de secuencia cero en por unidad. Reactancia de secuencia cero en por unidad.

Comentario:

Sólo es necesario introducir la resistencia y reactancia para el modelo del suiche, cuando los suiches no se van a reducir durante los cálculos (ver la opción “Reducir” en los parámetros de cálculo de los diferentes módulos de cálculo). Estas impedancias no son importantes para los cálculos de Flujo de Carga con el método de “Newton Rapson Extendido”, porque en este método de FC los suiches se modelan sin impedancias. Para Análisis Dinámico siempre se deben ingresar los datos de impedancia.

Acople - Información La pestaña Información se describe en “Información del Elemento” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”. Guía del Usuario de NEPLAN V5

4-36


Acople - Confiabilidad La pestaña Confiabilidad se describe en “Confiabilidad del Elemento” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”.

Acople – Datos del Usuario La pestaña Datos del Usuario se describe en “Elemento – Datos del Usuario” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”.


4-37


Reactor Esta sección describe los parámetros del Diálogo de Entrada de Datos de un Reactor y el modelo correspondiente.

Reactor - Parámetros Nombre Tipo Vr1 Ir Rr(1) Zcc(1) %

() () () ()

Nombre del elemento. Aplicable sólo a librerías de reactores. Al hacer clic con el mouse sobre el botón "...", los datos se pueden transferir desde una librería predefinida. Voltaje nominal en kV. Corriente nominal en A. Pérdidas en el cobre en % de Sr=√3·Vr·Ir. Impedancia en % de Sr=√3·Vr·Ir.

Reactor - Información La pestaña Información se describe en “Información del Elemento” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”.

Reactor - Confiabilidad La pestaña Confiabilidad se describe en “Confiabilidad del Elemento” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”.

Reactor – Datos del Usuario La pestaña Datos del Usuario se describe en “Elemento – Datos del Usuario” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”.


4-38


Reactor – Más… Dependencia de la Frecuencia…



Descripción del Modelo (Reactor) R

X

Fig. 4.7 Modelo del Reactor

Los parámetros del modelo de de secuencia positiva y cero se calcula como se indica a continuación: Impedancia de secuencia positiva y cero Z = Z %(1)·Vr/(√3·Ir·100) R = Rr(1)·Vr/(√3·Ir·100) X = √(Z² - R²)


4-39


Transformador Esta sección describe los parámetros del Diálogo de Entrada de Datos de un Transformador y el modelo correspondiente.

Transformador - Parámetros Nombre Tipo Vn1

()

Vn2

()

Vr1, Vr2

()

Sr

()

R(1)

()

Zcc(1)

()

R(0)

SP

Zcc(0)

SP

V01(0)

SP

V02(0)

SP

I0

LMDR

P fe

LMDR

Nombre del elemento. Aplicable sólo a librerías de Transformadores. Al hacer clic con el mouse sobre el botón "...", los datos se pueden transferir desde una librería predefinida. Voltaje nominal del nodo del devanado primario (sólo para información). Voltaje nominal del nodo del devanado secundario (sólo para información). Voltaje nominal de los devanados primario y secundario, con base en la relación de transformación. Potencia nominal en MVA. Pérdidas nominales secuencia en los devanados 1 yen2 el encobre % conderespecto a Srpositiva y Vr1 para tap = tap nom. Voltaje de cortocircuito nominal de secuencia positiva en % con respecto a Sr y Vr1 para tap = tap nom. Pérdidas nominales en el cobre de secuencia cero en los devanados 1 y 2 en % con respecto a Sr y Vr1 para tap = tap nom. Voltaje de cortocircuito nominal de secuencia cero en % con respecto a Sr y Vr1 para tap = tap nom. Voltaje nominal de circuito abierto de secuencia cero en % con respecto a Sr y Vr1 para tap = tap nom y lado primario (alimentación desde el lado primario). Voltaje nominal de circuito abierto en % con respecto a Sr y Vr1 parade tapsecuencia = tap nomcero y lado secundario (alimentación desde el lado secundario). Corriente de circuito abierto en % con respecto a Sr y Vr1. Pérdidas en el núcleo (hierro) en kW.


4-40


Camb. tap bajo carga

LMDR

Unid. transformadora Devanado compensador

SP

Valor operac. activos

SP

Si se selecciona el cambiador de taps bajo carga, el transformador será regulado automáticamente durante los cálculos de Flujo de Carga. Este parámetro también se toma en cuenta para la corrección de la impedancia en el cálculo de Cortocircuito de acuerdo a IEC60909. Indica si el transformador forma parte o no de una unidad generadora.

SP

Indica si el transformador de dos devanados tiene un devanado de compensación. Si lo hay, el transformador Y-Y se modelará de acuerdo a la Fig. 4.12. Suicheable L Indica si el cálculo de Reconfiguración de Redes (Puntos de Separación Óptimos) permite conectar o desconectar este elemento. Grupo SP Conexiones de los devanados en los nodos 1 y 2. El Vectorial valor por defecto es YD.05. Los grupos vectoriales típicos se pueden seleccionar de una lista. El grupo vectorial se puede entrar siguiendo la siguiente regla: Formato NEPLAN: después de la designación de los devanados se digita un punto y seguidamente el desplazamiento del voltaje de fase. Por ejemplo YY.00, YD.05, YZ.5 • Formato DVG: en caso de que el neutro sea llevado a un buje exterior, se debe escribir una ‘N’ o ‘n’ después de la designación del devanado correspondiente. Por ejemplo YNYn, YND5, YNZn5 pTap LMDR Desviación en % de la relación de transformación del tap nominal. Sólo se necesita para cálculos de Cortocircuito por medio de IEC60909 (2001) y para transformadores sin cambiador de taps bajo carga que hagan parte de una unidad generadora. Valores de Operación Previos al CC Para los cálculos de Cortocircuito con la norma IEC60909 (2001), se introduce un factor de corrección de la impedancia en las ecuaciones de cálculo. Esta casilla se debe habilitar si se conocen las condiciones de operación a largo plazo previas al cortocircuito, y el factor de corrección se debe calcular utilizando los siguientes parámetros.


4-41


Valores Secundarios Vb máx SP Mayor voltaje de operación en kV, antes del cortocircuito. Ib máx SP Mayor corriente de operación en kV, antes del cortocircuito. Cos(phi) SP Ángulo del factor de potencia, antes del cortocircuito. Valor Primario Vb mín SP Menor voltaje de operación en kV, antes del cortocircuito.

Transformador - Límites Nombre Evaluación LM según Ir o Sr Ir1 mín

LM

Ir1 máx

LM

Ir2 mín

LM

Ir2 máx

LM

Sr mín

LM

Sr máx

LM

Nombre del elemento. El usuario puede seleccionar el criterio para el cálculo de la cargabilidad del transformador. Si se activa Ir, se toma la corriente (Ir mín o Ir máx) como referencia; si se activa Sr, se toma la potencia (Sr mín o Sr máx). Corriente mínima en A para calcular la cargabilidad del transformador, en el devanado primario. La cargabilidad se puede calcular ya sea con Ir mín o Ir máx (ver Parámetros de cálculo de Flujo de Carga). Corriente máxima en A para calcular la cargabilidad del transformador, en el devanado primario. La cargabilidad se puede calcular ya sea con Ir mín o Ir máx (ver Parámetros de cálculo de Flujo de Carga). Corriente mínima en A para calcular la cargabilidad del transformador. en el devanado secundario. La cargabilidad se puede calcular ya sea con Ir mín o Ir máx (ver Parámetros de cálculo de Flujo de Carga). Corriente máxima en A para calcular la cargabilidad del transformador, en el devanado secundario. La cargabilidad se puede calcular ya sea con Ir mín o Ir máx (ver Parámetros de cálculo de Flujolade Carga). Potencia mínima en MVA para calcular cargabilidad del transformador. La cargabilidad se puede calcular ya sea con Sr mín o Sr máx (ver Parámetros de cálculo Flujo de Carga). Potencia máxima en MVA para calcular la cargabilidad del transformador. La cargabilidad se puede calcular ya sea con Sr mín o Sr máx (ver Parámetros Flujo de


4-42


Carga).

Transformador - Regulación Nombre Lado regulado Nodo controlado

Tap mín Tap nom Tap max Tap act

LMDR LMDR

LMDR LMDR LMDR LMDR

Zcc(1),Zcc( () 0) Tap mín Zcc(1),Zcc( () 0) Tap nom Zcc(1),Zcc( () 0) Tap máx Zcc(1),Zcc( () 0) Tap act

Delta V

LMDR

Nombre del elemento. Indica si el cambiador de taps se encuentra en el lado primario o en el secundario. Indica si el voltaje es controlado en el nodo primario o secundario del transformador, o si hay un control remoto. Con la opción de control remoto, el transformador puede controlar un nodo cercano. Se puede seleccionar el nodo a controlar de una lista (presionando “...”) Ajuste de tap mínimo del transformador regulador. Ajuste nominal del tap. Ajuste de tap máximo del transformador regulador. Posición actual del tap. Este valor se utiliza para calcular la relación de transformación del transformador. Se debe escoger Tap act nom, si la relación de transformación es igual a t = Tap Vr1/Vr2. Voltaje de cortocircuito (impedancia de cortocircuito) de secuencia positiva y cero en %, con respecto a Sr y Vr1, a tap = tap mín. Voltaje de cortocircuito (impedancia de cortocircuito) de secuencia positiva y cero en %, con respecto a Sr y Vr1, a tap = tap nom. Voltaje de cortocircuito (impedancia de cortocircuito) de secuencia positiva y cero en %, con respecto a Sr y Vr1, a tap = tap máx. Voltaje de cortocircuito (impedancia de cortocircuito) calculado de secuencia positiva y cero en %, con respecto a Sr y Vr1, a tap = tap act. Estos valores se calculan por medio de una interpolación cuadrática entre las Zcc de tap mín y tap máx. Durante los cálculos de Flujo de Carga, el voltaje de cortocircuito se modificará de acuerdo a la posición del tap del cambiador automático de taps. Magnitud del cambio del voltaje por paso de tap en el lado de ubicación del tap (lado regulado). Este valor se


4-43


Vobj

LMDR

Beta

LMDR

Pobj

LMDR

debe dar en % con respecto al voltaje nominal del lado de ubicación del tap del transformador. Son válidos valores negativos. En tal caso, los taps se invertirán (ver abajo). Voltaje de ajuste del nodo controlado en % del voltaje nominal. Este valor también se puede entrar en la ventana del Nodo (ver "Entrada de Nodos). Si la función Compuesto está activa, este valor será función de la corriente de carga. El valor deberá estar entre Vmín y Vmáx (ver abajo). El transformador regulará el voltaje a este valor, si se encuentra seleccionada la opción “Camb. tap bajo carga” (pestaña Parámetros). Ángulo en ° del voltaje adicional en el lado de ubicación del tap. Flujo de potencia regulado del devanado primario en %, con respecto a Sr. Para un flujo de potencia negativo, se debe insertar un valor negativo. Este valor sólo es válido en transformadores desplazadores de fase (Ángulo Beta > 0.0).

Compuesto Activo

LMDR

Imín

LMDR

Imáx

LMDR

Vmín

LMDR

Vmáx

LMDR

Indica si la función Compuesto está o no activa. (ver abajo). Si Compuesto no esta activa, los valores ajustados permanecen constantes en Vobj. Corriente de carga mínima en %, con respecto al valor nominal de la corriente del transformador, en el lado controlado. Corriente de carga máxima en %, con respecto al valor nominal de la corriente del transformador, en el lado controlado. Voltaje mínimo del nodo controlado, en %. El valor Vreg deberá tomar un valor entre Vmín y Vmáx (ver arriba). Voltaje máximo del nodo controlado, en %. El valor Vreg deberá tomar un valor entre Vmín y Vmáx (ver arriba).

Transformador - Puesta a Tierra Nombre

Nombre del elemento.


4-44


Lado primario

SP

Re1, Xe1

SP

Lado

SP

secundario Re2, Xe2

SP

Activo

SP

El usuario tiene la posibilidad de escoger entre tres tipos de puesta a tierra para el lado primario: directo, impedancia y aislado. Partes real e imaginaria de la impedancia de puesta a tierra, en el lado primario en Ohm (sólo para impedancia de puesta a tierra). El usuario tiene la posibilidad de escoger entre tres tipos de impedancia puesta a tierra para el lado secundario: directo, y aislado. Partes real e imaginaria de la impedancia de puesta a tierra, en el lado secundario en Ohm (sólo para impedancia de puesta a tierra) Para el lado primario y el lado secundario, el usuario puede definir qué cantidad en % de la impedancia de puesta a tierra se encuentra activa.

Transformador - Información La pestaña Información se describe en “Información del Elemento” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”.

Transformador - Confiabilidad La pestaña Confiabilidad se describe en “Confiabilidad del Elemento” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”.

Transformador – Datos del Usuario La pestaña Datos del Usuario se describe en “Elemento – Datos del Usuario” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”.

Transformador – Más... Dependencia de la Frecuencia...

Al presionar este botón de la pestaña Más, se pueden ingresar los parámetros de entrada de la Dependencia de la Frecuencia. Estos sólo se usan para análisis de Armónicos. La descripción se puede encontrar en “Dependencia de la Frecuencia” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”-“Más sobre el Elemento... “. Guía del Usuario de NEPLAN V5

4-45


Datos de Inversión


Regulación: Ajustes del Tap La siguiente tabla muestra diferentes posibilidades para ingresar el voltaje por paso (Delta V) y para definir el lado del cambiador de Taps. Delta V Positivo

Voltaje constante en el lado primario Tap act = Tap mín Tap act = Tap máx

Delta V Negativo

Voltaje constante en el lado primario Tap act = Tap mín Tap act = Tap máx

Cambiador de Taps en el Lado Primario

Cambiador de Taps en el Lado Secundario

Voltaje más alto en el lado secundario. Voltaje más bajo en el lado secundario.

Voltaje más bajo en el lado secundario. Voltaje más alto en el lado secundario.

Cambiador de Taps en el Lado Primario

Cambiador de Taps en el Lado Secundario

Voltaje más bajo en el lado secundario. Voltaje más alto en el lado secundario.

Voltaje más alto en el lado secundario. Voltaje más bajo en el lado secundario.

Compuesto Si se activan las funciones Compuesto y Regulación Automática de Voltaje, el valor de ajuste del voltaje del nodo controlado se modificará en función de la corriente de carga del transformador y con base en la curva característica que se indica a continuación:


4-46


Vreg

Vmáx Itr Imín

Imáx

Vmín

Fig. 4.8 Característica Compuesta

Vobj es el valor de ajuste del voltaje del nodo controlado. Itr es la corriente que fluye a través del transformador durante los cálculos. Si Itr es cero, se escribe como valor de ajuste el valor que se entró como voltaje regulado. Los valores posibles son: Vmín = 95%, Vmáx = 105%, Imín = Imáx = 80%.

Valores Recomendados para las Reactancias de Secuencia Cero de los Transformadores: La relación entre las reactancias de secuencia positiva y cero depende de la estructura del núcleo y del grupo vectorial del transformador: Grupo vectorial Yz con puesta a tierra en el devanado z Grupo vectorial Dy- o Yd con puesta a tierra en el devanado y

Para todos los tipos X(0)/X(1) = 0.1 .. 0.15 de transformador: Núcleos de tres columnas: Núcleos de cinco columnas: 3 transformadores

X(0)/X(1) = 0.7 .. 1.0 (Sr pequeña: X(0)/X(1) = 1.0) X(0)/X(1) = 1.0 X(0)/X(1) = 1.0

monofásicos de una columna: Para todos los tipos X(0)/X(1) = 1.0 .. 2.4 1) de transformador:

Grupo vectorial Yy con devanado de compensación y puesta a tierra en el devanado y Grupo vectorial Yy- o Yz sin Núcleos de tres devanado de columnas: Guía del Usuario de NEPLAN V5

X(0)/X(1) = 3.0 .. 10.0 1)

4-47


compensación y puesta a tierra en el devanado y:

Núcleos de cinco columnas: 3 transformadores monofásicos:

X(0)/X(1) = 10.0 .. 100.0 1) X(0)/X(1) = 10.0 .. 100.0 1)

1)

Depende en sumo grado de la estructura del transformador y de la relación entre el flujo de dispersión y el flujo útil (parte del flujo de dispersión pasa a través del tanque del transformador). Comentario:

Los transformadores reguladores se regulan automáticamente durante los cálculos de Flujo de Carga sólo cuando se habilita la opción "Camb. tap bajo carga" en la pestaña Parámetros.

Descripción del Modelo (Transformador) Los modelos para los cálculos de Flujo de Carga, Cortocircuito y Análisis de Armónicos son diferentes. La siguiente figura muestra el modelo de un transformador para cálculos de Flujo de Carga. R

Y/2

X

Y/2

t:1 Fig. 4.9 Modelo del Transformador para los Cálculos de Flujo de Carga

Los parámetros del modelo de secuencia positiva se calculan como se indica a continuación: Secuencia Positiva

Z = Zcc(1)·Vr1²/(Sr·100) X = √(Z²-R²) Y0 = I0·Sr/(100·Vr1²)


R = Rr(1)·Vr1²/(Sr·100) YFe = PFe/Vr1² Y = YFe - j·√(Y0²-YFe²)

4-48


Cálculos del Transformador Regulador El voltaje y la relación de transformación se calculan como se indica a continuación: Tap máx Tap act ß Tap mit V

Vr reg

Tap mín

Vr

Fig. 4.10 Transformador Regulador

Regulación sobre el Lado Primario

Vr1reg = Vr1 + (Tapact - Tapnom) ·Vr1·∆V/100·[cos(ß)+j·sin(ß)] treg = Vr1reg/Vr2 Regulación sobre el Lado Secundario

Vr2reg = Vr2 + (Tapact - Tapnom) ·Vr2·∆V/100·[cos(ß)+j·sin(ß)] treg = Vr1/Vr2reg Si ß = 0º se puede controlar el voltaje. Si ß = 90º se puede controlar la potencia activa. Si 0 < ß < 90º se pueden controlar la potencia o el voltaje.

Modelo del Transformador para Cálculos de Cortocircuito La siguiente figura muestra el modelo de secuencia positiva del transformador para cálculos de Cortocircuito.


4-49


R

X

t:1 Fig. 4.11 Modelo de Secuencia Positiva del Transformador para Cálculos de Cortocircuito

El modelo de secuencia cero del transformador depende del grupo vectorial (ver Fig. 4.9 - 4.11). Ze1 ·3

Z

Ze2 ·3

t:1

Si Ze1 < 100.0 y Ze2 >>: 3 · Ze1

Z

Si V01(0) ≠ 0.0 y V02(0) ≠ 0.0:


4-50


3·Ze1

Z1

Z2

3 · Ze2

Zh

t:1 Fig. 4.12 Modelo de Secuencia Cero (Grupo Vectorial YY) del Transformador para Cálculos de Cortocircuito.

3 · Ze1

Z

Fig. 4.13 Modelo de Secuencia Cero (Grupo Vectorial YD o ZY) del Transformador para Cálculos de Cortocircuito

Fig. 4.14 Modelo de Secuencia Cero (Grupo vectorial DD) del Transformador para Cálculos de Cortocircuito.

Los parámetros del modelo de secuencia positiva y cero se calculan como se indica a continuación: Secuencia Positiva

Secuencia Cero

Z = Zcc(1)·Vr1²/(Sr·100) R = Rr(1)·Vr1²/(Sr·100) X = √(Z²-R²) Z = R + j·X

Z = Zcc(0)·Vr1²/(Sr·100) R = Rr(0)·Vr1²/(Sr·100) X = √(Z²-R²) Z = R + j·X


4-51


Ze1 = Re1 + j·Xe1

Ze2 = Re2 + j·Xe2 Z10 = V01(0)·Vr1²/(Sr·100) X10 = √(Z10²-R²) Z10 = R + j·X10 Z20 = V02(0)·Vr1²/(Sr·100) X20 = √(Z20²-R²) Z20 = R + j·X20

Las impedancias Z1, Z2 y Zh en la Fig. 4.10 se pueden calcular a partir de las siguientes ecuaciones (Ze1=Ze2=0.0): Z10 = Z1 + Zh Z20 = Z2 + Zh Z = Z1 + Z1·Z2 / (Z1+Z2) ≈ Z1 + Z2 Z10, Z20 y Z son valores de entrada y se definieron arriba. Nota:

Para cálculos de Cortocircuito de acuerdo a la norma IEC, la impedancia Z se multiplica por un factor k: IEC909 (1988)

Transformador de Planta Generadora: Transformador de red:

K = cmáx K = 1.0

/2/

IEC60909

Transformador de Planta Generadora con cambiador de taps bajo carga: K

=

Vn

2

VrG

2

⋅

VrTBV

2

VrTAV

2

c máx

⋅

1 + xd

"

−

xT ⋅ senϕ rG

Transformador de Planta Generadora sin cambiador de taps bajo carga: K

=

Vn ⋅ VrTBV VrG ⋅ (1 + p G ) VrTAV

⋅

(1 ± pT ) ⋅ 1 + xdc" máx ⋅ senϕ

rG

Transformador de red:


4-52


K

=

0.95 ⋅

con Vn Vb Ib phib Ir xT cmáx VrTBV VrTAV VrG pG (1+pT)

c máx 1 + 0.6 ⋅ xT

o

K

=

Vn Vb

⋅

c máx I 1 + xT ⋅  b  ⋅ senϕ b  Ir 

Voltaje nominal del sistema del nodo de conexión Mayor voltaje de operación previo al CC Mayor corriente de operación previo al CC Ángulo del factor de potencia previo al CC Corriente nominal del transformador Reactancia del transformador Factor de voltaje máximo Voltaje nominal de transformador en el lado de bajo voltaje Voltaje nominal de transformador en el lado de alto voltaje Voltaje nominal de la unidad generadora Desviación del voltaje en terminales del generador con respecto al voltaje nominal Tap sin carga utilizado


4-53


Transformador Asimétrico Esta sección describe los parámetros del Diálogo de Entrada de Datos de un Transformador Asimétrico y el modelo correspondiente.

Transformador Asimétrico - Parámetros Nombre Tipo

Suicheable

L

Polaridad negativa

LMDR

Nombre del elemento Aplicable sólo a librerías de Transformadores Asimétricos. Al hacer clic con el mouse sobre el botón "...", los datos se pueden transferir desde una librería predefinida.. Indica si el cálculo de Reconfiguración de Redes (Puntos de Separación Óptimos) permite conectar o desconectar este elemento. Se debe marcar esta casilla de chequeo si se desea que el transformador tenga polaridad negativa, como se muestra a continuación: L

L

N

N

L

L

N

N

polaridad positiva

polaridad negativa

Vn1

()

Vn2

()

Vr1, Vr2

()

Sr Rr(1)

() ()

Voltaje nominal del nodo del devanado primario (sólo para información). Voltaje nominal del nodo del devanado secundario (sólo para información). Voltaje nominal de los devanados primario y secundario, con base en la relación de transformación. Cuando la configuración fases Fase a Neutro (L1N, L2N o L3N),de el las valor del sea voltaje nominal Vr se debe dar como un valor de fase a tierra. Potencia nominal en MVA. Pérdidas nominales en el cobre de secuencia positiva, en los devanados 1 y 2 en %, con respecto a Sr y Vr1 para tap = tap nom.


4-54


Zcc(1)

()

I0

LMDR

P fe Fases

LMDR ()

Grupo Vectorial

()

Voltaje de cortocircuito nominal de secuencia positiva en %, con respecto a Sr y Vr1 para tap = tap nom. Corriente de circuito abierto en %, con respecto a Sr y Vr1. Pérdidas en el nucleo (hierro) en kW. Indica las fases del transformador en los lados primario y secundario. Si los valores de entrada de las fases y del grupo vectorial no son correspondientes, la indicación de las fases será decisiva. Cuando la configuración de las fases sea Fase a Neutro (L1N, L2N o L3N), el valor del voltaje nominal Vr se debe dar como un valor de fase a tierra. Se pueden escoger los siguientes grupos vectoriales 1.) E – E 2.) E – 2E 3.) 2E – E El lado del transformador con E tiene una conexión Fase-Fase o Fase-Neutro. El lado del transformador con 2E tiene una conexión Fase-Neutro-Fase. Ver el modelo del transformador asimétrico.

Regulación Tap mín Tap r Tap máx Tap act

LMDR LMDR LMDR LMDR

Delta V

LMDR

Lado regulado Nodo controlado Vobj

LMDR LMDR LMDR

Ajuste mínimo del tap del transformador regulador. Ajuste nominal del tap . Ajuste máximo del tap del transformador regulador. Posición actual del tap. Este valor se utiliza para calcular la relación de transformación del transformador. Se debe escoger Tap act = Tap nom, si la relación de transformación es igual a t = Vr1/Vr2. Magnitud del cambio del voltaje por paso de tap, en el lado de ubicación del tap. Este valor se debe dar en % con respecto al voltaje nominal del lado del tap del transformador. Son válidos (ver valores negativos. En tal caso, los taps se invertirán abajo). Indica si el cambiador de taps se encuentra en el lado primario o el secundario. Indica si el voltaje es controlado en el nodo primario o secundario del transformador. Voltaje de ajuste del nodo controlado en % del voltaje


4-55


Auto regulado

LMDR

nominal. Este valor también se puede entrar en la ventana del Nodo (ver "Entrada de Nodos). El transformador regulará el voltaje a este valor, si la opción “Auto regulado” está habilitada. Indica si el transformador deberá ser regulado automáticamente para el cálculo de Flujo de Carga.

Transformador Asimétrico - Información La pestaña Información se describe en “Información del Elemento” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”.

Transformador Asimétrico - Confiabilidad La pestaña Confiabilidad se describe en “Confiabilidad del Elemento” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”.

Transformador Asimétrico – Datos del Usuario La pestaña Datos del Usuario se describe en “Elemento – Datos del Usuario” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”. Transformador Asimétrico – Más.. Dependencia de la Frecuencia…




4-56


Descripción del Modelo (Transformador Asimétrico) Los siguientes modelos son válidos dependiendo del grupo vectorial del transformador asimétrico, E/E o 2E/E: X

Yh/2

Yh/2

t:1 a) Modelo E/E X

1 : 2a

V 1R Yh/4

Yh/4

Yh/4

Yh/4

V 2R

V 1N

V 1S X

1 : 2a

V 2S

b) Modelo 2E/E Fig. 4.15 Modelo del Transformador Asimétrico


4-57


Transformador Tridevanado Esta sección describe los parámetros del Diálogo de Entrada de Datos de un Transformador Tridevanado y el modelo correspondiente.

Transformador Tridevanado - Parámetros Nombre Tipo

Vn1

()

Vn2

()

Vn3

()

Vr1, Vr2, Vr3

()

Sr12, Sr23, Sr31 ()

Rr(1)12, 23, 31

()

Zcc(1)12, 23, 31 () Zcc(0) 12,23,31

SP

I0

LMDR


Nombre del elemento. Aplicable sólo a librerías de Transformadores Tridevanados. Al hacer clic con el mouse sobre el botón "...", los datos se pueden transferir desde una librería predefinida.. Voltaje nominal del nodo del devanado primario (sólo para información). Voltaje nominal del nodo del devanado secundario (sólo para información). Voltaje nominal del nodo del devanado terciario (sólo para información). Voltaje nominal de los devanados primario, secundario y terciario, con base en la relación de transformación. Potencia nominal en MVA. 12: primario-secundario, 23: secundario-terciario, 31: terciario-primario. Pérdidas nominales en el cobre de secuencia positiva, en %, con respecto a Sr12, Sr23, Sr31 y Vr1, Vr2, Vr3. Voltaje nominal de cortocircuito (impedancia de cortocircuito) de secuencia positiva, con respecto a Sr12, Sr23, Sr31 y Vr1, Vr2, Vr3. Voltaje nominal de cortocircuito (impedancia de cortocircuito) de secuencia cero, con respecto a Sr12, Sr23, Sr31 y Vr1, Vr2, Vr3. Corriente de circuito abierto en %, con respecto a Sr12 y Vr1. Este valor sólo se toma en cuenta en los cálculos de Flujo de Carga con el método de Newton Raphson. 4-58


P fe

LMDR

Unid. transformadora Camb. tap bajo

LMDR LMDR

carga

Pérdidas en el núcleo (hierro) en kW. Este valor sólo se toma en cuenta en los cálculos de Flujo de Carga con el método de Newton Raphson Extendido. Indica si el transformador hace parte de una unidad generadora. Indica si el transformador se regulará automáticamente los cálculos decon los Carga. Cuando seen calcula el Flujode deFlujo Carga métodos de Newton Raphson o Iteración de Corrientes, se asume lo siguiente: Si se habilita la casilla, el programa asume un transformador de dos devanados con un devanado de compensación. En tal caso se hará uso del modelo del transformador de dos devanados (ver “Transformador”). El nodo terciario se ignora; no pueden conectarse cargas a este nodo.

Devanado Compensación

SP

Grupo vectorial

SP

Indica si el transformador de tres devanados tiene un devanado de compensación. Si lo hay, el transformador Y-Y-Y se modelará con precisión en el sistema de secuencia cero. Conexiones de los devanados en los nodos 1, 2 y 3. El índice horario del devanado se debe dar con respecto al nodo 1, de acuerdo a la norma VDE 0532/1. Los grupos vectoriales típicos se pueden seleccionar de una lista. Los grupos vectoriales se pueden entrar siguiendo la siguiente regla: Formato NEPLAN: después de la designación de los devanados, se digita un punto y seguidamente el desplazamiento del voltaje de fase. El coeficiente del devanado 1 deberá ajustarse en cero u omitirse (e.j. YYD0.5 en vez de YYD.0.0.5). •


Formato DVG: en caso de existir un buje para el terminal de neutro, se debe poner una ‘N’ o ‘n’ después de la designación del devanado correspondiente. Por ejemplo YNYn0d5

4-59


Transformador Tridevanado - Límites Nombre Ir 1,2,3 mín

LM

Ir 1,2,3 máx

LM

Sr 1,2,3 mín

LM

Sr 1,2,3 máx

LM

Evaluación según a Sr e Ir

LM

Nombre del elemento Corriente mínima en A en el lado primario, secundario y terciario para calcular la cargabilidad del transformador. La cargabilidad se puede calcular ya sea con Sr mín y Sr máx o Ir mín e Ir máx (ver parámetros de cálculo de Flujo de Carga). Corriente máxima en A en el lado primario, secundario y terciario para calcular la cargabilidad del transformador. La cargabilidad se puede calcular ya sea con Sr mín y Sr máx, o Ir mín e Ir máx (ver parámetros de cálculo de flujo de carga). Potencia mínima en MVA para calcular la cargabilidad del transformador. La cargabilidad se puede calcular ya sea con Sr mín y Sr máx o Ir mín e Ir máx (ver parámetros de cálculo de Flujo de Carga). Potencia máxima en MVA para calcular la cargabilidad del transformador. La cargabilidad se puede calcular ya sea con Sr mín y Sr máx o Ir mín e Ir máx (ver Parámetros de cálculo Flujo de Carga). El usuario puede seleccionar el criterio para calcular la cargabilidad del transformador. Si se activa Ir, se hará uso de las corrientes (Ir 1,2,3 mín o Ir 1,2,3 máx); si se activa Sr se hará uso de la potencia (Sr mín o Sr máx).

Transformador Tridevanado - Regulación Primera Regulación Lado regulado LMDR Indica si el cambiador de taps se encuentra en el lado primario, secundario o terciario. Nodo controlado LMDR

Se seleccionar controlado deningún una listapuede (presionando “...”).elSinodo no se selecciona nodo, se controlará el nodo donde se encuentre ubicado el tap. Control remoto:

Con el transformador también se puede controlar un nodo cercano. El nodo a ser controlado se puede seleccionar de una lista (presionando “...”). Guía del Usuario de NEPLAN V5

4-60


Tap mín Tap máx Tap nom Tap act

LMDR LMDR LMDR LMDR

Zcc(1) 12,23,31 Zcc(0) 12,23,31 Tap mín

()

Zcc(1) 12,23,31 Zcc(0) 12,23,31 Tap nom

()

Zcc(1) 12,23,31 Zcc(0) 12,23,31

()

Tap máx Zcc(1) 12,23,31 Zcc(0) 12,23,31 Tap act

()

dV

LMDR

Beta P obj

LMDR LMDR


El control remoto sólo es posible si se activa la opción "Camb. tap bajo carga" en la pestaña Parámetros. Ajuste mínimo del tap del transformador regulador. Ajuste máximo del tap del transformador regulador. Ajuste nominal del tap. Posición actual del tap. Este valor se utiliza para calcular la relación de transformación del transformador. Para el cálculo del tap, ver "Transformador". Voltaje de cortocircuito (impedancia de cortocircuito) de secuencia positiva y cero en %, con respecto a Sr12, Sr23, Sr31 y Vr1, Vr2, Vr3 a tap = tap mín. Voltaje de cortocircuito (impedancia de cortocircuito) de secuencia positiva y cero en %, con respecto a Sr12, Sr23, Sr31 y Vr1, Vr2, Vr3 a tap = tap nom. Voltaje de cortocircuito (impedancia de cortocircuito) de secuencia positiva y cero en %, con tap =respecto tap máx.a Sr12, Sr23, Sr31 y Vr1, Vr2, Vr3 a Voltaje de cortocircuito (impedancia de cortocircuito) de secuencia positiva y cero en %, con respecto a Sr12, Sr23, Sr31 y Vr1, Vr2, Vr3 a tap = tap act. Estos valores se calculan por medio de una interpolación cuadrática entre las Zcc de tap mín y tap máx. Magnitud del cambio del voltaje por paso de tap, en el lado de ubicación del tap. Este valor se debe dar en % con respecto al voltaje nominal del lado del tap del transformador. Son válidos valores negativos. En tal caso, los taps se invertirán (ver "Transformador"). Ángulo en ° del voltaje adicional en el lado del tap. Flujo de potencia regulado a través del transformador en % con respecto a Sr12. Para un flujo de potencia negativo se debe insertar un valor negativo. Este valor sólo es válido en transformadores desplazadores de fase (Ángulo Beta > 0.0) y si se selecciona la opción “Camb. tap bajo carga”. 4-61


Vobj

LMDR

Segunda Regulación Lado regulado LMDR

Tap mín

LMDR

Tap máx

LMDR

Tap Tap nom act

LMDR LMDR

dV

LMDR

Beta

LMDR

Voltaje en % del nodo controlado. Este valor también se puede entrar en la ventana del Nodo (ver "Entrada de Nodos). Si la función Compuesto está activa, este valor será función de la corriente de carga, y deberá estar entre Vmín y Vmáx (ver abajo). El transformador regulará el voltaje a este valor, si se encuentra seleccionada la opción “Camb. tap bajo carga” (Ventana de parámetros). Indica si el cambiador de taps se encuentra en el lado primario, secundario o terciario. No puede ser el mismo devanado de la primera regulación. El tap de la segunda regulación sólo se puede cambiar manualmente (no será automáticamente). Ajuste mínimo del tap del segundo cambiador de taps. Ajuste máximo del tap del segundo cambiador de taps. Ajuste nominal Posición actual del del tap. tap. Este valor se usa para calcular la relación de transformación del transformador. Magnitud del voltaje adicional por paso de tap, en el lado de ubicación del tap. Este valor se debe dar en % con respecto al voltaje nominal del lado del tap del transformador. Se puede entrar un valor negativo. En tal caso, los taps se invierten. (Ver abajo). Ángulo en grados del voltaje adicional en lado del tap.

Transformador Tridevanado - Puesta a Tierra Nombre Devanado 1

()

Re1, Xe1

SP


Nombre del elemento. El usuario tiene la posibilidad de escoger entre tres tipos de puesta a tierra para el lado primario: directo, impedancia y aislado. Partes real e imaginaria de la impedancia de 4-62


Devanado 2

SP

Re2, Xe2

SP

Devanado 3

SP

Re3, Xe3

SP

Activo

SP

puesta a tierra en el lado primario, en Ohm (sólo para impedancia de puesta a tierra). El usuario tiene la posibilidad de escoger entre tres tipos de puesta a tierra para el lado secundario: directo, impedancia y aislado. Partes real e imaginaria de la impedancia de puesta a tierra en el lado secundario, en Ohm (sólo para impedancia puesta a tierra). El usuario tiene lade posibilidad de escoger entre tres tipos de puesta a tierra para el lado terciario: directo, impedancia y aislado. Partes real e imaginaria de la impedancia de puesta a tierra en el lado terciario, en Ohm (sólo para impedancia de puesta a tierra). Para el lado primario, secundario y terciario, el usuario puede definir qué cantidad en % de la impedancia de puesta a tierra se encuentra activa.

Transformador Tridevanado - Información La pestaña Información se describe en “Información del Elemento” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”.

Transformador Tridevanado - Confiabilidad La pestaña Confiabilidad se describe en “Confiabilidad del Elemento” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”.

Transformador Tridevanado – Datos del Usuario La pestaña Datos del Usuario se describe en “Elemento – Datos del Usuario” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”.

Transformador Tridevanado – Más... Dependencia de la Frecuencia...

Al presionar este botón de la pestaña Más, se pueden ingresar los parámetros de entrada de la Dependencia de la Frecuencia. Estos sólo se usan para análisis de Armónicos. La descripción se puede encontrar en “Dependencia Guía del Usuario de NEPLAN V5

4-63


de la Frecuencia” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”-“Más sobre el Elemento... “. Datos de Inversión...


Descripción del Modelo (Transformador Tridevanado) El transformador tridevanado se modela como tres transformadores de dos devanados (ver modelos en el capítulo "Transformador"). El cálculo de los parámetros del modelo es: Secuencia Positiva

Secuencia Negativa

Zij = Zcc(1)ij·Vri²/(Srij·100) Rij = Vrr(1)ij·Vri²/(Srij·100) Xij = √(Zij²-Rij²)

Zij = Zcc(0)ij·Vri²/(Srij·100) Rij = 0 Xij = Zij

Zij = Rij + j·Xij

Zij = j·Xij

ij ε {12, 23, 31} i ε {1, 2, 3} Ze1 = Re1 + j·Xe1 Ze3 = Re3 + j·Xe3

Ze2 = Re2 + j·Xe2

1

Z1

Z2

4

2

Z3

3

Z1 = 0.5 * (Z12 + Z13 – Z23) Guía del Usuario de NEPLAN V5

4-64


Z2 = 0.5 * (Z23 + Z12 – Z13) Z3 = 0.5 * (Z13 + Z23 – Z12) El nodo ficticio 4 se reduce internamente, de esta manera un transformador tridevanado se representa por medio de una matriz 3x3.


4-65


Transformador de Cuatro De vanados Esta sección describe los parámetros del Diálogo de Entrada de Datos de un Transformador de Cuatro Devanados y el modelo correspondiente.

Transformador de Cuatro Devanados - Parámetros Nombre Tipo

Vn1, Vn2, Vn3, Vn4 Vr1, Vr2, Vr3, Vr4

()

Sr1, Sr2, Sr3, Sr4 Rr(1)12, 13, 14, 23, 24, 34

()

Zcc(1)12, 13, 14, 23, 24, 34

()

Zcc(0)12, 13, 14, 23, 24, 34

SP

Grupo vectorial

SP

()

()


Nombre del elemento. Aplicable sólo a librerías de Transformadores de Cuatro Devanados. Al hacer clic con el mouse sobre el botón "...", los datos se pueden transferir desde una librería predefinida. Voltaje nominal de los nodos de los devanados primario, secundario, terciario y segundo terciario. Voltaje nominal de los devanados primario, secundario, terciario y segundo terciario, con base en la relación de transformación. Potencia nominal de los devanados primario, secundario, terciario y segundo terciario en MVA. Pérdidas nominales en el cobre de secuencia positiva en %, con respecto a Sr4 y Vr1, Vr2, Vr3, Vr4. Voltaje de cortocircuito nominal (impedancia de cortocircuito) de secuencia positiva, con respecto a Sr4 y Vr1, Vr2, Vr3, Vr4. Voltaje de cortocircuito nominal (impedancia de cortocircuito) de secuencia cero, con respecto a Sr4 y Vr1, Vr2, Vr3, Vr4. Conexiones de los devanados en los nodos 1, 2, 3 y 4. El índice horario del devanado se debe dar con respecto al nodo 1, de acuerdo a la norma VDE 0532/1. Los grupos vectoriales típicos se pueden seleccionar de una lista. Los grupos vectoriales se pueden entrar de la siguiente forma: • Formato NEPLAN: después de la designación de los devanados, se digita un punto y seguidamente el desplazamiento del voltaje de fase. E.j. YY YY.00, YD.05, YZ.5 • Formato DVG: en caso de existir un buje 4-66


para el terminal de neutro, se debe poner una ‘N’ o ‘n’, después de la designación del devanado correspondiente. Por ejemplo YNYn, YND5, YNZn5

Transformador de Cuatro Devanados - Regulación No hay regulación automática posible para el transformador de cuatro devanados. El tap se deberá cambiar manualmente. Nombre Lado regulado

LMDR

Tap mín Tap máx Tap nom Tap act

LMDR LMDR LMDR LMDR

dV

LMDR

Nombre del elemento. Indica si el cambiador de taps se encuentra en el lado primario, secundario, terciario o segundo terciario. Ajuste mínimo del tap del transformador regulador. Ajuste máximo del tap del transformador regulador. Ajuste nominal del tap. Posición actual del tap. Este valor se utiliza para calcular la relación de transformación del transformador. Para el cálculo del tap, ver "Transformador". Magnitud del cambio del voltaje por paso de tap, en el lado de ubicación del tap. Este valor se debe dar en % con respecto al voltaje nominal del lado del tap del transformador. Se pueden entrar valores negativos. En tal caso, los taps se invertirán (ver "Transformador").

Transformadores de Cuatro Devanados - Puesta a Tierra Nombre Devanado 1

()

Re1, Xe1

SP

Devanado 2

()


Nombre del elemento El usuario tiene la posibilidad de escoger entre tres tipos de puesta a tierra para el lado primario: directo, impedancia y aislado. Partes real e imaginaria de la impedancia de puesta a tierra en el lado primario, en Ohm (sólo para impedancia de puesta a tierra). El usuario tiene la posibilidad de escoger entre tres tipos de puesta a tierra para el lado secundario: directo, impedancia y aislado. 4-67


Re2, Xe2

SP

Devanado 3

()

Re3, Xe3

SP

2. Devanado 3

()

Re4, Xe4

SP

Activo

SP

Partes real e imaginaria de la impedancia de puesta a tierra en el lado secundario, en Ohm (sólo para impedancia de puesta a tierra). El usuario tiene la posibilidad de escoger entre tres tipos de puesta a tierra para el lado terciario: directo, impedancia y aislado. Partes real e imaginaria de la impedancia de puesta a tierra ende el puesta lado terciario, en Ohm (sólo para impedancia a tierra). El usuario tiene la posibilidad de escoger entre tres tipos de puesta a tierra para el segundo lado terciario: directo, impedancia y aislado. Partes real e imaginaria de la impedancia de puesta a tierra en el segubdo lado terciario, en Ohm (sólo para impedancia de puesta a tierra). Para el lado primario, secundario, terciario y segundo terciario, el usuario puede definir qué cantidad en % de la impedancia de puesta a tierra se encuentra activa.

Transformador de Cuatro Devanados - Información La pestaña Información se describe en “Información del Elemento” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”.

Transformador de Cuatro Devanados - Confiabilidad La pestaña Confiabilidad se describe en “Confiabilidad del Elemento” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”.

Transformador de Cuatro Devanados – Datos del Usuario La pestaña Datos del Usuario se describe en “Elemento – Datos del Usuario” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”.


4-68


Transformador de Cuatro Devanados – Más... Dependencia de la Frecuencia...



Descripción del Modelo (Transformador de Cuatro Devanados) Los transformadores de cuatro devanados se modelan como cuatro transformadores de dos devanados (ver modelos en "Transformador”). El cálculo de los parámetros del modelo es: Secuencia Positiva

Secuencia Cero

Zij = Zcc(1)ij·Vri²/(Sr4·100)

Zij = Zcc(0)ij·Vri²/(Sr4·100)

Rij = Rr(1)ij·Vri²/(Sr4·100)

Rij = 0

Xijij = √(Zijij²-Rij²)

Xij = Zij Zij = j·Xij

Zij = Rij + j·Xij ZEi = REi + j·Xei

ij ε{12, 13, 14, 23, 24, 34} ; i ε {1, 2, 3} e.g. Z24 = Zcc(1)24·Vr2²/(Sr4·100)


4-69


Paralelos (Shunt) Esta sección describe los parámetros del Diálogo de Entrada de Datos de un Paralelo y el modelo correspondiente.

Paralelo - Parámetros Nombre Tipo Modo control ()

Vr () Admitancia Fija P(1) ()

Q(1)

()

P(0)

SP

Q(0)

SP

Modo de operación

()

Nombre del elemento. Aplicable sólo a librerías de Paralelos. Al hacer clic con el mouse sobre el botón "...", los datos se pueden transferir desde una librería predefinida. Hay tres tipos diferentes de modos de control: - Fijo: El Paralelo consta de un valor fijo de potencia activa y reactiva. - Discreto: El Paralelo consta de varios elementos paralelos, los cuales se conectan o desconectan dependiendo del voltaje regulado. - Continuo: El Paralelo podrá cambiar continuamente la potencia reactiva, sin pasos, en el rango definido. Voltaje nominal en kV. Potencia activa de secuencia positiva en MW. Dependiendo de la conexión de las fases (ver pestaña de Información), el valor se deberá entrar como un valor de fase. Potencia reactiva de secuencia positiva en Mvar. Q(1) es negativa para cargas capacitivas. Dependiendo de la conexión de las fases (ver pestaña de Información), el valor se deberá entrar como un valor de fase. Potencia activa de secuencia cero en MW. Este valor no se debe entrar cuando se ingrese una carga paralela asimétrica; éste se calculará. Potencia reactiva de secuencia cero en Mvar. Q(0) es negativa para cargas capacitivas. Este valor no se debe entrar cuando se ingrese una carga paralela asimétrica; éste se calculará. Indica si el Paralelo es capacitivo o inductivo, dependiendo del signo de la potencia reactiva Q ingresado (valor negativo indica modo capacitivo, valor


4-70


positivo indica modo inductivo). Dependiendo del modo de operación, se toman los factores de escalamiento predefinidos de Q inductiva o capacitiva para calcular el factor de escalamiento efectivo, el cual se despliega en este campo. Los factores de escalamiento predefinidos para las redes y zonas se pueden modificar en “Datos – Datos de Operación” del menú Edición (ver capítulo “Opciones de Menú”). El usuario no puede definir “Factores de Escalamiento Definidos por el Usuario” para los paralelos. Bloques de Admitancia Suicheable Controlado LMDR Habilite esta opción si se debe controlar un nodo remotam. diferente al nodo del Paralelo (Shunt). El nodo remoto se puede seleccionar de una lista al hacer clic sobre “...”. V obj LMDR Ajuste de voltaje en % del voltaje nominal del nodo controlado. Este valor también se puede ingresar en la ventana del nodo (ver “Datos de Entrada de Nodos”). Bloques de LMDR Aquí se pueden definir los bloques de potencia admitancia reactiva, cada uno de los cuales consiste de varios suicheable pasos. Factor escalam. efectivo Q

()

Comentarios:

Los elementos Paralelos (Shunt) suicheables en un nodo pueden estar compuestos completamente por reactores (todos los bloques de admitancia tienen valores positivos de dQ) o por bancos de capacitores (todos los bloques de admitancia tienen valores negativos de dQ). En estos casos, los bloques de Paralelos se especifican en el orden en el cual son suicheados en el nodo. Si los Paralelos suicheables en un nodo son una mezcla de reactores y capacitores, primero se especifican los bloques de reactores en el orden en el cual son suicheados, seguidos por los bloques de capacitores, en el mismo orden. La diferencia entre la regulación continua y discreta es que, en el modo continuo, la potencia reactiva puede variar continuamente en todo el rango definido, sin pasos.


4-71


Paralelo - Información La pestaña Información se describe en “Información del Elemento” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”. La opción Fases tiene una posibilidad adicional, pues los Paralelos también se pueden ubicar entre fases: Fases

()

Indica la disposición de fases del elemento. Los valores posibles son: - L1L2L3N: Impedancia paralela simétrica - L1N: Impedancia paralela monofásica, fase L1 - L2N: Impedancia paralela monofásica, fase L2 - L3N: Impedancia paralela monofásica, fase L3 - L1L2: Impedancia entre las fases L1 y L2 - L1L3: Impedancia entre las fases L1 y L3 - L2L3: Impedancia entre las fases L2 y L3

Paralelo - Confiabilidad La pestaña Confiabilidad se describe en “Confiabilidad del Elemento” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”.

Paralelo – Datos del Usuario La pestaña Datos del Usuario se describe en “Elemento – Datos del Usuario” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”.

Paralelo – Más... Dependencia de la Frecuencia


Al presionar este botón de la pestaña Más, se pueden ingresar los parámetros de entrada de los Datos de Inversión. Estos sólo se usan para análisis de Inversión. La descripción se puede encontrar en “Análisis de Inversión” del Guía del Usuario de NEPLAN V5

4-72


capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”-“Más sobre el Elemento...”.

Descripción del Modelo (Paralelo) R

X

Fig. 4.16 Modelo del Paralelo

Los parámetros del modelo de de secuencia positiva y cero se calculan como se indica a continuación: Secuencia Positiva

Secuencia Cero

R = P(1)·Vr²/(P(1)²+Q(1)²)

R = P(0)·Vr²/(P(0)²+Q(0)²)

X = Q(1)·Vr²/(P(1)²+Q(1)²)

X = Q(0)·Vr²/(P(0)²+Q(0)²)

Si Q(1) se da como un valor negativo, X tomará el siguiente valor sólo en el módulo Análisis de Armónicos: X = -1.0 / X (capacitiva)

Si se ingresa un Paralelo asimétrico, el programa transforma los parámetros del sistema de fases al sistema de componentes simétricas, mediante la matriz de transformación.


4-73


Conversor Esta sección describe los parámetros del Diálogo de Entrada de Datos de un Conversor y el modelo correspondiente.

Conversor - Parámetros Nombre () Tipo () Tipo de Conversor Rectificador, () Inversor

Regulación Regulación

()

Pobj Vmodo

() ()

Iobj Vobj

() ()

Ángulo de Disparo Teta obj () Teta mín

()

Teta máx

()

Nombre del conversor

Indica si el conversor es un - Rectificador - Inversor El Conversor puede ser de: P: Potencia regulada I: Corriente regulada A+V: Voltaje y ángulo regulado Valor de ajuste para la regulación de potencia en MW. Voltaje mínimo para la regulación de potencia (para voltajes por debajo de Vmodo, el control cambia a corriente constante con Iobj =Pobj/Vobj). Valor de ajuste para la regulación de corriente en kA. Valor de ajuste para la regulación de voltaje en kV. En caso de regulación de potencia, Vobj denota el valor de voltaje que se utiliza para calcular el nuevo valor de ajuste, en el cambio de modo de control (ver Vmodo). Valor de ajuste para el ángulo de margen del inversor o de disparo del rectificador para el conversor reguladoen “A°.+ Este U”. valor sólo es válido Valor mínimo del ángulo de margen del inversor o de disparo del rectificador en °. Valor máximo del ángulo de margen del inversor o de disparo del rectificador en °.


4-74


Transformador Transforma- () dor integrado

Indica si el transformador del conversor se debe incluir en el conversor. Si se marca, no se debe definir un transformador externo, ya que el conversor representa un conversor más un transformador. Relación nominal del tap del transformador del conversor en pu, desde el lado DC al AC.

T

()

Tap bloqueado dT T mín

()

Si se habilita este parámetro, el tap se fijará en T.

() ()

T máx

()

Paso de tap del transformador del conversor, en pu. Valor mínimo en pu, de la relación del tap del transformador del conversor. Valor máximo en pu, de la relación del tap del transformador del conversor.

Polo () negativo Polo positivo () () Nro de

El conversor es un polo negativo

puentes Xc Rpérd

() ()

Vcaída

()

Im

()

Im distrib.

()

Reactancia de conmutación en Ohm. Equivalente de las pérdidas totales de potencia activa en las válvulas y auxiliares en Ohm. Este parámetro sólo se toma en cuenta en los cálculos de Flujo de Carga con el método de Newton Raphson Extendido. Caída de voltaje a través de las válvulas, en V. Este parámetro sólo se toma en cuenta en los cálculos de Flujo de Carga con el método de Newton Raphson Extendido. Margen de corriente en % del valor de ajuste de la corriente Iobj. Factor de participación del conversor en %, en caso de

Nodo de puesta a tierra

()

El conversor es un polo positivo Número de puentes conversores trifásicos en serie.

un sistemarectificador multiterminal. Si el orden de corriente en cualquier se reduce, los órdenes de corriente de los conversores restantes se modificarán proporcionalmente a dichos factores. Nombre del nodo de puesta a tierra en caso de un enlace bipolar HVDC. Cada polo positivo y negativo de un terminal, se conectan al mismo nodo de puesta a tierra.


4-75


Rg

()

Resistencia de puesta a tierra en Ohm.

Conversor - Información La pestaña Información se describe en “Información del Elemento” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”.

Conversor - Confiabilidad La pestaña Confiabilidad se describe en “Confiabilidad del Elemento” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”.

Conversor – Datos del Usuario La pestaña Datos del Usuario se describe en “Elemento – Datos del Usuario” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”.

Conversor – Más... Datos de Inversión...


Descripción del Modelo (Conversor) Un sistema HVDC está compuesto por rectificadores e inversores, los cuales se conocen como conversores. Las ecuaciones básicas de un conversor son (rectificador): Vd

= Vd 0 ⋅ cos

Vd

=

Qac

3⋅ 2 π

=

(α ) −

3 π

⋅

Xc ⋅ B ⋅ Id

⋅ B ⋅ T ⋅ E ac ⋅ cos

−

Rl ⋅ I d

− Vcaída

con

Vd 0

=

3⋅ 2 π

⋅ B ⋅ T ⋅ E ac

(φ )

Pac ⋅ tan (φ )


4-76


Pac

=

I ac

=

Pd

= Vd ⋅ I d

6 ⋅B π

⋅ Id

La ecuación para una línea DC es: Vdi

= Vdr −

R dc ⋅ I d

Donde: Vd: Voltaje DC del conversor; Vdi para el inversor, Vdr para el rectificador Eac: Voltaje AC del conversor Pac: Potencia activa en el terminal de AC Qac: Potencia reactiva en el terminal de AC Iac: Corriente AC Pd: Potencia DC en el terminal de DC Vcaída: Caída de voltaje a través de las válvulas B: Número de puentes T: Relación de transformación de DC a AC X : Reactancia de conmutación Rcl: Pérdidas en las válvulas Rdc: Resistencia de la línea de DC Id: Corriente DC del conversor ϕ: Ángulo del factor de potencia AC α: Ángulo de disparo (para el rectificador) Un circuito equivalente para un conversor puede ser el que se indica a continuación: α

Eac Pac, Q ac

1:T

Vd

Xc

Idc

Fig. 4.17 Circuito Equivalente de un Conversor

El voltaje DC Vd, y/o la corriente DC Id, se controlan por medio del ángulo de disparo alfa y la relación de transformación del conversor T. El ángulo de


4-77


disparo y la relación de transformación (posición del tap) se mantienen dentro de sus rangos admisibles.

Sistemas HVDC en NEPLAN NEPLAN puede manejar cualquier número de sistemas HVDC de dos terminales y multi – teminales. Son posibles las siguientes configuraciones:

Fig. 4.18 Enlace Monopolar HVDC

+

Fig. 4.19 Enlace Bipolar HVDC


4-78


G

G

Fig. 4.20 Sistema HVDC Multi-Terminal Enmallado

En un sistema de dos terminales siempre hay un rectificador y un inversor. Uno de ellos controla el voltaje DC (normalmente el inversor) y el otro la corriente DC o potencia DC. En un sistema multi-terminal hay por lo menos un conversor, el cual controla el voltaje DC. La operación normal de un sistema de dos terminales se puede describir mediante el siguiente diagrama: Vdi Rectificador, corriente controlada Inversor, voltaje controlado

Vdobj Punto de operación

Im

Idi

Idrobj

Fig. 4.21 Operación Normal de un Sistema de Dos Terminales Guía del Usuario de NEPLAN V5

4-79


En el modo normal de operación, el ángulo de margen del inversor se ajusta para mantener el voltaje DC deseado del inversor Vd obj. Las relaciones del inversor y del transformador del rectificador también se ajustan de modo que el ángulo de disparo alfa y el ángulo de margen gama estén dentro de sus límites mínimo y máximo. En el rectificador controlador de corriente se mantiene un margen de voltaje de más o menos 3% con el fin de evitar cambios frecuentes en asignaciones de control. Por esta razón, si el ángulo de disparo mínimo para el rectificador es 5-7o, el ángulo de disparo de operación tendrá típicamente valores

14° ≤

≤ 16°

.

Si el voltaje AC del rectificador es muy bajo y la relación de transformación ha alcanzado el límite, el control de voltaje del inversor se abandonará. En tal caso, el inversor controlará la corriente: El orden de corriente Idiobj en el inversor es más bajo que el orden de corriente Idr obj del rectificador (el margen de corriente se define como Im = Idr obj – Idiobj). El nuevo punto de operación se puede describir como sigue: Vdi

Inversor, corriente controlada

Vdset Punto de operación

Im

Idiobj

Idrobj

Fig. 4.22 Control de Corriente del Inversor

Lo mismo puede decirse para sistemas multiterminales. La configuración considerada es la(de delcantidad arreglo en en todas estaciones de conversores n), paralelo: excepto La en corriente una, se ajusta de las acuerdo a los setpoints de control de potencia o corriente. Un conversor por polo (generalmente el de menor límite máximo de voltaje) controla el voltaje. En el terminal de ajuste del voltaje también se suministra un control de corriente, de modo que satisfaga la siguiente ecuación:


4-80


∑ Iobj

j

=

I m arg en

j =1.. n j donde Imargen es una cantidad positiva, e Iobj Iobj j < 0 si j es un inversor.

>0

si j es un rectificador;

En caso de que se presente una depresión de voltaje en un conversor controlado por corriente, el control de voltaje se desplaza a este conversor, y los ajustes de corriente de los otros terminales se modifican según los factores de participación Im distrib j . Si i denota el conversor que alcanza el límite de ángulo mínimo, el nuevo ajuste de corriente de cualquier conversor j ≠ i se puede calcular mediante:

(Iobj j )nuevo = Iobj j + isrec ⋅ a j m

i

⋅ Iobj

∑a

t

i

,

t ≠i

donde isrec = 1 si j es un rectificador e isrec = −1 si j es un inversor. El coeficiente a j se calcula mediante la siguiente fórmula j

aj

=

aj

=

Im distrib / 100. ⋅ nInv , if j Rectificador CoefS nInv + nRec Im distrib j / 100.

nRec

⋅

CoefS

nInv + nRec

, if j Inversor

donde CoefS =

∑ Im distib

i

/ 100.

i∈C

y C, todos los conversores aparte del terminal que controla el voltaje, que no están bloqueados.


4-81


SVC (Compensador de VAR Estático Controlado) Este capítulo describe los parámetros del Diálogo de Entrada de Datos de un SVC y el modelo correspondiente. La configuración asumida es la de un capacitor fijo y un reactor controlado por tiristores.

SVC-Parámetros Nombre Nombre del elemento. Transformador LMDR Indica si hay un transformador en el sistema de VAR estático V ref LMDR Voltaje de referencia para la regulación. X sl LMDR Admitancia de pendiente: pendiente del modo lineal en la curva característica V/I (ver más). Qc máx LMDR Máxima potencia reactiva capacitiva en Mvar. Qcmáx es un valor positivo y corresponde a la potencia reactiva generada máxima del SVC a voltaje nominal, mientras se encuentra en modo capacitivo. Qcmáx corresponde a la potencia reactiva del condensador fijo.

Ql máx

LMDR Potencia reactiva inductiva máxima en Mvar. Qlmax es un valor positivo e indica la potencia reactiva consumida máxima del SCV a voltaje nominal, mientras se encuentra en modo inductivo. Qlmáx corresponde a la potencia reactiva máxima de la inductancia Ql menos la potencia reactiva máxima Qc máx del capacitor: Qlmáx = Ql – Qcmáx (ver Fig. 4.13)

SVC - Información La pestaña Información se describe en “Información del Elemento” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”.

SVC - Confiabilidad La pestaña Confiabilidad se describe en “Confiabilidad del Elemento” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”.


4-82


SVC-Datos del Usuario La pestaña Datos del Usuario se describe en “Elemento – Datos del Usuario” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”.

SVC-Más… Datos de Inversión…


Descripción del Modelo (Compensador de VAR estático) Para cálculos de Flujo de Carga, un compensador de VAR regulado se puede describir de la siguiente manera: AV

V2

VT

Transformador I2 V1

BV

Controlador Ql

F

L

C 0 Qcmáx

SVC Fig. 4.23 Modelo de un SVC

F: Filtro C: Capacitor fijo L: Reactor controlado por tiristor


4-83


Los elementos filtro, reactor controlado y capacitor se modelan por medio del elemento Paralelo (Shunt). La característica de un SCV es: V2 Ql máx Vmáx

Vref

∆I

Vmín

∆U

∆V/∆I=Xsl

Qc máx capacitivo

inductivo I2

Imín

Imáx

Fig. 4.24 Curva Característica del SVC

Hay tres modos: 2 Modo Capacitivo (V2=<= I2 = Bcap * V1 con Bcap - BVmín): c0 y Bc0 = Qcmáx / V2n ; Qcmáx: valor de entrada

Modo Inductivo (V2 >= Vmáx):

I2 = Bind * V1 con Bind = Bl0 - Bc0 y Bl0 = (Qcmáx + Qlmáx) / U2n2 ; Qcmáx, Qlmáx : valores de entrada Rango de Control Lineal, Modo Normal (Nmín <= V 2 >= Vmáx):

I2 = (V2 - Vref)/Xsl para Xsl V2 = Vref para Xsl = 0

≠0

; Xsl : valor de entrada

Los circuitos equivalentes son:


4-84


V1

XSL

V2

V1

I2

Bcap

Vref

Modo Lineal

XT

V2 I2

Modo Capacitivo

XT

V1

Bind

V2 I2

Modo Inductivo

Fig. 4.25 Circuito Equivalente de un SVC

XT: Reactancia del transformador Los datos del transformador se ingresan de forma separada. En el Diálogo de Entrada de Datos del SVC, el usuario debe indicar si hay o no un transformador al hacer clic en la casilla de chequeo correpondiente. Si no hay ningún transformador, el compensador de VAR regulado/controlado trabaja como un nodo PV con P=0.0 MW y V=Vnom. Este comportamiento es similar al de las máquinas sincrónicas. La potencia reactiva será calculada. Si se alcanzan los límites Qcmáx y Qlmáx, el compensador de VAR regulado se convierte en una inductancia o capacitancia constante (ver figura arriba) y no en un nodo PQ con Q = Qcmax o Q = Qlmax, como en el caso de la máquina sincrónica. La entrada de Qcmáx, Qlmáx y la pendiente Xsl determinan la característica del SVC. Si Qlmín <= Qcmáx, el modo inductivo no se alcanza. Comentarios:

Cuando se importe un archivo de proyecto (*.mcb) de la versión 4.2 o anterior, los datos de los SVCs se deben revisar debido a que la entrada de datos ha cambiado.


4-85


STATCOM (Compensador Estático) Este capítulo describe los parámetros del Diálogo de Entrada de Datos de un Compensador Estático (STATCOM) y el modelo correspondiente.

STATCOM-Parámetros Nombre Nombre del elemento. Transformador LMDR Indica si hay un transformador en el sistema de VAR estático. V ref LMDR Voltaje de referencia para la regulación X sl LMDR Admitancia de pendiente: pendiente del modo lineal en la curva característica V/I (ver abajo). Imáx C LMDR Corriente máxima para operación capacitiva. Imáx L LMDR Corriente máxima para operación inductiva. P..MW LMDR Consumo de potencia activa, en MW. P(0) SP Potencia activa de secuencia cero, en MW. Este valor será calculado cuando se ingrese un Paralelo (Shunt) Q(0)

SP

asimétrico, por lo tanto su entrada no es necesaria en este caso. Potencia reactiva de secuencia cero, en Mvar. Q(0) es negativa para una carga capacitiva. Este valor será calculado cuando se ingrese un Paralelo (Shunt) asimétrico, por lo tanto su entrada no es necesaria en este caso.

STATCOM - Información La pestaña Información se describe en “Información del Elemento” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”.

STATCOM - Confiabilidad La pestaña de Confiabilidad se describe en “Confiabilidad del Elemento” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”.


4-86


STATCOM - Datos del Usuario La pestaña Datos del Usuario se describe en “Elemento – Datos del Usuario” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”. STATCOM-Más… Datos de Inversión…

Al presionar este botón de la pestaña Más, pueden ingresarse los Parámetros de entrada de Datos de Inversión. Estos sólo se usan para análisis de Inversión. La descripción se puede encontrar en “Análisis de Inversión” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”-“Más sobre el Elemento...”.

Descripción del Modelo (Compensador Estático) El STATCOM representa la versión del SVC basada en GTO (ver “SVC (Compensador de VAR Estático Controlado)”). Está compuesto por un Conversor con Fuente de Voltaje (VSC) seguido de un transformador de acople (ver figura abajo). El VSC genera un grupo balanceado de voltajes sinusoidales de magnitud y ángulo de fase controlables. Para cálculos de Flujo de Carga, el STATCOM se puede describir de la siguiente manera: AV V2 I2 V1

Transformador de aco le BV

VT

Controlador Inversor Multi-pulso

V Ref

Terminal DC Almacenamiento de Energía (opcional)

STATCOM Fig. 4.26 Configuración del STATCOM

La característica voltaje – corriente del STATCOM se muestra en la siguiente figura.


4-87


V2 Ql máx Vmáx

Vref

∆I

Vmín

∆V

∆V/∆I=Xsl

inductivo

Qc máx capacitivo

I2 Imín

Imáx

Fig. 4.27 Curva Caraterística del STATCOM

El STATCOM puede suministrar tanto vares inductivos como capacitivos y es capaz de controlar su corriente de salida en el rango máximo nominal capacitivo o inductivo, independientemente del voltaje AC del sistema. En el rango de control lineal, la capacidad funcional del STATCOM es análoga a la del SVC. Sin embargo, la operación en los límites es diferente: El SVC se vuelve una reactancia shunt incontrolada (capacitiva o inductiva) para la cual la corriente cae en como proporción al voltaje, en tanto que el STATCOM en plena salida se comporta una fuente de corriente.


4-88


TCSC (Capacitor Serie Controlado por Tiristor) Este capítulo describe los parámetros del Diálogo de Entrada de Datos de un TCSC (Capacitor Serie Controlado por Tiristor) y el modelo correspondiente. El modelo asume n (n >= 1) módulos TCSC idénticos conectados en serie y controlados independientemente.

TCSC-Parámetros Nombre Operación

LMDR

Nombre del Elemento. Indica si hay un solo módulo TCSC o varios módulos en serie.

Parámetros del Módulo Xc LMDR Reactancia del capacitor, in Ohm Xl LMDR Reactancia del inductor in Ohm LMDR Límites X, Límites de la reactancia total del TCSC o del ángulo de Límites Teta disparo del Tiristor. En caso de operación multi-módulo, sólo se pueden ingresar los límites de X. X mín

LMDR

X máx

LMDR

Teta mín

LMDR

Teta máx

LMDR

Máx. Caída

LMDR

Volt. Regulación LMDR P, I, Xtot, Ang.Transmi s.

Valor mínimo decapacitiva). la reactancia del módulo para operación El rango (Xmín,(negativo Xmáx) no debe contener zonas de resonancia. Valor máximo de la reactancia del módulo (negativo para operación capacitiva). El rango (Xmin, Xmáx) no debe contener zonas de resonancia. Valor mínimo del ángulo de disparo del tiristor. El rango (Teta mín, Teta máx) no debe contener valores de resonancia. Máximo valor del ángulo de disparo del tiristor. El rango (Teta mín, Teta máx) no deber contener valores de resonancia. Máxima caída de voltaje permitida en kV.

Selección de la variable a controlar. P: Flujo de Potencia de Línea I: Corriente de Línea Xtot: Reactancia total del TCSC en Ohm Ang.Transmis.: Ángulo de transmisión


4-89


Pobj Iobj Xtot

LMDR LMDR LMDR

Ang.Transmi LMDR s.

Valor de control para el flujo de potencia activa en MW. Valor de control para la corriente de línea en A. Valor de control para la reactancia total del TCSC en Ohm. Valor de control para el ángulo de transmisión (ángulo V1 – ángulo V2) en °.

TCSC - Información La pestaña Información se describe en “Información del Elemento” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”.

TCSC - Confiabilidad La pestaña Confiabilidad se describe en “Confiabilidad del Elemento” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”.

TCSC-Datos del Usuario La pestaña Datos del Usuario se describe en “Elemento – Datos del Usuario” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”.

TCSC-Más… Datos de Inversión…


Descripción del Modelo (TCSC) El TCSC está compuesto por un capacitor fijo conectado en paralelo con un reactor controlado por tiristor (TCR) (ver figura más abajo). El TCR es la unidad de control principal del TCSC: Por medio del ángulo de disparo de los tiristores, la reactancia inductiva efectiva del TCR varía y ocasiona un intercambio rápido de potencia reactiva entre el TCR y el sistema. Guía del Usuario de NEPLAN V5

4-90


Dependiendo de las condiciones del sistema, se pueden necesitar vars inductivos o capacitivos. Para cumplir este requisito, el inductor variable generalmente se conecta en paralelo con un capacitor fijo. También se conecta un varistor de óxido de metal (MOV) en paralelo para la protección de sobrevoltajes. MOV I línea

Xc

Xl Fig. 4.28 Módulo del TCSC por Fase

Los ángulos de disparo pueden variar entre 90° y 180°. Para un cierto ángulo de disparo, la reactancia inductiva variable del TCR iguala en valor absoluto a la reactancia capacitiva del capacitor fijo Xc, ocasionando resonancia. Los tiristores se encienden a un valor lo suficientemente distante del valor de resonancia para evitar problemas con el control (límites de la zona de resonancia). El módulo del TCSC se modela como una reactancia variable con límites de ángulo de disparo (o de reactancia). Se pueden imponer limitaciones adicionales a la caída de voltaje y a la corriente de línea (en caso de control de la corriente de línea).


4-91


A

X máx E

VMáx I Máx

Operación Cap.

Xc

B

G

No disponibleC

0 ~Xl

ILínea

Operación Ind.

VMáx F D

X TCSC

X mín

(a): Operation de 1 módulo

X TCSC

(b): Operación de 2 módulos

Fig. 4.29 Característica XTCSC versus Corriente de Línea

La figura anterior representa la característica de la reactancia equivalente de estado estable del TCSC, XTCSC, versus la corriente de línea. En esta figura se muestran las siguientes limitaciones físicas y operativas: • •

•

• •

A,D: Limitación de la zona de resonancia B: Limitación del ángulo de disparo (=180°) (XTCSC es igual a la reactancia del capacitor Xc) C: Limitación del ángulo de disparo (=90°) (XTCSC es casi igual a la reactancia del inductor Xl) E,F: Límites superiores del voltaje para operación inductiva y capacitiva. G: corriente máxima permitida en operación continua

Un TCSC puede operar en la región capacitiva o inductiva. Esto significa que Xmín y Xmáx se deben entrar como valores negativos (operación capacitiva) o como positivos (operación inductiva). Como se muestra en la figura 4.29a, en el caso de operación de un módulo existe un rango de valores para X TCSC que no se puede controlar. La figura 4.29b representa la misma característica para dos módulos idénticos conectados en serie con la mitad del valor (mitad de las reactancias Xl y Xc) Guía del Usuario de NEPLAN V5

4-92


del módulo srcinal (uno). Los dos módulos son controlados de manera independiente. El gap de control se encuentra ahora parcialmente cubierto, y para un número creciente de módulos, el área de operación del TCSC cubre toda la región encerrada por la curva punteada en la figura 4.29b. Comentarios

En general (en operación multi-módulo), cada módulo puede tener un ángulo de disparo diferente. Por lo tanto, en los resultados no habrá ningún valor del ángulo de disparo (ángulo de disparo = 0), mientras que sí se presentarán los valores para la reactancia efectiva y la caída de voltaje.


4-93


UPFC (Controlador de Flujo de Potencia Unificado) Este capítulo describe los parámetros del Diálogo de Entrada de Datos de un UPFC (Controlador de Flujo de Potencia Unificado) y el modelo correspondiente.

UPFC-Parámetros Nombre Vser mín

Nombre del elemento. Magnitud mínima del voltaje serie en % del voltaje nominal del barraje. Vser máx LMDR Magnitud máxima del voltaje serie en % del voltaje nominal del barraje. Iq mín LMDR Corriente shunt mínima en A. Iq máx LMDR Corriente shunt máxima en A. P máx LMDR Máxima potencia a través del lazo de DC (Px) en MW. Conexión de Impedancias de Dispersión de Transformadores Transformador LMD Resistencia de dispersión del transformador serie en Serie R R Ohm. Transformador LMD Reactancia de dispersión del transformador serie en Serie X R Ohm. Transformador LMD Resistencia de dispersión del transformador shunt en Shunt R R Ohm. Transformador LMD Reactancia de dispersión del transformador shunt en Shunt X R Ohm. Regulación del Flujo de Línea en el Puerto 2 P LMDR Valor de control para el flujo de potencia activa de línea, P2. Q LMDR Valor de control para el flujo de potencia reactiva de línea, Q2. LMDR

Regulación de Voltaje Extremo de LMDR envío V obj Extremo de LMDR recibo V mín Extremo de LMDR recibo V máx

Valor de control para la magnitud del voltaje del extremo de envío. Magnitud mínima del voltaje en el extremo de recibo. Magnitud máxima del voltaje en el extremo de recibo.


4-94


UPFC - Información La pestaña Información se describe en “Información del Elemento” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”.

UPFC - Confiabilidad La pestaña Confiabilidad se describe en “Confiabilidad del Elemento” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”.

UPFC-Datos del Usuario La pestaña Datos del Usuario se describe en “Elemento – Datos del Usuario” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”.

UPFC-Más… Datos de Inversión…



4-95


Descripción del Modelo (UPFC)

ILínea

V1

- VT +

Px (+)

IQ

Conversor conectado en paralelo

V2

P2,Q2

Conversor conectado en serie

Fig. 4.30 Controlador de Flujo de Potencia Unificado (UPFC)

La estructura básica de la implementación del UPFC se muestra en la figura anterior. El UPFC está compuesto por dos conversores con fuente de voltaje (VSC), uno conectado en paralelo con la línea a través de un transformador, y el otro conectado en serie con la línea a través de un segundo transformador. Los dos conversores están comunicados a través un lazo DC común, por medio de un capacitor de almacenamiento de DC. El conversor conectado en serie inyecta un voltaje controlado VT en serie con la línea. El ángulo de fase del fasor VT se puede seleccionar independientemente de la corriente de línea, y la magnitud varía entre cero y un VT máximo. El conversor en serie intercambia potencia reactiva y real con el sistema de transmisión. La potencia reactiva se puede generar de manera independiente desde el conversor serie, mientras que la potencia real se debe suministrar desde la red. Esa es la función primaria del conversor en paralelo, el cual es controlado de tal manera que suministre a su terminal DC la potencia real que necesita el convertidor serie. Una función secundaria del conversor en paralelo es generar o absorver potencia reactiva para la regulación del voltaje del terminal de AC, V1. Potencia aparente intercambiada a través del voltaje inyectado serie: *

Sxser = Pxser + j•Qxser = VT • (I Línea)

(1)

Potencia aparente intercambiada a través de la corriente shunt: Sxshu = Pxshu + j•Qxshu = V1 • (IQ) * (2) En (1): Pxser > 0 (Qxser > 0) significa que la potencia activa (reactiva) se inyecta al sistema. Guía del Usuario de NEPLAN V5

4-96


En (2): Pxshu > 0 (Qxshu > 0) significa que la potencia activa (reactiva) se extrae del sistema. El modelo del UPFC no tiene en cuenta las pérdidas de los dispositivos, por lo tanto: Pxshu = Pxser = Px Sin embargo, dos convertidores pueden generar las potencias reactivas Qxser y Qxshulos independientemente. Con las impedancias del transformador diferentes de cero, las ecuaciones (1) y (2) quedan: Potencia aparente intercambiada a través del voltaje inyectado serie: Sxser = Pxser + j•Qxser = √3 VT • (ILínea)* (1)’

Rm/Xm = 0.1 Potencia aparente intercambiada a través de la corriente paralelo (shunt): Sxshu = Pxshu + j•Qxshu = √3 V1 • (IQ)* - 3 |IQ|2 (Rshu +jXshu) (2) ’


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Alimentador de Red (Equivalente de Red) Este capítulo describe los parámetros del Diálogo de Entrada de Datos de un Alimentador de Red (Equivalente de Red) y el modelo correspondiente.

Alimentador de Red – Parámetros Nombre Nombre del elemento. Tipo Aplicable sólo a librerías de Alimentadores de Red. Al presionar el botón "…", se puede escoger el tipo, y los datos se pueden transferir de la librería predefinida. SMHP Potencia de cortocircuito simétrica inicial máxima y Sk" máx, mín mínima en MVA (Sk" =√3·Vn·Ik"). Ik" máx, mín SMHP Corriente de cortocircuito simétrica inicial máxima y mínima en kA (Ik" = Sk"/( √3·Vn). SMHP Indica si la potencia y corriente de cortocircuito Ik" de acuerdo a simétrica inicial se han calculado según norma IEC. IEC Voper

SMHP

R(1)/X(1) máx, mín

SMHP

SP Z(0)/Z(1) max, min SP R(0)/X(0) max, min C H Datos de Operación Tipo FC LMDR

V oper

LMDR

Factor deyvoltaje en de pu,cortocircuito utilizado para corriente potencia Ik"calcular y Sk". la Relaciones mínima y máxima de la resistencia de secuencia positiva a la reactancia de secuencia positiva de la red equivalente. Relaciones mínima y máxima de la impedancia de secuencia cero a la impedancia de secuencia positiva. Relaciones mínima y máxima de la resistencia de secuencia cero a la reactancia de secuencia positiva. Capacitancia de la red in µF. Tipo de nodo para los cálculos de Flujo de Carga. Los valores posibles son: "SL": Nodo Slack. Es obligatoria la entrada de los valores "V oper" y "Vw oper" (ver abajo). "PQ": Nodo P,Q. Es obligatoria la entrada de los valores "P oper" y "Q oper" (ver abajo). Magnitud del voltaje en % con respecto a Vn, que el Slack tiene que regular en caso de que ‘Tipo FC’ sea "SL".


4-99


Vw oper

LMDR

Porc. de Slack

LMDR

P

LMDR

Q

LMDR

Ángulo del voltaje en grados, en caso de que ‘Tipo FC’ sea "SL". Porcentaje de la potencia activa total del slack que debe suministrar Alimentador de Red. Este valor sólo se toma en cuenta si el Flujo de Carga se calcula con slack distribuido o con control de zona/área (ver parámetros de cálculo de Flujo de Carga). La suma de todas los porcentajes del slack en la red o zona/área, puede ser diferente del 100%. En este caso, el programa internamente ajusta el porcentaje del slack proporcionalmente, de modo que la suma efectiva sea el 100%. Entrada de potencia activa en MW si el tipo FC es PQ. Para potencia de generación, el valor de P es positivo; para cargas, el valor es negativo. Entrada de potencia reactiva en Mvar si el tipo FC es PQ. Valores positivos significan generación de potencia reactiva inductiva (generador sobreexcitado); valores negativos significan consumo de potencia reactiva inductiva (generador subexcitado).

Costos de Generación Los costos de generación se representan por medio de la siguiente curva cuadrática: C(P) = M*(a*P2 + b*P + c) Se deben ingresar los siguientes parámetros: • a: factor en unidades de moneda por MW 2/h • b: factor en unidades de moneda por MW/h • c: factor constante en unidades de moneda/h • M: un multiplicador constante. Normalmente se usa para integrar el factor nodal en el costo de generación. • P es la potencia activa producida por el alimentador, en MW.


4-100


Alimentador de Red - Información La pestaña Información se describe en “Información del Elemento” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”.

Alimentador de Red - Confiabilidad La pestaña Confiabilidad se describe en “Confiabilidad del Elemento” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”.

Alimentador de Red - Datos del Usuario La pestaña Datos del Usuario se describe en “Elemento – Datos del Usuario” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”.

Alimentador de Red-Más… Dependencia de la Frecuencia…



Descripción del Modelo (Alimentador de Red) La siguiente figura muestra el modelo de un Alimentador de Red.


4-101


R

X

R

C

X

Fig. 4.31 Modelo de un Alimentador de Red para Cálculos de Cortocircuito (Arriba) y para Análisis de Armónicos (Abajo)

Los parámetros del modelo de secuencias positiva y cero se calculan de la siguiente forma:

Secuencia Positiva

Secuencia Cero

Z(1) = c·Vn²/Sk" δ = arctan(X(1)/R(1)) R(1) = Z(1)·cos(δ) X(1) = Z(1)·sin(δ) Z(1) = R(1) + j·X(1)

Z(0) = Z(1)· (Z(0)/Z(1)) δ0 = arctan(X(0)/R(0)) R(0) = Z(0)·cos(δ0) X(0) = Z(0)·sin(δ0) Z(0) = R(0) + j·X(0)

El factor c se toma de acuerdo a la norma IEC si se ha marcado el parámetro correspondiente (Ik” de acuerdo a IEC). Si este parámetro no se marca, el factor c será igual al parámetro Voper. Para el cálculo de Análisis de Armónicos sólo se considera la secuencia positiva, y la impedancia Z(1) se calcula como el valor promedio de la potencia de cortocircuito mínima y máxima.


4-102


Máquina Sincrónica Este capítulo describe los parámetros del Diálogo de Entrada de Datos de una Máquina Sincrónica y el modelo correspondiente.

Máquina Sincrónica – Parámetros Nombre Tipo

Sr Cos(phi)

Nombre del elemento. Aplicable sólo a librerías de Máquinas Sincrónicas. Al presionar este botón "…", se puede escoger el tipo, y los datos se pueden transferir de la librería predefinida. SMHPD Voltaje nominal en kV. SP Si el voltaje del generador, Vg, es permanentemente mayor que el voltaje nominal Vr, esto debe indicarse por medio de una desviación en %. Sólo es necesario para cálculos de Cortocircuito de acuerdo a IEC60909 (2001). SMHPD Potencia nominal en MVA. SMP Factor de potencia.

Vfmax/Vfr

SP

xd sat.

SP

xd' sat

SMHP

xd" sat

SMHP

Ikk

SP

Vr pVr

Relación voltaje adefactor excitación máximo posible a la excitacióndel nominal, de potencia y carga nominales. Reactancia sincrónica en % con respecto a Sr y Vr (valor saturado). Valores recomendados: Turbo – SM: 120 .. 270 Polos salientes -SM: 70 .. 130 Reactancia transitoria saturada en % con respecto a Sr y Vr. Este valor sólo se utiliza para cálculos de Cortocircuito de acuerdo a ANSI. Los valores recomendados son: Turbo-SM: (1.4 .. 1.7)* xd" Polos salientes con devanado amortiguador:20 .. 45% Reactancia en % con respecto a Sr y Vr. Los subtransitoria valores típicossaturada son: Turbo-SM: 9 .. 22 (valores grandes para máquinas con Sr alto) Polos salientes - SM: 12 .. 30 (valores grandes si es una máquina con rotor de baja velocidad y Sr alto) Corriente de cortocircuito en estado estacionario en kA, del generador con excitación compuesta (compound),


4-103


Mue

SP

RG

SMHP

X(2)

SP

X(0)

SP

SP Devan. Amortiguad or Motor SP

Tipo Rotor

SP

Unidad generador Puesta a tierra Re, Xe

SP SP SP

durante un cortocircuito trifásico. Ikk=0 : Generador sin excitación compuesta. Ikk<>0: Generador con excitación compuesta. Ikk se utiliza para calcular las corrientes de cortocircuito mínimas de estado estacionario en generadores con excitación compuesta. El factor ´mue´ se utiliza para el cálculo de las corrientes de•interrupción (breaking currents). Mue=0 : el valor mue se calculará de acuerdo a la norma IEC. • Mue<>0: mue se ajustará al valor de entrada. Resistencia equivalente del generador, en Ohm. RG se toma en cuenta en el cálculo de todas las corrientes excepto para la corriente pico ip. Para el cálculo de ip, se toma un valor ficticio de acuerdo a la norma IEC, sin importar cuál método de cálculo se utilice (ver Descripción del Modelo (SC)). Este valor ficticio de RG también se usa para el cálculo, si RG se ajusta en cero. Reactancia de secuencia negativa, la cual está dada por x(2) = 0.5(xd"+xq") en % con respecto a Sr y Vr. Valor Recomendado: x(2) cero = xd".de la máquina sincrónica Reactancia de secuencia en % con respecto a Sr y Vr. Valor típico: x(0) = (0.4 .. 0.8) xd". Casilla de chequeo. Indica si la máquina sincrónica tiene o no, devanados de amortiguamiento. Indica si la máquina sincrónica trabaja como motor. Esta información se tendrá en cuenta al calcular corrientes de cortocircuito mínimas de acuerdo a lo indicado en la norma IEC909. Indica el tipo de rotor de la máquina sincrónica (Polos Salientes o Rotor Liso). Casilla de chequeo, indica si el generador forma parte de una Estación Generadora. Indica el tipo de puesta a tierra del generador. Para la impedancia de puesta tierra: Resistencia y reactancia de puesta a tierra en el punto estrella del generador, en Ohm.


4-104


Activa

SP

Costos de L Generación

El usuario puede definir qué porción en % de la impedancia de puesta a tierra, está activa. El costo de generación se representa por medio de la siguiente curva cuadrática: C(P) = M*(a*P2 + b*P + c) Se deben ingresar los siguientes parámetros: 2

• a: factor en unidades de moneda por MW /h • b: factor en unidades de moneda por MW/h • c: factor constante en unidades de moneda/h • M: un multiplicador constante. Normalmente se usa para integrar el factor nodal en el costo de generación • P: potencia activa producida por el generador en MW

Máquina Sincrónica - Límites Nombre

Nombre del elemento

P mín

LDR

P máx

LDR

Q mín

LDR

Potencia activa mínima permisible, en MW. Si la máquina sincrónica trabaja como generador, Pmín debe ser positiva, e indica el valor mínimo de potencia activa que la máquina debe generar. Si la máquina sincrónica trabaja como motor, Pmín debe ser negativa, e indica el valor máximo de potencia activa que la máquina puede consumir (ver abajo). Potencia activa máxima permisible en MW. Si la máquina sincrónica trabaja como generador, Pmáx debe ser positiva, e indica el valor máximo de potencia activa que la máquina debe generar. Si la máquina sincrónica trabaja como motor, Pmáx

debe ser activa nagativa, el valor mínimo de (ver potencia queelaindica máquina puede consumir abajo). Potencia reactiva mínima permisible Q, en Mvar, en el caso en que ´Tipo FC´ sea igual a "PV". Si Q llega a tomar un valor inferior al límite durante el cálculo del Flujo de Carga, Q se ajustará en Q = Q mín (sólo es válido para el método de Newton-Raphson).


4-105


Q máx

LDR

Control del Cosphi P lím LDR Cosphi máx LDR

Cosphi mín LDR

Si la máquina sincrónica trabaja sobreexcitada, Qmín debe ser positiva, e indica el valor mínimo de potencia reactiva inductiva que la máquina debe generar. Si la máquina sincrónica trabaja subexcitada, Qmín debe ser negativa, e indica el valor máximo de potencia reactiva inductiva que la máquina puede consumir. Potencia reactiva máxima permisible Q, en Mvar, en el caso en que ´Tipo FC´ sea igual a "PV". Si Q llega a tomar un valor superior al límite durante el cálculo del Flujo de Carga, Q se ajustará en Q = Q máx (sólo es válido para el método de Newton – Raphson). Si la máquina sincrónica trabaja sobreexcitada, Qmáx debe ser positiva, e indica el valor máximo de potencia reactiva inductiva que la máquina debe generar. Si la máquina sincrónica trabaja subexcitada, Qmáx debe ser negativa, e indica el valor mínimo de potencia reactiva inductiva que la máquina puede consumir. Punto de cambio de la curva característica. Cosphi máximo del dominio factible de “(Operación del cosphi) Cosphi oper”. La casilla de chequeo “Capacitivo” permite seleccionar entre operación capacitiva o inductiva Cosphi mínimo del dominio factible de “(Operación del cosphi) Cosphi oper”. La casilla de chequeo “Capacitivo” permite seleccionar entre operación capacitiva o inductiva

Curva de Capacidad Curva LDR El usuario puede definir una curva PQ insertando en la lista, valores (puntos) P, Qmín y Qmáx. Para cada valor de la potencia activa P, los límites Qmín y Qmáx de la potencia reactiva serán definidos por esta Curva de Capacidad, para un tipo-FC, PV y PQ. Los puntos de esta curva se pueden ingresar con “Insertar” y removerse con “Eliminar”. El rango completo (Pmín, Pmáx) debe incluirse en la lista de capacidad. Es posible importar estos puntos de un archivo de texto al presionar el botón “Importar”. El formato del archivo es abierto. Guía del Usuario de NEPLAN V5

4-106


Activo durante cálculos

LDR

Cada línea contiene tres valores P (MW), Qmín (Mvar), Qmáx (Mvar) en este orden, y el separador de campo puede ser punto y coma, un tabulador o un espacio. Las líneas de comentarios comienzan con #. Es posible exportar la curva ingresada a un archivo de texto al presionar el botón “Exportar”. Durante los cálculos de Flujo de Carga, el generador PV chequea continuamente si la potencia reactiva Q necesaria para garantizar el voltaje de nodo V oper, está entre Qmín y Qmáx. Si la curva de capacidad está activa, el programa usa los límites definidos en esta curva.

Máquina Sincrónica – Punto de Operación Nombre Tipo FC

LDR

Nombre del elemento. Tipo de nodo para cálculos de Flujo de Carga Valores posibles: • "PQ": Nodo P,Q. Es obligatoria la entrada de los valores “PGen” y “QGen” (ver abajo). Nodo P,V yEs“PGen” obligatoria la entrada de los • "PV": valores “Voper” (ver abajo). • “SL”: Nodo Slack. Es obligatoria la entrada del valor “V oper” (ver abajo). El ángulo del voltaje se ajusta en 0. • “PC”: Nodo P,C. Es obligatoria la entrada de “PGen” y “Cosphi oper” (ver abajo).

Modo de Operación

()

V oper

LD

Vw oper PGen

LMDR LMDR

Basado en datos operacionales, el modo de operación indica si la máquina sincrónica está trabajando como generador o como motor, y si está sobre- o subexcitada. Cantidad de voltaje en % referido a Vn, si el tipo-FC es “PV” o “SL”. El generador serásiregulado por Ángulo del voltaje en grados, el tipo-FC esvoltaje. “SL”. Entrada de potencia activa en MW, si el tipo-FC es “PV”, “PQ” o “PC”. Para potencia de generación, el valor de P debe ser positivo; para cargas debe ser negativo. Este valor será multiplicado por el factor de escalamiento para obtener y tomar la potencia


4-107


QGen

LMDR

Fact. Escalam. Efectivo P

LMDR

Fact. Escalam. Efectivo Q

LMDR

Valores escalados

LMDR

Nodo Control. LDR Remotam.

Estatis

LDR

operacional Poper. Entrada de potencia reactiva en Mvar, si el tipo-FC es “PQ”. Valores positivos significan generación de potencia reactiva capacitiva (generador sobreexcitado); valores negativos significan consumo de potencia reactiva capacitiva (generador subexcitado). Este valor será multiplicado por el factor de escalamiento para obtener y tomar la potencia operacional Qoper. Indica el factor de escalamiento total para la potencia activa de la máquina sincrónica. Se calcula por medio del producto del factor de escalamiento de la red, de la zona y del asignado para P: feP=frP*fzP*faP Indica el factor de escalamiento total para la potencia reactiva de la máquina sincrónica. Se calcula por medio del producto del factor de escalamiento de la red, de la zona y del asignado para Q: feQ=frQ*fzQ*faQ Para tipos-FC PV, PQ y PC, se indica la potencia activa efectiva P generada o consumida. Para tipos-FC PQ, adicionalmente se indica la potencia reactiva efectiva Q generada o consumida. Los valores escalados Poper y Qoper se calculan con PGen y QGen y los factores de escalamiento respectivos: Poper = PGen* feP ; Qoper = QGen* feQ Nodo a ser regulado (control remoto), en caso de que la máquina sea un generador regulador de voltaje (Tipo FC: PV). Si el campo se deja vacío, el voltaje del nodo del generador se regulará. El control remoto sólo es válido para nodos que estén conectados al generador a través de algún elemento. En el caso de transformadores tridevanados, el control remoto sólo es válido para generadores que estén conectados en el nodo secundario. El nodo terciario no deberá tener carga ni generación (I3 = 0.0 A). El estatismo en Hz/MW del generador puede ingresarse aquí. El estatismo S se define como se indica a continuación: Estatismo: S = -(f0 – f’) / (Poper – P’) Poper: Valor escalado para la potencia activa P’: Potencia activa calculada para la frecuencia de


4-108


operación f f0: Frecuencia nominal del sistema en Hz. f’: Frecuencia de operación en Hz. La potencia activa calculada a la frecuencia de operación f´es P´ = P0 + (f0 – f) / S. La frecuencia de operación f´ se puede ingresar en los parámetros de cálculo de Flujo de Carga. Porc. de Slack

LDR

Qpv

LDR

Porción de la potencia activa en %, sincrónica. que puede ser generada o consumida porslack, la máquina Este valor sólo se tiene en cuenta si el Flujo de Carga se calcula con slack distribuído o con control de intercambio de área (ver "Parámetros de Cálculo de Flujo de Carga). La suma de todos los porcentajes de Slack en la red o zona/área puede ser diferente al 100%. En este caso, el programa escala internamente el porcentaje slack de forma proporcional, de modo que la suma efectiva sea el 100%. En un nodo PV (con o sin control remoto), es la porción de la potencia reactiva, en %, que debe ser generada o consumida por esta máquina, en el caso de que hayan varias máquinas regulando el voltaje del

mismo (verregulado abajo). La sumaser dediferente los porcentajes Qpv ennodo un nodo puede al 100%. En este caso, el programa escala internamente el porcentaje slack de forma proporcional, de modo que la suma efectiva sea el 100%. Control del Cosphi (Tipo-FC "PC") Cosphi oper LDR Valor del Cosphi del generador para las siguientes opciones de “Control del Cosphi”: • Cosphi oper permanece constante para la opción “Cos(phi) constante". • Cosphi oper se toma como valor inicial para las opciones "Potencia Reactiva" y "Potencia Reactiva/activa". Capacitivo

LDR

Cos(phi) constante Curva Caract Cos(phi)

LDR LDR

La casilla de chequeo "Capacitivo" permite seleccionar entre operación inductiva o capacitiva. La entrada de control "Cosphi oper" es constante. El valor de “Cosphi oper” cambia dependiendo de la potencia activa, de acuerdo a la curva característica (ver Curva Característica del Cosphi).


4-109


Potencia Reactiva

LDR

Potencia Reactiva / Activa

LDR

Si el valor del voltaje de nodo correspondiente llega a ser mayor que su valor máximo V máx, el valor de “Cosphi oper” se modifica de tal forma que la máquina síncrona baje la producción de potencia reactiva incrementando respectivamente el consumo de potencia reactiva inductiva. El “Cosphi oper” no deberá estar por fuera del rango definido por los valores límite "Cosphi mín" y "Cosphi máx". El comportamiento es igual al indicado en “Potencia Reactiva”. Si "Cosphi oper" no se puede ajustar, la potencia activa se reduce de forma tal, que el voltaje en el nodo no exceda Vmáx.

Máquina Sincrónica – Factores de Escalamiento LMDR Indica si la máquina sincrónica trabaja como generador o como motor, dependiendo del signo de la potencia activa P. Para modo generador, P es positiva; para modo motor, P es negativa. LMDR Muestra el factor de escalamiento predefinido de P y Q Factor de escalamiento para la red. Dependiendo del Modo de Operación, de la red éstos serán los factores de escalamiento para generación o carga. Los factores de escalamiento predefinidos se pueden modificar en “Editar Datos - Datos Operacionales” (ver capítulo “Opciones del Menú). LMDR Muestra los factores de escalamiento predefinidos de Factor de Escalamiento P y Q para la zona. Dependiendo del Modo de de Zona Operación, éstos serán los factores de escalamiento para generación o carga. Los factores de escalamiento predefinidos se pueden modificar en “Editar Datos Datos Operacionales” (ver capítulo “Opciones del Menú). LMDR Muestra los factores de escalamiento de P y Q Factor de Modo de Operación

Escalamiento Asignado Factor de escalamiento efectivo

asignados esta máquina sincrónica. un totalpor de el los factoresade escalmiento asignados Es definidos usuario (ver abajo). LMDR Muestra los factores de escalamiento de P y Q para esta máquina sincrónica. Es el producto de todos los factores de escalamiento: fe=fr*fz*fa


4-110


Asignar Factores de Escalamiento Definidos por el Usuario Tabla LMDR El usuario tiene la posibilidad de asignar uno o más factores de escalamiento definidos por el usuario. Cada factor definido por el usuario puede estar compuesto por un factor constante (factor P, factor Q) y un factor dependiente del tiempo (características o curvas). Si en la tabla hay varios factores de escalamiento definidos por el usuario, se debe calcular un factor total con la ayuda del porcentaje. Este porcentaje se puede definir directamente en la tabla, teniendo en cuenta que el total no debe exceder el 100%. Es por eso que es necesario disminuir primero un porcentaje antes de incrementar otro. El total de todos los factores asignados definidos por el usuario se muestra en los campos “Factor de Escalamiento Asignado”, y se calcula como se indica a continuación: faP= p1 * factorP1 + p2 * factorP2 + … faQ= p1 * factorQ1 + p2 * factorQ2 + … p = Porcentaje Para simulaciones con el módulo “Flujo de Carga con Perfiles de Carga”, el factor de escalamiento dependiente del tiempo se incluye en la ecuación: faP= p1 * factorP1 * factorP_t1(t) + p2 * factorP2 * factorP_t2(t) + … faQ= p1 * factorQ1 * factorQ_t1(t) + p2 * factorQ2 * factorQ_t2(t) + … Insertar LMDR Inserta en la tabla un factor dependiente del tiempo, el cual se puede seleccionar de una lista de todos los factores definidos. Quitar LMDR Remueve de la tabla el factor de escalamiento marcado. LMDR Entra al Editor de Factores de Escalamiento, donde el Definir factores de usuario puede definir Factores de Escalamiento y escalamiento curvas características dependientes del tiempo (ver capítulo “Factores de Escalamiento Definidos por el Usuario”). Leer datos de LMDR Durante el cálculo de Flujo de Carga con Perfiles de mediciones Carga, el comportamiento de esta carga se define por desde archivo medio de un archivo de datos de mediciones.


4-111


Máquina Sincrónica – Dinámica Nombre Vr Sr Modelo

Nombre del elemento SMHPD Voltaje nominal en kV. SMHPD Potencia nominal MVA. D Indica el modelo de la máquina sincrónica para simulación dinámica. Los posibles modelos son:

Clásico - Transitorio - Subtransitorio Tipo Rotor D Indica el tipo de rotor de la máquina sincrónica. H D Constante de inercia del generador y la turbina. D D Amortiguamiento mecánico en MW/Hz. R D Resistencia del estator. R(2) D Resistencia de secuencia negativa del estator. Se necesita para cálculos dinámicos de cortocircuito asimétrico. Reactancias de la Máquina Xd D Reactancia sincrónica de eje d en % con respecto a Sr Xq

D

Xd'

D

Xq'

D

Xd"

D

Xq"

D

Xc

D

Xl

D

yReactancia Vr. sincrónica de eje q en % con respecto a Sr y Vr. Reactancia transitoria de eje d (no saturada) en % con respecto a Sr y Vr. Reactancia transitoria de eje q (no saturada) en % con respecto a Sr y Vr. Reactancia subtransitoria de eje d (no saturada) en % con respecto a Sr y Vr. Reactancia subtransitoria de eje q (no saturada) en % con respecto a Sr y Vr. Reactancia característica en % con respecto a Sr y Vr. Este valor se utiliza para calcular los valores del campo. Si Xc es desconocida, se ajusta Xc = Xp. Reactancia de dispersión del estator o reactancia de Potier en % con respecto a Sr y Vr.

Constantes de Tiempo Tipo D Indica si las constantes de tiempo se ingresan para circuito abierto o para cortocircuito. Se calculan los valores correspondientes. Guía del Usuario de NEPLAN V5

4-112


Tdo'

D

Tqo'

D

Tdo"

D

Tqo"

D

Td'

D

Tq'

D

Td"

D

Tq"

D

Constante de tiempo transitoria de circuito abierto de eje d, en s. Constante de tiempo transitoria de circuito abierto de eje q, en s. Constante de tiempo subtransitoria de circuito abierto de eje d, en s. Constante de tiempo subtransitoria de circuito abierto de eje q, en s. Constante de tiempo transitoria de cortocircuito de eje d, en s. Constante de tiempo transitoria de cortocircuito de eje q, en s. Constante de tiempo subtransitoria de cortocircuito de eje d, en s. Constante de tiempo subtransitoria de cortocircuito de eje q, en s.

' =0. Para máquinas de polos salientes, se debe ajustar x'q = xq y/o Tq0 Máquina Sincrónica – Saturación (D) Los parámetros de saturación se pueden ingresar para el eje d y el eje q. Saturación

D

Tipo

D

Ia

D

Ib

D

Ic

D

A, B

D

Indica si en los cálculos se toma en cuenta la saturación Indica si la saturación estará definida por las corrientes de campo Ia, Ib, Ic o por los parámetros A y B (ver abajo). Siempre se debe ingresar el valor de Ia. Los valores posibles son: -- Corrientes de Campo Ia, Ib, Ic o – Parámetros A, B Los valores correspondientes son calculados. Corriente de excitación en A del entrehierro, en la característica entrehierro, voltaje Este valor siempre del se debe entrar, aaún si la nominal. saturación está definida por los parámetros A y B. Corriente de excitación en A en la característica de circuito abierto, a voltaje nominal (ver abajo). Corriente de excitación en A en la característica de circuito abierto a 120% del voltaje nominal (ver abajo). Parámetros o factores de saturación (ver abajo).


4-113


La saturación de una máquina sincrónica está definida por su característica de circuito abierto. La gráfica se describe por medio de los parámetros Ia, Ib e Ic del entrehierro y la característica de circuito abierto: voltaje en terminales Característica de entrehierro 120 %

Característica de circuito abierto

100 %

0% 0

Ia

Ib

Ic

Corriente de campo

Fig. 4.32 Característica del Entrehierro y Circuito Abierto

Con estas corrientes Ia, Ib e Ic, se pueden calcular los factores de saturación A y B, los cuales se emplean para reproducir la característica de circuito abierto de forma aproximada. I Circuito− abierto

con

A=

= I Entrehierro • (1 + A ⋅ e B (v −0.8) )  I − 1. 2 ⋅ I a  (I b − I a )2  y B = 5 • ln c I a ⋅ (I c − 1.2 ⋅ I a )  1 .2 ⋅ ( I b − I a ) 

Máquina Sincrónica - Información La pestaña Información se describe en “Información del Elemento” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”.

Máquina Sincrónica - Confiabilidad La pestaña Confiabilidad se describe en “Confiabilidad del Elemento” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”. Guía del Usuario de NEPLAN V5

4-114


Máquina Sincrónica – Datos del Usuario La pestaña Datos del Usuario se describe en “Elemento – Datos del Usuario” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”.

Máquina Sincrónica - Más… Dependencia de la Frecuencia…



Porcentajes de Potencia Reactiva para Generadores PV La suma de todos los porcentajes de Q para un nodo PV no necesariamente debe ser igual al 100%. El programa calcula proporcionalmente el factor del porcentaje efectivo. Nodo PV G

Q pv = 40% (40*100/120= 33.3%)

G

Q pv = 50% (50*100/120= 41.7%)

G

Q pv = 30% (30*100/120= 25%)


4-115


Nodo PV, Control Remoto G

Q pv = 40%  (40*100/120= 33.3%)

G

41.7%) Q pv = 50%  (50*100/120=

25%)  (30*100/120= G Q pv = 30%

Límites de P y Q de la Máquina Los límites se deben ingresar de la siguiente manera:

Motor

0

Generador

P mín

P máx

Subexcitado

0

Sobreexcitado Q máx

Q mín

Curva Característica del Cosphi (MS) Cosphi oper Cosphi máx

Cosphi mín P Pmín

Plim

P máx

Fig. 4.33 Curva Característica del Cosphi


4-116


Descripción del Modelo (CC) (MS) R

X

Fig. 4.1 Modelo de una Máquina Sincrónica para Cálculos de Cortocirciuito

Los parámetros del modelo de secuencia positiva, negativa y cero se calculan como se indica a continualción: Secuencia Positiva R = Rf X = xd"·Vr²/(100·Sr)

Secuencia Negativa R = Rf X = x(2)·Vr²/(100·Sr)

Secuencia Cero R = Rf + 3·RE X(0) = x(0)·Vr²/(100·Sr) X = X(0) + 3·XE El parámetro RG (resistencia) se ajusta en función de Vr y Sr, de acuerdo a la norma IEC (RG del Diálogo de Entrada de Datos sólo se usa para el cálculo de iDC y sólo si RG es diferente de 0): Rf = 0.05·Xd" (para Vr > 1 kV and Sr >= 100 MVA) Rf = 0.07·Xd" (para Vr > 1 kV and Sr < 100 MVA) Rf = 0.15·Xd" (para Vr <= 1 kV) Comentarios:

Según la norma IEC, la impedancia Z =R+j·X se multiplica por el factor K: IEC909 (1988) Si el generador es parte de una unidad generadora: K

=

c máx 1 + xd " ⋅ sin ϕ r


4-117


IEC60909 Si el cortocircuito se alimenta directamente desde el generador sin transformador: K

=

Vn

c máx

⋅

Vr ⋅ (1 + pVrG ) 1 + xd " ⋅ sin ϕ r

Si el generador es parte de una unidad generadora con cambiador de tap bajo carga: K

=

Vn

2

VrG

2

⋅

VrTLV

2

VrTHV

2

⋅

c máx 1 + xd "

− xT ⋅ sin ϕ rG

Si el generador es parte de una unidad generadora sin cambiador de tap bajo carga: K

=

Vn

⋅

VrTLV

VrG ⋅ (1 + pU rG ) V rTHV

⋅ (1 ± pT ) ⋅

c máx 1 + xd " ⋅ sin ϕ rG

Cuando se calcula la corriente de cortocircuito mínima, la reactancia de todos los generadores de excitación compuesta (Ikk≠0) se ajusta a Xdk=Vr/(√3·Ikk). Los parámetros Vfmáx/Vfr, xd sat. y “Tipo Rotor” se necesitan para calcular el valor λ (lambda) o la corriente de estado estable Ik = λ ⋅ Ir . Ir representa la corriente nominal. La corriente de interrupción se calcula como Ia=µ·Ik". El factor µ se define como una función del retardo mínimo tmín de los interruptores (este parámetro se ingresa en la ventana de parámetros de cálculo del módulo de Cortocircuito) y de la relación Ik"/Ir. El factor µ no se calculará si en el campo de entrada respectivo se ingresa un valor diferente de cero (0) (sólo es válido en casos especiales, ver norma IEC/VDE / 2 /). Constantes de Tiempo Las siguientes relaciones son válidas para las constantes de tiempo: Td0' + Td0" = xd/xd' * Td' + (1 - xd/xd' + xd/xd") * Td" Td0' * Td0" = xd/xd" * Td' * Td" y Tq0' + Tq0" = xq/xq' * Tq' + (1 - xq/xq' + xq/xq") * Tq" Tq0' * Tq0" = xq/xq" * Tq' * Tq" Guía del Usuario de NEPLAN V5

4-118


Descripción de los Modelos Dinámicos Se tienen 3 modelos disponibles para simulaciones dinámicas de máquinas sincrónicas: (1) Modelo Clásico (2) Modelo Transitorio (3) Modelo Subtransitorio El modelo adecuado a seleccionar está determinado por los datos existentes o por la importancia de la máquina para un evento de falla en particular. Entre más grande sea la máquina sincrónica en cuestión y más cerca esté en términos eléctricos de la falla calculada, más alta debe ser la precisión del modelo seleccionado de la máquina. Para máquinas muy lejanas o menos importantes se pueden seleccionar modelos más simples. Modelo Clásico

El modelo clásico consta de una fuente de voltaje constante seguida de una impedancia constante, z. i k z

e

v

Fig. 4.35 Modelo Clásico para Análisis Dinámico

La magnitud y el ángulo del voltaje complejo e, son constantes. La impedancia z es z = ra + jx'd Para xd’ se usa el valor saturado. El valor saturado de x d’ también se puede calcular en(D)”). Prost a partir del valor no saturado (ver “Máquina Sincrónica – Saturación El ángulo delta del voltaje e se determina a partir de la ecuación de oscilación (en por unidad) 2 ⋅ H ⋅ d2δ + KD ⋅ dδ = m − m m e ω0 dt2 ω0 dt


4-119


me = Real  e ⋅ i*  



El torque mecánico mm se puede determinar a través de un sistema regulador de velocidad. La constante de inercia se puede calcular a partir del momento de inercia GD2. 

H = 1 ⋅  [s] 2 

π ⋅ n[min− ] 2 GD2[tm2 ]  ⋅ 1

60



SN[kVA]

Datos requeridos para el modelo clásico: Sn Potencia compleja nominal Vn Voltaje nominal ra Resistencia del estator xd' Reactancia transitoria de eje directo H Constante de inercia KD Constante de amortiguamiento Modelo Transitorio

El modelo transitorio es un modelo simple, en el cual, además de la ecuación de oscilación (ver modelo clásico), también se tienen en cuenta los efectos transitorios de los ejes directo y en cuadratura. El voltaje de campo V fd se puede modificar a través de un regulador de voltaje automático. El circuito corresponde al del modelo subtransitorio sin devanados subtransitorios. uq = −ra ⋅ iq + ψd

ud = −ra ⋅ id − ψ q  x ' d

ψd = − x 'd ⋅ id + 

− x d  ⋅ id + Vfd 

' 1 + sTd0

 '  xq

 ψq = −x'q ⋅ iq + 

− xq  ⋅ iq  1+ sT' q0

me = ψd ⋅ iq − ψq ⋅ id La saturación del campo magnético principal se toma en cuenta a través de las reactancias saturadas. Estas reactancias se pueden ingresar directamente en la pestaña “Parámetros” del Diálogo de Entrada de Datos, o el programa las puede calcular para un punto de operación inicial con las curvas de saturación y las reactancias no saturadas, en la pestaña Parámetros (ver “Máquina Sincrónica – Saturación (D)”). Las reactancias saturadas permanecen constantes durante la simulación. Guía del Usuario de NEPLAN V5

4-120


Los datos requeridos para el modelo transitorio son: Sn Potencia compleja nominal Vn Voltaje nominal ra Resistencia del estator xl Reactancia de dispersión del estator xd Reactancia sincrónica de eje directo xd' Td0’ xq xq’ Tq0’ H KD

Reactancia transitoria de eje directo Constante de tiempo transitoria de circuito abierto de eje directo Reactancia sincrónica de eje en cuadratura Reactancia transitoria de eje en cuadratura Constante de tiempo transitoria de circuito abierto de eje en cuadratura Constante de inercia Constante de amortiguamiento

Para máquinas de polos salientes se debe ajustar x'q = xy/o q

' 0= . Tq0

Modelo Subtransitorio

El representa un modelo completo de la máquina, como se modelo muestrasubtransitorio en los siguientes circuitos: id

R=ra

xl

xrc -id+ifd+i1d

xfd

rfd

ifd

i1d x1d

vd

xad

vfd r1d


4-121


iq R=ra

xl -iq+i1q+i2q

vq

i2q

i1q x1q

x2q

r1q

r2q

xaq

Fig. 4.36 Modelo Subtransitorio para Análisis Dinámico

Se pueden simular modelos más simples al ajustar algunos de estos valores característicos en cero. xad, xfd, rfd y xaq no pueden ser cero. La saturación del campo principal se representa mediante reactancias saturadas xads y xaqs. Durante la simulación, estas reactancias se modifican según el campo principal real. Las ecuaciones en por unidad del modelo subtransitorio son las siguientes: Vd

= −ra ⋅ id + x l ⋅ iq − ψaq

Vq

= −ra ⋅ iq − x l ⋅ id + ψad

 x ⋅ ψfd + xfd ⋅ ψ1d  ψad = x"ads ⋅  − id + x ⋅ 1d rc (x fd + x1d ) + x fd ⋅ x1d  

 ψ ψ  ψaq = x"aqs ⋅  − iq + x1q + x 2q 

dψfd = affd ⋅ ψfd + af1d ⋅ ψ1d + bfad ⋅ ψad + bffd ⋅ ufd dt

dψ1q = a11q ⋅ ψ1q + b1aq ⋅ ψaq dt

dψ1d = a1fd ⋅ ψfd + a11d ⋅ ψ1d + b1ad ⋅ ψad dt

dψ2q = a22q ⋅ ψ2q + b2aq ⋅ ψaq dt

 

1q

2q 

me = ψad ⋅iq − ψaq ⋅ id Para la ecuación de oscilación, ver el modelo clásico. El eje q adelanta 90o al eje d. Los coeficientes de las ecuaciones diferenciales se calculan a partir de los elementos de circuito. wo es la frecuencia nominal.

x"ads =

1 xfd + x1d 1 + xads xrc ⋅ (x fd + x1d ) + x fd ⋅ x1d


x"aqs =

1 1 + 1 + 1 xaqs x1q x2q

4-122


− ω 0 ⋅ rfd ⋅ (x rc + x1d ) x rc ⋅ (x fd + x 1d ) + x fd ⋅ x 1d ω 0 ⋅ rfd ⋅ x rc a f1d = x rc ⋅ (x fd + x 1d ) + x fd ⋅ x 1d ω 0 ⋅ r1d ⋅ x rc a1fd = x rc ⋅ (x fd + x1d ) + x fd ⋅ x 1d a ffd =

− ω0

⋅ r1d

⋅ (x rc

x fd )

+ x rc ⋅ (x fd + x 1d ) + x fd ⋅ x 1d ω 0 ⋅ rfd ⋅ x1d b fad = x rc ⋅ (x fd + x 1d ) + x fd ⋅ x1d ω 0 ⋅ r1d ⋅ x fd b1ad = x rc ⋅ (x fd + x1d ) + x fd ⋅ x 1d b ffd = ω 0 a11d =

a11q = − a22q = −

ω0 ⋅ r1q x1q ω0 ⋅ r2q

x 2q ω0 ⋅ r1q b1aq = x1q ω ⋅r b2aq = 0 2q x 2q

Datos requeridos para el modelo subtransitorio (valores no saturados): Sn Vn ra xl xc xd xd' xd” Td0’ Td0”

Potencia compleja nominal Voltaje nominal Resistencia del estator Reactancia de dispersión del estator Reactancia característica Reactancia sincrónica de eje directo Reactancia transitoria de eje directo Reactancia subtransitoria de eje directo Constante de tiempo transitoria de circuito abierto de eje directo Constante de tiempo subtransitoria de circuito abierto de eje directo xq Reactancia sincrónica de eje en cuadratura xq’ Reactancia transitoria de eje en cuadratura q x” Reactancia subtransitoria de eje en cuadratura Tq0’ Constante de tiempo transitoria de circuito abierto de eje en cuadratura Tq0” Constante de tiempo subtransitoria de circuito abierto de eje en cuadratura H Constante de inercia KD Constante de amortiguamiento Guía del Usuario de NEPLAN V5

4-123


Para máquinas de polos salientes se debe ajustar x'q = xy/o q

' 0= . Tq0

Reactancia Característica xc: La reactancia xc es una variable característica adicional requerida para un cálculodeterminar más preciso las variables del campo excitador. reactancia se puede porde medición o calcularse a partir de datosEsta de diseño. Para más detalles, ver [2]. Si no se conoce el valor de X c, la reactancia del estator xl (reactancia de Potier) se usa como valor de defecto


4-124


Máquina Asincrónica Este capítulo describe los parámetros del Diálogo de Entrada de Datos de una Máquina Asincrónica y el modelo correspondiente. Máquina Asincrónica - Parámetros Nombre Tipo Nro. de motores Entrada Ir

SMHP

Vr Ir Sr

SMHP SMHP SMHP

Pr mec Desliz. nominal sr

SMHP M**

SMHP

Cosphi a Sr SMHP y sr Eficiencia a SMHP Sr y sr Pares de SMHP polos del estator Ia/Ir

SMHP

Ma/Mr Mk/Mr Cosphi

M* M* M*

Nombre del elemento Aplicable sólo a librerías de Máquinas Asíncronas. Al presionar el botón "…", se puede escoger el tipo, y los datos se pueden transferir de la librería predefinida. Número de motores asincrónicos idénticos en el nodo. Define si la corriente Ir o el Cosphi y la eficiencia se pueden ingresar. Si la casilla de chequeo está activa, se puede ingresar Ir, y la Eficiencia y Sr se calculan. Si la casilla de chequeo no está activa, se deben ingresar el Cosphi y la Eficiencia, y Sr e Ir se calculan. Voltaje nominal en kV. Corriente nominal en kA. Potencia nominal en MVA. Este valor se calcula con Vr e Ir. Potencia activa nominal en MW. Deslizamiento a operación nominal en %. El deslizamiento nominal se debe entrar como valor positivo incluso para operación supersincrónica Factor de potencia cos(phi) a Sr y sr. Eficiencia a operación nominal. Número de pares de polos del estator Relación de la corriente de rotor bloqueado a la corriente nominal del motor. Relación del torque de arranque al torque nominal. Relación del torque de frenado al torque nominal. Factor de potencia en el arranque


4-125


arranque D Modelo transitorio Inicializació D n Desliz.

Tipo de modelo transitorio para análisis dinámico. Este parámetro define cómo se lleva a cabo la inicialización del deslizamiento para el análisis dinámico: Mcarga: La potencia del entrehierro (definida en el Flujo de Carga) corresponde al torque carga del deslizamiento. Esta opción se de debe usardependiente para la representación exacta de la curva de torque de carga o para cálculos de arranque de motores. Flujo de Carga y Mcarga: El deslizamiento inicial se toma del cálculo de Flujo de Carga. La curva de torque de carga dependiente del deslizamiento se multiplica por un factor para que corresponda a la potencia del entrehierro. Esta opción se debe usar cuando el cálculo exacto del deslizamiento a partir del Flujo de Carga es importante y para MAS con doble alimentación. Sólo Flujo de Carga: El deslizamiento inicial se toma del cálculo de Flujo de

Factor ANSI

SP

Rm

SMHP

Conversor- SMHP drive

Carga. No sedel requiere curva de Esta torque de carga dependiente deslizamiento. opción se debe usar si el torque de carga es constante, si el torque está siendo controlado por un circuito de control externo o para MAS con doble alimentación. Factor ANSI. Permite ingresar el factor que multiplica la reactancia subtransitoria del motor en caso de que el cortocircuito se calcule de acuerdo a ANSI/IEEE. Los factores están dados en la sección 5.4.1 de la norma ANSI/IEEE C37.010-1979. El programa ajusta automáticamente los factores al presionar el botón “Calcular”. Resistencia equivalente del motor, en Ohm. Si es 0, se tomará un valor ficticio de acuerdo a la IEC. Indica si la máquina está siendo alimenta a través de un drive conversor.

Máquina Asíncrona – Punto de Operación Nombre

Nombre del elemento


4-126


Tipo-FC

LMDR

Modo de Operación

()

P

LMDR

Q

LMDR

Fact. Escalam. efectivo P

LMDR

Fact. Escalam. efectivo Q

LMDR

Define cómo se modela el motor cuando se encuentra en proceso de arranque : Mcarga: El punto de operación del motor se calcula con la ayuda del torque de carga de operación (ver capítulo “Arranque de Motores”). La potencia consumida depende del torque del motor y del voltaje en terminales. Los parámetros marcados con (M*) o (M**) son necesarios. PQoper: El motor trabaja con potencias constantes Poper y Qoper. Los parámetros marcados con (M*) o (M**) no son necesarios. PC: El motor trabaja con potencia Poper y Cosphi oper constantes. Se puede activar un Control de Cosphi para este tipo FC. Los parámetros marcados como (M*) o (M**) no son necesarios. Basado en datos operacionales, el modo de operación indica si la máquina asíncrona está trabajando como motor o como generador. Potencia activa consumida MW. operación supersincrónica, este valor en debe serPara negativo. En la operación normal de la máquina, este valor es positivo. P también se puede calcular a partir de la potencia mecánica de la máquina (ver abajo). Este valor se multiplica por el factor de escalmiento para obtener y tomar la potencia de operación Poper. Potencia reactiva en Mvar de la máquina. Este valor siempre es positivo. Q se puede calcular también a partir de la potencia mecánica Pmec y Cosphi (ver abajo). Este valor se multiplica por el f actor de escalamiento para obtener y tomar la potencia de operación Qoper. Indica el factor de escalamiento total para la potencia activa de la máquina asíncrona. Se calcula por medio del producto del factor de escalamiento de la red, de la zona y del asignado para P: feP=frP*fzP*faP Indica el factor de escalamiento total para la potencia reactiva de la máquina asíncrona. Se calcula por medio del producto de la red, de la zona y del factor de escalamiento asignado para Q: feQ=fnQ*fzQ*faQ


4-127


Valores escalados

LMDR

Calcular P y Q

LMDR

Los valores escalados para Poper y Qoper se calculan con P y Q y los factores de escalamiento respectivos: Poper= P* feP; Qoper= Q* feQ P y Q se pueden calcular a partir de la eficiencia, el cos(phi) y la Pmec al presionar el botón “Calcular”. El valor de Pmec (Potencia mecánica de la máquina en MW) se puede ingresar aquí. De lo contrario, se

debe escoger la opción en laPrque Pmec es igual a la potencia mecánica nominal mec. Opción Pmec: P = Pmec / Eficiencia; Q = P*raízcuadrada(1-cos(phi)2)/cos(phi) Opción Pmec=Pr mec: P = Pr mec / Eficiencia; Q = P*raízcuadrada(1-cos(phi)2)/cos(phi) Control del Cosphi (Tipo-FC "PC") Cosphi oper LDR Valor del Cosphi de la máquina asíncrona, utilizado para las siguientes opciones de “Control del Cosphi”: • Cosphi oper permanece constante para la opción "Cos(phi) constante".

Capacitivo

LDR

Cos(phi) constante Curva caract. Cos(phi)

LDR

Potencia Reactiva

LDR

Potencia Reactiva /

LDR

LDR

Cosphi oper se toma como valor inicial para las • opciones "Potencia Reactiva" y "Potencia Activa/Reactiva ". La casilla de chequeo "Capacitivo" permite seleccionar entre operación inductiva o capacitiva. La entrada de control "Cosphi oper" es constante. "Cosphi oper" cambia dependiendo de la potencia activa según una curva característica (ver “Curva Característica del Cosphi (AM) para máquinas asíncronas). Si el voltaje de nodo correspondiente llega a ser mayor que su valor máximo Vmáx, el “Cosphi oper” cambia de forma tal que lareactiva, máquinaincrementando asíncrona reduce la generación de potencia respectivamente el consumo de potencia reactiva inductiva. El “Cosphi oper” no se puede salir del dominio factible definido por Cosphi mín” y “Cosphi máx”. El mismo comportamiento de la “Potencia Reactiva”. Si “Cosphi oper” no se puede ajustar más allá, la


4-128


Activa

potencia activa se reduce de modo que el voltaje de nodo no exceda Vmáx. Máquina Asíncrona con Doble Alimentación Indica si la máquina asíncrona está o no doblemente LDR MAS doble alimentada. aliment. Ptot LDR Potencia activa total de la máquina en MW. Esta potencia representa la suma de la potencia activa del estator y del rotor. Para generación, este valor será negativo. Desliz. LDR Deslizamiento de operación en %. Para operación supersincrónica, se debe entrar un valor negativo. Torque LDR Torque de operación en Nm. Si la máquina está trabajando como generador, este valor debe ser negativo. Valor a partir LDR Si se ajusta este parámetro y se entra un torque de del torque de carga (como parábola o a manera de punto), el carga programa tomará el torque de operación a partir del torque de carga, pues el deslizamiento de operación es conocido. El torque de carga es igual al torque eléctrico en el punto de operación de estado estable Qtot

LDR

Entrada

LDR

cosmín

LDR

de la máquina. Potencia reactiva total de la máquina en Mvar. Esta potencia representa la suma de la potencia reactiva del estator y del rotor. Para generación, este valor será negativo. Indica cuáles son los valores de entrada: • P, Q, s: Se dan la potencia activa, la potencia reactiva y el deslizamiento totales. • P, T, s: Se dan la potencia activa, el torque y el deslizamiento totales. Existen dos soluciones cuando se resuelven las ecuaciones cuadráticas de una MAS. Este parámetro se usa para seleccionar una de las dos soluciones.

Máquina Asincrónica – Factores de Escalamiento Modo de Operación

LMDR

Factor de

LMDR

Indica si la máquina asincrónica trabaja como generador o como carga, dependiendo del signo de la potencia activa P. Para modo de carga, P es positiva; para modo generador, P es negativa. Muestra el factor de escalamiento predefinido de P y Q


4-129


escalamient o de la red

para la red. Dependiendo del Modo de Operación, éstos serán los factores de escalamiento para generación o carga. Los factores de escalamiento predefinidos se pueden modificar en “Editar Datos - Datos Operacionales” (ver capítulo “Opciones del Menú). LMDR Muestra los factores de escalamiento predefinidos de Facto de Escalamient P y Q para la zona. Dependiendo del Modo de o de Zona Operación, éstos serán los factores de escalamiento para generación o carga. Los factores de escalamiento predefinidos se pueden modificar en “Edit DatosDatos Operacionales” (ver capítulo “Opciones del Menú). LMDR Muestra los factores de escalamiento de P y Q Factor de Escalamient asignados a esta máquina sincrónica. Es un total de o Asignado los factores de escalamiento asignados definidos por el usuario LMDR Muestra los factores de escalamiento efectivos de P y Factor de escalamient Q para la máquina asíncrona. Es el producto de todos o efectivo los factores de escalamiento: fe=fr*fz*fa Asignar Factores de Escalamiento Definidos por el Usuario Tabla

LMDR

El usuario tiene la posibilidad de asignar uno o más factores de escalamiento definidos por el usuario. Cada factor definido por el usuario puede estar compuesto por un factor constante (factor P, factor Q) y un factor dependiente del tiempo (características). Si hay varios factores de escalamiento definidos por el usuario en la tabla, se debe calcular un factor total con la ayuda del porcentaje. Este porcentaje se puede definir directamente en la tabla, teniendo en cuenta que el total no debe exceder el 100%. Es por eso que es necesario disminuir primero un porcentaje antes de incrementar otro. El total de todos los factores asignados definidos por el usuario se muestra en los campos “Factor de Escalamiento Asignado” y se calcula como sigue: faP= p1 * factorP1 + p2 * factorP2 + … faQ= p1 * factorQ1 + p2 * factorQ2 + … p = Porcentaje Para simulaciones con el módulo “Flujo de Carga con Perfiles de Carga”, el factor de escalamiento dependiente del tiempo se incluye en la ecuación: faP= p1 * factorP1 * factorP_t1(t) + p2 * factorP2 *


4-130


Insertar

LMDR

Remover

LMDR

LMDR Definir factores de escalamient o Leer datos de mediciones desde archivo

LMDR

factorP_t2(t) + … faQ= p1 * factorQ1 * factorQ_t1(t) + p2 * factorQ2 * factorQ_t2(t) + … Inserta en la tabla un factor de escalamiento dependiente del tiempo, el cual se puede seleccionar de una lista de todos los factores definidos. Remueve el factor de escalamiento marcado de la tabla. Entra al Editor de Factores de Escalamiento, donde el usuario puede definir factores de escalamiento y curvas características dependientes del tiempo (ver capítulo “Factores de Escalamiento Definidos por el Usuario”). Durante el cálculo de Flujo de Carga con Perfiles de Carga, el comportamiento de esta carga se define por medio de un archivo de datos de mediciones.

Máquina Asíncrona - Límites Nombre Tipo FC

LMDR

P mín

LDR

Nombre del elemento Define cómo se modela el motor cuando se encuentra en el proceso de arranque: Mcarga: El punto de operación del motor se calcula con la ayuda del torque de carga de operación (ver capítulo “Arranque de Motores”). La potencia consumida depende del torque del motor y del voltaje terminal. Los parámetros marcados con (M*) o (M**) son necesarios. Pqoper: El motor trabaja con potencias constantes Poper y Qoper. Los parámetros marcados con (M*) o (M**), no son necesarios. PC: El motor trabaja con potencia Poper y Cosphi oper constantes. Se puede activar un Control de Cosphi para este tipo FC. Los parámetros marcados con (M*) o (M**) no son necesarios. Potencia activa mínima permitida en MW. Si la máquina asincrónica trabaja como carga, Pmín


4-131


P máx

LDR

P lim LDR Cosphi máx LDR Cosphi mín LDR

es un valor positivo y representa la cantidad mínima de potencia activa que la carga va a consumir. Si la máquina asíncrona trabaja como generador, Pmín es un valor negativo y representa la cantidad máxima de potencia activa que la máquina puede generar. Potencia activa máxima permitida en MW. Si la máquina asincrónica trabaja como carga, Pmáx es un valor positivo y representa la cantidad máxima de potencia activa que la carga va a consumir. Si la máquina asíncrona trabaja como generador, Pmáx es un valor negativo y representa la cantidad mínima de potencia activa que la máquina debe generar. Punto de cambio de la curva característica. Máximo Cosphi del dominio factible de "Cosphi oper". La casilla de chequeo "Capacitivo" permite seleccionar entre operación inductiva y capacitiva. Mínimo Cosphi del dominio factible de "Cosphi oper". La casilla de chequeo "Capacitivo" permite seleccionar entre operación inductiva y capacitiva.

Máquina Asíncrona – Modelo Los datos ingresados en la pestaña Modelo sólo se utilizan para cálculos de Arranque de Motores y Flujo de Carga. Para más información sobre el cálculo del Arranque de Motores, ver el capítulo respectivo. Hay dos posibilidades para calcular el modelo de arranque de la máquina asíncrona. La primera es una forma simplificada, pues la resistencia del rotor R2(s) y la reactancia de dispersión X2(s) se calculan para s = 1 y s = sr, y se interpolan linealmente entre los dos puntos. La segunda posibilidad es ingresar curvas predefinidas para M/Mr e I/Ir lo más precisas posible (curvas dadas por el fabricante). R2 y X2 se pueden calcular para cada punto a partir de los valores ingresados. R2 y X2 se interpolan linealmente entre estos puntos ingresados. Al utilizar exactas de R2 el modelo de la máquina asíncrona, el estas torquecurvas electromagnético Mey yX2lapara corriente I se pueden calcular para cada deslizamiento posible s. Es por eso que esta pestaña Modelo sólo es necesara para la segunda, que es la posibilidad más precisa para calcular el modelo. La primera posibilidad es estándar y se realiza automáticamente.


4-132


Impedancias del Circuito Equivalente R1/Zr M Relación de la resistencia en el lado del estator a Zr. X1/Zr M Relación de la reactancia de dispersión en el lado del estator a Zr. Xh/Zr M Relación de la reactancia principal a Zr. Valores Nominales Vr

SMHP

Voltaje nominal Parámetros . en kV, ingresado en la pestaña Ir SMHP Corriente nominal en kA, ingresada en la pestaña Parámetros. Mr M Torque nominal en Nm. Zr M Impedancia nominal en Ohm, calculada con Vr e Ir. Datos de Entrada de la Tabla de Máquinas Asíncronas Insertar Se inserta una nueva fila en la tabla. Eliminar Las filas marcadas en la tabla se eliminarán. Calcular M Al presionar este botón, R2/Zr y X2/Zr se calculan para cada deslizamiento que tenga la casilla “Calc. R2, X2” activada. Se usa m/Mr e I/Ir. Ordenar Dibujar

s M/Mr

M M

I/Ir Cosphi

M

R2/Zr X2/Zr Calc. R2,X2

M M M

Librería M Tipo característico

Los datos de entrada de la tabla se ordenan de acuerdo al deslizamiento. Muestra las curvas predefinidas (basadas en M/Mr e I/Ir) y calculadas (basadas en X2/Zr(s) y R2/Zr(s)) para la corriente I(s), el torque electromagnético Me(s), el Cosphi(s) y el torque de carga Ml(s). Deslizamiento Relación del torque electromagnético al torque nominal. Relación de la corriente a la corriente nominal. Cos(phi), no es necesario para el cálculo de R2/Zr y X2/Zr. Relación de la resistencia del rotor a Zr. Relación de la reactancia de dispersión a Zr. Casilla de chequeo, define si R2 y X2 se deben calcular cuando se presiona el botón “Calcular”. Los datos de entrada de la tabla (característica de la máquina) pueden importarse de o exportarse a


4-133


Exportar a librería

librerías. Al presionar el botón “…”, se puede escoger un tipo de característica existente en la librería seleccionada. Los datos de entrada de la tabla (característica de la máquina) pueden exportarse a una librería al presionar este botón. En el campo de texto se debe ingresar un nombre para la característica.

M

Circuito Equivalente para Cálculos de Arranque de Motores y Flujo de Carga

El circuito equivalente de una máquina asíncrona para cálculos de Arranque de Motores y Flujo de Carga se muestra a continuación (sólo para el parámetro “Tipo FC” igual a Mcarga): R1

X1

X2(s)

Xh

R2(s)/s

Fig. 4.37 Circuito Equivalente de la Máquina Asíncrona

Las impedancias del circuito equivalente se calculan con la ayuda de los valores de entrada de la pestaña Parámetros: X1 = k·(Ir/Ia) 0.26 < k < 0.55, por defecto k=0.5; Xh = 1.0 / (sin(ϕ) - cos(ϕ) · ((Mk/Mr) - √((Mk/Mr) 2 - 1.0)) R1 = ha - (Ir/Ia)2·(Ma/Mr) · η · cos(ϕ) / (1.0 - sr) R2(s=1) = Xh2·(ha - R1) / hb X2(s=1) = Xh · hc / hb R2(s=sr) = Xh2 · (cos(ϕ) - R1) · sr / hd X2(s=sr) = Xh · ((X1 - sin(ϕ)) · (sin(ϕ) - X1 - Xh) - (R1 - cos(ϕ)) 2 / hd ha = (Ir/Ia) · cos(ϕan) hb = (ha - R1) 2 + ((Ir/Ia) · sin(ϕan) - X1 - Xh) 2 hc = (X1 - (Ir/Ia) · sin(ϕst)) · ((Ir/Ia) · sin(ϕst) - X1 - Xh) - (R1 - (Ir/Ia) · cos(ϕst)) 2 hd = (cos(ϕ) - R1) 2 + (sin(ϕ) - X1 - Xh) 2 Guía del Usuario de NEPLAN V5

4-134


Donde: Cos(ϕ): Cos(ϕst): Mr, Mk, Ma: Ir, Ia: η: s, sr:

Factor de potencia nominal Factor de potencia de rotor bloqueado Torque nominal, de frenado y de rotor bloqueado Corriente nominal y de rotor bloqueado Eficiencia Deslizamiento y deslizamiento nominal

Consideración de la Saturación y las Corrientes de Eddy

La saturación de la reactancia de dispersión X2 y las pérdidas por corrientes de Eddy en R2 se tienen en cuenta en el circuito equivalente, de la siguiente forma: Sin datos de entrada en la tabla de la pestaña Modelo: Durante el arranque, la resistencia R2 y la reactancia X2 se interpolan linealmente entre los puntos R2(s=1) y R2(s=sr) y entre los puntos X2(s=1) y X2(s=sr). El cálculo de estos valores a partir de los datos de entrada del motor, se presenta más arriba. Esta representación del motor conduce a un resultado más seguro. Con datos de entrada en la tabla de la pestaña Modelo: Para obtener resultados más precisos, el usuario tiene la posibilidad de ingresar una secuencia de resistencias y reactancias de dispersión del rotor R2 y X2, en función del deslizamiento s. Debido a que es difícil saber los valores de R2 y X2 en función del deslizamiento, el usuario puede ingresar valores para el torque electromagnético Me, la corriente I y el Cosphi en función del deslizamiento (Curvas dadas por el fabricante -> curvas predefinidas). Con estos valores, el programa calcula R2 y X2 para cada deslizamiento dado, cuando se presiona el botón “Calcular”. Para cada deslizamiento entre los valores dados, el programa interpola linealmente R2 y X2 para obtener un modelo completo. Para comparar las curvas calculadas con las del fabricante (predefinidas), es posible mostrar las dos curvas en el

mismo diagrama (botón “Calcular”).

Máquina Asíncrona con Doble Alimentación

Los parámetros de una máquina asíncrona con doble alimentación se calculan de la misma forma que los de la máquina asíncrona convencional (ver arriba). El circuito equivalente es:


4-135


I2

I1 R1

X2(s)

X1

V1

Xh

R2(s)/s

V2/s

El voltaje en el rotor, V2, es inducido por el conversor. El conversor tiene una frecuencia tal, que cuando se superpone a la velocidad del rotor, resulta en un campo rotatorio sincrónico en el entrehierro. Las ecuaciones son: V1 = (R1 + j ⋅ ( X 1 + X h )) ⋅ I 1 + j ⋅ X h ⋅ I 2 V2 s

 R2  + j ⋅ ( X 2 + X h ) ⋅ I 2 s  

= j ⋅ Xh ⋅ I 2 + 

Potencia en el estator: P1 = 3 ⋅ Re(V1 ⋅ I 1* ) Potencia en el rotor: P2 = 3 ⋅ Re(V2 ⋅ I 2* ) Pérdidas en el estator: Pérdidas en el rotor: Torque :

T

=

P1

Pl 2

Pl1

= 3 ⋅ R1 ⋅ I 1

= 3 ⋅ R2 ⋅ I 2

+ P2 − Pl1 − Pl 2 s: ω 0 ⋅ (1 − s )

2

2

Deslizamiento,

ω0: Velocidad angular

sincrónica El programa calcula el voltaje del rotor V2 (Flujo de Carga, Arranque de Motores) teniendo en cuenta el voltaje V1 del estator, el deslizamiento, el torque y la potencia activa total Ptot = P1+P2 (suma de las potencias activas del estator y el rotor). Al conocer V2, el punto de operación de la máquina asíncrona con doble alimentación está definido. El deslizamiento, el torque y la potencia activa total se deben entrar con la mayor precisión posible con el fin de encontrar una solución para V2. No se puede encontrar una solución clara para V2. El programa toma la solución que conduce al mejor cosphi visto desde la red. Las máquinas asíncronas con doble alimentación sólo se pueden arrancar en el módulo Análisis Dinámico y no en el módulo Arranque de Motores. Guía del Usuario de NEPLAN V5

4-136


Modelo para Estabilidad Transitoria

Las ecuaciones por unidad se determinan de la misma forma que para las máquinas síncronas en los ejes d y q. Hay ecuaciones de voltaje, de flujo y de oscilación. Ecuaciones de voltaje dψ q1

v q1

= r1 ⋅ iq1 −ψ d 1 +

vd1

d1 = r1 ⋅ id 1 + ψ q1 + dψ dτ

vq 2

= r2 ⋅ iq 2 − (1 − ω 2 ) ⋅ψ d 2 +

vd 2

= r2 ⋅ id 2 + (1 − ω 2 ) ⋅ψ q 2 +

dτ

d

q2

dτ dψ d 2 dτ

vq2 y vd2 son cero para máquinas jaula de ardilla. En el modelo de tercer orden (ver parámetro “Modelo Transitorio”), se desprecian los términos diferenciales del flujo del estator ψd1 y ψq1. El modelo de primer orden desprecia todos los términos diferenciales en las ecuaciones de voltaje. Ecuaciones ψ q = l ⋅ iqde+ lflujo h ⋅ iq2 1

1

1

ψ q2 = l2 ⋅ iq2 + lh ⋅ iq1

ψd1 = l1 ⋅ id1 + lh ⋅ id2 ψ d2 = l2 ⋅ id2 + lh ⋅ id1

Ecuaciones de oscilación me =

τH ⋅

lh ⋅ (ψd1 ⋅ ψq2 − ψq1 ⋅ ψd2 ) l12

dω2 = me − mL dτ

con l1 = x1 = x1σ + xh l2 = x2 = x2σ + xh l12 = x12 = x1σ ⋅ x2σ + xh ⋅ (x1σ + x2σ ) = x1 ⋅ x2 − xh2

τH = 2 ⋅ H ⋅ ωr

Máquina Asíncrona - Información La pestaña Información se describe en “Información del Elemento” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”.


4-137


Máquina Asíncrona - Confiabilidad La pestaña Confiabilidad se describe en “Confiabilidad del Elemento” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”. Máquina Asíncronna – Datos del Usuario La pestaña Datos del Usuario se describe en “Elemento – Datos del Usuario” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”. Máquina Asíncronna – Más… Dependencia de la Frecuencia…


Al presionar este botón de la pestaña Más, se pueden ingresar los parámetros de entrada de los Datos de Inversión. Estos sólo se usan para análisis de Inversión. La descripción se puede encontrar en “Análisis de Inversión” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”-“Más sobre el Elemento...”. Dispositivo de Arranque

Arranque

M**

t arranq Equipo de arranque

M** M**

Indica si la máquina entrará en proceso de arranque o no durante los cálculos de Arranque de Motores. Tiempo en segundos para el arranque del motor. Equipo de Arranque: Valores posibles: - Directo: Arranque Directo. --

t suiche, s suiche

M**

YD: Arranque Delta –de Estrella y por Z estator. Z estat.: Impedancia arranque. R rotor: Resistencia de arranque de rotor. Transformador: Arranque con autotransformador. - C: Arranque con compensación. Hay dos opciones para excluir (bypass) el dispositivo de arranque. Se puede suichear al alcanzar un cierto tiempo o un cierto deslizamiento en %. Cuando se suichea


4-138


después de cierto tiempo, se tiene en cuenta el retardo del arranque tarranq. El tiempo de suicheo será por lo tanto t = tarranq + tsuiche. Si el arranque es directo, este valor no tiene importancia. Transformador Vr1, Vr2 M** Sr

M**

R, Zcc

M**

Z del Estator Rs M**

Xs

M**

R del Rotor Rr M**

C Arranque Qc M**

Voltaje nominal del transformador en los lados primario y secundario, en kV. Estos datos sólo son relevantes en el Arranque por Transformador. Potencia nominal del transformador en MVA. Este dato sólo es relevante en el Arranque por Transformador. Pérdidas en el cobre y voltaje de cortocircuito, en %. Estos datos sólo son relevantes en el arranque por Transformador. Parte real de la impedancia de arranque, en Ohm. Este dato sólo es importante cuando el dispositivo de arranque sea del tipo "Z estator". Este valor también puede representar la resistencia de un cable para un arrancador YD. Parte imaginaria de la impedancia de arranque en Ohm. Este dato sólo es importante cuando el dispositivo de arranque sea del tipo "Z estator". Este valor también puede representar la reactancia de un cable para un arrancador YD. Resistencia de arranque, en ohm, referida al lado del estator. Este dato sólo es relevante en el Arranque por Resistencia "R rotor". R(referida al lado del estator)=t*R(referida al lado del rotor) t = m1*(w1*ξ1)2 / (m2*(w2*ξ2) 2) m: Número de fases (1: lado del estator, 2: lado del rotor) w: Factor de devanado ξ: Número de devanados en serie de una fase Potencia reactiva en kvar, que será compensada al voltaje Vn. Este dato sólo es necesario en el Arranque por Capacitor. La capacitancia C, la cual será insertada en paralelo con el motor, es: C = Qc / Vn2


4-139


Cascada n cascada

M**

Reducción gradual de los valores de C, Rr o Zs (Rs,Xs) durante el arranque, en caso de que el tipo de arranque sea "C", "R rotor" o "Z estator" (el adecuado para el motor). Los valores se modificarán de la siguiente forma: Ci = C - (i - 1) * C / n i Rr Zsi == Rr Zs -- (i(i -- 1) 1) ** Rr Zs // nn La índice i (variable que “fluye” o cascada i) se inicia en 1 y se incrementa en 1 durante el arranque, y alcanza el valor n hasta la expiración del tiempo "t suiche" o hasta que caiga por debajo del deslizamiento "s suiche". El rando entre ellos se interpola linealmente.

Carga Mecánica

H M** J M** Torque de Carga Dado como M** Tabla M** Parábola M0, M1, M2 M**

Constante de inercia Momento de inercia en kgm². La característica de torque de carga se puede definir como una tabla o como coeficientes de una parábola. La tabla se puede escoger de una librería.

Parámetros de la característica cuadrática de carga en el arranque (Parábola): Mcarga(s)=M0+M1*(1-s)+M2*(1-s)² en Nm (s: deslizamiento) o con respecto al torque nominal del motor (ver abajo). Nm M** Da las unidades del torque de la carga: Nm (Casilla de chequeo marcada) o con respecto al torque nominal del motor. Datos de Entrada de la Tabla de Carga s, M carga

M**

El torque de carga se puede ingresar como una tabla con puntos definidos por el usuario.

Comentario: El torque de carga se define mediante la ecuación: Ml = M0 + (1 - s) · M1 + (1 - s) 2 · M2 (parábola) o Guía del Usuario de NEPLAN V5

4-140


Ml = Ml(s) (característica (datos de entrada de la tabla)) La entrada de Ml(s) es más significante que la entrada de M0, M1 y M2. Cálculo de Caída de Voltaje: Todos los valores marcados con (M *) son necesrios. Cálculo de Arranque de Motores: Todos los valores marcados con (M *) o (M**) son necesarios.

Curva Característica del Cosphi (AM) Cosphi oper Cosphi máx

Cosphi mín P P mín

P lim

P máx

Fig. 4.38 Curva Característica del Cosphi

Descripción del Modelo (SC) (AM) R

X

Fig. 4.39 Modelo de la Máquina Asíncrona para Cálculos de Cortocircuito

Los parámetros del modelo de secuencia positiva se calculan de la siguiente forma:


4-141


Secuencia Positiva: Z = η·cos(phi)·Vr² / [Prmec·(Ia/Ir)·n] X = Z / √((Rm/Xm)²+1) R = X · (Rm/Xm)

n: número de MAS

La relación Rm/Xm se ajusta de acuerdo a la norma IEC, si Rm se pone en 0:

• • Rm/Xm = 0.1 para motores de alto voltaje con potencia activa Pr por par de polos >= 1MW • • Rm/Xm = 0.15 para motores de alto voltaje con potencia activa Pr por par de polos < 1MW • • Rm/Xm = 0.42 para motores de bajo voltaje. La impedancia Z = R + j·X de secuencia cero se ajusta en infinito. Comentario:

Para un motor alimentado por tiristores (se debe marcar la casilla de chequeo correspondiente) se asumen los siguientes valores: • Ia/Ir = 3 • Rm/Xm = 0.1


4-142


Bloque de Plantas de Generación (Bloque PS ) Este capítulo describe los parámetros del Diálogo de Entrada de Datos de un Bloque de Plantas de Generación y el modelo correspondiente. Bloque de Plantas de Generación – Parámetros Nombre Tipo

Nombre del elemento. Aplicable sólo a librerías de “Bloques de Plantas de Generación”. Al presionar el botón "…", se puede escoger el tipo, y los datos se pueden transferir de la librería predefinida.

Unidad Transformadora Vr1, Vr2 SMHP Voltaje nominal de los nodos 1 y 2, en kV. Sr SMHP Potencia nominal de los transformadores, en MVA. SP Grupo Cableado de los devenados en el nodo 1 y 2 (Grupo vectorial de Conexión). Valor por defecto: YY.00 . R(1) SMHP Pérdidas en el cobre de secuencia positiva en % con Zcc(1)

SMHP

R(0)

SP

Zcc(0)

SP

Puesta a tierra Re1, Xe1

SP SP

respecto a Sr (del transformador) y Vr1. Voltaje de cortocircuito (Impedancia de cortocircuito) de secuencia positiva en % con respecto a Sr y Vr1. Pérdidas en el cobre de secuencia cero en los devanados 1 y 2 en % con respecto a Sr y Vr1. Voltaje de cortocircuito (Impedancia de cortocircuito) de secuencia cero en % con respecto a Sr y Vr1. Indica el tipo de aterrizamiento del transformador de la unidad. Parte real e imaginaria de la impedancia de puesta a tierra del lado primario (devanado 1), en Ohm.

Unidad Generadora Sr xd" sat

SMHP SMHP

x(2)

SP

Cos(phi) xd sat.

SMHP SP

Potencia nominal del generador en MVA. Reactancia subtransitoria saturada en % con respecto a Sr (del generador) y Vr2. Reactancia de Secuencia negativa x(2)=0.5 (xd"+xq") en % con respecto a Sr (del Generador) y Vr2. Factor de potencia. Reactancia sincrónica en % con respecto a Sr (del


4-143


Vfmáx/Vfr

SP

Turbo

SP

generador) y Vr (valor saturado). Relación del mayor voltaje de excitación posible a la excitación nominal, a carga y factor de potencia nominales. Casilla de chequeo que indica el tipo de máquina sincrónica.

Datos Operacionales P oper

LMDR

Q oper

LMDR

Entrada de potencia activa, en MW. Para generación de potencia, el valor de P debe ser positivo; para las cargas, el valor de P debe ser negativo. Entrada de potencia reactiva en Mvar. Valores positivos indican generación de potencia reactiva capacitiva (generador sobreexcitado); valores nagativos indican consumo de potencia reactiva capacitiva (generador subexcitado).

Bloque de Plantas de Generación - Información La pestaña Información se describe en “Información del Elemento” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”. Bloque de Plantas de Generación - Confiabilidad La pestaña Confiabilidad se describe en “Confiabilidad del Elemento” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”.

Bloque de Plantas de Generación - Datos del Usuario La pestaña Datos del Usuario se describe en “Elemento – Datos del Usuario” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”.

Bloque de Plantas de Generación - Más… Dependencia de la Frecuencia…

Al presionar este botón de la pestaña Más, se pueden ingresar los parámetros de entrada de la Dependencia de la Frecuencia. Estos sólo se usan para Guía del Usuario de NEPLAN V5

4-144


análisis de Armónicos. La descripción se puede encontrar en “Dependencia de la Frecuencia” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”-“Más sobre el Elemento... “. Datos de Inversión…

Al presionar este botón de la pestaña Más, se pueden ingresar los parámetros de entrada de los Datos de Inversión. Estos sólo se usan para análisis de Inversión. La descripción se puede encontrar en “Análisis de Inversión” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”-“Más sobre el Elemento...”. Descripción del Modelo (Bloque de Plantas de Generación) 3 · Ze1

Z

R G

T

X

G

t:1 Fig. 4.40 Modelo de un Bloque de Plantas de Generación en los Sistemas de Secuencia Positiva y Negativa

Los parámetros del modelo de secuencia positiva y negativa se calculan de la siguiente forma: Secuencia Positiva = ZZcc(1)·Vr1²/(Sr·100) T

Z

=RZcc(1)·Vr1²/(Sr·100) T

R

XT = √(ZT²-RT²) Z = R + j·X T = Rf RTG T XG = xd"·Vr²/(100·SrG) ZG = RG + j·XG

Secuencia Negativa T = Zcc(1)·Vr1²/(Sr·100) T = Zcc(1)·Vr1²/(Sr·100) XT = √(ZT²-RT²) Z = R + j·X T = Rf T T G XG = x(2)·Vr²/(100· SrG)

R ZG = R

G + j·XG

El modelo del Bloque de Plantas de Generación de secuencia cero depende del grupo vectorial del transformador. Debido a que el punto estrella del Guía del Usuario de NEPLAN V5

4-145


transformador no se aterriza en el lado del generador, sólo los transformadores con grupo de conexión ZY y YD entregan corrientes de secuencia cero. 3 · Ze

ZT

Fig. 4.41 Modelo de Secuencia Cero de un Bloque de Plantas de Generación (Grupos Vectoriales YD o ZY)

Secuencia Cero ZT = Zcc(0)·Vr1²/(Sr·100) RT= R(0)·Vr1²/(Sr·100) ZT = RT + j·XT

X T = √(ZT²-RT²)

Ze1 = Re1 + j·Xe1 El parámetro RG (resistencia) se ajusta en función de Vr y Sr, de acuerdo a la norma IEC: RG = 0.05·xd" RG = 0.07·xd"

(para Vr > 1 kV y Sr >= 100 MVA) (para Vr > 1 kV y Sr < 100 MVA)

RG = 0.15·xd"

(para Vr <= 1 kV)

Comentarios:

El Bloque de Plantas de Generación es utiliza sólo para cálculos de cortocircuito de acuerdo a lacortocircuito norma IEC909. Para todos los cálculos, incluyendo los de según IEC60909, es otros más conveniente representar un generador y un transformador de forma separada. Según IEC/VDE, las impedancias ZT y ZG se deben multiplicar por el factor K:


4-146


IEC909 K = cmáx/(1+(xd"-XT)·sen(phi)) considerando la relación de voltaje. IEC60909 Los factores de corrección se determinan en las secciones de entrada de datos de generadores y transformadores.


4-147


Carga Este capítulo describe los parámetros del Diálogo de Entrada de Datos de una Carga y el modelo correspondiente. Carga – Parámetros Nombre Tipo Tipo-FC

()

Unidades

()

S

()

P

()

Nombre del elemento. Aplicable sólo a librerías de Cargas. Al presionar el botón "…", se puede escoger el tipo, y los datos se pueden transferir de la librería predefinida. Tipo de nodo para los cálculos de Flujo de Carga. Valores posibles: - "PQ": Nodo P,Q. Es obligatoria la entrada de los valores de "P" y "Q" (ver abajo). - "PC": Nodo P,C. Es obligatoria la entrada de los valores de "P" y "cos(phi)". (ver abajo). - "IC": Nodo I,C. Es obligatoria la entrada de los valores de "I" y "cos(phi)". (ver abajo). - "PI": Nodo P,I. Es obligatoria la entrada de los valores de "P" e "I". (ver abajo). - "SC": Nodo S,C. Es obligatoria la entrada de los valores de "S" y "cos(phi)". (ver abajo). • - "EC": Nodo E,C. Es obligatoria la entrada de los valores de "E", "kvel1", "kvel2" y "cos(phi)". (ver abajo). Indica si los valores P, Q e I se dan para alto o para bajo voltaje. Valores posibles: - AV: Alto Voltaje - BV: Bajo Voltaje El valor por defecto se puede determinar en la ventana de Opciones de Edición (ver “Opciones de Edición” en el capítulo “Opciones del Menú”). Cuando se introduce una nueva carga, se toma la unidad por defecto. Potencia consumida en MVA o kVA. El valor se deberá ingresar como valor de fase, dependiendo de la conectividad de las fases (ver pestaña de Información). Potencia activa consumida en MW o kW. El valor se deberá entrar como valor de fase, dependiendo de la


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Q

()

I

()

conectividad de las fases (ver pestaña de Información). Potencia reactiva consumida en Mvar o kvar. El valor se deberá entrar como valor de fase, dependiendo de la conectividad de las fases (ver pestaña de Información). Magnitud de la corriente de carga en kA o A. El valor se deberá entrar como valor de fase, dependiendo de

cos (phi)

()

E

()

Factor Velander 1 Factor Velander 2

()

la conectividad de las fases (ver pestaña de Información). Factor de potencia de la carga. El valor se deberá entrar como valor de fase, dependiendo de la conectividad de las fases (ver pestaña de Información). Consumo de energía total anual en MWh o kWh. Obtención de P a partir de los Coeficientes de Velander (kvel1 y 2): P = kvel1 ⋅ E + kvel 2 ⋅ E Coeficiente de Velander 1

()

Coeficiente de Velander 2

P(0)

SP

Q(0)

SP

Unid. residenc. Fact. total escalam. para P

()

Potencia activa consumida en el sistema de secuencia cero en MW o kW. Potencia reactiva consumida en el sistema de secuencia cero en Mvar o kvar. Número de unidades residenciales (ver abajo).

Fact. total escalam. para Q

()

Valores escalados

()

Circuit. Equival

H

()

Indica el factor de escalamiento total para la potencia activa de la carga. Se calcula mediante el producto del factor de escalamiento la red, de la zona, del calculado y del asignado para P: ftP=frP*fzP*fc*faP Indica el factor de escalamiento total para la potencia reactiva de la carga. Se calcula mediante el producto del factor de escalamiento de la red, de la zona, del calculado y del asignado para Q: ft Q=frQ*fzQ*fc*faQ Los valores escalados para Poper, Qoper, Soper, Ioper y Cos(phi)oper se calculan con P y Q y los factores de escalamiento respectivos: Poper= P* ftP ; Qoper= Q* ftQ Define si R y L se conectan en serie o en paralelo.


4-149


para análisis armónicos Balance de Carga L Carga variable

Factor escalam. calculado (P,Q)

()

Indica si la carga es variable durante el cálculo del Balance de Carga. Si lo es, y si la opción “Ajustar Valores Calculados” está activa en los Parámetros de Flujo de Carga, el factor de escalamiento se escribirá entonces en el campo respectivocalculado de la carga (ver abajo). Muestra el factor de escalamiento calculado después del Flujo de Carga con Balance de Carga, si la carga es variable y si la opción “Balance de Carga – Ajustar Valores Calculados” en los Parámetros de Flujo de Carga, está activa. El factor se puede modificar manualmente después de un cálculo de Balance de Carga. Este valor se multiplicará por el factor de escalamiento efectivo.

Los valores P, Q, I y cos(phi) se calculan dependiendo del valor de entrada. Carga – Dependencia del Voltaje Nombre LDR Modelo de dependencia del voltaje LDR Sin dependencia de voltaje para flujo de carga LDR Tipo de modelo

Nombre del elemento. El usuario puede escoger entre dos modelos equivalentes de cargas estáticas, el modelo exponencial y el compuesto. No se tiene en cuenta la dependencia del voltaje durante el cálculo de Flujo de Carga para Estabilidad Transitoria.

dinámico

(vernoabajo): •Transitoria “Ninguno”: se asume ningún modelo dinámico de la carga. • “CCT externo”: El modelo dinámico se construye con un circuito de control externo. • “Atraso Interno”: El modelo dinámico es una función de atraso predefinida. Se deben entrar los parámetros TP y TQ.

Este parámetro indica el tipo de modelo dinámico de la carga para Análisis Dinámico o de Estabilidad


4-150


• “Admitancia Controlada”: El modelo dinámico es una admitancia controlada (ver Admitancia Controlada). Modelo Exponencial XP LDR XQ

Factor exponencial de voltaje para la potencia activa de la parte estática y dinámica de la red.

LDR

Factor exponencial de voltaje para la potencia reactiva de la parte estática y dinámica de la red. Modelo Compuesto (ZIP Model) Csp LDR Fracción de la carga activa con potencia constante, para la parte estática y dinámica de la red. Csq LDR Fracción de la carga reactiva con potencia constante, para la parte estática y dinámica de la red. Cip LDR Fracción de la carga activa con corriente constante, para la parte estática y dinámica de la red. Ciq LDR Fracción de la carga reactiva con corriente constante, para la parte estática y dinámica de la red. Czp LDR Fracción de la carga activa con impedancia constante, para la parte estática y dinámica de la red. Fracción de la carga reactiva con impedancia constante, para la parte estática y dinámica de la red. Factores de Reducción Va1 D Límite superior de voltaje para un factor de reducción R(u)=1. Va2 D Límite superior de voltaje para un factor de reducción R(u)=0. Vb1 D Límite inferior de voltaje para un factor de reducción R(u)=1. Vb2 D Límite inferior de voltaje para un factor de reducción R(u)=0. Czq

LDR

Dependencia de la Frecuencia Fp D Factor de dependencia de la frecuencia de la potencia (carga) activa, para la parte estática y dinámica de la red. Fq D Factor de dependencia de la frecuencia de la potencia (carga) reactiva, para la parte estática y dinámica de la red. Guía del Usuario de NEPLAN V5

4-151


Constantes de Tiempo para la Función de Atraso Interna TP D Constante de tiempo de la función de atraso de la potencia activa, en s. TQ D Constante de tiempo de la función de atraso de la potencia reactiva, en s. Distribución de Carga Para P D Determina el porcentaje de la carga dinámica para la potencia activa P con respecto a la carga total P (ver factor Kpd en el diagrama de bloques de la carga). Para Q D Determina el porcentaje de la carga dinámica para la potencia reactiva Q con respecto a la carga total Q (ver factor Kqd en el diagrama de bloques de la carga).

Carga – Factores de Escalamiento Modo de Operación

()

() Factor de escalamiento de la red

Factor de () escalamiento de la zona

() Factores de escalamiento asignados () Factores de escalamiento efectivos

Indica si la carga trabaja como carga o generador, dependiendo del signo de la potencia activa P. Para modo de carga, P debe ser positiva; para modo generador, debe ser Muestra losPfactores denegativa. escalamiento predefinidos de P y Q para la red. Dependiendo del Modo de Operación, éstos serán los factores de escalamiento para generación o carga. Los factores de escalamiento predefinidos se pueden modificar en “Editar – Datos – Datos Operacionales” (ver capítulo “Opciones del Menú”). Muestra los factores de escalamiento predefinidos de P y Q para la zona. Dependiendo del Modo de Operación, éstos serán los factores de escalamiento para generación o carga. Los factores de escalamiento predefinidos se pueden modificar en “Editar – Datos – Datos Operacionales” (ver capítulo “Opciones del Menú”). Muestra los factores de escalamiento de P y Q asignados a esta carga. Es un total de los factores de escalamiento definidos por el usuario asignados. Muestra los factores de escalamiento de P y Q, asignados a esta carga. Es el producto del factor de escalamiento de la red, de la zona y del asignado: fe=fr*fz*fa


4-152


Este factor de escalamiento se multiplica por el factor de escalamiento calculado para obtener el factor de escalamiento total (ver Parámetros de Carga). Asignar Factores de Escalamiento Definidos por el Usuario Tabla () El usuario tiene la posibilidad de asignar uno o más factores de escalamiento definidos por el usuario. Cada factor de escalamiento definido por el usuario

Insertar

()

Quitar

()

() Definir factores de escalamiento Leer datos de () mediciones

puede estar por un factordel constante P, factor Q) ycompuesto un factor dependiente tiempo (factor (características). Si hay varios factores de escalamiento definidos por el usuario en la tabla, se debe calcular un factor total con la ayuda del porcentaje. Este porcentaje se puede definir directamente en la tabla, teniendo en cuenta que el total no debe exceder el 100%. Por lo tanto, es necesario reducir primero un porcentaje antes de incrementar otro. El total de todos los factores de escalamiento asignados definidos por el asuario se muestra en los campos “Factor de Escalamiento Asignado” y se calcula de la siguiente manera: faP= p1 * factorP1 + p2 * factorP2 + … faQ= p1 * factorQ1 + p2 * factorQ2 + … p = Porcentaje Para simulaciones con el módulo “Flujo de Carga con Perfiles de Carga”, el factor de escalamiento dependiente del tiempo entra en la ecuación: faP= p1 * factorP1 * factorP_t1(t) + p2 * factorP2 * factorP_t2(t) + … faQ= p1 * factorQ1 * factorQ_t1(t) + p2 * factorQ2 * factorQ_t2(t) + … Inserta un factor de escalamiento dependiente del tiempo en la tabla, el cual se puede seleccionar de una lista de todos los factores definidos. Remueve de la tabla el factor de escalamiento marcado. Entra al Editor de Factores de Escalamiento, donde el usuario puede definir Factores de Escalamiento y curvas características dependientes del tiempo (ver capítulo “Factores de Escalamiento Definidos por el Usuario”). Durante el cálculo de Flujo de Carga con Perfiles de Carga, el comportamiento de esta carga se define por


4-153


desde archivo Usar datos de mediciones asignados Eliminar Mostrar

medio de un archivo de datos de medición. Durante el cálculo de Flujo de Carga con Perfiles de Carga, los datos de mediciones asignados se usan para definir el comportamiento de esta carga. Elimina el registro de los datos de mediciones asignados. Grafica los datos de mediciones asignados.

Carga - Información La pestaña Información se describe en “Información del Elemento” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”. Carga - Confiabilidad La pestaña Confiabilidad se describe en “Confiabilidad del Elemento” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”.

Carga – Datos del Usuario La pestaña Datos del Usuario se describe en “Elemento – Datos del Usuario” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”. Carga - Más… Dependencia de la Frecuencia…

Al presionar este botón de la pestaña Más, se pueden ingresar los parámetros de entrada de la Dependencia de la Frecuencia. Estos sólo se usan para análisis de Armónicos. La descripción se puede encontrar en “Dependencia de la Frecuencia” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”-“Más sobre el Elemento... “.

Datos de Inversión…

Al presionar este botón de la pestaña Más, se pueden ingresar los parámetros de entrada de los Datos de Inversión. Estos sólo se usan para análisis de Inversión. La descripción se puede encontrar en “Análisis de Inversión” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”-“Más sobre el Elemento...”. Guía del Usuario de NEPLAN V5

4-154


Potencia de Carga Mixta (Carga) La potencia consumida de una carga consiste de • • Una carga general P y Q (ver entrada arriba) y • • Una carga debido al número de unidades residenciales nDU. La potencia activa PDU y el Cos(ϕ) que se asignan a una unidad residencial, se entran en la ventana de parámetros de Flujo de Carga. En Valores Escalados de la pestaña Parámetros del diálogo de entrada de datos de la Carga, las potencias Poper y Qoper representan la suma de la carga general y las cargas residenciales, multiplicada por el factor de escalamiento efectivo: Poper = feP(P + nDU · PDU) Qoper = feQ(Q + nDU · PDU · Sin(phi) / Cos(phi)) Cuando se calcule el Flujo de Carga con el método de Caída de Voltaje, se ajustará otro valor de potencia para la potencia de carga mixta (ver Capítulo "Flujo de Carga"). Descripción del Modelo (Carga) Ver capítulo “Flujo de Carga”. Descripción del Modelo (Carga) (Cortocircuito según el Método de Superposición) Para cálculos de Cortocircuito según las normas ANSI e IEC, las cargas no se toman en cuenta. Estas sólo se consideran cuando se usa el método de Superposición, en los sistemas de secuencias positiva, negativa y cero. El modelo es similar al de un elemento paralelo (shunt), lo que indica que las cargas se representan por medio de impedancias constantes: R

X

Fig. 4.42 Modelo de una Carga para Cálculos de Cortocircuito con el Método de Superposición

Los parámetros del modelo de secuencia positiva y cero se calculan como se indica a continuación: Guía del Usuario de NEPLAN V5

4-155


Secuencia Positiva R = P(1)·V²/(P(1)²+Q(1)²) X = Q(1)·V²/(P(1)²+Q(1)²)

Secuencia Cero R = P(0)·V²/(P(0)²+Q(0)²) X = Q(0)·V²/(P(0)²+Q(0)²)

V

Se calcula mediante un Flujo de Carga. Si no se ha calculado ningún denominal Carga, del el programa ajustará V = Vn (Vn: Flujo voltaje sistema).

Descripción del Modelo para Simulaciones Dinámicas Para el análisis dinámico, una carga se representa por medio de un modelo estático y un modelo dinámico para la potencia activa y reactiva de forma separada, como se indica a continuación: Porción Estática

1-KPd/100

Modelo Algebráico FPs(V,f)

Ps

+

Po

P

R(V)

Porción Dinámica

KPd/100

Factor de Reducción

Modelo Algebráico FPd(V,f)

Pda

Modelo Dinámico GPd(s)

Pd

El modelo estático de la carga también se utiliza en el cálculo de Flujo de Carga, con Kpd y Kpq igual a cero. El modelo dinámico puede ser cualquier circuito de control externo o una función de atraso interna de primer orden predefinida. El tercer bloque es un factor de reducción, el cual se describe más abajo. Modelos Estáticos de la Carga (Dependencia del Voltaje) El usuario puede seleccionar entre dos modelos de carga estáticos diferentes, el exponencial y el compuesto (ver “Carga – Dependencia del Voltaje”). Para ambos modelos se puede definir una dependencia de la frecuencia y adicionalmente, aplicar un factor de reducción. Si no se selecciona un modelo equivalente, la carga se representará como impedancia constante. En este caso no se toma en cuenta la dependencia de la frecuencia. Guía del Usuario de NEPLAN V5

4-156


Modelo Exponencial

Tradicionalmente, la dependencia del voltaje de las características de las cargas se ha representado por el modelo exponencial: xP

 v   ∆f  p = p0 ⋅   ⋅ 1 + ⋅ Fp  0 f0 v    q

v   v0 

= q0 ⋅ 

xQ



∆f



f0

⋅ 1 +



⋅ Fq  

Los parámetros de este modelo son los exponentes xP y xQ. Con estos exponentes iguales a 0, 1 o 2, el modelo representa potencia constante, corriente constante o características de impedancia constante, respectivamente. Para cargas compuestas, sus valores dependen de las características agregadas de los componentes de la carga. En las ecuaciones anteriores p : Carga activa actual (en proceso) q: p0 : q0 : v: vo : f0: ∆f :

Carga reactiva actual (en proceso) Carga activa inicial Carga reactiva inicial Magnitud del voltaje de nodo actual (en processo) Magnitud del voltaje inicial (voltaje nominal del sistema) Frecuencia nominal Diferencia en la frecuencia de la frecuencia nominal

Modelo Compuesto (Modelo ZIP)

Un modelo alternativo utilizado ampliamente para representar la dependencia del voltaje de cargas, es el modelo compuesto (modelo ZIP). Este modelo divide adecuadamente las potencias activa y reactiva de la dependencia del voltaje, en diferentes partes:



p = p0 ⋅  c sp + cip ⋅



 ∆f v v2   + c zp ⋅ 2  ⋅ 1 + ⋅ Fp  v0 v0   f0 


4-157




q = q0 ⋅  c sq + ciq ⋅



c zp

= 1 − cip − csp

c zq

= 1 − ciq − csq

v v2 + c zq ⋅ 2 v0 v0

  ∆f   ⋅ 1 + ⋅ Fq  f0   

El modelo está formado por componentes de impedancia constante (Z, componentes czp o czq), corriente constante (I, componentes cip o ciq) y potencia constante (P, componentes c sp o csq). Los parámetros del modelo son los coeficientes csp, cip, czp y csq, ciq, czq, los cuales definen la proporción de cada componente. Dependencia de la Frecuencia

La dependencia de la frecuencia de las características de la carga se representa multiplicando el modelo exponenecial o el compuesto por un factor

 ∆f  1 + ⋅ F  , donde ∆f es la desviación de frecuencia (f-f0). f0   Típicamente, Fp se encuantra en el rango de 0 a 3.0, y Fq de –2.0 a 0. Factor de Reducción

Es físicamente imposible para una carga mantener su corriente o carácter de potencia constantes a voltajes muy altos o muy bajos. Teóricamente, por ejemplo, se tendría que suministrar una corriente infinitamente alta para una potencia constante a un voltaje 0. En la simulación dinámica y particularmente durante los cálculos de cortocircuito, se presentan voltajes muy bajos, en los cuales no es posible una corriente o un nivel de potencia constantes. En este tipo de casos también puede haber problemas de convergencia en la iniciación del cortocircuito. Como solución para estos problemas físicos y matemáticos, la corriente de suministro se rebaja en magnitud mediante un factor de reducción, si el voltaje es muy alto o muy bajo. Para voltajes mayores que vmáx o menores que vmín, el factor de reducción se rebaja de 1 a 0 mediante una función continua. Matemáticamente, el factor de reducción se representa por:


4-158




v b1

2  vb1 − v    ;0  vb1 − vb 2  

= MAX 1 − 

R( v )

v < v b1



≤ v ≤ v a1 R( v ) = 1



v > v a1

2  v a1 − v    ;0   v a1 − v a 2  

= MAX 1 − 

R( v )



Para los valores

vb1 = 0.9 pu ; v b2 = 0.75 pu va1 = 1.1 pu ; v a2 = 1.25 pu el comportamiento del factor de reducción se ilustra: Dependencia del Voltaje del factor de reducción R(v)

vb1

va1

1

0 0.75

0.9

1.0

1.1

vb2

1.25

v [pu]

va2

Fig. 4.43 Dependencia del Voltaje del Factor de Reducción

R(u) reduce los factores de corriente potencia constantes por multiplicación:



p = p0 ⋅  R( v ) ⋅ csp + R( v ) ⋅ cip ⋅





q = q0 ⋅  R( v ) ⋅ c sq



+ R( v ) ⋅ ciq ⋅

c zp

= 1 − R( v ) ⋅ cip − R( v ) ⋅ csp

c zq

= 1 − R( v ) ⋅ ciq − R( v ) ⋅ csq


 v v2   ∆f + czp ⋅ 2  ⋅ 1 + ⋅ Fp  v0 v0   f0 

v v0

+ c zq ⋅

v2 v02

  ∆f   ⋅ 1 + ⋅ Fq  f0   

4-159


Modelo Dinámico Como modelo dinámico, se puede seleccionar un modelo externo o interno. El modelo externo se diseña por medio de un circuito de control sin limitaciones en cuanto a su complejidad. El modelo interno es una función de atraso con una ganancia de 1. 1

pd = ps ⋅ 1 + sT

p

qd = qs ⋅

s … Operador de Laplace

1 1+

sTq

Las constantes de tiempo se ingresan en la caja de diálogo de la máquina asíncrona. El modelo dinámico se puede desconectar.


4-160


Carga DC Este capítulo describe los parámetros del Diálogo de Entrada de Datos de una Carga DC y el modelo correspondiente. Carga DC – Parámetros Nombre Tipo Regulación ()

P obj I obj R obj

() () ()

Nombre del elemento. Aplicable sólo a librerías de Cargas. Al presionar el botón "…", se puede escoger el tipo, y los datos se pueden transferir de la librería predefinida. Tipo de nodo para cálculos de Flujo de Carga. Valores Posibles: • "P": Nodo P. Es obligatoria la entrada de los valores "Pobj" (ver abajo). • "I": Nodo I. Es obligatoria la entrada de los valores "Iobj" (ver abajo). • "R": Nodo R. Es obligatoria la entrada de los valores "Robj" (ver abajo). Potencia DC consumida en el nodo, en MW. Magnitud de la corriente de carga DC, en kA. Resistencia DC de la carga, en Ohm.

Carga DC - Información La pestaña Información se describe en “Información del Elemento” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”.

Carga DC - Confiabilidad La pestaña Confiabilidad se describe en “Confiabilidad del Elemento” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”. Carga DC – Datos del Usuario La pestaña Datos del Usuario se describe en “Elemento – Datos del Usuario” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”.


4-161


Carga DC - Más… Datos de Inversión…



4-162


Cargas de Línea Este capítulo describe los parámetros del Diálogo de Entrada de Datos de una Carga de Línea y el modelo correspondiente. Hay dosdesea posibilidades de asignar unaseCarga de Línea a una línea. el usuario que la Carga de Línea represente gráficamente, se Si debe seleccionar el símbolo de la Carga de Línea en la Ventana de Símbolos y pegarse en la línea respectiva. Aparece el Diálogo de Entrada de Datos. Si no se requiere una representación gráfica de la Carga de Línea, es posible ingresar las Cargas de Línea en el Diálogo de Entrada de Datos de la línea respectiva presionando el botón Cargas de Línea en la pestaña Más... En esta ventana también aparecen las Cargas de Línea que se han ingresado gráficamente. Los Datos de Entrada se muestran en forma de tabla. Haciendo doble click en el número de la Carga de Línea respectiva, se abre el Diálogo de Entrada de Datos. También se puede ingresar más de una Carga de Línea por línea. Carga de Línea – Parámetros Nombre Tipo Tipo FC

Unidades

()

()

Nombre del elemento. Aplicable sólo a librerías de Cargas de Línea. Al presionar el botón "…", se puede escoger el tipo, y los datos se pueden transferir de la librería predefinida. Tipo de nodo para los cálculos de Flujo de Carga. Valores posibles: • "PQ": Nodo P,Q. Es obligatoria la entrada de los valores de "P" y "Q" (ver abajo). • "PC": Nodo P,C. Es obligatoria la entrada de los valores de "P" y "cos(phi)". (ver abajo). "IC": Nodo I,C.y Es obligatoria entrada de los • valores de "I" "cos(phi)". (verlaabajo). • "PI": Nodo P,I. Son obligatorios los valores de "P" e "I". (ver abajo). • "SC": Nodo S,C. Es obligatoria la entrada de los valores de "S" y "cos(phi)". (ver abajo). Indica si los valores de P, Q e I son para bajo o para alto voltaje. Valores posibles:


4-163


S

()

P

()

Q

()

I

()

cos (phi)

()

E

()

() Factor Velander 1 () Factor Velander 2 Distancia () Unid. Residenc. Fact. Total escalam. para P

- AV: Alto Voltaje - BV: Bajo voltaje El valor por defecto se puede determinar en la ventana Opciones de Edición (ver “Opciones de Edición” en el capítulo “Insertar Menú”). Cuando se introduce una nueva carga, se toma el valor por defecto. Potencia consumida en MVA o kVA. Dependiendo de la conectividad de las fases como (ver pestaña este valor se debe ingresar un valorInformación), de fase. Potencia activa consumida en MW o kW. Dependiendo de la conectividad de las fases (ver pestaña Información), este valor se debe ingresar como un valor de fase. Potencia reactiva consumida en Mvar o kvar. Dependiendo de la conectividad de las fases (ver pestaña Información), este valor se debe ingresar como un valor de fase. Magnitud de la corriente de carga en kA o A. Dependiendo de la conectividad de las fases (ver pestaña Información), este valor se debe ingresar como un valor de fase. Factor de potencia de la carga. Dependiendo de la conectividad de las fases (ver pestaña Información), este valor se debe ingresar como un valor de fase. Consumo total anual de energía en MWh o kWh. Conversión a P con Coeficientes de Velander: E = kvel1 ⋅ E + kvel 2 ⋅ E Coeficiente de Velander 1 Coeficiente de Velander 2 Distancia de la carga en m o en % desde el nodo de inicio de la línea.

()

Número de unidades residenciales (ver abajo).

()

Indica el factor de escalamiento total para la potencia activa de la Carga de Línea. Se calcula por medio del producto del factor de escalamiento de la red y de la zona, el factor de escalamiento de la Carga de Línea y el factor de escalamiento calculado. P: feP=frP*fzP*fs*fc


4-164


Fact. Total escalam. para Q

()

Factor de

()

escalamien to Valores escalados

()

Balance de Carga () Factor escalam. calculado (P,Q)

Indica el factor de escalamiento total para la potencia reactiva de la carga de línea. Se calcula por medio del producto del factor de escalamiento de la red y de la zona, el factor de escalamiento de la Carga de Línea y el factor de escalamiento calculado. Q: feQ=frQ*fzQ*fs*fc Factor de escalamiento de la Carga de Línea para las potencias activade y reactiva. Este factor se multiplica por los factores escalamiento de la red, de la zona y el factor de escalamiento calculado. Los valores escalados de Poper, Qoper, Soper, Ioper y Cos(phi)oper se calculan con P y Q y los factores de escalamiento respectivos Poper= P* feP ; Qoper= Q* feQ Muestra el factor de escalamiento calculado después de un Flujo de Carga con Balance de Carga, si la opción “Balance de Carga – Ajustar Valores Calculados” en los parámetros de Flujo de Carga, está activa. Este factor se puede modificar manualmente después de un cálculo de Balance de Carga. Éste se multiplica por el factor de escalamiento de la zona, de la red de la carga de línea.

Comentario: Los factores de escalamiento predefinidos para la red y las zonas se pueden modificar en “Datos – Datos Operacionales” del menú Editar (ver capítulo “Opciones del Menú”). Carga de Línea - Información La pestaña Información se describe en “Información del Elemento” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”.

Carga de Línea - Confiabilidad La pestaña Confiabilidad se describe en “Confiabilidad del Elemento” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”.


4-165


Carga de Línea – Datos del Usuario La pestaña Datos del Usuario se describe en “Elemento – Datos del Usuario” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”. Potencia de Carga Mixta (Carga de Línea) La potencia consumida de una carga consiste de

• •

una carga general P y Q (ver entrada arriba) y una carga debida a un número de unidades residenciales nDU.

La potencia activa PDU y el Cos(ϕ) que se asignan a una unidad residencial, se entran en la ventana de parámetros de Flujo de Carga. En Valores Escalados de la pestaña Parámetros del Diálogo de Entrada de Datos de la Carga, los valores Pcal y Qcal muestran la suma de los datos de carga indicados y el número de unidades residenciales, multiplicado por el factor de escalamiento efectivo. Entonces, la potencia que toma el Flujo de Carga es correspondientemente: Pcal = P + nDU · PDU Qcal = Q + nDU · PDU · Sin(phi) / Cos(phi) Las potencias Pcal y Qcal se multiplican por el factor de simultaneidad. Cuando se calcule el Flujo de Carga con el método de Caída de Voltaje, se ajustará otra potencia para la potencia de carga mixta (ver el capítulo "Flujo de Carga"). Asignación de las Cargas al Centro de Carga de la Línea. Las cargas de línea se asignan a un nuevo nodo sobre la línea. Este nodo ficticio será generado automáticamente por el programa en el centro de carga de la línea, durante los cálculos de Flujo de Carga. El centro de carga se calcula como se indica a continuación:

∑ P ⋅l l

ltot

tot

= ∑ (Pl ⋅ ll )

= ∑ (Pl ⋅ ll )

∑P

l

donde Pl

Potencia activa de la Carga de Línea


4-166


ll ltot

Distancia de la Carga de Línea desde el nodo de inicio de la línea Distancia del centro de carga de la línea desde el nodo de inicio de la línea.

Al nuevo nodo, el cual se crea a una distancia ltot desde el nodo de inicio de la línea, se le dará un nombre arbitrario. La suma de todas las cargas de línea se asigna a este nodo. No se creará un nuevo nodo si el centro de carga se encuentra a menos de 7m del nodo iniciodos o de finalización. talpróximo caso, lasa cargas de línea se asignan a uno dede estos nodos (al nodoEn más ellas). La posición del símbolo de cargas de línea no tiene relación con el centro de carga. Al símbolo de cargas de línea no se asignan resultados. Descripción del Modelo (Carga de Línea) Ver capítulo "Flujo de Carga". Fases de las Cargas de Línea Las cargas de línea tienen la misma conectividad de fases que la línea. Por ejemplo, una línea monofásica sólo podrá tener cargas monofásicas; una línea simétrica sólo podrá tener cargas simétricas.


4-167


Factores de Escalamiento Definidos por el Usuario El usuario puede definir factores de escalamiento constantes y dependientes del tiempo para tiempos-día, semana-días, meses y años. Estos factores se pueden definir sólo en el proyecto o se pueden grabar en librerías. Existen las siguientes posibilidades para acceder al editor de factores de escalamiento definidos por el usuario: Para definir Factores de Escalamiento y Características Dependientes del Tiempo en una librería, mientras el proyecto no se modifique: • Menú Librerías – Factores de Escalamiento Para definir Factores de Escalamiento y Características Dependientes del Tiempo directamente en el proyecto, para exportarlos a una librería o para obtenerlos de una librería: • Menú Editar – Datos – Definir Factores de Escalamiento • Diálogo de Entrada de Datos de un elemento – pestaña Factores de Escalamiento – Definir Factores de Escalamiento Para calcular de losEscalamiento Factores de Escalamiento para cierto elemento, los Factores Definidos porEfectivos el Usuario seun multiplican por los Factores de Escalamiento Predefinidos para la red y las zonas. Los Factores de Escalamiento Predefinidos se pueden modificar en “Editar Datos – Datos Operacionales”. Para más información sobre Factores de Escalamiento Predefinidos, ver capítulo “Opciones del Menú”. Factores de Escalamiento Después de seleccionar la pestaña “Factores de Escalamiento” en el Editor de Factores de Escalamiento, aparece una lista de todos los tipos de Factores de Escalamiento existentes. Para cada tipo, el usuario puede definir factores de escalamiento constantes y dependientes del tiempo. Pueden adicionarse o removerse tipos de Factores de Escalamiento. Tipos

Muestra todos los tipos existentes de Factores de Escalamiento. Con “Nuevo” se puede adicionar un tipo; con “Eliminar” se puede remover un tipo. Descripción Descripción de los tipos de Factores de Escalamiento. Factor constante Factor de Escalamiento constante para P y Q. para escalamiento Guía del Usuario de NEPLAN V5

4-168


manual Factor El factor dependiente del tiempo está compuesto por doce dependiente del características “Día en Horas” y una característica “Largo tiempo Plazo en Años” (ver abajo). Para cada estación se pueden definir tres características día. El Factor de Escalamiento dependiente del tiempo se usa sólo en el módulo “Flujo de Carga con Perfiles de Carga” y se calcula como sigue: factorP_t(t) = fdía(t) * flargoPlazo(t) factorQ_t(t) = fdía(t) * flargoPlazo(t)

Características Día en Horas Después de seleccionar la pestaña respectiva en el Editor de Factores de Escalamiento, aparece una lista de todas las características “Día en Horas” existentes. Al hacer clic en un tipo de característica, se muestra la curva correspondiente, y sus valores se pueden modificar. Se pueden adicionar o remover varios tipos de características. Tipos

Muestra todos los tipos existentes de características día.

Con “Nuevo” seun puede puede remover tipo. adicionar un tipo; con “Eliminar” se Descripción Descripción del tipo de característica día. Tabla de valores Tabla de definición. El programa realiza una interpolación de tiempo lineal entre dos puntos. Se puede ingresar un máximo de 1440 valores de tiempo; un valor por cada segundo. Tiempo Tiempo (horas y minutos), editable directamente en la tabla. Factores Se puede ingresar un factor P y un factor Q entre 0 y 1 o editarse directamente en la tabla. Insertar item 1 Inserta un valor de tiempo después de la línea marcada. Si no se selecciona ninguna línea, el valor adicional se agrega al final de la tabla. Insertar items Quitar Escalar P y Q con valores iguales

Inserta la cantidad indicada de valores de tiempo después de la línea marcada. Si no se selecciona ninguna línea, los valores adicionales se agregan al final de la tabla. Remueve los valores de tiempo marcados. Si se activa esta casilla de chequeo, no se tendrán en cuenta los factores Q de la tabla. En vez de esto, los factores Q serán los mismos que los factores de


4-169


escalamiento para P. Características Largo Plazo en Años Después de seleccionar la pestaña respectiva en el Editor de Factores de Escalamiento, aparece una lista de todas las características “Largo Plazo en Años” existentes. Al hacer click en un tipo de característica, se mostrará la curva correspondiente, valores se pueden modificar. Se pueden adicionar o remover tipos ydesus características.

Tipos Descripción Valores Año Año Escalamiento P Factor Q Insertar Remover Escalar P y Q con valores iguales

Muestra todos los tipos existentes de características año. Con “Nuevo” se puede adicionar un tipo; con “Eliminar” se puede remover un tipo. Descripción del tipo de característica año. Para todos los años se puede ingresar un factor P y Q entre 0 y 1. Año (4 dígitos: p.e. 2004) para el cual se debe definir un factor P y Q . Factor P para el año respectivo. Factor Q para el año respectivo. Inserta un valor año. Remueve un valor año. Si se activa esta casilla de chequeo, no se tendrán en cuenta los factores Q de la tabla. En vez de esto, los factores Q serán los mismos que los factores de escalamiento para P.

Importar / Exportar Librería Si el usuario no modifica los Factores de Escalamiento directamente en el Menú Librerías, la librería no se modificará. En este caso existe la posibilidad de exportar o importar Factores de Escalamiento y Características a o de una librería. Proyecto Real Librería

La lista contiene todos los factores de escalamiento y tipos de características definidas en el proyecto. Estos se pueden seleccionar, “des-seleccionar” o eliminar. La lista contiene todos los factores de escalamiento y


4-170


seleccionada Abrir Librería Nueva Librería >> <<

tipos de características definidos en la librería activa. Estos se pueden seleccionar, “des-seleccionar” o eliminar. Se puede abrir una librería existente. Se puede crear una librería nueva. Al presionar estos botones, los tipos seleccionados se pueden copiar desde proyecto a la librería o desde la librería al proyecto


4-171


Filtro Este capítulo describe los parámetros del Diálogo de Entrada de Datos de un Filtro y el modelo correspondiente. Filtro – Parámetros Nombre Tipo Vr Filtro C Filtro HP

() () ()

Nombre del elemento. Aplicable sólo a librerías de Filtros. Al presionar el botón "…", se puede escoger el tipo, y los datos se pueden transferir desde la librería predefinida. Voltaje nominal en kV. Indica si el filtro es del tipo Filtro C. Indica si el filtro es del tipo Filtro HP.

Hay dos posibilidades para entrar los datos: Tipo 1:

Qr

()

f0 G Fact.Amsrc.

() () ()

Potencia reactiva de se secuencia delvalor Filtro, en kvar. La potencia debe darpositiva como un positivo, aún cuando ésta sea capacitiva. Frecuencia de resonancia, en Hz. Factor Q del Filtro en pu. Factor de Amortiguamiento (sólo es valido para los Filtros: Filtro C y Filtro HP)

Tipo 2:

Rv

()

L C Cs

() () ()

Rd

()


Resistencia del Filtro, en Ohm. Se representan las pérdidas. Inductancia del Filtro, en mH. Capacitancia principal del Filtro, en µF. Capacitancia auxiliar del Filtro, en µF (sólo es valido para el Filtro C). Resistencia de amortiguamiento del Filtro, en Ohm (sólo es valido para los filtros: Filtro C y Filtro HP).

4-172


Filtro – Información La pestaña Información se describe en “Información del Elemento” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”. Filtro - Confiabilidad La pestaña Confiabilidad se describe en “Confiabilidad del Elemento” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”. Filtro – Datos de Usuario La pestaña Datos del Usuario se describe en “Elemento – Datos del Usuario” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”.

Filtro - Más… Dependencia de la Frecuencia…




4-173


Descripción del Modelo (Filtro) Rv

L

C

L

C

a) filtro normal

Rv

Rd

b) filtro HP

Rv

L

Cs

C

Rd

c) filtro C

Fig. 4.44 Modelo de un Filtro

En todos los casos se hará uso de la secuencia positiva, excepto cuando se realicen cálculos de Cortocircuito según la norma IEC. En este caso sólo se tiene en cuenta la secuencia cero. Si se entran parámetros Qr, f0, Las G yfórmulas DF, el son: programa calculará los parámetros Rv,los L, C y Rd, y viceversa. Cálculo de Rv, L, C, Cs y Rd a partir de Qr, fO, G y DF: n=

f0 fn


4-174


L=

n2

⋅

1 2 ⋅ π ⋅ fn ⋅ Vr 2

⋅ Qr

1 ( 2 ⋅ π ⋅ fn) 2 ⋅ Ch 2 ⋅π ⋅ f 0 ⋅ L

=

Rv

−1

n2

Ch =

G

a) Filtro normal: C

= Ch = 0.0

Rd

b) Filtro HP: C

= Ch

=

Rd

L C

⋅ DF DF: Factor de amortiguamiento

c) Filtro C: Cs

C

1.0

=

=

Rd

2

L ⋅ ( 2 ⋅ π ⋅ fn) 1 .0 1 − 1Cs Ch

=

L C

⋅ DF DF: Factor de amortiguamiento

Cálculo de Qr, fO, G, DF a partir de Rv, L, C, Rd: a) Filtro normal: Ch = C Rd

= 0.0

b) Filtro HP: Ch = C

DF

=

C L

⋅ Rd DF: Factor de amortiguamiento

c) Filtro C:


4-175


Ch =

DF

1

C

1 .0 +1

C

=

L

Cs

⋅ Rd

Igualmente para todos los filtros: n= f0 fn f0 =

Qr G

=

=

1 2 ⋅π

n

⋅ L ⋅ Ch

2

⋅ Ch ⋅ 2 ⋅ π ⋅ fn ⋅ Vr 2 −1 2 ⋅π ⋅ f 0 ⋅ L n2

Rv

donde fn es la frecuencia nominal del sistema en Hz.


4-176


Circuito R-L-C Serie (Sin Conexión a Tierra) Este capítulo describe los parámetros del Diálogo de Entrada de Datos de un Circuito R-L-C Serie (Sin Conexión a Tierra) y el modelo correspondiente. R-L-C Serie – Parámetros Nombre Tipo

Vr Rv L C MOV

Ipr

() () () () (S)

(S)

Nombre del elemento. Aplicable sólo a librerías de Circuitos RLC. Al presionar el botón "…", se puede escoger el tipo, y los datos se pueden transferir de la librería predefinida. Voltaje nominal en kV. Resistencia en Ohm. Inductancia en mH. Capacitancia en µF. Indica si el elemento representa un compensador serie protegido por varistor de óxido de metal. Si se marca esta Los variable, la entrada C es en obligatoria. valores de R y Ldel novalor se toman cuenta. Sólo para cálculos de Cortocircuito. Nivel de protección del capacitor en kA. Este valor se debe entrar en caso de un compensador serie protegido por varistor de óxido de metal. Sólo para cálculos de Cortocircuito.

R-L-C Serie – Información La pestaña Información se describe en “Información del Elemento” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”. R-L-C Serie - Confiabilidad La pestaña Confiabilidad se describe en “Confiabilidad del Elemento” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”.


4-177


R-L-C Serie – Datos del Usuario La pestaña Datos del Usuario se describe en “Elemento – Datos del Usuario” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”. R-L-C Serie - Más… Dependencia de la Frecuencia…


Al presionar este botón de la pestaña Más, se pueden ingresar los parámetros de entrada de los Datos de Inversión. Estos sólo se usan para análisis de Inversión. La descripción se puede encontrar en “Análisis de Inversión” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”-“Más sobre el Elemento...”. Descripción del Modelo (RLC Serie) Según los datos de entrada, existen las siguientes posibilidades para ingresar el Circuito RLS Serie. R

L

C


4-178


R

L

R

R

C

L

C

L

C

Fig. 4.45 Posibilidades para Introducir el Circuito RLC Serie Sin Conexión aTierra

Con este elemento, el usuario puede modelar cualquier tipo de filtro o de otro elemento. Se toman en cuenta las secuencias cero y positiva, las cuales son iguales. Compensador Serie Protegido por Varistor de Óxido de Metal (MOV) Los varistores de óxido de metal (MOV) se usan actualmente para puentear (como bypass) los capacitores serie con el fin de evitar sobrevoltajes durante condiciones de falla. El comportamiento de un MOV se puede representar mediante una impedancia no lineal: Zeq(Ipu) = Rc(Ipu) – j*Xc(Ipu) Si la corriente de cortocircuito Ic a través del compensador serie es menor que 0.98*Ipr: Rc = 0.0 and Xc=Xcs Si la corriente de cortocircuito Ic a través del compensador serie es mayor o igual que 0.98*Ipr: Rc = Xcs ⋅ (0.0745 + 0.49 ⋅ e −0.243⋅ Ipu


− 0.6 ⋅ e −1.4⋅Ipu − 35 ⋅ e −5⋅Ipu ) 4-179

Modelos y Datos de Entrada de los Elementos Xc = Xcs ⋅ (0.1010 − 0.005749 ⋅ Ipu + 2.088 ⋅ e −0.8566⋅Ipu )

donde Ipr: Nivel de protección del capacitor, en kA (valor de entrada) Ic: Corriente de cortocircuito a través del compensador serie Ipu: Relación Ic/Ipr Xcs : Impedancia del compensador serie Xcs=ω·C Durante un cálculo de cortocircuito, el programa verifica si la corriente de cortocircuito de fase es mayor que 0.98*Ipr. Si es así, la impedancia de la fase examinada se modificará. En caso de fallas asimétricas, puede ocurrir que las impedancias de fase no sean iguales. El modelo equivalente será asimétrico. Como la impedancia varía en función de la corriente de cortocircuito, el problema sólo se puede resolver iterativamente. En caso de que no haya convergencia, el programa muestra un mensaje, y los resultados de cortocircuito que se presentan en la red son los que no toman en cuenta la nolinealidad del MOV.


4-180


RLC Paralelo Este capítulo describe los parámetros del Diálogo de Entrada de Datos de un Circuito RLC Paralelo y el modelo correspondiente. RLC Paralelo – Parámetros Nombre Tipo

Vr

()

Nombre del elemento. Aplicable sólo a librerías de Circuitos RLC Paralelo. Al presionar el botón "…", se puede escoger el tipo, y los datos se pueden transferir de la librería predefinida. Voltaje nominal en kV.

Para entrar los datos existen dos posibilidades: Tipo 1:

Sr

()

f0

()

G P

() ()

Potencia de rendimiento del filtro de baja frecuencia, en kVA. Frecuencia de resonancia o de cierre del filtro, en Hz. Factor Q del filtro, en pu. Reactancia nominal del filtro, en %.

() () ()

Resistencia del filtro de baja frecuencia, en Ohm. Inductancia del filtro de baja frecuencia en mH. Capacitancia del filtro de baja frecuencia, en µF.

Tipo 2:

Rv L C

RLC Paralelo – Información La pestaña Información se describe en “Información del Elemento” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”.


4-181


RLC Paralelo - Confiabilidad La pestaña Confiabilidad se describe en “Confiabilidad del Elemento” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”. RLC Paralelo – Datos del Usuario La pestaña Datos del Usuario se describe en “Elemento – Datos del Usuario” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”. RLC Paralelo - Más… Dependencia de la Frecuencia…


Al presionar este botón de la pestaña Más, se pueden ingresar los parámetros de entrada de los Datos de Inversión. Estos sólo se usan para análisis de Inversión. La descripción se puede encontrar en “Análisis de Inversión” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”-“Más sobre el Elemento...”. Descripción del Modelo (RLC Paralelo) R L C Fig. 4.46 Modelo de un Circuito Resonante RLC Paralelo

Se toman en cuenta las secuencias cero y positiva, las cuales son iguales. El programa calcula R, L y C a partir de Sr, f0, G y p. No es posible en sentido contrario. Cálculo de R, L, C a partir de Sr, f0, G, p: Guía del Usuario de NEPLAN V5

4-182


1

L=

2 ⋅π

C=

Rv

⋅ fn

⋅

p 100

⋅

Vr 2 Sr

1

( 2 ⋅ π ⋅ f 0 )2 ⋅ L

= G⋅ L/C

donde fn es la frecuencia nominal del sistema.


4-183


Circuito E-RLC Serie (Con Conexión a Tierra) Este capítulo describe los parámetros del Diálogo de Entrada de Datos de un Circuito E-RLC Serie y el modelo correspondiente. E-RLC Serie – Parámetros Nombre Tipo

Vr Rv L C

() () () ()

Nombre de elemento. Aplicable sólo a librerías de Circuitos E-RLC Serie. Al presionar el botón "…", se puede escoger el tipo, y los datos se pueden transferir de la librería predefinida. Voltaje nominal en kV. Resistencia en Ohm. Inductancia en mH. Capacitancia en µF.

E-RLC Serie – Información La pestaña Información se describe en “Información del Elemento” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”. E-RLC Serie - Confiabilidad La pestaña Confiabilidad se describe en “Confiabilidad del Elemento” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”.

E-RLC Serie – Datos del Usuario La pestaña Datos del Usuario se describe en “Elemento – Datos del Usuario” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”. E-RLC Serie - Más… Dependencia de la Frecuencia…

Al presionar este botón de la pestaña Más, se pueden ingresar los parámetros de entrada de la Dependencia de la Frecuencia. Estos sólo se usan para Guía del Usuario de NEPLAN V5

4-184


análisis de Armónicos. La descripción se puede encontrar en “Dependencia de la Frecuencia” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”-“Más sobre el Elemento... “. Datos de Inversión…

Al presionar este botón de la pestaña Más, se pueden ingresar los parámetros de entrada de los Datos de Inversión. Estos sólo se usan para análisis de Inversión. La descripción se puede encontrar en “Análisis de Inversión” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”-“Más sobre el Elemento...”. Descripción del Modelo (E-RLC Serie) Posibilidades para entrar el circuito -E-RLC Serie: R

L

C


4-185


R

L

R

R

C

L

C

L

C

Fig. 4.47 Posibilidades para Entrar el Circuito E-RLC Serie en Serie con la Conexión a Tierra

Con este elemento, el usuario podrá modelar cualquier tipo de filtro u otro elemento. La secuencia positiva se utiliza en todos los casos, excepto en los cálculos de Cortocircuito según la norma IEC. En este caso, sólo se tiene en cuenta la secuencia cero.


4-186


Suiche de Desconexión (Seccionador) Es posible entrar Suiches de Desconexión entre dos nodos. Este capítulo describe los parámetros del Diálogo de Entrada de Datos de un Suiche de Desconexión (Seccionador). Suiche de Desconexión – Parámetros Nombre Tipo Controlado R Remotam. Vrmáx SP Ir Ik"

LM SP

Ibmáx

SP

Ipmáx r(1) r(0) x(1) x(0)

SP D D D D

Nombre del elemento. Aplicable sólo a librerías de Suiches de Desconexión. Al presionar el botón "…", se puede escoger el tipo, y los datos se pueden transferir de la librería predefinida. Indica si el suiche será controlado remotamente. Voltaje máximo de diseño del suiche y límite superior de operación, en kV. Corriente nominal del suiche, en kA. Corriente de cortocircuito inicial máxima permisible o capacidad de corriente de medio ciclo del suiche, en kA. Corriente de interrupción nominal máxima permisible (breaking current – interrupting) o capacidad de interrupción del suiche, en kA. Para Suiches de Desconexión, este dato no es relevante. Corriente pico de cortocircuito máxima permisible, en kA. Resistencia de secuencia positiva, en mOhm. Resistencia de secuencia cero, en mOhm. Reactancia de secuencia positiva, en mOhm. Reactancia de secuencia cero, en mOhm.

Comentario: La resistencia reactancia del modelo del suiche necesarias si los suiches no sey reducen durante los cálculos (versólo la son opción “Reducir” en parámetros de cálculo de los diferentes módulos de cálculo). Para cálculos de Flujo de Carga con el método “Newton Raphson Extendido”, estas impedancias no son relevantes, pues este método modela los suiches sin impedancias. Para Análisis Dinámico, los datos de impedancia siempre se deben ingresar. Guía del Usuario de NEPLAN V5

4-187


Suiches de Desconexión – Información La pestaña Información se describe en “Información del Elemento” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”. Suiches de Desconexión - Confiabilidad La pestaña Confiabilidad se describe en “Confiabilidad del Elemento” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”. Suiches de Desconexión – Datos del Usuario La pestaña Datos del Usuario se describe en “Elemento – Datos del Usuario” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”.


4-188


Suiche de Carga Es posible entrar suiches de carga entre dos nodos. Este capítulo describe los parámetros del Diálogo de Entrada de Datos de un Suiche de Carga. Suiche de Carga – Parámetros Nombre Tipo Controlado R Remotam. Vrmáx SP Ir Ik"

LM SP

Ibmáx

SP

Ipmáx r(1) r(0) x(1) x(0)

SP D D D D

Nombre del elemento. Aplicable sólo a librerías de Suiches de Carga. Al presionar el botón "…", se puede escoger el tipo, y los datos se pueden transferir de la librería predefinida. Indica si el suiche será controlado remotamente. Voltaje máximo de diseño del suiche y límite superior de operación, en kV. Corriente nominal del suiche, en kA. Corriente de cortocircuito inicial máxima permisible o capacidad de corriente de medio ciclo del suiche, en kA. Corriente interrupción nominalo máxima permisible (breaking de current – interrupting) capacidad de interrupción del suiche, en kA. Para Suiches de Carga, este dato no es relevante. Corriente pico de cortocircuito máxima permisible, en kA. Resistencia de secuencia positiva, en mOhm. Resistencia de secuencia cero, en mOhm. Reactancia de secuencia positiva, en mOhm. Reactancia de secuencia cero, en mOhm.

Comentario: La resistencia y reactancia del modelo del suiche sólo son necesarias si los suiches no de secálculo reducen los cálculos la opción “Reducir” parámetros de durante los diferentes módulos(ver de cálculo). Para cálculos en de Flujo de Carga con el método “Newton Raphson Extendido”, estas impedancias no son relevantes, pues este método modela los suiches sin impedancias. Para Análisis Dinámico, los datos de impedancia siempre se deben ingresar.


4-189


Suiches de Carga – Información La pestaña Información se describe en “Información del Elemento” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”. Suiches de Carga - Confiabilidad La pestaña Confiabilidad se describe en “Confiabilidad del Elemento” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”. Suiches de Carga – Datos del Usuario La pestaña Datos del Usuario se describe en “Elemento – Datos del Usuario” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”.


4-190


Interruptor Es posible entrar interruptores entre dos nodos. Este capítulo describe los parámetros del Diálogo de Entrada de Datos de un Interruptor. Interruptor – Parámetros Nombre Tipo

O O

Controlado R Remotam. Vrmáx SP Ir Ciclos

LM SP

Factor K

SP

Cos(phi)

SP

Ik"

SP

Ibmáx

SP

Ipmáx Standard

SP SP

Bajo voltaje SP Alto voltaje r(1) D r(0) D

Nombre del elemento. Aplicable sólo a librerías de Interruptores. Al presionar el botón "…", se puede escoger el tipo y los datos se pueden transferir de la librería predefinida. Indica si el interruptor será controlado remotamente. Voltaje máximo de diseño del suiche y límite superior de operación, en kV. Corriente nominal del Interruptor, en kA. Tiempo de interrupción de los Interruptores ANSI, en ciclos. Valores posibles: 2, 3, 5, 8 ciclos. Relación voltaje nominal Vrmáx inferior deldel rango de máximo operación de voltaje, enalellímite cual las capacidades de interrupción simétrica y asimétrica varían en proporción inversa al voltaje de operación (sólo para Interruptores ANSI). Cos(phi) al cual fue probado el interruptor (sólo para interruptores ANSI). Corriente de cortocircuito inicial máxima permisible o capacidad de corriente de medio ciclo del Interruptor, en kA. Corriente de interrupción nominal máxima permisible (breaking current – interrupting) o capacidad de interrupción del Interruptor, en kA. Corriente pico de cortocircuito permisible, en kA. Indica el dimensionamiento delmáxima Interruptor: interruptor IEC o interruptor ANSI/IEEE. Indica si el Interruptor es de bajo (BV) o alto voltaje (AV) Resistencia de secuencia positiva, en mOhm. Resistencia de secuencia cero, en mOhm.


4-191


x(1) x(0)

D D

Reactancia de secuencia positiva, en mOhm. Reactancia de secuencia cero, en mOhm.

Comentario: La resistencia y reactancia del modelo del Interruptor sólo son necesarias si los Interruptores no se reducen durante los cálculos (ver la opción “Reducir” en parámetros de cálculo de los diferentes módulos de cálculo). Para cálculos de Flujo de Carga con el método “Newton Raphson Extendido”, estas impedancias no son relevantes, pues este método modela los interruptores sin impedancias. Para Análisis Dinámico, los datos de impedancia siempre se deben ingresar. Los datos de este elemento sólo se tienen en cuenta en el módulo de Análisis de Selectividad. Interruptor – Información La pestaña Información se describe en “Información del Elemento” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”. Interruptor - Confiabilidad La pestaña Confiabilidad se describe en “Confiabilidad del Elemento” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”.

Interruptor – Datos del Usuario La pestaña Datos del Usuario se describe en “Elemento – Datos del Usuario” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”.


4-192


Fusible Este capítulo describe los parámetros del Diálogo de Entrada de Datos de un Fusible. Fusible - Parámetros Nombre Tipo Ir Tipo de elemento Variable Modificación Elemento Lado

LM ()

Nombre del elemento. Aplicable sólo a librerías de Fusibles. Al presionar el botón "…", se puede escoger el tipo, y los datos se pueden transferir de la librería predefinida. Corriente nominal A. Tipo de elemento en el cual se mide la variable.

() () () ()

Variable a ser medida. Opción para modificar la variable medida. Elemento al cual se asigna el Fusible. Lado del elemento (nodo) al cual está asignado el

Característica O Disparo

D

Fusible Botón para escoger un tipo de Fusible de una librería de dispositivos. Botón para definir funciones de disparo para simulaciones de Estabilidad Transitoria.

Este elemento no se utiliza en los cálculos. Sólo se verifican sus límites permisibles. Los datos se tienen en cuenta en el módulo de Análisis de Selectividad y Estabilidad Transitoria.

Fusible - Información La pestaña Información se describe en “Información del Elemento” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”. Fusible - Confiabilidad La pestaña Confiabilidad se describe en “Confiabilidad del Elemento” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”. Guía del Usuario de NEPLAN V5

4-193


Fusible – Datos del Usuario La pestaña Datos del Usuario se describe en “Elemento – Datos del Usuario” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”.


4-194


Relé de Sobrecorriente Este capítulo describe los parámetros del Diálogo de Entrada de Datos de un Relé de Sobrecorriente. Relé de Sobrecorriente – Parámetros Nombre O Nombre del elemento. Tipo Aplicable sólo a librerías de Relés de Sobrecorriente. Al presionar el botón "…", se puede escoger el tipo, y los datos se pueden transferir de la librería predefinida. Tipo de () Tipo de elemento en el cual se mide la variable. elemento Variable () Variable a ser medida. Modificación () Opción para modificar la variable medida. Elemento () Elemento al cual se asigna el relé. Lado () Lado del elemento (nodo) al cual está asignado el relé. Característica O Botón para escoger un tipo de relé de una librería de dispositivos. Disparo D Botón para definir funciones de disparo para simulaciones de Estabilidad Transitoria. Este elemento no se utiliza en los cálculos. Sólo se verifican sus límites permisibles. Los datos se toman en cuenta en el módulo de Análisis de Selectividad y Estabilidad Transitoria. Relé de Sobrecorriente - Información La pestaña Información se describe en “Información del Elemento” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”. Relé de Sobrecorriente - Confiabilidad La pestaña Confiabilidad se describe en “Confiabilidad del Elemento” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”.


4-195


Relé de Sobrecorriente – Datos del Usuario La pestaña Datos del Usuario se describe en “Elemento – Datos del Usuario” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”.


4-196


Relé de Distancia Este capítulo describe los parámetros del Diálogo de Entrada de Datos de un Relé de Distancia. Relé de Distancia – Parámetros Nombre Tipo Tipo Predefinido

Entrada de Datos

Nombre del elemento. Aplicable sólo a librerías de Relés de Distancia. Al presionar el botón "…", se puede escoger el tipo, y los datos se pueden transferir desde la librería predefinida. Existen relés predefinidos, como ABB REL 316, Siemens 7SA513, etc. Se puede seleccionar uno de estos tipos de relés con el botón “…”. El usuario tiene entonces la posibilidad de entrar directamente a los parámetros de ajuste del relé. Después de haber seleccionado un relé predefinido, se crea una nueva caja de diálogo para los parámetros de ajuste. Los parámetros de ajuste se explican en el manual de “Protección de Distancia”. La característica del relé, el tiempo de disparo y otros parámetros se pueden entrar para fallas línea – línea y/o línea – tierra. Este parámetro indica para qué tipo de falla será la entrada de datos en los diálogos “Parámetros”, “Arranque”, “Mediciones”, “Respaldo”, etc.

Impedancias del Relé Usar Valores El usuario puede definir si los valores de impedancia Secundarios se entran como valores secundarios o primarios. Las (Ki/Ku) impedancias de la red son siempre valores primarios. Para calcular valores secundarios, se usa el factor Ki/Ku. Ki/Ku Factor para calcular valores secundarios. Se usa la siguiente fórmula: ZS = Ki/Ku * ZP, con ZS como valor secundario y ZP como valor primario. Evaluación del Disparo del Relé Impedancias El programa chequea el tiempo de disparo de un relé de lazo justo después de un cálculo de Cortocircuito. Las impedancias vistas por el relé se calculan como impedancias de lazo (ver manual de “Protección de Guía del Usuario de NEPLAN V5

4-197


Z de secuencia positiva X de

Distancia”). El programa chequea el tiempo de disparo de un relé justo después de un cálculo de cortocircuito. La impedancia vista por el relé es la impedancia de secuencia positiva. Si se ajusta este parámetro, sólo se puedrán calcular fallas trifásicas simétricas. El programa chequea el tiempo de disparo de un relé

secuencia positiva

justo después de por un cálculo dela cortocircuito. La impedancia vista el relé es reactancia de secuencia positiva. Si se ajusta este parámetro, sólo se podrán calcular fallas trifásicas simétricas. Datos del Transformador de Corriente/Voltaje Usar TC/TP Indica si los valores de corriente y voltaje del TC y el de la red TP se toman para calcular el factor Ki/Ku. Vr del TP Muestra el voltaje nominal del transformador de potencial en el lado primario, en V. Ir del TC Muestra la corriente nominal del transformador de corriente en el lado primario, en A. Ku Relación del transformador de potencial Ki Relación del transformador de corriente Factor de Compensación para Relé Definido por el Usuario K0 Magnitud del factor de compensación para calcular las impedancias de lazo. (ver manual “Protección de Distancia”). Ángulo K0 Ángulo del factor de compensación para calcular las impedancias de lazo. (ver manual “Protección de Distancia”). Factor de Acoplamiento Mutuo para Relé Definido por el Usuario k0m Magnitud del factor de compensación para calcular las impedancias de lazo. Este factor se debe entrar en caso de líneas paralelas, y su función es compensar el acoplamiento mutuo de estas líneas (ver manual

Angulok0m

“Proteccióndisponible de Distancia”). Si esta encuentra en el relé, se característica debe entrar no se k0m=0.0. Angulo del factor de compensación para calcular las impedancias de lazo. Este factor se debe entrar en caso de líneas paralelas, y su función es compensar el acoplamiento mutuo de estas líneas (ver manual “Protección de Distancia”).


4-198


Línea Paralela para Considerar Factor de Acople Mutuo Nombre Nombre de la línea en paralelo con la línea del relé actual. La selección de la línea se puede hacer al presionar el botón “...“ junto al campo de entrada. Para calcular las impedancias de lazo, se toma en cuenta el producto de la corriente de tierra y el factor de compensación k0m. Importar/Exportar Formato RIO Archivo (*rio) Nombre del archivo en formato RIO. El formato RIO (Relay Interface by Omicron [Interface del relé por Omicron]) ha sido desarrollado por la compañía OMICRON y permite el intercambio de parámetros y características de la protección de distancia. La selección del archivo se puede hacer al presionar el botón “...” junto al campo de entrada. El usuario no puede crear nuevos archivos en formato RIO. El formato RIO se describe en el manual OMICRON. Importar El archivo seleccionado será leído al presionar este botón. Se importarán los valores del TC/TP, relaciones, características de arranque y mediciones. El uso práctico de importar/exportar el formato RIO se encuentra en el manual “Protección de Distancia”. Exportar La configuración actual se puede exportar al archivo seleccionado (importado previamente) al presionar este botón. No se pueden crear nuevos archivos. Estos archivos primero deben ser leidos. El uso práctico de importar/exportar el formato RIO se encuentra en el manual “Protección de Distancia”.

Relé de Distancia – Arranque Todos los valores se deben entrar para fallas línea – línea o línea – tierra, de acuerdo al parámetro en el diálogo “Parámetros”. Tipo de Arranque

Vr

Indica el tipo de arranque del relé. Se encuentran disponibles dos tipos: - Sobrecorriente o Baja Impedancia (límites I, V) - Impedancia (características R/X) Muestra el voltaje nominal del transformador de potencial en el lado primario, en V. Este valor será el voltaje de referencia para todos los valores de entrada


4-199


del voltaje en “Corriente/Voltaje de Arranque”. Muestra la corriente nominal del transformador de corriente en el lado primario, en A. Este valor será la corriente de referencia para todos los valores de entrada de la corriente en “Corriente/Voltaje de Arranque”. Corriente / Voltaje de Arranque Ir

I/Ir I2/Ir

I3/Ir

V/Vr

V2/Vr

Phi1

Phi2

Límite de la corriente de línea referenciada a la corriente nominal del TC, Ir, en el lado primario. Segundo límite de la corriente de línea referenciada a la corriente nominal del TC, Ir, en el lado primario. En caso de arranque por sobrecorriente pura, este valor se debe ajustar en 0.0 (ver modelo abajo). Tercer límite de la corriente de línea referenciada a la corriente nominal del TC, Ir, en el lado primario. En caso de arranque por sobrecorriente pura, este valor se debe ajustar en 0.0 (ver modelo abajo). Límite mínimo del voltaje línea – tierra referenciado al voltaje nominal del TP, Vr, en el lado primario. En caso de arranque por sobrecorriente pura, este valor se debe endel 0.0voltaje (ver modelo Límiteajustar máximo línea –abajo). tierra referenciado al voltaje nominal del TP, Vr, en el lado primario. En caso de arranque por sobrecorriente pura, este valor se debe ajustar en 0.0 (ver modelo abajo). Ángulo de fase mínimo para un arranque de baja impedancia dependiente del ángulo (fase), en grados. Si en caso de un cortocircuito, el valor del ángulo entre la corriente y el voltaje de fase se encuentra entre Phi1 y Phi2, se toma en cuenta el límite de corriente I3; de lo contrario se toma I2. El valor Phi1 se debe ajustar en cero para arranques de baja impedancia independientes del ángulo (fase). Ángulo de fase máximo para un arranque de baja impedancia dependiente del ángulo (fase), en grados. Si en caso de un cortocircuito, el valor del ángulo entre la corriente y el voltaje de fase se encuentra entre Phi1 y Phi2, se toma en cuenta el límite de corriente I3; de lo contrario se toma I2. El valor Phi1 se debe ajustar en cero para arranques de baja impedancia independientes del ángulo (fase).


4-200


Característica de Arranque Temporización El tiempo final no direccional se puede entrar en no-direccional segundos. La etapa se puede activar o desactivar con el parámetro “Estado”. Temporización El tiempo final direccional se puede entrar en direccional segundos. La etapa se puede activar o desactivar con el parámetro “Estado”. Diagrama |Z|

Estado

Este botón(ver se entrada utiliza para definir una característica arranque de característica R/X). Los de valores de R/X son primarios o secundarios, y para fallas línea – línea y línea – tierra, dependen de los parámetros ajustados anteriormente. Este parámetro permite activar y desactivar el tiempo final direccional y no direccional.

Relé de Distancia – Mediciones Todos los valores se deben entrar para fallas línea-línea o línea-tierra, de acuerdo al parámetro en la pestaña “Parámetros”. Temporización Estado Tiempo de espera para habilitar señal

Tiempo de apertura del interruptor

Diagrama |Z|, Editar

Tiempo de disparo de la zona 1, zona de sobrealcance (zona 1 ext.), zona 2, zona 3, zona 4, zona hacia atrás y zona de auto-recierre, en segundos. Indica si la zona correspondiente está o no activa. Este parámetro sólo se utiliza para Estabilidad Transitoria y representa el tiempo muerto o de espera para habilitar la señal, en segundos. Durante la simulación, un elemento se desconecta sólo después del tiempo de espera, el tiempo de apertuta del interruptor y el tiempo de disparo (temporización) del relé. Este parámetro sólo se utiliza para Estabilidad Transitoria y representa el tiempo de apertura de un interruptor, en segundos. Durante la simulación, un elemento se desconectará sólo después del tiempo de espera, el tiempo de apertuta del interruptor y el tiempo de disparo (temporización) del relé. Estos botones permiten la entrada de las características R/X (ver entrada de características R/X). Los valores de R/X son primarios o secundarios, y para fallas línea – línea y línea – tierra, dependen de


4-201


los parámetros ajustados anteriormente.

Relé de Distancia – Señales Binarias Registro de Corriente Función () Una señal de entrada en el módulo de protección de distancia puede tener los siguientes efectos: Bloqueo de Disparo: Se dará un comando de disparo al interruptor sólo cuando la señal no esté siendo recibida. Habilitar Disparo: El conteo de tiempo de la Zona 1 no arranca hasta que la señal esté siendo recibida. Sin embargo, el arranque del conteo de tiempo de la Zona 1 se bloquea hasta que haya transcurrido el tiempo TFG. Cuando TFG haya expirado, arranca el contador de tiempo de la Zona 1, incluso si no se está recibiendo ninguna señal. Enclavamiento Si se está recibiendo una señal, se enviará un comando de disparo con la condición de que el arranque direccional haya sido activado. Extensión de Rango: Cuando una señal externa esté siendo recibida, se activa la Zona 1 extendida. Arranque Externo: Las funciones de arranque se inician cuando una señal externa esté siendo recibida. Bloqueo de Auto-Recierre: El conteo de tiempo para un disparo mediante las características de autorecierre, arranca sólo cuando ninguna señal esté siendo recibida. Para más información, por favor referirse al manual “Estabilidad Transitoria”. Fuente de Señal Externa Tipo de Elemento

()

Variable

()

Tipo de elemento en el cual se mide la variable. Con base en esta variable, se envía una señal al Relé de Distancia actual. Sólo se usa en el módulo de Estabilidad Transitoria. Variable medida en el relé. Con base en esta variable, se envía una señal al Relé de Distancia actual. Sólo se usa en el módulo Estabilidad Transitoria.


4-202


Modificación

()

Opción para modificar la variable medida. Sólo se usa en el módulo de Estabilidad Transitoria. Elemento () Relé en la red que envía una señal al Relé de Distancia actual (fuente de señal). Sólo se usa en el módulo Estabilidad Transitoria. Transmisión de la Señal Temporiz. TL Para el tiempo de transmisión de la señal entre la fuente de señal y el destino, se puede asignar a la señal un tiempo de transmisión TL. Sólo se usa en el módulo Estabilidad Transitoria. Temporiz. Para controlar el flujo de la señal dependiente del tiempo, TAS se pueden suministrar señales binarias en la fuente con un retardo en el arranque (pickup) TAS y/o con un retardo de separación TAF. Sólo se usa en el módulo Estabilidad Transitoria. Temporiz. Para controlar el flujo de la señal dependiente del tiempo, TAF se pueden suministrar señales binarias en la fuente con un retardo en el arranque (pickup) TAS y/o con un retardo de separación TAF. Sólo se usa para el módulo Estabilidad Transitoria. Registros

Con los botones “Agregar”, “Remover” y “Actualizar” se pueden definir o modificar varios datos de entrada de la señal (fuente de señal) para el relé actual. Sólo se usa en el módulo Estabilidad Transitoria.

Relé de Distancia – Respaldo Todos los valores se deben entrar para fallas línea-línea o línea-tierra, de acuerdo al parámetro en la pestaña “Parámetros”. Ir

Etapa 1 I/Ir t

Muestra la corriente nominal del transformador de corriente en el lado primario, en A. Esta corriente será el valor de referencia para todos los valores de entrada de la corriente en “Arranque por Corriente/Voltaje”.

Valor de ajuste de la primera etapa de tiempo definido. Tiempo de disparo de la primera etapa de tiempo definido.


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Etapa 2 I/Ir t

Valor de ajuste de la segunda etapa de tiempo definido. Tiempo de disparo de la segunda etapa de tiempo definido.

Relé de Distancia – Configuración El botón "Configuración Automática" permite ajustar los parámetros del relé actual. Los siguientes parámetros se deben entrar antes de ejecutar la configuración automática. Programación de Disparo con Relé a Configurar Programar Se listan todos los programas de disparo que contiene el disparo con relé. La entrada del programa de disparo se explica en el Relé manual “Protección de Distancia”. Resistencias de Puesta a Tierra de Torre y Arco R_arc_LL Resistencia de arco para fallas línea – línea, en Ohm. Este valor sólo se usa para la configuración automática del relé. R_arc_LT Resistencia de arco para fallas línea – tierra, en Ohm. Este valor sólo se usa para la configuración automática del relé. Rm Resistencia de puesta a tierra de la torre, en Ohm. Este valor sólo se usa para la configuración automática del relé. Nodos Decisivos para Configuración Automática Nodos para Se listan los nodos que son importantes y decisivos configuración para la configuración automática del relé actual. La automática determinación de estos nodos se explica en el manual “Protección de Distancia”. Activo Indica si se debe tener en cuenta o no, un nodo de la lista durante la configuración. Nombre Nombre del nodo. Z, Impedancia en magnitud (Ohm) y ángulo (°) de Angulo Z secuencia positiva, vista desde el relé. Los valores siempre son primarios. R, Resistencia y reactancia de secuencia positiva, en X Ohm, vista desde el relé en caso de que ocurra un cortocircuito trifásico en el nodo correspondiente. Actualizar Este botón inicia un cálculo de cortocircuito y obtiene Guía del Usuario de NEPLAN V5

4-204


desde red

los nodos decisivos e impedancias para la configuración automática del relé.

Obtener línea más larga para zona 3

Se determina la línea adyacente más larga para calcular el alcance recomendado mínimo de la zona 3. Una “línea” también puede estar conformada por varias líneas. Ver manual “Protección de Distancia”.

Desde Hasta Z, Angulo Z

Muestra el „Desde Nodo“ de la línea más larga. Muestra el „Hasta Nodo“ de la línea más larga. Impedancia en magnitud (Ohm) y ángulo (°) de secuencia positiva vista desde el relé. Los valores siempre son primarios Resistencia y reactancia de secuencia positiva, en Ohm, de la línea más larga. Estos son valores primarios.

R, X Ajustes de Zonas Ajuste de zona

Las siguientes zonas se pueden configurar automáticamente: zona 1, zona de sobrealcance (zona 1 ext.), zona 2, zona 3, zona 4 y zona hacia atrás. Se deben entrar los valores en porcentaje relevantes para el ajuste. Estos valores están normalmente entre 80% .. 90% o 120% para la zona 1 ext. El método para calcular los parámetros de ajuste se explica en el manual “Protección de Distancia”. Indica las zonas que se deben ajustar. Indica qué método se debe aplicar (relativo o absoluto) para el ajuste (ver manual “Protección de Distancia”).

Configuración Relativo, Absoluto Ajuste Mínimo de Zona Zona 2 Indica si el alcance recomendado mínimo de la zona 2 Considerar se debe tener en cuenta o no. Ver manual “Protección ajuste mínimo de Distancia”. Zona 3 Indica si el alcance recomendado mínimo de la zona 3 Considerar ajuste mínimo

se debe tener en cuenta no.factor En caso de líneas paralelas, se puede entraro un constante. El alcance mínimo de la zona 3 se calcula normalmente con la línea adyacente más larga. Ver manual “Protección de Distancia”.


4-205


Relé de Distancia – Búsqueda de Ubicación de Fallas Cortocircuito X Primario Hacia adelante, Hacia atrás Tolerancia

Reactancia medida en Ohm. Se puede entrar la dirección de la reactancia medida (en dirección hacia delante o hacia atrás). La posición del relé es decisiva (ver comentario abajo). Se puede entrar una tolerancia para la reactancia medida en % o en Ohm. Falla Monofásica a Tierra en Red Resonante Aterrizada Distancia Hacia adelante, Hacia atrás Distancia referida a Tolerancia

Distancia medida en % de la longitud total o de la reactancia total del anillo, en el sistema de secuencia positiva o cero. Se puede entrar la dirección de la reactancia medida (medición en dirección hacia delante o hacia atrás). La posición del relé es decisiva (ver comentario abajo). La distancia medida se puede referir a -- la la reactancia longitud total anillo (km), deldel sistema de secuencia positiva (Ohm), - la reactancia del sistema de secuencia cero (Ohm). Se puede entrar una tolerancia para la distancia medida en %.

Comentario acerca la entrada de datos de Búsqueda de Ubicación de Falla La falla (reactancia o distancia medida) en el anillo de MV será vista por el relé A en dirección hacia atrás y por el relé B en dirección hacia adelante. El anillo en falla debe estar cerrado para hallar la ubicación de la falla en redes resonantes aterrizadas (redes compensadas). El programa detecta automáticamente el anillo cerrado. La posición del relé B determina el anillo cerrado (en falla). En el caso del relé A, sólo se debe cerrar el anillo que comienza en el barraje correspondiente, en caso contrario, se muestra un mensaje de error.


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B A

Relé de Distancia - Información La pestaña Información se describe en “Información del Elemento” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”.

Relé de Distancia - Confiabilidad La pestaña Confiabilidad se describe en “Confiabilidad del Elemento” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”. Relé de Distancia – Datos del Usuario La pestaña Datos del Usuario se describe en “Elemento – Datos del Usuario” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”. Arranque por Sobrecorriente y Baja Impedancia Los parámetros se deben entrar según el tipo de arranque y siguiendo las figuras siguientes:


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V / Vr

Area de arran ue

I / Ir I1/Ir Fig. 4.47.a Arranque por Sobrecorriente Pura V / Vr

V2/Vr V1/Vr Area de arranque I / Ir I1/Ir

I2/Ir

Fig. 4.47.b Arranque de Baja Impedancia Independiente del Ángulo V / Vr

V2/Vr= V1/Vr Area de arran ue I / Ir I1/Ir

I2/Ir

I3/Ir

Fig. 4.47.c Arrancador de Baja Impedancia Dependiente del Ángulo


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Entrada de Características R/X Las características R/X para arranques y mediciones (zonas) se entran por medio de una caja de diálogo. La característica se despliega directamente en el diagrama. Los valores R y X se muestran cuando el mouse se desplaza por el diagrama. Los ejes se generan automáticamente. Los valores R/X pueden ser primarios o secundarios según el parámetro ajustado en los parámetros de protección de distancia. Las características de un relé predefinido no se pueden entrar ni eliminar, pues éstas están definidas por los parámetros del relé. Las siguientes funciones se encuentran disponibles: Zona Nueva característica Eliminar característica Característica actual, Tipo

Nuevo punto Eliminar punto

Se puede definir la zona que se debe entrar o modificar. Al presionar este botón, se ingresa una nueva característica. Bajo “Característica Actual”, se puede seleccionar el tipo (polígino o círculo) y la dirección de medición (no direccional, hacia adelante, hacia atrás). Este botón elimina la característica. El usuario puede seleccionar entre característica poligonal o circular. Para la característica circular se debe punto centropoligonal (R y X) y se undebe radioentrar en Ohm. definir Para launcaracterística una lista de puntos R y X. La entrada de los puntos se puede efectuar con los botones “Nuevo Punto” y „Borrar Punto“. Los valores se activan con un doble click, la entrada finalizará con la llave . El diagrama se actualiza automáticamente. Se inserta un nuevo punto (coordenada R/X) en la lista de la tabla. Se elimina un punto (coordenada R/X).

Entrada del Relé Predefinido Los parámetros de ajuste Para de uncada relé relé predefinido se explican el manual “Protección de Distancia”. predefinido se tiene en disponible un diálogo especial. Las características R/X son predefinidas y sólo pueden modificarse cambiando los parámetros de ajuste del relé.


4-209


Relé de Frecuencia Este capítulo describe los parámetros del Diálogo de Entrada de Datos de un Relé de Frecuencia. Relé de Frecuencia – Parámetros Nombre Tipo Tipo Relé Tipo elemento Variable Modificación Elemento Etapas

() () () () D

Nombre del elemento. Aplicable sólo a librerías de Relés de Frecuencia. Al presionar el botón "…", se puede escoger el tipo, y los datos se pueden transferir de la librería predefinida. Tipo de Relé (-rango de ajuste). Tipo de elemento en el cual se mide la variable. Variable ser medida. Opción para modificar la variable medida. Elemento al que se asigna el relé. Define etapas y sus funciones de disparo para simulaciones de Estabilidad Transitoria.

Este elemento no se utiliza en cálculos de estado estable. Los datos se toman en cuenta en el módulo Análisis Dinámico. Relé de Frecuencia - Información La pestaña Información se describe en “Información del Elemento” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”. Relé de Frecuencia - Confiabilidad La pestaña Confiabilidad se describe en “Confiabilidad del Elemento” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”. Relé de Frecuencia – Datos del Usuario La pestaña Datos del Usuario se describe en “Elemento – Datos del Usuario” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”.


4-210


Relé de Voltaje Este capítulo describe los parámetros del Diálogo de Entrada de Datos de un Relé de Voltaje. Relé de Voltaje – Parámetros Nombre Tipo Tipo Relé Tipo elemento Variable Modificación Elemento Etapas

() () () () D

Nombre del elemento. Aplicable sólo a librerías de Relés de Voltaje. Al presionar el botón "…", se puede escoger el tipo, y los datos se pueden transferir de la librería predefinida. Tipo de relé (-rango de ajuste). Tipo de elemento en el cual se mide la variable. Variable a ser medida. Opción para modificar la variable medida. Elemento al que se asigna el relé. Define etapas y sus funciones de disparo para simulaciones de Estabilidad Transitoria.

Este elemento no se utiliza en cálculos de estado estable. Los datos se tienen en cuenta en el módulo Análisis Dinámico. Relé de Voltaje - Información La pestaña Información se describe en “Información del Elemento” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”. Relé de Voltaje - Confiabilidad La pestaña Confiabilidad se describe en “Confiabilidad del Elemento” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”. Relé de Voltaje – Datos del Usuario La pestaña Datos del Usuario se describe en “Elemento – Datos del Usuario” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”.


4-211


Relé de Potencia Este capítulo describe los parámetros del Diálogo de Entrada de Datos de un Relé de Potencia. Relé de Potencia – Parámetros Nombre Tipo Tipo relé Tipo elemento Variable Modificación Elemento Lado Etapas

() () () () () D

Nombre del elemento. Aplicable sólo a librerías de Relés de Potencia. Al presionar el botón "…", se puede escoger el tipo, y los datos se pueden transferir de la librería predefinida. Tipo de relé (-Rango de ajuste). Tipo de elemento en el cual se mide la variable. Variable a ser medida. Opción para modificar la variable medida. Elemento al que se asigna el relé. Lado del elemento (nodo) al cual se asigna el relé. Define etapas y sus funciones de disparo para simulaciones de Estabilidad Transitoria.

Este elemento no se utiliza para los cálculos de estado estable. Los datos se tienen en cuenta en el módulo Análisis Dinámico. Relé de Potencia - Información La pestaña Información se describe en “Información del Elemento” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”.

Relé de Potencia - Confiabilidad La pestaña Confiabilidad se describe en “Confiabilidad del Elemento” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”. Relé de Potencia – Datos del Usuario La pestaña Datos del Usuario se describe en “Elemento – Datos del Usuario” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”.


4-212


Relé de Deslizamiento de Polos Este capítulo describe los parámetros del Diálogo de Entrada de Datos de un Relé de Deslizamiento de Polos (ver manual de Estabilidad Transitoria). Relé de Deslizamiento de Polos – Parámetros Nombre Nombre del elemento. Tipo Aplica sólo a librerías de Relés de Deslizamiento de Polos. Al presionar el botón “…”, se puede escoger el tipo, y los datos se pueden transfreir desde la librería predefinida. Tipo de Relé Tipo de relé (-rango de ajuste). Zm Impedancia de medición en Ohm. Phi Inclinación de la característica de lente en °. Alpha Ángulo en °, que define la forma del lente. Za Factor multiplicador para el punto A de la característica de lente. Zb Zc

Factor multiplicador para el punto B de la característica de lente. Factor multiplicador para el punto C de la característica de lente.

Relé de Deslizamiento de Polos – Mediciones Irmín Pmín No. de deslizamiento s en la zona 1 No. de deslizamiento s en la zona 2 Medición de Impedancia Medición de

Valor de arranque para la medición de la impedancia (corriente en la ubicación de la medición de la impedancia). Valor de arranque para el relé de potencia. Número de deslizamientos permitidos para la zona 1 (si p.e. es 2, el relé permite 1 deslizamiento antes del arranque). Número de deslizamientos permitidos para la zona 2 (si p.e. es 2, el relé permite 1 deslizamiento antes del arranque). Definición de la ubicación y dirección de la medición. Definición de la ubicación y dirección de la medición.


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potencia Función de disparo de la Zona 1 Función de disparo de la Zona 2 Señales Externas

Función de disparo de la zona 1 para estabilidad transitoria. Función de disparo de la zona 2 para estabilidad transitoria. Igual que para la protección de distancia.

Este elemento no se usa en los cálculos de estado estable. Los datos sólo se toman en cuenta en el módulo de Análisis Dinámico (Estabilidad Transitoria). Relé de Deslizamiento de Polos - Información La pestaña Información se describe en “Información del Elemento” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”. Relé de Deslizamiento de Polos – Datos del usuario La pestaña Datos del Usuario se describe en “Elemento – Datos del Usuario” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”.


4-214


Transformador de Corriente En este capítulo se describen los parámetros del Diálogo de Entrada de Datos de un Transformador de Corriente. Transformador de Corriente – Parámetros Nombre Tipo

Ir1 Ir2 Ith(1s) Ith

P P

Nombre del elemento. Aplicable sólo a librerías de Transformadores de Corriente. Al presionar el botón "…", se puede escoger el tipo, y los datos se pueden transferir de la librería predefinida. Corriente nominal en el lado primario, en kA. Corriente nominal en el lado secundario, en kA. Corriente de cortocircuito térmico, en kA. Corriente térmica de estado estable, en kA.

Este elemento no se utiliza en los cálculos. Sólo se verifican sus límites permisibles. La relación Ir2/Ir1 se utiliza en el módulo de Protección de Distancia. Tranformador de Corriente - Información La pestaña Información se describe en “Información del Elemento” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”. Tranformador de Corriente - Confiabilidad La pestaña Confiabilidad se describe en “Confiabilidad del Elemento” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”.

Tranformador de Corriente – Datos del Usuario La pestaña Datos del Usuario se describe en “Elemento – Datos del Usuario” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”.


4-215


Transformador de Potencial (TP) En este capítulo se describen los parámetros del Diálogo de Entrada de Datos de un Transformador de Potencial. Transformador de Potencial – Parámetros Nombre Tipo

Vr1 Vr2

P P

Nombre del elemento. Aplicable sólo a librerías de Transformadores de Potencial. Al presionar el botón "…", se puede escoger el tipo, y los datos se pueden transferir de la librería predefinida. Voltaje nominal en el lado primario del TP, en kV. Voltaje nominal en el lado secundario del TP, en kV.

Este elemento no se utiliza en los cálculos. La relación Vr2/Vr1 se utiliza en el módulo de Protección de Distancia. Transformador de Potencial - Información La pestaña Información se describe en “Información del Elemento” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”. Transformador de Potencial - Confiabilidad La pestaña Confiabilidad se describe en “Confiabilidad del Elemento” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”.

Transformador de Potencial – Datos del Usuario La pestaña Datos del Usuario se describe en “Elemento – Datos del Usuario” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”.


4-216


Fuente de Corriente Armónica En este capítulo se describen los parámetros del Diálogo de Entrada de Datos de una Fuente de Corriente. Fuente de Corriente – Parámetros Nombre Tipo

H H

Ir f I

H H H

Ángulo i Corriente en

H H

% f en Hz

H

Insertar

H

Eliminar

H

Nombre del elemento. Aplicable sólo a librerías de Fuentes de Corriente Armónica. Al presionar el botón "…", se puede escoger el tipo, y los datos se pueden transferir de la librería predefinida. Corriente nominal en A. Frecuencia en edición en Hz o Número del armónico Corriente armónica en edición en A o en % referida a Ir. Ángulo en edición de la corriente armónica, en grados. Casilla de chequeo: Indica si las corrientes se entran en %. Casilla de chequeo: Indica si se entra la frecuencia en Hz, o el número del armónico. Se pueden entrar nuevos valores (hacer una nueva línea de entrada) en la tabla. Los valores de entrada se pueden modificar directamente en la tabla. Las líneas seleccionadas de la tabla se eliminan.

Fuente de Corriente - Información La pestaña Información se describe en “Información del Elemento” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”. Fuente de Corriente - Confiabilidad La pestaña Confiabilidad se describe en “Confiabilidad del Elemento” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”.


4-217


Fuente de Corriente – Datos del Usuario La pestaña Datos del Usuario se describe en “Elemento – Datos del Usuario” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”.


4-218


Fuente de Voltaje Armónico En este capítulo se describen los parámetros del Diálogo de Entrada de Datos de una Fuente de Voltaje. Fuente de Voltaje – Parámetros Nombre Tipo

H H

Vr f V

H H H

Ángulo V Voltaje en %

H H

f en Hz

H

Insertar

H

Eliminar

H

Nombre del elemento. Aplicable sólo a librerías de Fuentes de Voltaje Armónico. Al presionar el botón "…", se puede escoger el tipo, y los datos se pueden tranferir de la librería predefinida. Voltaje nominal en kV. Frecuencia en edición en Hz o Número del armónico. Voltaje armónico en edición en V o en % referido a Vr. Ángulo en edición del voltaje armónico, en grados. Casilla de chequeo: Indica si los voltajes se entran en %. Casilla de chequeo: Indica si se entra la frecuencia en Hz, o el número del armónico. Se pueden entrar nuevos valores (hacer una nueva línea de entrada) en la tabla. Los valores de entrada se pueden modificar directamente en la tabla. Las líneas seleccionadas de la tabla se eliminan.

Fuente de Voltaje - Información La pestaña Información se describe en “Información del Elemento” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”. Fuente de Voltaje - Confiabilidad La pestaña Confiabilidad se describe en “Confiabilidad del Elemento” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”.


4-219


Fuente de Voltaje – Datos del Usuario La pestaña Datos del Usuario se describe en “Elemento – Datos del Usuario” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”.


4-220


Equivalente Serie para Flujo de Carga (FC) En este capítulo se describen los parámetros del Diálogo de Entrada de Datos de un Equivalente Serie para Cálculos de Flujo de Carga y el modelo correspondiente. Este elemento se tiene en cuenta sólo para cálculos de Flujo de Carga. Existe otro Equivalente Serie para cálculos de Cortocircuito. El Equivalente Serie se genera por el módulo Reducción de Red con el fin obtener los mismos resultados de Flujo de Carga y Cortocircuito para la red srcinal y reducida (ver módulo “Reducción de Red”). Equivalente Serie (FC) – Parámetros Nombre Tipo

Vn1

L

Vn2 R12(1), X12(1),

L L

R21(1), X21(1),

L

Nombre del elemento. Aplicable sólo a librerías de Equivalentes Serie (FC). Al presionar el botón "…", se puede escoger el tipo, y los datos se pueden transferir de la librería predefinida. Voltaje nominal del sistema en kV en "Desde Nodo" Voltaje nominal del sistema en kV en "Hasta Nodo" Impedancia de transferencia de secuencia positiva de "Desde Nodo" hasta "Hasta Nodo", en Ohm. Impedancia de transferencia de secuencia positiva de "Hasta Nodo" hasta "Desde Nodo", en Ohm.

Equivalente Serie (FC) - Información La pestaña Información se describe en “Información del Elemento” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”.

Equivalente Serie (FC) - Confiabilidad La pestaña Confiabilidad se describe en “Confiabilidad del Elemento” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”. Equivalente Serie (FC) – Datos del Usuario La pestaña Datos del Usuario se describe en “Elemento – Datos del Usuario” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”. Guía del Usuario de NEPLAN V5

4-221


Descripción del Modelo (Equivalente Serie FC) Los elementos de la matriz Y se pueden calcular en por unidad para las tres secuencias, como se indica a continuación:

 Y11 [Y ] =  Y

21

Y12 



Y  22

con Y11 = 1.0 / Z12 Y12 = -1.0 / Z12 Y21 = -1.0 / Z21 Y22 = 1.0 / Z21 Vn1 : Voltaje nominal del sistema en el lado primario Vn2 : Voltaje nominal del sistema en el lado secundario. Sn = 100MVA


Z12 = (R12 + jX12) / Zn1 Zn1 = Vn12 / Sn Z21 = (R21 + jX21) / Zn2 Zn2 = Vn22 / Sn

4-222


Equivalente Serie para Cortocircuito (CC) En este capítulo se describen los parámetros del Diálogo de Entrada de Datos de un Equivalente Serie para Cálculos de Cortocircuito y el modelo correspondiente. Este elemento se tiene en cuenta sólo para cálculos de Cortocircuito. Existe otro Equivalente Serie para cálculos de Flujo de Carga. El Equivalente Serie se genera por el módulo Reducción de Red con el fin obtener los mismos resultados de Flujo de Carga y Cortocircuito para la red srcinal y reducida (ver módulo “Reducción de Red”). Equivalente Serie (CC) – Parámetros Nombre Tipo

Vn1

S

Vn2

S

R12(1), X12(1),

S

R21(1), X21(1),

S

R12(2), X12(2),

S

R21(2), X21(2),

S

R12(0), X12(0),

S

R21(0), X21(0),

S


Nombre del elemento. Aplicable sólo a librerías de Equivalentes Serie (CC). Al presionar el botón "…", se puede escoger el tipo, y los datos se pueden transferir de la librería predefinida. Voltaje nominal del sistema en kV en "Desde Nodo". Voltaje nominal del sistema en kV en "Hasta Nodo". Impedancia de transferencia de secuencia positiva de “Desde Nodo” hasta “Hasta Nodo”en Ohm. Impedancia de transferencia de secuencia positiva de “Hasta Nodo” hasta “Desde Nodo” en Ohm. Impedancia de transferencia de secuencia negativa de “Desde Nodo” hasta “Hasta Nodo”en Ohm. Impedancia de transferencia de secuencia negativa de “Hasta Nodo” hasta “Desde Nodo” en Ohm. Impedancia de transferencia de secuencia cero de “Desde Nodo” hasta “Hasta Nodo”en Ohm. Impedancia de transferencia de secuencia cero de “Hasta Nodo” hasta “Desde Nodo” en Ohm.

4-223


Equivalente Serie (CC) - Información La pestaña Información se describe en “Información del Elemento” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”. Equivalente Serie (CC) - Confiabilidad La pestaña Confiabilidad se describe en “Confiabilidad del Elemento” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”. Equivalente Serie (CC) – Datos del Usuario La pestaña Datos del Usuario se describe en “Elemento – Datos del Usuario” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”.

Descripción del Modelo (Equivalente Serie CC) Los elementos de la matriz Y se pueden calcular en por unidad para las tres secuencias, como se indica a continuación:

Y Y [ ] = Y11  21

Y  12 Y22 

con Y11 = 1.0 / Z12 Y12 = -1.0 / Z12 Y21 = -1.0 / Z21 Y22 = 1.0 / Z21 Vn1 : Voltaje nominal del sistema en el lado primario Vn2 : Voltaje nominal del sistema en el lado secundario Sn = 100MVA


Z12 = (R12 + jX12) / Zn1 Zn1 = Vn12 / Sn Z21 = (R21 + jX21) / Zn2 Zn2 = Vn22 / Sn

4-224


Equivalente Paralelo (Shunt) para Flujo de Carga (FC) En este capítulo se describen los parámetros del Diálogo de Entrada de Datos de un Equivalente Paralelo para Cálculos de Flujo de Carga y el modelo correspondiente. EsteEquivalente elemento seParalelo tiene enpara cuenta sólo para cálculos de Flujo de Carga. Existe otro cálculos de Cortocircuito. El Equivalente Paralelo se genera por el módulo Reducción de Red con el fin obtener los mismos resultados de Flujo de Carga y Cortocircuito para la red srcinal y reducida (ver módulo “Reducción de Red”). Equivalente Shunt (FC) – Parámetros Nombre Tipo

Nombre del elemento. Aplicable sólo a librerías de Equivalentes Paralelo (FC). Al presionar el botón "…", se puede escoger el tipo, y los datos se pueden transferir de la librería predefinida.

Vn1

L

R1(1), X1(1) P Gen

L L

Q Gen

L

P Carga

L

Q Carga

L

Voltaje nominal del sistema en kV en “Desde Nodo” Impedancia shunt de secuencia positiva, en Ohm. Potencia real generada, en MW. El signo debe ser negativo. Potencia reactiva “generada”, en Mvar. El signo debe ser negativo para generación (generador sobreexcitado). El signo debe ser positivo para consumo (generador subexcitado). Potencia real consumida, en MW. El signo debe ser positivo. Potencia reactiva “consumida”, en Mvar. El signo debe ser negativo para generación (motor sobreexcitado). El signo debe ser positivo para consumo (motor subexcitado).

Equivalente Shunt (FC) - Información La pestaña Información se describe en “Información del Elemento” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”. Guía del Usuario de NEPLAN V5

4-225


Equivalente Shunt (FC) - Confiabilidad La pestaña Confiabilidad se describe en “Confiabilidad del Elemento” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”. Equivalente Shunt (FC) – Datos del Usuario La pestaña Datos del Usuario se describe en “Elemento – Datos del Usuario” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”. Descripción del Modelo (Equivalente Shunt FC) Los elementos de la matriz Y se pueden calcular en por unidad, como se indica a continuación:

Y

[Y ] = 011.0 

0.0 0.0

con Y11 = 1.0 / Z1

Z1 = (R1 + jX1) / Zn1 Zn1 = Vn12 / Sn

Vn1: voltaje nominal del sistema en el lado primario Sn = 100MVA

I*

=

( Pc arg a

− Pgen ) + j ⋅ (Qc arg a − Qgen ) V

donde I: Corriente en el nodo V: Voltaje de nodo


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Equivalente Paralelo para Cortocircuito (CC) En este capítulo se describen los parámetros del Diálogo de Entrada de Datos de un Equivalente Paralelo para Cálculos de Cortocircuito y el modelo correspondiente. Este elemento se tiene en cuenta sólo para cálculos de Cortocircuito. Existe otro Equivalente Paralelo para cálculos de Flujo de Carga. El Equivalente Paralelo se genera por el módulo Reducción de Red con el fin obtener los mismos resultados de Flujo de Carga y Cortocircuito para la red srcinal y reducida (ver módulo “Reducción de Red”). Equivalente Shunt (CC) – Parámetros Nombre Tipo

Nombre del elemento. Aplicable sólo a librerías de Equivalentes Paralelo (CC). Al presionar el botón "…", se puede escoger el tipo, y los datos se pueden transferir desde la librería predefinida.

Vn1

S

R1(1), X1(1) R1(2), X1(2) R1(0), X1(0)

S S S

Voltaje Nodo". nominal del sistema en kV en "Desde Impedacia shunt de secuencia positiva, en Ohm. Impedacia shunt de secuencia negativa, en Ohm. Impedacia shunt de secuencia cero, en Ohm.

Equivalente Shunt (CC) - Información La pestaña Información se describe en “Información del Elemento” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”.

Equivalente Shunt (CC) - Confiabilidad La pestaña Confiabilidad se describe en “Confiabilidad del Elemento” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”.


4-227


Equivalente Shunt (CC) – Datos del Usuario La pestaña Datos del Usuario se describe en “Elemento – Datos del Usuario” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”. Descripción del Modelo (Equivalente Shunt CC) Los elementos de la matriz Y se pueden calcular en por unidad para las tres secuencias, como se indica a continuación:

Y

[Y ] = 011.0 

0.0 0.0

con Y11 = 1.0 / Z1

Z1 = (R1 + jX1) / Zn1 Zn1 = Vn12 / Sn

Vn1: Voltaje nominal del sistema en el lado primario. Sn = 100MVA

I*

= ( Pc arg a − Pgen ) + j ⋅ (Qc arg a − Qgen ) V

donde I: Corriente en el Nodo V: Voltaje de Nodo


4-228


Suiche de Puesta a Tierra En este capítulo se describen los parámetros del Diálogo de Entrada de Datos de un Suiche de Puesta a Tierra. Suiche de Puesta a Tierra – Parámetros Nombre Tipo

Controlado Remotam. Vrmáx

R

Ik''

S

Ir Ibmáx Ipmáx

LM S S

S

Nombre del elemento. Aplicable sólo a librerías de Suiches de Puesta a Tierra. Al presionar el botón "…", se puede escoger el tipo, y los datos se pueden transferir de la librería predefinida. Indica si el suiche será controlado remotamente. Voltaje máximo de diseño del suiche y límite superior de operación, en kV. Corriente de cortocircuito inicial máxima permisible o capacidad de corriente de medio ciclo del suiche, en kA. Corriente nominal del suiche, en kA. Corriente de interrupción máxima permitida, en kA. Corriente pico de cortocircuito máxima permitida, en kA.

Los suiches de puesta a tierra no se tienen en cuenta en los cálculos. Suiches de Puesta a Tierra - Información La pestaña Información se describe en “Información del Elemento” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”. Suiches de Puesta a Tierra - Confiabilidad La pestaña Confiabilidad se describe en “Confiabilidad del Elemento” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”.


4-229


Suiches de Puesta a Tierra – Datos del Usuario La pestaña Datos del Usuario se describe en “Elemento – Datos del Usuario” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”.


4-230


Pararrayo En este capítulo se describen los parámetros del Diálogo de Entrada de Datos de un Pararrayo. Pararrayo – Parámetros Nombre Tipo Vr Vc E Vres(10kA) Vres(1kA) I

Nombre del elemento. Aplicable sólo a librerías de Pararrayos. Al presionar el botón "…", se puede escoger el tipo, y los datos se pueden transferir de la librería predefinida. Voltaje nominal en kV. Voltaje de operación permanente, en kV. Capacidad de absorción de energía, en kJ/kVuc Voltaje residual en kV para 10 kA (8/20µs). Voltaje residual en kV para 1 kA (30/60µs). Capacidad de onda larga de 2000µs en A.

Los pararrayos no se tienen en cuenta en los cálculos. Pararrayo - Información La pestaña Información se describe en “Información del Elemento” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”. Pararrayo - Confiabilidad La pestaña Confiabilidad se describe en “Confiabilidad del Elemento” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”. Pararrayo – Datos del Usuario La pestaña Datos del Usuario se describe en “Elemento – Datos del Usuario” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”.


4-231


Instrumento de Medición En este capítulo se describen los parámetros del Diálogo de Entrada de Datos de un Instrumento de Medición. Instrumento de Medición – Parámetros Nombre Tipo Valores Fase

LM

P

LM

Q

LM

I

LM

Nombre del elemento. Aplicable sólo a librerías de Instrumentos de Medición. Al presionar el botón "…", se puede escoger el tipo, y los datos se pueden transferir de la librería predefinida. Si se activa esta opción, los valores medidos se pueden entrar para las tres fases de forma independiente. En caso de cálculos simétricos, los valores de fase para la potencia activa se suman, y se toma un valor promedio de corriente. Si no se marca, se pueden entrar las potencias activa y reactiva trifásicas totales y la corriente del conductor. Potencia activa medida total en las fases, en MW. Este valor sólodeesCarga necesario cuando se realicen con Balance (ver parámetros de Flujo cálculos de Carga). Si la potencia fluye hacia el nodo asociado al Instrumento (ver arriba), el valor se debe entrar con signo negativo; en caso contrario, con signo positivo. Potencia reactiva total medida en las fases, en Mvar. Este valor sólo es necesario cuando se realicen cálculos con Balance de Carga (ver parámetros de Flujo de Carga). Si la potencia fluye hacia el nodo asociado al Instrumento (ver arriba), el valor se debe entrar con signo negativo; en caso contrario con signo positivo. Corriente medida en el conductor, en A. Este valor sólo es necesario cuando se realicen cálculos con Balance de Carga (ver parámetros de Flujo de Carga). El valor de corriente sólo se usa cuando los campos de entrada de la potencia activa y reactiva P y Q, estén en cero. Si la potencia fluye hacia el nodo asociado al Instrumento (ver arriba), el valor se debe entrar con signo negativo; en caso contrario, con signo


4-232


V Usar Perfil de L Carga Borrar Perfil L Mostrar Perfil L

positivo. Voltaje de fase en kV, sólo por información. El módulo de “Flujo de Carga con Perfiles de Carga” utiliza el “Perfil” en lugar de un valor fijo. Botón para eliminar el perfil actual. Muestra el perfil gráficamente.

Comentario

Para un Balance de Carga correcto, el usuario debe asegurarse que en toda la red exista un número suficiente datos de mediciones iguales (P o I). Si hay datos de mediciones diferentes para una región, las cargas no se podrán balancear.

Instrumento de Medición - Información La pestaña Información se describe en “Información del Elemento” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”. Instrumento de Medición - Confiabilidad La pestaña Confiabilidad se describe en “Confiabilidad del Elemento” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”. Instrumento de Medición – Datos del Usuario La pestaña Datos del Usuario se describe en “Elemento – Datos del Usuario” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”.


4-233


Circuitos de Control CCT Al entrar un símbolo de Circuito de Control CCT, se abre un nuevo diagrama, en el cual se puede diseñar el circuito de control respectivo utilizando los bloques de funciones descritos en el capítulo “Bloques de Funciones”. No existen diferencias en los diagramas utilizados para los circuitos de control (bloques de funciones) y para la red. Los circuitos de control (bloques de funciones) y las redes se pueden entrar inclusive, en los mismos diagramas. El Diálogo de Entrada de Datos de un símbolo CCT está compuesto sólo por las pestañas Información y Datos del Usuario.

Circuito de Control CCT - Información La pestaña Información se describe en “Información del Elemento” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”.

Circuito de Control CCT – Datos del Usuario La pestaña Datos del Usuario se describe en “Elemento – Datos del Usuario” del capítulo “Diálogos de Entrada de Datos de los Elementos de Red”. Información General sobre Circuitos de Control Un circuito de control está constituído por varios bloques de funciones. Cada circuito de control posee una o más variables de entrada y una o más variables de salida. Una variable de entrada puede ser una variable análoga o binaria de la red. Una variable de salida puede ser: • El voltaje de excitación de una máquina sincrónica • El torque de la turbina de una máquina sincrónica de una una admitancia admitancia controlada controlada •• La La conductancia susceptancia de Un circuito de control también puede tener más de una variable de salida para diferentes máquinas sincrónicas. Las variables de entrada y salida se conectan al circuito de control respectivo por medio de bloques de entrada y/o salida. Se debe notar que un bloque de salida convierte una variable en una señal de control. Guía del Usuario de NEPLAN V5

4-234


Una señal de control es una magnitud de salida análoga o binaria de un bloque de funciones de un circuito de control. Una señal de control también se puede utilizar como un valor de salida o un resultado en pantalla, como una lista o en un archivo. Los bloques de funciones de un dispositivo de control particular se comunican entre ellos a través de señales de control, esto enlaza los bloques de funciones que se “controlan en la salida”. Una señal de entrada de un bloque de funciones particular constantemente se asigna como señal de salida de otro bloque de funciones, (por ejemplo, una señal de control). El identificador de una señal de control consiste de los 16 caracteres del nombre del circuito de control y 8 caracteres del nombre de la señal de control.

Inicialización de Circuitos de Control Antes de iniciar los cálculos, los bloques de funciones de los circuitos de control se deben inicializar individualmente, por bloque. La inicialización de bloques de funciones tiene lugar de izquierda a derecha, siempre que lo permita el bloque de funciones particular. En la mayoría de los casos, la inicialización por este procedimiento es exitosa. Si la inicialización por bloques de un circuito de control no es exitosa, Prost busca determinar automáticamente los valores de arranque de los bloques de funciones que todavía no se han inicializado, mediante procesos iterativos. Este procedimiento está basado en el método iterativo de Newton Raphson. Sin embargo, la inicialización iterativa sólo se aplica para funciones de transferencia estables o no discontinuas. Los límites no se tienen en cuenta durante la inicialización iterativa. Una vez lograda la inicialización iterativa, se revisan los límites y se reportan las violaciones. Si la inicialización iterativa no es exitosa, la intervención del usuario también es necesaria. Muchas veces es suficiente especificar valores de arranque como entrada para algunos de los integradores. Adicionalmente, algunos bloques de funciones tales como Límite, Puerta Valor Mínimo, Banda Muerta, Función SI (If then else – si…de lo contrario…), Binario, NOT, AND, OR y SUICHE se pueden inicializar manualmente. Se puede definir un valor de inicialización para los pins de entrada y salida. Esto también ayudaría a inicializar un CCT completo.


4-235


Bloques de Funciones En este capítulo se describen todos los bloques de funciones disponibles para construir circuitos de control. Los bloques de funciones, y por lo tanto, los Circuitos de Control, se deben entrar en diagramas. No existen diferencias entre los diagramas para bloques de funciones y para las redes. Los bloques de funciones (que constituyen un circuito de control) y las redes se pueden entrar inclusive en los mismos diagramas. También es posible importar y exportar CCTs. La estructura de los archivos de importación / exportación se describe en el Apéndice. Los CCTs importados se crean sin gráfica. La estructura del CCT importado no se puede modificar, a menos que la gráfica se cree para este CCT en particular. Otra posibilidad es eliminar el CCT y re-importar uno nuevo con una estructura modificada. Las variables del CCT y de los bloques de funciones importados se pueden modificar con el editor de listas. En la siguiente descripción de bloques de funciones se mencionan tanto las funciones de transferencia como los valores iniciales que deben calcularse durante el proceso de inicialización. Para el usuario, estos valores iniciales sólo tienen importancia si el proceso de inicialización no es exitoso. Esto puede ayudar a investigar cuáles variables no se pueden calcular durante el proceso de iteración.

Inicialización Manual Los bloques de funciones, los cuales pueden ser inicializados manualmente, tienen un diálogo adicional. Se pueden seleccionar las siguientes opciones para entrada y salida: - Inicialización automática (por defecto) - Usar valor definido por el usuario - Valor inicial (entrada del valor de inicialización) También es posible obtener el valor de inicialización de la red. Esto se puede describir de la siguiente manera:


4-236


K

Fuente de Red

Abs -> pu Abs <- pu

Ganan cia

Bloque de Funciones

El bloque Fuente de Red obtiene un valor de la red. El bloque Por Unidad modifica el valor de la red en por unidad o viceversa, el bloque Ganancia multiplica el valor por un factor. La base para el cálculo por unidad se toma de los generadores y puede ser la potencia aparente o la potencia activa. También es posible tomar un valor base definido por el usuario.

I/O Entrada Descripción Funcional: Una interfase de entrada de circuitos de control a otros elementos (lugar de corte de entrada). Una variable de la red se convierte en una señal de control. Variable u1

Señal de control y1

Fig. 4.48 Bloque de Entrada

Función de Transferencia Valor Inicial Comentario y1 = u1 u1 Inicialización iterativa permisible El bloque de funciones Entrada tiene una pestaña “Ajustes CCT”. Los parámetros de este diálogo se utilizan para ajustar algunos controles de un circuito de control específico. Si “Ajustes CCT” no se activa, se utilizan los valores por defecto. El grupo de controles de este diálogo aplica sólo para un circuito de control. Para todos los ajustes se debe tener en cuenta la siguiente advertencia: Guía del Usuario de NEPLAN V5

4-237


Estos ajustes sólo se deben usar si las consecuencias son enteramente claras e intencionales. De lo contrario, los resultados de los cálculos serán excepcionalmente erróneos. Los siguientes ajustes se pueden controlar: - Habilitar/Deshabilitar Clasificación de Bloques Por defecto, la secuencia de simulación de bloques de funciones se optimiza automáticamente (la para lograrde una cantidad mínima de situaciones de retroalimentación entrada un bloque de funciones se calcula después del bloque de funciones mismo). Si la secuencia de entrada (secuencia dada por el usuario durante la entrada del CCT) debe ser intencionalmente la secuencia de simulación, se puede deshabilitar la clasificación de bloques. - Habilitar/Deshabilitar selección automática de subintervalos Por defecto, el número de subintervalos de un intervalo de integración se ajusta al número por defecto de subintervalos (normalmente 5, ver parámetros de simulación) o se selecciona mediante un procedimiento automático que toma en consideración características específicas de un circuito de control (por ejemplo, el número de situaciones de retroalimentación). La selección automática se puede deshabilitar si se debe usar intencionalmente número fijo deelsubintervalos. La selecciónEste automática se habilita cuando seuningrese 0 para número de subintervalos. puede ser el caso de modelos de relés de protección, los cuales requieren sólo un subintervalo. - Habilitar/Deshabilitar el procesamiento de circuitos de control en cada iteración simultánea Por defecto, un circuito de control se procesa en cada iteración simultánea entre la solución de las ecuaciones de la red y las ecuaciones dinámicas. El procesamiento en todas las iteraciones simultáneas se puede deshabilitar. Esto tiene sentido sólo para modelos de relés de protección. Comentarios: Si existe más de un bloque de “Ajustes” por circuito de control, el último sobrescribe (reemplaza) los ajustes del anterior. Salida Descripción Funcional: Una interfase de salida de circuitos de control a otros elementos (lugar de corte de salida). Una señal de control se convierte en una variable de la red. Guía del Usuario de NEPLAN V5

4-238


Señal de control u1

Variable y1

Fig. 4.49 Bloque de Salida

Función de Transferencia Valor Inicial Comentario y1 = u1 y1 Inicialización iterativa permisible Comentarios: Los siguientes operandos se pueden especificar mediante un bloque de funciones de SALIDA: • Voltaje de Campo de una máquina sincrónica • Potencia del eje de la Turbina de una máquina sincrónica • Torque de Generación/de Carga de una máquina asincrónica • Voltaje del Rotor de eje d y q de una máquina asincrónica • Potencia Activa y Reactiva de una carga (parte dinámica) • Conductancia y Susceptancia de una admitancia controlada • Resistancia y Reactancia de una impedancia controlada • Valor de Corriente y Ángulo de una fuente de corriente controlada • Valor de Voltaje y Ángulo de una fuente de voltaje controlada • Ángulo de Disparo, Valor Objetivo de Corriente y modo de control de un HVDC

Fuente Descripción Funcional: Fuente de señal constante con un valor de u0. K

u0

y1

Fig. 4.50 Bloque Fuente


4-239


Función de Transferencia Valor Inicial Comentario y1 = u0 u0 Inicialización iterativa permisible

Mensaje Descripción Funcional: Si u1 cambia de 0 a 1, se envía un mensaje a la ventana de listas de la pantalla y al archivo de Listas ListFile. El texto puede tener hasta 50 caracteres. El mensaje se puede desplegar en la pantalla, en uno de cinco colores diferentes. Por defecto, el mensaje contiene el tiempo de simulación, el nombre completo del bloque de funciones y un texto individual definido en la entrada. El nombre del circuito de control y del bloque de funciones se pueden suprimir. Se puede seleccionar información adicional (contador de iteraciones, número de subintervalo).

u1 ABC

Fig. 4.51 Mensaje

Función de Transferencia

Valor Inicial

Comentario No es posible inicialización

Fuente de Red Descripción Funcional: Fuente de de Flujo señaldeconstante cálculo Carga. con un valor que se toma de los resultados del K

u0LF

y1

Fig. 4.52 Bloque Fuente Guía del Usuario de NEPLAN V5

4-240


Función de Transferencia Valor Inicial Comentario y1 = u0LF u0LF Inicialización iterativa permisible El valor del Flujo de Carga, u0LF, puede ser un voltaje o un ángulo de voltaje, una corriente o un ángulo de corriente, la potencia activa o reactiva de un barraje, un elemento de nodo o de una rama. Este valor será constantemente actualizado a partir de los cálculos de Flujo de Carga.

Matemática Suma Descripción Funcional: Formación de la suma de dos señales de entrada u1 y u2 y una constante u0. u0 u1 u2

+

K

+

y1 +

K

Fig. 4.53 Bloque Suma

Función de Transferencia Valor Inicial Comentario y1 = u0 + K 1 ⋅ u1 + K 2 ⋅ u2 u1, u2 o y1 Inicialización iterativa permisible

Tipo 0: ues0 un valor constante

u

Tipo 1: 0 es calculado por PROST. Inicialización iterativa permisible

No permisible: |K1| o |K2| menores que 10-8 si se usa el dato de entrada correspondiente Comentario: Al ajustar K2 = -1., por ejemplo, u2 se puede substraer de u1. Guía del Usuario de NEPLAN V5

4-241


Producto Descripción Funcional: Formación del producto de dos señales de entrada u 1 y u2 y una constante u 0. u0 u1

y1 Π

u2

Fig. 4.54 Bloque Producto

Función de Transferencia Valor Inicial Comentario y1 = u0 ⋅ u1 ⋅ u 2 u1, u2 o y1 Inicialización iterativa permisible

Tipo 0: ues 0 un valor constante.

u

Tipo 1: 0 es calculado por PROST. Inicialización iterativa permisible

No permisible: |u0| menor que 10-8 si es de tipo 0. Comentario: La inicialización no es posible si u1 o u2 < 10-8.

Absoluto Descripción Funcional: Valor absoluto de una variable de entrada

u1

y1 u1

Fig. 4.55 Bloque Valor Absoluto


4-242


Función de Transferencia Valor Inicial Comentario u1 Inicialización iterativa permisible y1 = u1

Potencia Descripción Funcional: Toma la potencia Késima de la variable de entrada u1. u1

K

U1K

1

Fig. 4.56 Bloque Potencia

Función de Transferencia Valor Inicial Comentario y1 = u1K u1 o y1 Inicialización iterativa permisible No permisible: |K| menor que 10-4 o mayor que 104

Inversor Descripción Funcional: Multiplicación del recíproco de la variable de entrada u 1 por una constante K0. u1

K

f(u1)

1

Fig. 4.57 Bloque Inversor

Función de Transferencia Valor Inicial Comentario K u1 o y1 Inicialización iterativa permisible. y = 0 1

u1


4-243


No permisible: |K0| menor que 10-8 Comentario: Si |u1| es menor que 10-8: y1 = K0·108·signo(u1)

División Descripción Funcional: División de la variable de entrada u1 por la variable de entrada u 2, y multiplicación por una constante K0. u1 u2

K

y1 f(u1,u2)

Fig. 4.58 Bloque División

Función de Transferencia y1 = K 0 ⋅

u1 u2

Valor Inicial

Comentario

u1 o u2 o y1

Inicialización iterativa

Se deben dar dos de las permisible. variables; la tercera se calcula.

No permisible: |K0| menor que 10-8 Comentario: Si |u2| es menor que 10-8: y1 = K0·u1·108·signo(u2)

Exponencial Descripción Funcional: Toma el exponente de la variable de entrada u1.


4-244


u1

K

f(u1)

1

Fig. 4.59 Bloque Exponencial

Función de TransferenciaK y1 = K 0 + K 1 ⋅ e

Valor Inicial 2

Comentario

u1 o y1 ; Inicialización iterativa sin Si (y1 – K0)/K1 < 10-8 : límites permisible. u1 = ln(108)/K2

⋅u1

No permisible: |K1| o |K2| menores que 10-8 Para inicialización con y1 = 0: K0 y K1 no tienen el mismo signo

Rectangular (Polar → Rectangular) Descripción Funcional: Convierte la variable u1 (magnitud) y la variable u2 (ángulo en [rad]) en una parte real y una imaginaria de una variable compleja, y la multiplica por una constante compleja K. u1 u2

y1

K

f(u1,u2)

y2

Fig. 4.60 Transformación de Coordenadas - Polar → Rectangular

Función de Transferencia Valor Inicial Comentario K = K1+j⋅K2 u1 y u2 Inicialización iterativa permisible z1 = u1⋅cos(u2) z2 = u1⋅sin(u2) z = z1+j⋅z2 y = y1+j⋅y2 = K⋅z y1 = z1⋅K1-z2⋅K2 Guía del Usuario de NEPLAN V5

4-245


y2 = z1⋅K2+z2⋅K1

Polar (Rectangular → Polar) Descripción Funcional: Multiplica la variable u1 (parte real) y la variable u2 (parte imaginaria) por la constante compleja K y convierte el resultado complejo en magnitud y ángulo (en [rad]). u1 u2

y1

K

f(u1,u2)

y2

Fig. 4.61 Transformación de Coordenadas - Rectangular → Polar

Función de Transferencia Valor Inicial Comentario u1 y u2 Inicialización iterativa permisible z1 = u1⋅K1-u2⋅K2 z2 = u1⋅K2+u2⋅K1 2

2

y1 = z1 + z2 z y 2 = arctan 2 z1

Función Racional de 2o. Orden Descripción Funcional: Función Racional de segundo orden. u1

A + B ⋅ u1 + C ⋅ u12 D + E ⋅ u1 + F ⋅ u12

y1

Fig. 4.62 Función Racional de 2o-orden

Función de Transferencia Valor Inicial Comentario u1, y1 Inicialización iterativa permisible. A + B ⋅ u1 + C ⋅ u12 y1 = 2 D + E ⋅ u1 + F ⋅ u1 No permisible: Guía del Usuario de NEPLAN V5

4-246


|D| y |E| y |F| < 10-8

Comentarios acerca de la inicialización Para un valor inicial dado y1 y |C| o |F| > 10-8, se despliegan los reportes de las raíces (ver también Error 1). Para los cálculos de u 1 se utiliza la raíz positiva.

Durante la inicialización se pueden presentar los siguientes mensajes de error: a) Valor inicial dado u1 o inicialización iterativa: Error 0 : D + E ⋅ u 1 + F ⋅ u 12 < 10 −8 La inicialización continúa con denominador = 10-8 . b) Valor inicial dado y1, si |C| o |F| ≥ 10-8: Error 1 : ( B − E ⋅ y 1 ) 2 − 4 ⋅ (C − F ⋅ y 1 ) ⋅ ( A − D ⋅ y 1 ) < 0 (Reporte de las raíces) Error 2 : C − F ⋅ y1 < 10 −8 c) Valor inicial dado y1, si |C| y |F| < 10-8: Error 3 : B − E ⋅ y1 < 10 −8 d) Valor inicial dado y1, si |B| y |C| y |E| y |F| < 10 -8: Error 4 : A < 10 −8

Por Unidad Descripción Funcional: Este bloque de funciones realiza la conversion entre valores por unidad y valores físicos (y viceversa).

K

u1

Kpu

y1

Fig. 4.63 Por Unidad


4-247



Valor Inicial

Comentario

y 1 = K pu ⋅ u 1

U1 o y1

Inicialización iterativa permisible

o

y1 = 1/K pu ⋅ u 1

Kpu puede ser una constante definida por el usuario o la potencia activa o aparente nominal de un generador. No permisible: |Kpu| menor que 10-8

Trigonométrica Coseno Descripción Funcional: La salida es el Coseno de la variable de entrada u1 (ángulo en [rad]). K

u1

y1

Cos

Fig. 4.64 Bloque Coseno

Función de Transferencia Valor Inicial Comentario y 1 = Cos(u1 ) u1 Inicialización iterativa permisible.

Seno Descripción Funcional: La salida es el Seno de la variable de entrada u 1 (ángulo en [rad]). u1

K

Sen

y1

Fig. 4.65 Bloque Seno


4-248


Función de Transferencia Valor Inicial Comentario y 1 = Sin(u1 ) u1 Inicialización iterativa permisible.

Tangente Descripción Funcional: La salida es la Tangente de la variable de entrada u1.(ángulo en [rad]).

u1

K

Tan

y1

Fig. 4.66 BloqueTangente

Función de Transferencia Valor Inicial Comentario y 1 = Tan(u1 ) u1 Inicialización iterativa permisible.

ArcCos Descripción Funcional: La salida es el ArcCos de la variable de entrada u1.(salida: ángulo en [rad]). u1

K

ArcCos

y1

Fig. 4.67 Bloque ArcCos

Función de Transferencia Valor Inicial Comentario y = ArcCos(u ) u1 Inicialización iterativa permisible. 1

1

ArcSen Descripción Funcional: La salida es el ArcSen de la variable de entrada u 1.(Salida: ángulo en [rad]).


4-249


K

u1

ArcSen

y1

Fig. 4.68 Bloque ArcSen

Función de Transferencia Valor Inicial Comentario y 1 = ArcSen(u1 )

u1

Inicialización iterativa permisible.

ArcTan Descripción Funcional: La salida es la Arcan de la variable de entrada u 1.(salida: ángulo en [rad]). u1

K

ArcTan

y1

Fig. 4.69 Bloque ArcTan

Función de Transferencia Valor Inicial Comentario y = ArcTan(u ) u1 Inicialización iterativa permisible. 1

1

Ganancia Constante (Lineal) Descripción Funcional: Multiplicación de la variable de entrada u 1 por una constante K. K

u 1

y1 K0

Fig. 4.70 Bloque Ganancia – Constante (Lineal)

Función de Transferencia Valor Inicial Comentario y1 = K 0 ⋅ u1 U1 o y1 Inicialización iterativa permisible. Guía del Usuario de NEPLAN V5

4-250


No permisible: |K0| menor que 10-8

NLF3 – Lineal Seccionada Descripción Funcional: Función no lineal para simular una relación seccionalmente lineal con dos puntos de discontinuidad.

u1

K

y1

Fig. 4.71 Bloque Ganancia – Lineal Seccionada (NLF3)


Valor Inicial Comentario

y1 ≤ 0 Si u1 ≤ 0 : u1 o y1 Si u1 ≤ ua : y1 = K o + K a ⋅ u1 Si ua < u1 ≤ ub : y1 = K o + K a ⋅ ua + K b ⋅ (u1 - ua ) Si ub > u1 : y1 = K o + K a ⋅ ua + K b ⋅ (ub - ua ) + K c ⋅ (u1 - ub )


No permisible: |Ka|,|Kb| o |Kc| menor que 10-8 o mayor que 108

NLF4 – No Lineal Tabulada Descripción Funcional:

Una función tabular f(u) se usa como función de transferencia. Los datos se ingresan en la tabla en el bloque de datos TAB del archivo de Datos Dinámicos. El tipo de interpolación a utilizar se especifica de la misma forma (lineal, cúbica o Newtoniana).


4-251


y1

u1

Fig. 4.72 Bloque Ganancia - No Lineal Tabulada


y1 = K 0 ⋅ f(u ) 1

Valor Inicial

Comentario

u1 ; Para funciones tabulares descendentes o ascendentes estrictamente monótonas, y1 también se puede dar como valor inicial (inicialización de derecha a izquierda).

Bajo la condición mencionada a la izquierda, la inicialización iterativa es permisible

No permisible: |K0| menor que 10-8 o mayor que 108

Límite Límite 1 - Limitación Descripción Funcional: Limita la variable de entrada u 1 a un valor máximo o mínimo, que también puede depender de otra variable de entrada. u2⋅ymáx u2

K

u1

y1 1

u3 u3⋅ymín

Fig. 4.73 Limitación

Función de Transferencia Valor Inicial Comentario y1 = Mínimo(u1,u2·ymáx) u1 o y1 Inicialización iterativa sin límites permisible. La entrada y salida y1 = Máximo(u1,u3·ymín) se pueden inicializar manualmente. Guía del Usuario de NEPLAN V5

4-252


Limitación: La limitación es del tipo "windup". Si se desea desactivar la función de limitación, ymáx y ymín se deben ajustar en cero. u2 y u3 se pueden usar para simular valores límite dependientes. Si los valores límite respectivos son constantes, u2 y/o u3 se debe/n dejar en blanco.

Límite 2 – Relación de la Limitación de Cambio Descripción Funcional: Limita el cambio de la variable de entrada u1 a un valor máximo o mínimo, que también puede depender de otra variable de entrada. Ejemplo: u1, y1

u2⋅y’máx u2

K

u1 u3

Entrada u1 Salida y1

y1 1

Descenso y’mín Incremento y’máx

u3⋅y’mín

t

Fig. 4.74 Relación de Limitación de Cambio

Función de Transferencia Ver el ejemplo dado arriba

Valor Inicial Comentario u1 o y1

Inicialización iterativa sin límites permisible. La entrada y salida se pueden inicializar manualmente.

Limitación: La limitación es del tipo "windup". Si se desea desactivar la función de limitación, ymáx y ymín se deben ajustar en cero. u2 y u3 se pueden usar para

simular valores los valores límite respectivos son constantes, u2 y/olímite u3 sedependientes. debe/n dejar enSiblanco .


4-253


Puertas Puerta Valor Mínimo Descripción Funcional: La menor de las dos señales de entrada, u 1 y u 2, se tranfiere a través de la salida. La puerta LV corresponde a la referencia [4]. u1

K

y1 f(u1,u2)

u2

Fig. 4.75 Puerta LV

Función de Transferencia si u1 ≤ u2 : y1 = u1 si u1 > u2 : y1 = u2

Valor Inicial

Comentario

u1 y u2 ⇔ siempre posible u1 y y ⇔ sólo si y < u1 u2 y y ⇔ sólo si y < u2

Inicialización iterativa no permisible. La entrada y salida se pueden inicializar manualmente.

Puerta Valor Máximo Descripción Funcional: La mayor de las dos señales de entrada, u1 y u2, se transfiere a través de la salida. La puerta MV corresponde a la referencia [4]. u1 u2

K

y1 f(u1,u2)

Fig. 4.76 Puerta MV

Función de Transferencia si u1 ≥ u2 : y1 = u1 si u1 < u2 : y1 = u2

Valor Inicial

Comentario

u1 y u2 ⇔ siempre posible u1 e y ⇔ sólo si y > u 1 u2 e y ⇔ sólo si y > u 2



4-254


Excitación Por Unidad (Conversión). Ya no se usa ! Descripción Funcional: No existe función, se conserva por razones de compatibilidad. K u1

1

y1

Fig. 4.77 Excitación - Conversión Por Unidad

Función de Transferencia Valor Inicial Comentario u1 o y1 Inicialización iterativa permisible y1 = u1

Saturación (Máquina con Excitatriz Saturada) Descripción Funcional: Función de transferencia exponencial para simular la realimentación de excitatrices saturables (KE + SE ), utilizados en las referencias [12] y/o [13].

u1

K

f(u1)

1

Fig. 4.78 Excitación – Máquina con Excitatriz Saturada

Función de Transferencia Valor Inicial Comentario u1 Inicialización iterativa permisible y1 = (K 0 + K 1 ⋅ eK ⋅u ) ⋅ u1 2

1

No permisible: |K1| o |K2| menores que 10-8 Comentario: Las constantes se calculan a partir los parámetros estipulados en las referencias [12] y/o [13], de la siguiente manera: Guía del Usuario de NEPLAN V5

4-255


K0 = K2 =

VR max E FD max 4 E FD max

− S E max

K1 =

S4E 0.75 max S3E max

 S E max    S E 0.75 max 

⋅ ln

NLF1 (Controlador No Continuo) Descripción Funcional: Función no lineal correspondiente al tipo DC3 en [4]. u1

K

y1 f(u1,u2)

u2

Fig. 4.79 Excitación – Controlador No Continuo

Función si u2 > K0 de : yTransferencia 1 = YMAX si |u2| ≤ K0 : y 1 = u1 si u2 < -K0 : y1 = YMIN

Valor u1 y u2Inicial

Comentario Inicialización iterativa no permisible

NLF2 (Controlador del Rectificador) Descripción Funcional: Función no lineal correspondiente a la “característica de regulación del rectificador” en la referencia [4]. K

u1

y f(u1)

1

Fig. 4.80 Excitación – Controlador del Rectificador

Función de Transferencia u1 ≤ 0 :y1 = 1 Guía del Usuario de NEPLAN V5

Valor Inicial u1 o y1

Comentario Inicialización iterativa 4-256


permisible

si u1 ≤ (√3)/4 : y1 = 1-(1/√3)⋅u1 si (√3)/4< u1 < 3/4 : y 1 =

2 3/4 - u1

si u1 ≥ 3/4 : y1 = (√3)⋅(1-u1) si u1 ≥ 1 : y1 = 0

StatExc – Excitador Estático Descripción Funcional: Excitación estática como en la IEC 34-16-1, 1991. u1

Π

y1

f(x) u2

K0 ⋅ u 2 u1

Fig. 4.81 Excitación – Excitador Estático

Función de Transferencia Valor Inicial Ver diagrama de bloques arriba. La u1 y u2 función no lineal f(x) corresponde al bloque de funciones NLF 2 (Característica de regulación del rectificador).


Comentario: Las variables de entrada y de salida corresponden a las siguientes variables eléctricas de los dispositivos excitadores estáticos:

u1 = VE u2 = IFD y = EFD


4-257


Controlador I (Integrador) Descripción Funcional:

Integrador. u2⋅ymáx y1,0

u2 u1 u3

y1

f(s)

u3⋅ymín

Fig. 4.82 Integrador

Función de Transferencia K y1 = 0 ⋅ u1 s

Valor Inicial

Comentario

y1, un valor inicial se puede dar Inicialización iterativa permisible como entrada.

Limitación: La limitación es del tipo "non-windup". Si se desea desactivar la función de limitación, ymáx y ymín se deben ajustar en cero. u2 y u3 se pueden usar para simular valores límite dependientes. ATRASO [LAG] (Bloque de Temporización de 1er. Orden) Descripción Funcional: Bloque de retardo de tiempo de 1er. orden u2⋅ymáx u2

K

u1

y1 f(s)

u3

u3⋅ymín

Fig. 4.83 Bloque de Temporización de 1er. Orden


4-258


Función de Transferencia K0 ⋅u y1 = 1 + sT N1 1

Valor Inicial Comentario u1 o y1 Inicialización iterativa sin límites permisible

Limitación: La limitación es del tipo "non-windup". Si se desea desactivar la función de limitación, ymáx y ymín se deben ajustar en cero. u2 y u3 se pueden usar para simular valores límite dependientes.

Derivada Descripción Funcional: Bloque derivada u2⋅ymáx u2

K

u1 u3

y1 f(s)

u3⋅ymín

Fig. 4.84 Bloque Derivada

Función de Transferencia Valor Inicial y 1 = s ⋅ u1 u1

Comentario Inicialización iterativa sin límites permisible

Limitación: La limitación es del tipo "non-windup". Si se desea desactivar la función de limitación, ymáx y ymín se deben ajustar en cero. u2 y u3 se pueden usar para simular valores límite dependientes.

DERIVACION-ATRASO [DER-LAG] (Bloque Derivativo de 1er. Orden) Descripción Funcional: Bloque derivativo de 1er. orden


4-259


u2⋅ymáx u2

K

u1 u3

y1 f(s)

u3⋅ymín

Fig. 4.85 Bloque Derivativo de Primer Orden

Función de Transferencia Valor Inicial u1 K ⋅ sT y1 = 0 D ⋅ u1 1 + sTD


Limitación: La limitación es del tipo "non-windup". Si se desea desactivar la función de limitación, ymáx y ymín se deben ajustar en cero. u 2 y u3 se pueden usar para simular valores límite dependientes. Comentarios: Las constantes de tiempo menores que 10 -5 se asumen automáticamente como 10-5

ADELANTO-ATRASO [LEAD-LAG] (Controlador PI) Descripción Funcional: Controlador PI u2⋅ymáx u2

K

u1 u3

y1 f(s)

u3⋅ymín

Fig. 4.86 Controlador PI


4-260


Función de Transferencia Valor Inicial u1 o y1 1 + sTZ y1 = K 0 ⋅ ⋅u 1 + sTN 1


Limitación: La limitación es del tipo "non-windup". Si se desea desactivar la función de limitación, ymáx y ymín se deben ajustar en cero. u 2 y u3 se pueden usar para simular valores límite dependientes. Comentarios: Si la constante de tiempo del denominador es igual a cero, la función de transferencia corresponde al bloque de funciones CONSTANTE con limitación.

PID (Controlador PID) Descripción Funcional: Controlador PID

u2⋅ymáx u2

K

u1 u3

y1 f(s)

u3⋅ymín

Fig. 4.87 Controlador PID

Función de Transferencia Valor Inicial Comentario u oy Inicialización iterativa sin (1+ sTZ1 ) ⋅ (1+ sTZ2 ) y1 = K 0 ⋅ ⋅ u1 1 1 (1+ sTN1 ) ⋅ (1+ sTN2 ) límites permisible Limitación: La limitación es del tipo "non-windup". Si se desea desactivar la función de limitación, ymáx y ymín se deben ajustar en cero. u 2 y u3 se pueden usar para simular valores límite dependientes.


4-261


Comentarios: Las constantes de tiempo |TN1|, |TN2|, |TZ1| o |TN1-TN2| menores que 10-5 se asumen automáticamente como 10-5.

Funciones de Transferencia Racionales R2 (Función de Transferencia Racional de 2do. Orden) Descripción Funcional: Función de transferencia racional de 2do. orden u2⋅ymáx u2

K

u1 u3

y1 f(s)

u3⋅ymín

Fig. 4.88 Función de Transferencia Racional de 2do. Orden

Función de Transferencia b + b ⋅ s + b2 ⋅ s2 y1 = o 1 ⋅u a o + a1 ⋅ s + a 2 ⋅ s 2 1

Valor Inicial Comentario u1 o y1 Inicialización iterativa sin límites permisible

No permisible: |a0|, |a2| o |b0| menores que 10-8. Cualquier valor menor que 10-8 se asume internamente como 10-8. Limitación: La limitación es del tipo "non-windup". Si se desea desactivar la función de limitación, y y y se deben ajustar en cero. u y u se pueden usar para máx mín 2 3 simular valores límite dependientes.

R3 (Función de Transferencia Racional de 3er. Orden) Descripción Funcional: Función de transferencia racional de 3er. orden


4-262


u2⋅ymáx u2

K

u1 u3

y1 f(s)

u3⋅ymín

Fig. 4.89 Función de Tranferencia Racional de 3er. Orden

Función de Transferencia Valor Inicial Comentario 2 3 u1 o y1 Inicialización iterativa sin b + b ⋅ s + b 2 ⋅ s + b3 ⋅ s y1 = o 1 ⋅u límites permisible a o + a1 ⋅ s + a 2 ⋅ s 2 + a 3 ⋅ s 3 1

No permisible: |a0|, |a3| o |b0| menores que 10-8 Cualquier valor menor que 10-8 se asume internamente como 10-8. Limitación: La limitación es del tipo "windup". Si se desea desactivar la función de limitación, ymáx y ymín se deben ajustar en cero. u 2 y u3 se pueden usar para simular valores límite dependientes.

R4 (Función de Transferencia Racional de 4to. Orden) Descripción Funcional: Función de transferencia racional de 4to. orden u2⋅ymáx u2 u1 u3

K

y1 f(s)

u3⋅ymín

Fig. 4.90 Función de Transferencia Racional de 4to. Orden


4-263


Función de Transferencia Valor Inicial Comentario 2 3 4 u1 o y1 Inicialización b + b ⋅ s + b2 ⋅ s + b3 ⋅ s + b 4 ⋅ s y1 = o 1 ⋅u iterativa sin límites a o + a1 ⋅ s + a 2 ⋅ s 2 + a 3 ⋅ s 3 + a 4 ⋅ s 4 1 permisible No permisible: |a0|, |a4| o |b0| menores que 10-8 -8

-8

Cualquier valor menor que 10 se asume internamente como 10 . Limitación: La limitación es del tipo "windup". Si se quiere desactivar la función de limitación, ymáx y ymín se deben ajustar en cero. u 2 y u3 se pueden usar para simular valores límite dependientes.

SVS Función Escalón Descripción Funcional: Función escalón u1

K

y1

Fig. 4.91 Compensadores Estáticos – Función Escalón

Función de Transferencia u1 < 0 y1 = 0 u1 > u max y1 = K u max i u1 ≥ (i − s) ⋅ n y1 = K ⋅ n

Valor Inicial u1


Nota: n: i: s: 0:

Número de intervalos en el rango de u Intervalo actual i = 1...n Posición de cambio del escalón 0≤s≤1 Cambio del escalón a la derecha del intervalo


4-264


0.5: Cambio del escalón en la mitad del intervalo 1: Cambio del escalón a la izquierda del intervalo umáx: Valor máximo del Rango para u 1 (Valor mínimo: 0)

No permisible: umáx o ymáx menores que +10-8 o mayores que +108 La función está definida sólo para umáx o ymáx positivos Comentarios: Para la inicialización de u1 a partir de un valor dado y1, la función escalón se traslada paralelo al eje-y, de forma que el valor dado y 1 esté situado exactamente en un paso.

Ángulo de Disparo Descripción Funcional: Función no lineal para simular la señal de salida de controles de tiristores, dependiente del ángulo de disparo. K K0

u1

y1 0

1,0

Fig. 4.92 Compensadores Estáticos – Ángulo de Disparo


Valor Inicial u1 o y1

y1 = K 0 ⋅  u1 − ⋅ sin(π ⋅ u1 ) 1





π

Comentario Inicialización iterativa permisible

No permisible: -8

|K0|

8

menor que 10 o mayor que 10

Banda Muerta Descripción Funcional: Banda muerta con factor de ganancia.


4-265


K

u1

y1

umín umáx

Fig. 4.93 Banda Muerta


Valor Inicial

Comentario

u1

u1


≥ u máx

u mín u1

< u1 < u máx

≤ u mín

y1

K 0 ⋅ u1

= =0 y1 = K 0 ⋅ u1 y1

No permisible: |K1| menor que 10-8 o mayor que 108

Binario NOT Descripción Funcional: Negación de una variable binaria. u1

y1

Fig. 4.94 Binario – Not

Función de Transferencia y1 = NOT (u1)

Valor Inicial Comentario u1 o y1


Comentario: Una variable o una señal de control es lógicamente VERDADERA (TRUE) si su valor numérico es mayor o igual a 0.5.


4-266


AND Descripción Funcional: Función "AND" de dos variables binarias. u1

K

y1 f(u1,u2)

u2

Fig. 4.95 Binario – And

Función de Transferencia si u1 y u2: y1 = VERDADERO de lo contrario: y1 = FALSO

Valor Inicial u1 y u2

Comentario Inicialización iterativa no permisible. La entrada y salida se pueden inicializar manualmente.

Comentario: Una señal de control lógicamente VERDADERA (TRUE) si su valorvariable numéricoo es mayor o igual aes0.5. OR Descripción Funcional: Función "OR" de dos variables binarias. u1 u2

K

y1 f(u1,u2)

Fig. 4.96 Binaria - Or

Función de Transferencia Valor Inicial si u1 o u2: y1 = VERDADERO u1 y u2 de lo contrario: y1 = FALSO



4-267


Comentario: Una variable o señal de control es lógicamente VERDADERA (TRUE) si su valor numérico es mayor o igual a 0.5.

Suiche Descripción Funcional: Dependiendo del estado de u1, la señal de entrada u2 o u3 se transfiere a través de la salida. u2 u1 u3

K

y1

Fig. 4.97 Binario - Suiche

Función de Transferencia Valor Inicial Comentario u=1 VERDADERO y 1 = u2 u1, u2 y u3 Inicialización iterativa no u1 = FALSO y1 = u3

permisible. La entrada salida se pueden inicializary manualmente.

Comentario: Una variable o señal de control es lógicamente VERDADERA (TRUE) si su valor numérico es mayor o igual a 0.5. Suiche Bi-Estable Descripción Funcional: Dependiendo del valor de u 1 relacionado con una constante K, la salida se ajustará en el valor lógico 1 o 0. La salida sólo será modificada de 0 a 1, si u 2 (habilitar) es un 1 lógico. La salida sólo será modificada de 1 a 0, si u3 (reset) es un 1 lógico. El operador para la comparación entre u1 y K se puede seleccionar.


4-268


u1 y1

u2

Habilitar

u3

Reset

Fig. 4.98 Suiche Bi-Estable


Valor Inicial

y1 = 0->1: si u1 # K es u1 VERDADERO y si u2 >= 0.5


y1 = 1->0: if u1 # K is FALSO y si u3 >= 0.5 El operador # se puede seleccionar como <, ≤, =, ≠, ≥ o >.

Comentario: Si no hay señales de entrada para u2 y u3, la señales se interpretan como >= 0.5. Una señal de control o una variable es lógicamente VERDADERA cuando el valor numérico es mayor que 0.5.

Triple AND Descripción Funcional: Función "AND" de tres entradas binarias. u1 u2

y1 AND

u3

Fig. 4.99 Triple AND


4-269


Función de Transferencia (u1 ≥ 0),(5 ∧ u)(2 ≥ 0,5) ∧ u3 ≥ 0,5 (u1 < 0),(5 ∨ u)(2 < 0,5) ∨ u3 < 0,5

:

y1 = 1.

:

y1 = 0.

Valor Inicial

Comentario

u1


Triple OR Descripción Funcional: Función "OR" de tres entradas binarias. u1 y1

u2

OR

u3

Fig. 4.100 Triple OR

Función de Transferencia (u1 ≥ 0),(5 ∨ u)(2 ≥ 0,5) ∨ u3 ≥ 0,5 (u1 < 0),(5 ∧ u)(2 < 0,5) ∧ u3 < 0,5

:

y1 = 1.

:

y1 = 0.

Valor Inicial

Comentario

u1


Histéresis Descripción Funcional: La salida cambia entre ymáx y ymín en función de la alteración de u 1. ymáx u1 Ymín

y1

umín umáx

Fig. 4.101 Histéresis Guía del Usuario de NEPLAN V5

4-270



Valor Inicial

Comentario

Cambio de ymín a ymáx si u1 ≥ umáx y du >0 dt

u1


1

Cambio de ymáx a ymín si u1 ≤ umín y

du 1 dt

<0

Retardo del Tiempo de Activación Descripción Funcional: y1 en el tiempo t es idéntico a u1 en el tiempo t-∆t. u1 puede ser cualquier señal análoga.

u1

u1

y1

y1

Fig. 4.102 Retardo del Tiempo de Activación


Valor Inicial

Comentario

y1(t) = u1(t-∆t)

u1

Inicialización iterativa permisible. La entrada y salida se pueden inicializar manualmente.

Función SI (Si..., de lo contrario...) (If Then Else [ITE]) Suiche ITE (IF-THEN-ELSE) Descripción Funcional: Dependiendo del valor de u1 en relación a una constante K, u2 o u3 se transfiere a la salida. El operador entre u1 y K se puede seleccionar.


4-271


u2 u1

y1

u3

Fig. 4.103 Suiche IF-THEN-ELSE

Función de Transferencia Valor Inicial Si u1 # K es verdadero : y1 = u2 u1 De lo contrario : y1 = u3 El operador # se puede seleccionar como <, ≤, =, ≠, ≥ o >.


Generador de Señal Un generador de funciones es un elemento de red ficticio que sirve para probar equipo de control o como función de disturbio para simulaciones de red. Un generador de funciones se abre y se cierra (se desconectan y conectan) por medio de operaciones de suicheo. Se puede conectar más de un generador de funciones simultáneamente. Los siguientes tipos de generadores de funciones se encuentran disponibles:

Escalón Si el generador se abre, la señal de salida es 0. Si el generador se cierra en un tiempo t0, la señal de salida es igual al valor constante K.

Parámetros: - K: valor pico del escalón - T: no se necesita - Ta: no se necesita Guía del Usuario de NEPLAN V5

4-272


Rampa Si el generador se abre, la señal de salida es 0. Si el generador se cierra en un tiempo t 0, la señal de salida se calcula mediante la función: 

y = Min  K ,



⋅ t − t  0 T ( )

K

Parámetros: - K: valor pico de la rampa - T: Tiempo de subida de la rampa - Ta: no se necesita Si |T| < 0.0001, la función rampa corresponde a una función impulso (jump function) de tamaño K. Seno Si el generador se abre, la señal de salida es 0. Si el generador se cierra en un tiempo t0, la señal de salida se calcula mediante la función:  2 π ⋅ t − t + T  0 ϕ ) .  T (

y = K ⋅sin 

Si |T| < 0.0001, la función seno corresponde a una función impulso (jump function) de tamaño K.

Parámetros: - K: amplitud de la curva seno Guía del Usuario de NEPLAN V5

4-273


- T: período - Ta: ángulo de fase al inicio de la función

Relé Los siguientes bloques de funciones han sido diseñados para representar dispositivos de proteción. Estos bloques también se pueden utilizar para circuitos de control regulares. Los bloques de funciones descritos anteriormente también se pueden usar para diseñar dispositivos de protección, particularmente los bloques de funciones binarios. Activar Disturbio Descripción Funcional: Si u1 cambia de 0 a 1, se activa un grupo de funciones de arranque-disparo. Si u1 cambia de 1 a 0, se activa un grupo de funciones de restauracióndisparo. Antes de que se activen las funciones de disparo, la condición de arranque o restauración debe permanecer por un periodo de tiempo mínimo. Este periodo de tiempo mínimo puede ser independiente para el arranque y la restauración. No debe ser cero.

u1

Fig. 4.104 Activar Disturbio

Comentario: En la inicialización no se activa ningún disturbio (p.e. si u1 es inicialmente 1). Si un periodo de tiempo mínimo es 0, éste se ajusta automáticamente en 1

intervalo de integración. Retardo en el Arranque Descripción Funcional: Un arranque de u1 de 0 a 1 se tranfiere a la salida y1 con un retardo de un intervalo de tiempo ∆t. Si u1 se restaura a 0 antes que ∆t, y1 no se modifica. Guía del Usuario de NEPLAN V5

4-274


u1

u1

y1

y1

Fig. 4.105 Reatrdo en el Arranque


Valor Inicial

Comentario

y1 = u1, arranque con retardo ∆t

u1


Retardo en la Restauración Descripción Funcional: Una restauración de u1 de 1 a 0 se tranfiere a la salida y1 con un retardo de un intervalo de tiempo ∆t. u1

u1

y1

y1

Fig. 4.106 Retardo en la Restauración


Valor Inicial

y1 = 1 para ∆t, después de que u1 u1 sea ≥ 0,5

Comentario Inicialización iterativa no permisible.

Impulso Descripción Funcional: Si u1 está en el proceso de arranque, y 1 es 1 para un tiempo especificado ∆t.


4-275


u1

u1

y1

y1

Fig. 4.107 Impulso


Valor Inicial

y1 = 1 para ∆t, después de que u1 u1 sea ≥ 0,5

Comentario Inicialización iterativa no permisible. La entrada y la salida se pueden inicializar manualmente.

Contador Descripción Funcional: En cada arranque de la entrada u1 (cambio de 0 a 1), un conteo se incrementa. Si el contador es igual o mayor que un valor adjustable, la salido es 1. Si la entrada u2 se encuentra en proceso de arranque, el contador se restaura en 0 y la salida se ajusta en 0. u1 y1 1,2,3,…

u2

Fig. 4.108 Contador


Valor Inicial

Comentario

Contador ≥ Val

u1

Inicialización iterativa no permisible. La entrada y la salida se pueden inicializar manualmente.



y1 = 1


4-276


Máximo/Mínimo Descripción Funcional Relé Máximo: Si u1 es mayor que un valor ajustable K1, la salida y1 es un 1 lógico. Si y1 era 1, y1 cambia a 0, si u1 llega a ser menor que K2. Ver gráfica más abajo. K2 no puede ser mayor que K1. Descripción Funcional Relé Mínimo: Si u1 es menor que un valor ajustable K1, la salida y1 es un 1 lógico. Si y1 era 1, a 0,menor si u1 llega ser mayor que K2. Ver gráfica más abajo. K2y1 nocambia puede ser que aK1. u1

> <

y1

Fig. 4.109 Mínimo/Máximo

u1

K2

K1

t y1

t

Fig. 4.110 Relé Máximo


4-277


u1

K1

K2

t y1

t

Fig. 4.111 Relé Mínimo

Inicialización: Initialización iterativa no permisible.

Línea Descripción Funcional: La siguiente descripción de la función del bloque se refiera a u1 como una resistencia y a u2 como una reactancia. Los ejes horizontal y vertical yacen en un plano de impedancias. Pero u1 y u2 pueden ser cualquier señal de entrada. La línea está definida por 2 puntos (R1,X1) y (R2,X2). El área de arranque es el lado derecho del plano de impedancias visto desde el punto 1 en dirección al punto 2. La línea en sí no hace parte del área de arranque. Si el punto de impedancia definido por u1 y u2 está dentro del área de arranque, la salida y1 es un 1 lógico.

u1 y1

u2

Fig. 4.112 Línea Guía del Usuario de NEPLAN V5

4-278


x

(R2,X2)

r

(R1,X1)

Fig. 4.113 Característica de la Línea


Círculo Descripción Funcional La siguiente descripción de la función del bloque se refiera a u1 como una resistencia y a u2 como una reactancia. Los ejes horizontal y vertical yacen en un plano de impedancias. Pero u1 y u2 pueden ser cualquier señal de entrada. Si el punto de impedancia definido por u1 y u2 está dentro del círculo, la salida y1 es un 1 lógico. La región del círculo tiene un radio de Z y se puede desplazar del centro por R y X. El borde del círculo no hace parte del área de arranque. :

u1 u2

y1

Fig. 4.115 Círculo


4-279


x

Z R

X r

Fig. 4.116 Característica Circular


Polígono Descripción Funcional La siguiente descripción de la función del bloque se refiera a u1 como una resistencia y a u2 como una reactancia. Los ejes horizontal y vertical yacen en un plano de impedancias. Pero u1 y u2 pueden ser cualquier señal de entrada. :

Si el punto salida y1 esde unimpedancia 1 lógico. definido por u1 y u2 está dentro del polígonolo, la El polígono puede tener cualquier cantidad de puntos. Las líneas del polígono son las conexiones de dos puntos consecutivos. El último punto está conectado con el primer punto. Las líneas del polígono en sí no hacen parte del area de arranque. El número mínimo de puntos del polígono es 3. u1 u2

y1

Fig. 4.117 Polígono


4-280

Modelos y Datos de Entrada de los Elementos x

(R3,X3)

(R2,X2)

r

(R4,X4) (R1,X1)

Fig. 4.118 Característica Poligonal


Lente Descripción Funcional La siguiente descripción de la función del bloque se refiera a u1 como una resistencia y a u2 como una reactancia. Los ejes horizontal y vertical yacen en un plano de impedancias. Pero u1 y u2 pueden ser cualquier señal de entrada. Si el punto de impedancia definido por u1 y u2 está dentro del lente, la salida y1 es un 1 lógico. El lente está definido por los dos puntos ZA y ZB y un ángulo α que se forma. α puede tener un rango de 90° a 179°. α=90° da un círculo, ángulos mayores a 90° dan una forma de lente como la que se muestra en la gráfica. α=180° daría una línea. :

El borde del lente no hace parte del area de arranque. u1 y1

u2

Fig. 4.119 Lente


4-281


X ZA

α R

ZB

Fig. 4.120 Característica del Lente

Retardo de Tiempo Analíticamente Dependiente Función Relé Máximo: Si u1 arranca (cambia de 0 a 1), se inicia un retardo de tiempo dependiente. Después de ese retardo, la salida y1 se ajusta en 1 si la entrada u1 todavía es 1. Si u1 se restaura a 0 antes de que haya pasado el retardo de tiempo, el contador de tiempo también se restaura. El retardo de tiempo depende del valor absoluto de la entrada u2. Debido a la dependencia del tiempo pueden presentarse tiempos de disparo diferentes si se usa una longitud de paso de integración variable. u1 u2

t(u2)

y1

Fig. 4.121 Retardo de Tiempo Analíticamente Dependiente


4-282


Por medio de las características de disparo K1 y K2 según la norma IEC 255 se puede simular (a un retardo de tiempo básico de 0,1 s): Normal dependiente(Tipo A) :

K 1= 0,14*0,1

Fuertemente dependiente (Tipo B) :

K K

(Type C) : Extremadamente dependiente

K

2

= 0,02

1 = 13,5*0,1 K2 = 1 1=

80*0,1

K2=2

uB es una cantidad base para u2. Para valores de u2 el múltiplo KB de la cantidad base uB, el retardo de tiempo no mayores se reduceque más: Dependencia del Retardo de Tiempo:

t retardo =

K1  u2  u  B

   

K2

−1

Inicialización:

Initialización iterativa no permisible. Limitaciones: K1 debe ser ≥0. Valores <0 se ajustan en 0. K2 debe ser ≥0 y ≤100. Valores <0 se ajustan en 0 y valores >100 se ajustan en 100. uB debe ser ≥10-4 y ≤108. Valores <10-4 se ajustan en 10-4 y valores >108 se ajustan en 108. KB debe ser ≥1 y ≤108. Valores <1 se ajustan en 1 y valores >10 8 se ajustan en 108.

Retardo de Tiempo Tabularmente Dependiente Función Relé Máximo: Si u1 arranca (cambia de 0 a 1), se inicia un retardo de tiempo dependiente. Después de ese retardo, la salida y1 se ajusta en 1 si la entrada u1 todavía es 1. Si u1 se restaura a 0 antes de que haya pasado el retardo de tiempo, el contador de tiempo también se restaura. El retardo de tiempo depende del valor absoluto de la entrada u2. Guía del Usuario de NEPLAN V5

4-283


Debido a la dependencia del tiempo pueden presentarse tiempos de disparo diferentes si se usa una longitud de paso de integración variable. u1 u2

t(u2)

y1

Fig. 4.122 Retardo de Tiempo Tabularmente Dependiente

La dependencia del tiempo se representa por medio de una función Tabulada. uB es una cantidad base para u2. Dependencia del Retardo de Tiempo:

 u2    u  B

tretardo = K1 ⋅ f 

Inicialización: Initialización iterativa no permisible. Limitaciones: K1 debe ser ≥0. Valores <0 se ajustan en 0. uB debe ser ≥10-4 y ≤108. Valores <10-4 se ajustan en 10-4 y valores >108 se ajustan en 108.


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Elementos Datos Modelos NEPLAN 5.3

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