Guias Neplan

ANEXO B GUÍAS DE PRÁCTICAS DE SIMULACIÓN DE FLUJO DE CARGA, ANÁLISIS DE FALLAS Y ARMÓNICOS CON NEPLAN 5.2

U.P.T.C. Facultad Seccional Duitama Escuela de Ingeniería Electromecánica

Formación básica general Sistemas Eléctricos de Potencia

PRÁCTICA No. 1 SIMULACIÓN DE LOS FLUJOS DE CARGA DE UN SISTEMA DE POTENCIA EN NEPLAN 5,2 1. OBJETIVOS   

Conocer las acciones básicas para insertar los elementos fundamentales de un sistema de potencia con el programa NEPLAN 5,2 así como las opciones de simulación necesarias para correr un flujo de carga. Simular un sistema básico: Generador - Línea - Carga para obtener la solución de las ecuaciones del flujo de carga. Observar el efecto de las variaciones de carga y parámetros de líneas en la solución del flujo de carga.

2. PRELABORATORIO    

¿Qué información de cada uno de los elementos de un sistema de potencia se necesita para realizar un estudio de flujos de carga? ¿Qué información se obtiene como resultado de un estudio de flujos de carga? ¿Cómo son representadas las líneas de transmisión en un estudio de flujos de carga? ¿Para qué sirve un flujo de carga?

3. DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA El sistema que se va analizar consiste de un generador alimentando una carga a través de una línea de transmisión. La línea es trifásica con una longitud de 4,5km y tiene una impedancia Z. Como se muestra en la Figura 1.

Fig. 1: Diagrama unifilar del sistema para la práctica No. 1.

Los datos de los elementos se encuentran en las siguientes tablas: Tabla 1. Datos de las Barra.

Barra (ID) kV nominales %V Barra 1 115 100 Barra 2 115 100



Tabla 2: Datos de la línea

Impedancia De A R(1) ID barra barra (ohm) L1 0,4257 1 2

Ro X(1) (ohm) (ohm) 1,863 2,0844

Xo B(1) (ohm) (micro-S) 6,678 16,182

Bo (micro-S) 9,072

Tabla 3: Datos del generador

Generador

ID

Barra 1

Gen1

MVA kV MW Factor de Modo nominales nominales potencia (%) 115 100 117.64 85 Swing

Tabla 4. Datos de la carga.

Carga

ID

Barra 2

Carga1

4.

kV nominales 115

MW 60

Factor de potencia (%) 80

MVAR 45

PROCEDIMIENTO

4.1 Inicie el programa NEPLAN 5.2 En el menú archivo escoja la opción nuevo para crear un nuevo proyecto. Digite el nombre del proyecto, por ejemplo flujo, en la opción tipo de red elija la opción electricidad, si lo desea puede entrar una descripción del proyecto y seleccionar el tamaño del diagrama y la orientación de la página, de clic en aceptar.

Fig. 2: crear un nuevo proyecto

4.2 Con lo que aparece en el ambiente de trabajo mostrado en la Figura 3. Recuerde que cuando se cierra el proyecto y se abre por segunda vez el programa pregunta por un archivo de librería, busque dentro de la carpeta el archivo y selecciónelo.



Fig. 3: Ambiente de trabajo de NEPLAN 5.2.

4.3

4.4

Para construir una red eléctrica el usuario ingresara nodos y elementos se puede empezar entrando cualquiera de los elementos que desee. No es necesario ingresar primero los nodos. En el lado derecho se tiene la barra de herramientas de edición, que es, donde se encuentran los diferentes elementos disponibles para la simulación, Figura 4. Explore esta barra pasando el cursor del mouse por encima de cada uno de los botones. Coloque dos barras, una impedancia, un generador y una carga estática sobre el espacio de trabajo, esto se realiza haciendo clic sobre cada elemento seleccionado y luego arrastrándolo al área de trabajo.

Fig. 4: Barra de herramientas de edición.

4.5

En la barra de elementos de la parte superior dar clic en el elemento nodo barra, llevar el cursor sobre el área de trabajo y hacer clic sostenido



arrastrando el cursor hacia abajo la distancia que se desee que sea la barra, aparecerá la ventana de opciones de nodo figura 5.

Fig. 5: opciones de nodo

4.6

4.7

En las opciones de nodo ingrese los datos de la tabla 1, cambie los nombres de los nodos en la opción nombre por Ref y Carga, de igual manera que se ingresaron los datos para el nodo 1 se ingresan los datos del nodo 2. para el ingreso del generador en la ventana de símbolos en la parte derecha de la pantalla se escoge la opción 1-terminal seleccionando la maquina síncrona y arrastrando el símbolo al área de trabajo, ubicándola en el lugar deseado donde se despliega la opción maquina síncrona figura 6.

Fig. 6: opciones de la maquina síncrona.


4.8

4.9


Ingrese los datos de la tabla 3, cambie el nombre del generador en la pestaña parámetro, ingrese los datos en las casillas Vr..KV tensión nominal, Pr..MW potencia activa, COS(phi) factor de potencia. Cambie el tipo de barra en la pestaña punto de operación desplegando las opciones Tipo- FC y eligiendo la opción SL y luego haga clic en aceptar. Rote el generador con las opciones que se encuentra en la parte superior de la pantalla. Ingrese la carga en la ventana de símbolos en la parte derecha de la pantalla se escoge la opción 1-terminal seleccionando la carga y arrastrando el símbolo al área de trabajo, ubicándola en el lugar deseado donde se despliega la opción de carga.

Fig: 7. opciones de carga.

4.10 cambie el nombre de la carga en la pestaña parámetro, ingrese los datos en las casillas, P..MW potencia activa, COS(phi) factor de potencia. Cambie el tipo de barra en la opcion Tipo- FC y eligiendo la opción PQ y luego haga clic en aceptar. Rote el generador con las opciones que se encuentra en la parte superior de la pantalla. 4.11 para insertar la línea en la parte superior de la pantalla en la barra de elementos escoger la opción insertar línea e introduzca los datos para la línea como lo son R(1), X(1), B(1). Luego para unir los elementos del sistema se da clic en la opción símbolo de unión figura 8.

Fig. 8: Barra de elementos



4.12 Después de haber seguido los pasos anteriores el diagrama unifilar debe verse de manera similar a la mostrada en la Figura 9.

Fig. 9: diagrama unifilar en NEPLAN 5.2 4.13 para el análisis de flujo de carga se hace clic en calcular de la opción flujo de carga en la barra de Opciones de Menú, se elige Análisis. Luego en la barra opciones de menú, Ver se selecciona mostrar resultados. 4.12 con los pasos anteriores el diagrama unifilar con los resultados debe verse de manera similar al mostrado en la figura 10.

Fig. 10: resultados de flujo de carga para la practica 1 con NEPLAN 5.2



PRÁCTICA No. 2 FLUJO DE CARGA A TRAVÉS DE LÍNEAS Y TRANSFORMADORES CON TAP FIJO 1. OBJETIVOS  Simular flujos de carga utilizando los diferentes factores para modelar cargas en NEPLAN 5.2.  Observar el efecto de la adición de transformadores en la solución del flujo de carga.  Explorar diferentes maneras de visualizar los resultados de simulación del sistema mediante NEPLAN 5.2.  Resolver el problema de flujos de carga para un sistema de potencia que involucra transformadores para elevación y reducción de la tensión de barra 2. PRELABORATORIO  Una barra de interconexión es una que solamente conecta diferentes ramas, esta no tiene generación ni carga conectada a ella. ¿Cómo se clasifica esta barra dentro de la definición de barras típicas en la formulación del problema de flujo de carga?  ¿Qué es el factor de diversidad y en que interviene en la solución del flujo de carga?  Cite valores típicos de parámetros, con referencias bibliográficas, para las impedancias de los transformadores y mencione sus valores en función de la potencia y la tensión.  ¿Cuáles son los métodos para correr flujos de carga utilizados por NEPLAN 5.2.  Defina los tipos en que se clasifican las cargas. 3. DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA El sistema consiste de una carga que se conecta a través de dos transformadores trifásicos y de una línea de transmisión a un generador con una longitud de línea de 1 Km, tal y como se muestra en la figura 1.

Fig. 1: Diagrama unifilar para el sistema de la práctica No. 2.



Los valores nominales y las reactancias de los elementos se muestran en las siguientes tablas. Tabla 1. Datos de las Barras

Barra (ID) Barra 1 Barra 2 Barra 3 Barra 4

kV nominales 13,8 115 115 13,8

%V 100 100 100 100

Tabla 2: Datos de la línea

Impedancia ID

R1 (ohm) L1 0,3796

De barra A barra 2

3

R0 (ohm) 1,728

X1 (ohm) 1,854

X0 B1 B0 (ohm) (micro-S) (micro-S) 5,884 14,516 7,012

Tabla 3. Datos de los transformadores

Transformador De barra A barra 1 2 3 4

ID

Z (%)

T1 T2

8,5 8,5

X/R

Tolerancia de Z 34,1 0 34,1 0

kV nominales 13,8/115 115/13,8

MVA 72 72

Tabla 4: datos del generador

Generador Barra 1

MVA kV MW nominales nominales Gen1 13,8 80 94,117 ID

Factor de Modo potencia (%) 85 Swing


Carga Barra 4

ID Carga 1

kV MW nominales 13,8 47,5

MVAR 15,612


4. PROCEDIMIENTO 4.1

Inicie el programa NEPLAN 5.2 En el menú archivo escoja la opción nuevo para crear un nuevo proyecto. Digite el nombre del proyecto, por ejemplo flujo 2, en la opción tipo de red elija la opción electricidad, si lo desea puede entrar una descripción del proyecto y seleccionar el tamaño del diagrama y la orientación de la página, de clic en aceptar.



4.2 Inserte los elementos del sistema de potencia Coloque los elementos utilizados como que se muestra en la Figura 1. Ingrese los datos de los elementos dados en el numeral (3): Barras, Generador, Transformadores, Línea, Carga. Para las barras, asigne los siguientes nombres: (1), (2), (3) y (4). La barra de referencia es la barra (1) 4.3 al ingresar los datos en el transformador 4.3 cree un campo de texto haciendo clic en el botón de texto luego haga clic en el diagrama. El campo de texto se insertara y luego escriba practica 2, para modificar las propiedades del campo de texto, selecciónelo y presione el botón derecho del ratón. 4.4 al seleccionar las propiedades grafica en el menú tipo pop-up que aparece, se despliega el cuadro de dialogo, en este cuadro se puede cambiar el texto y la fuente, o aplicar un recuadro y colores.

Fig. 2: propiedades del campo de texto

4.5

Después de haber seguido los pasos anteriores el diagrama unifilar debe verse de manera similar a la mostrada en la figura 3

Fig. 3: diagrama unifilar de la practica 2 en NEPLAN 5.2.



4.6 Una vez creada la red con todos los datos de los nodos y de los elementos, se verifica si todos los elementos están conectados y si todos los datos fueron entrados correctamente. Por esto se debe ejecutar un cálculo de flujo de carga de prueba por medio de la opción de menú análisis - flujo de carga – calcular. Se debe poner atención a cualquier mensaje de error en la ventana de mensajes, y corregir la red hasta que el cálculo de flujo de carga funcione. 4.7

4.8

Se hace clic en calcular de la opción flujo de carga en la barra de Opciones de Menú, se elige Análisis. Luego en la barra opciones de menú, Ver se selecciona mostrar resultados. con los pasos anteriores el diagrama unifilar con los resultados debe verse de manera similar al mostrado en la figura 4

Fig. 4: resultados de la simulación practica N°3

4.9

Cambie la carga en la barra 4 a un factor de potencia en adelanto (potencia reactiva negativa) y resuelva los flujos de carga del sistema. Copie los resultados al informe. ¿Qué pasa con los flujos cuando la carga tiene un factor de potencia en adelanto? 4.10 Modifique la carga de la barra 4 de tal forma que se convierta en resistiva pura. Resuelva de nuevo los flujos de carga y copie los resultados a su informe. Realice incrementos de la carga resistiva pura y diga ¿qué pasa con el voltaje de la barra 4? ¿Cuál valor es más sensible a este cambio en la carga? 4.11 Vuelva la carga inductiva pura y simule los flujos de carga. ¿Qué pasa con el voltaje de la barra 4 y con los flujos de carga? ¿Cómo es la regulación de voltaje en este caso? ¿Qué pasa si se aumenta la carga inductiva pura? Repita este mismo paso para una carga capacitiva pura y responda las mismas preguntas.



PRÁCTICA No. 3 SALIDA DE LÍNEAS DE TRANSMISIÓN Y TRANSFORMADORES 1. OBJETIVOS  

Controlar la tensión en las barras de carga por medio de transformadores. Analizar el efecto de la salida de líneas de transmisión en la solución del flujo de carga.

2. PRELABORATORIO   

¿En una barra de carga de tensión controlada, cuales son las cantidades desconocidas? ¿Cuáles son los perfiles de voltajes permitidos para sistemas de 115 y 230 kV en el sistema eléctrico Colombiano y según las normas del IEEE? ¿Qué es una contingencia en sistemas de potencia y porque es importante su estudio?

3. DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA El sistema a simular consta de un generador que alimenta dos cargas por medio de tres líneas de transmisión y de un transformador LTC dispuestos como se muestra en la Figura 1.

Fig. 1: Diagrama unifilar para la práctica No. 3 de flujo de carga con NEPLAN 5.2.

Los datos de los elementos se encuentran en las siguientes tablas



Tabla 1. Datos de las Barras

Barra (ID) kV nominales Barra 1 115 Barra 2 115 Barra 3 13,8 Barra 4 115

%V 100 100 100 100

Tabla 2: datos de las líneas

Impedancia De barra A barra 1 2 1 4 2 4

R1 (ohm) L1 1,6775 L2 5,4120 L3 1,0786 ID

Ro (ohm) 7,5575 15,552 4,8884

X1 Xo (ohm) (ohm) 8,7265 26,5990 17,751 55,7007 5,5519 16,0851

B1 (%) 1,0478 2,1515 0,7064

B0 (%) 0,7540 1,4717 0,4259

Tabla 3: datos del transformador

Transformador Tolerancia kV ID Z (%) X/R MVA de Z nominales De barra A barra 2 3 T1 8,5 29,5 0 115 / 13,8 43,5 Tabla 4: datos del generador

Generador ID Barra 1

Gen1

MVA kV MW nominales nominales 115 170 200


Modo Swing

Tabla 5. Datos de las cargas.

Carga Barra 3 Barra 4

ID

kV nominales MW

Carga 1 Carga 2

13,8 115

34 70

MVAR

MVA

21,07 71,41

40 100

Factor de potencia (%) 85 70


4.2

Inicie el programa NEPLAN 5.2 En el menú archivo escoja la opción nuevo para crear un nuevo proyecto. Digite el nombre del proyecto, por ejemplo flujo 3, en la opción tipo de red elija la opción electricidad, si lo desea puede entrar una descripción del proyecto y seleccionar el tamaño del diagrama y la orientación de la página, de clic en aceptar. Inserte los elementos del sistema de potencia Coloque los elementos utilizados como que se muestra en la Figura 1. Ingrese los datos de los elementos dados en el numeral (3): Barras, Generador, Transformadores, Línea, Carga. La barra de referencia es la barra (1)



4.3

Después de haber seguido los pasos anteriores el diagrama unifilar debe verse de manera similar a la mostrada en la figura 2.

4.4

Una vez creada la red con todos los datos de los nodos y de los elementos, se verifica si todos los elementos están conectados y si todos los datos fueron entrados correctamente. En caso que se obtenga un mensaje de error para un elemento, el ID del elemento será indicado. Para buscar este elemento escoja la opción de búsqueda en el menú Editar, seleccione el criterio de búsqueda. En este caso la ID, ingrese la ID del elemento que desea buscar y luego presione el botón Buscar Siguiente.

4.5

Fig. 3: Opción de búsqueda de un elemento

4.6

4.7

El programa moverá la vista automáticamente de la ventana de la red, de modo que el elemento buscado se despliegue en el centro con un recuadro alrededor de él. inserte un rotulo en la pestaña insertar luego encabezado, haga clic en el diagrama para pegar el rotulo, haciendo doble clic en el rotulo aparece el cuadro propiedades para modificar las lineas de texto.

Fig. 4: insertar rotulo en el diagrama


4.8

4.9


Se hace clic en calcular de la opción flujo de carga en la barra de Opciones de Menú, se elige Análisis. Luego en la barra opciones de menú, Ver se selecciona mostrar resultados. con los pasos anteriores el diagrama unifilar con los resultados debe verse de manera similar al mostrado en la figura 5.

4.10 Con el LTC en control automático inicie una simulación y coloque la carga 1 fuera de servicio; tome nota de las variaciones en el voltaje de barra y en la relación de transformación del LTC. Vuelva a colocar la carga 1 ¿El voltaje de la barra 4 es controlado efectivamente ante los cambios en la carga 1?. 4.11 Con el transformador en control automático vuelva la carga 1 capacitiva y simule los flujos de carga; copie la información de los flujos a su informe. Coloque la carga 1 en sus condiciones normales y vuelva ahora la carga 2 capacitiva. Simule y copie la información a su informe.



PRÁCTICA No. 4 EFECTO DE LOS GENERADORES 1. OBJETIVOS

  

Observar el efecto que tiene los generadores en la solución del flujo de carga. Simular los diferentes modos de operación de generadores. Analizar que sucede cuando se exceden los límites de un generador que funciona en modo PV.

2. PRELABORATORIO

 ¿Qué variable del generador permite controlar la absorción o suministro de potencia reactiva?  ¿Cómo se puede variar la potencia real que suministra un generador al sistema?  ¿Qué es y para qué sirve la curva de capacidad del generador sincrónico? 3. DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA

El sistema de potencia para esta práctica consta de dos generadores, dos cargas y tres líneas de transmisión dispuestos como se muestra en la Figura 1

Fig 1. Diagrama unifilar del caso base para la práctica No. 4 de flujo de carga con ETAP PowerStation 7.5.

Los datos de los elementos se encuentran en las siguientes tablas



Tabla 1. Datos de las Barras

Barra (ID) Barra 1 Barra 2 Barra 3

kV nominales 115 115 115

%V 100 100 100

Tabla 2. Datos de las líneas

Impedancia De A barra barra 1 2 1 3 2 3

R1 (ohm) L1 1,7403 L2 1,7366 L3 1,7494 . ID

Ro (ohm) 8,2716 8,3997 7,5213

X1 (ohm) 8,6925 8,718 8,7327

Xo (ohm) 24,540 25,107 27,633

B1 (ohm) 0,0000644 0,0000640 0,0000651

Bo (ohm) 0,0000658 0,0000375 0,0000377

Tabla 3. Datos de los generadores

Generador Barra 1 Barra 2

Modo Swing kV MW F.P. Modo nominal nominal (%) %V Ángulo Gen 1 115 170 85 Swing 100 0 Gen 2 115 150 85 PV ID


Carga Barra 2 Barra 3

kV MVA nominales Carga 1 115 80 Carga 2 115 100 ID

F. P. (%) 80 80


4.2

4.3

Inicie el programa NEPLAN 5.2 En el menú archivo escoja la opción nuevo para crear un nuevo proyecto. Digite el nombre del proyecto, por ejemplo flujo 3, en la opción tipo de red elija la opción electricidad, si lo desea puede entrar una descripción del proyecto y seleccionar el tamaño del diagrama y la orientación de la página, de clic en aceptar. Inserte los elementos del sistema de potencia Coloque los elementos utilizados como que se muestra en la Figura 1. Ingrese los datos de los elementos dados en el numeral (3): Barras, Generador, Transformadores, Línea, Carga. La barra de referencia es la barra (1) Después de haber seguido los pasos anteriores el diagrama unifilar debe verse de manera similar a la mostrada en la figura 2.


4.4

4.5


Una vez creada la red con todos los datos de los nodos y de los elementos, se verifica si todos los elementos están conectados y si todos los datos fueron entrados correctamente. En caso que se obtenga un mensaje de error para un elemento, el ID del elemento será indicado. Para buscar este elemento escoja la opción de búsqueda en el menú Editar, seleccione el criterio de búsqueda. En este caso la ID, ingrese la ID del elemento que desea buscar y luego presione el botón Buscar Siguiente.

Fig. 3: Opción de búsqueda de un elemento

4.6

4.7

4.8

4.9

El programa moverá la vista automáticamente de la ventana de la red, de modo que el elemento buscado se despliegue en el centro con un recuadro alrededor de él. inserte un rotulo en la pestaña insertar luego encabezado, haga clic en el diagrama para pegar el rotulo, haciendo doble clic en el rotulo aparece el cuadro propiedades para modificar las lineas de texto. Se hace clic en calcular de la opción flujo de carga en la barra de Opciones de Menú, se elige Análisis. Luego en la barra opciones de menú, Ver se selecciona mostrar resultados. con los pasos anteriores el diagrama unifilar con los resultados debe verse de manera similar al mostrado en la figura 5.

4.10 Con el LTC en control automático inicie una simulación y coloque la carga 1 fuera de servicio; tome nota de las variaciones en el voltaje de barra y en la relación de transformación del LTC. Vuelva a colocar la carga 1 ¿El voltaje de la barra 4 es controlado efectivamente ante los cambios en la carga 1?. 4.11 Con el transformador en control automático vuelva la carga 1 capacitiva y simule los flujos de carga; copie la información de los flujos a su informe. Coloque la carga 1 en sus condiciones normales y vuelva ahora la carga 2 capacitiva. Simule y copie la información a su informe.

SIMULACIÓN DE ANÁLISIS DE FALLAS CON NEPLAN



PRÁCTICA No. 1 ANÁLISIS DE FALLOS CON NEPLAN 5.2 SOBRE UNA BARRA DE CARGA 1. OBJETIVOS   

Familiarizarse con la opción del programa NEPLAN 5.2 para el análisis de corto circuito. Simular los tipos básicos de corto circuito (Línea-tierra, Línea-Línea, Doble Línea-Tierra y Trifásico) disponibles en NEPLAN 5.2, sobre la barra de carga. Analizar el efecto de la carga sobre las corrientes de corto circuito.

2. DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA El sistema para analizar es el mismo de la práctica No. 1 de flujos de carga. Se quiere encontrar valores de las corrientes de corto circuito para fallos Línea-Tierra, Línea-Línea, Línea-Línea-Tierra y Trifásicos ocurridos en la barra de carga.

Fig. 1: Diagrama unifilar del caso base para la práctica No. 1 en NEPLAN 5.2

Los datos adicionales de los elementos, necesarios para correr estudios de corto circuito en este programa, se encuentran en la siguiente tabla. Tabla 1. Datos del generador

Xd" sat (%) Xd' sat (%) Xd sat (%) X/R Conexión Aterrizaje Tdo' (s) 4,96711 7,99342105 4,351974 48 Y Sólido 1,8217 3.

PROCEDIMIENTO

3.1

Recupere el proyecto de la práctica 1 de flujos de carga con NEPLAN 5.2 (conservando sus datos). Modifique las propiedades del generador haciendo doble clic en el generador que se encuentra en la pantalla de trabajo en el cuadro de maquina sincronica en la pestaña de parámetros ingrese los datos que

3.2



se encuentran en la tabla 1. Este procedimiento es el mismo para el ingreso de los datos de los generadores de las prácticas siguientes figura 2.

Fig. 2: opciones de la maquina síncrona, reactancias de la maquina

3.3

3.4

Abra la caja de dialogo de parámetros de cortocircuito en la pestaña de análisis seleccione el tipo de falla, el método de cálculo que en este caso será ANSI C37.10 en la pestaña de parámetros de la ventana de parámetros de Cortocircuito Ingrese una distancia de falla si también desea desplegar los resultados de los nodos vecinos al punto de falla. La distancia de falla indica el número de nodos desde el punto de falla, para los cuales se debe representar los resultados. Posiblemente necesite adaptar los parámetros dependiendo del método de cálculo, de acuerdo a las necesidades.

Fig. 3 Parámetros de cálculo de corto circuito


3.5


seleccione en la pestaña nodo en falla en los parámetros de corto circuito, seleccione el nodo carga que deberá estar bajo falla durante la simulación, y muévalos a la otra tabla con el botón de las flecha y de clic en aceptar.

Fig. 4: parámetros de corto circuito, nodos de falla

3.6

Valla al menú desplegable de análisis haga clic en mostrar resultados de la pestaña cortocircuito, se desplegara una ventana resultados de corto circuito, los resultados optenidos por el programa sera dados en forma de tablas, estas tablas muestran las corrientes de fallas, corrientes en los puntos de falla, tensiones de nodos, elementos sobrecargados y tiempo de disparo de rele.

Fig. 5: opciones de resultados de corto circuito

3.7

para el sistema de la practica 1 hacemos clic en corrientes de falla para desplegar los resultados de la práctica luego de seguir estos pasos la tabla será como la mostrada en la figura 6.



Fig. 6: resultados de las corrientes de falla

3.8

Modifique las propiedades de las dos barras como falladas y seleccionando en la sección parámetros de cálculo de corto circuito de la pestaña análisis seleccione parámetros. Corra un corto circuito trifásico. Revise y guarde los resultados 3.9 Calcule las corrientes trifásicas, LL, LG, LLG. Revise y guarde los resultados obtenidos¿Cuál de las corrientes de falla es más grande? 3.10 Calcule las corrientes trifásicas, LL, LG, LLG en 30 ciclos. Revise y guarde los resultados obtenidos ¿Cuál de las corrientes de falla es la más grande? ¿Comparadas con el punto (3.9) cuales son más grandes?



PRÁCTICA No. 2 ANÁLISIS DE FALLOS CONSIDERANDO DIFERENTES CONEXIONES DE TRANSFORMADORES Y CARGAS 1. OBJETIVOS • • • •

Simular fallos paralelo en la barra de referencia y en barras de conexión de transformadores. Simular los tipos de fallos disponibles en NEPLAN 5.2 para diferentes conexiones del devanado primario y secundario de un transformador. Realizar un análisis de corto circuito para diferente puesta tierra de cargas y transformadores. Variar las impedancias de la línea y analizar su efecto en el cálculo de las corrientes de corto circuito. 2. DESCRIPCIÓN

El análisis de fallos por corto circuito se va a realizar sobre el sistema de la práctica No. 2 de flujos de carga. Los datos adicionales para los elementos del sistema a tener en cuenta en el estudio de fallos se muestran en la Tabla 1 (Base: 100 MVA). Tabla 1. Datos de transformadores.

Transformador Conexión Puesta a tierra De barra A barra 1 2 Y-D sólido / 3 4 D-Y - / sólido Tabla 2. Datos del generador.

Xd" (%) Xd' (%) Xd (%) 4,967105 7,993421 4,351974

X/R Conexión Puesta a tierra Tdo' (s) 48 Y Sólido 1,8217

Fig. 1: Diagrama unifilar para el sistema de la práctica No. 2.



3. PROCEDIMIENTO 3.1 Recupere el proyecto de la práctica No. 2 de flujos de carga con NEPLAN 5.2 (conservando sus datos). 3.2 Ingrese los datos complementarios de los transformadores y del generador, que se encuentran en las tablas 1 y 2. 3.3 Modifique las propiedades del generador haciendo doble clic en el generador que se encuentra en la pantalla de trabajo en el cuadro de maquina sincronica en la pestaña de parámetros ingrese los datos que se encuentran en la tabla 2. 3.4 Abra la caja de dialogo de parámetros de cortocircuito en la pestaña de análisis seleccione el tipo de falla en este caso falla trifásica, el método de cálculo que en este caso será ANSI C37.10 en la pestaña de parámetros de la ventana de parámetros de Cortocircuito

3.5 Seleccione en la pestaña nodo en falla en los parámetros de corto circuito, seleccione el nodo carga que deberá estar bajo falla durante la simulación, y muévalos a la otra tabla con el botón de las flecha y de clic en aceptar.

Fig. 2: Resultados del Análisis de fallas en NEPLAN 5.2

3.5

Varié el número de ciclos para cálculo de corriente deacuerdo a ANSI de 3 siendo el valor por defecto a 8 ciclos, luego defina si los trasformadores con cambiadores de tap bajo carga deben ser regulados automáticamente durante los cálculos de flujo de carga.

Fig. 3: parámetros de corto circuito, numero de ciclos de acuerdo a ANSI



3.6

En la pestaña referencias edite la cargabilidad de referencia de los elementos y las tensiones de referencia máximas y mínimas. presione el botón aceptar para guardar los cambios y salir de la ventana de parámetros.

3.7

Típicamente la impedancia de secuencia cero es de al menos tres veces la impedancia de secuencia positiva en líneas de transmisión. En este caso disminuya las impedancias de secuencia cero de la línea de transmisión haciéndolas igual a las impedancias de secuencia positiva. Calcule las corrientes de corto circuito entre 1.5-4 ciclos. Revise y guarde los resultados.¿Qué sucede con las corrientes de fallo comparada con las del paso (3.5),



PRÁCTICA No. 3 ANÁLISIS DE FALLOS EN LÍNEAS Y EN BARRAS DE TENSIÓN CONTROLADA INCLUYENDO EL EFECTO DE LA IMPEDANCIA DE FALLO 1. OBJETIVOS  Analizar el efecto de la distancia del generador al punto de fallo en las corrientes de corto circuito.  Simular diferentes configuraciones de conexiones y puesta a tierra de generadores.  Observar el efecto que tiene el tipo de generador en las corrientes de corto circuito. 

Simular los cuatro tipos de corto circuito en una de las líneas de transmisión y sobre diferentes secciones de la misma.

2. DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA El sistema analizado en esta práctica será igual al utilizado en la práctica No. 4 para flujos de carga. La base para las líneas es de 100 MVA, 115 kV

Fig. 1: Diagrama unifilar del caso base para la práctica No. 4 de análisis de corrientes de corto circuito con NEPLAN 5.2.

Los datos adicionales de los elementos, necesarios para correr estudios de corto circuito se encuentran en la siguiente tabla Tabla 1: datos de los generadores

Generador

Xd" (%) Xd' (%) Xo (%)

X/R

Conexión

Puesta a Tdo'(s) tierra


Barra 1 Barra 2 .

15,7232 23,4732 11,8125 3,9256 5,8615 2,9487


48 48

Y Y

Sólido Sólido

2,17 2,17

3. PROCEDIMIENTO 3.1 3.2

Recupere el proyecto de la práctica 1 de flujos de carga con NEPLAN 5.2 (conservando sus datos). Modifique las propiedades del generador haciendo doble clic en el generador que se encuentra en la pantalla de trabajo en el cuadro de modelo que se encuentra en la pestaña Dinámico cambie la opción de clásico por sub transitorio Una vez realizado lo anterior modifique solo los datos que se encuentran en el cuadro reactancias de la máquina e ingrese los datos que se encuentran en la tabla 1.

Fig. 2: opciones de la maquina síncrona, reactancias de la maquina

3.3

3.4

Abra la caja de dialogo de parámetros de cortocircuito en la pestaña de análisis seleccione el tipo de falla, el método de cálculo que en este caso será ANSI C37.10 en la pestaña de parámetros de la ventana de parámetros de Cortocircuito Ingrese una distancia de falla si también desea desplegar los resultados de los nodos vecinos al punto de falla. La distancia de falla indica el número de nodos desde el punto de falla, para los cuales se debe representar los resultados. Posiblemente necesite adaptar los parámetros dependiendo del método de cálculo, de acuerdo a las necesidades.



Fig. 3 Parámetros de cálculo de corto circuito

3.8

En la pestaña referencias edite la cargabilidad de referencia de los elementos y las tensiones de referencia máximas y mínimas. presione el botón aceptar para guardar los cambios y salir de la ventana de parámetros.

3.9

Típicamente la impedancia de secuencia cero es de al menos tres veces la impedancia de secuencia positiva en líneas de transmisión. En este caso disminuya las impedancias de secuencia cero de la línea de transmisión haciéndolas igual a las impedancias de secuencia positiva. Calcule las corrientes de corto circuito entre 1.5-4 ciclos. Revise y guarde los resultados.¿Qué sucede con las corrientes de fallo comparada con las del paso (3.5),

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