Manual de Capacitación CYMDIST - Ejercicios

Capacitación de CYMDIST

EJERCICIOS y SOLUCIONES

CYMDIST 5.04 Versión 1.00 © CYME International T&D, 2010. Todos los derechos reservados. Queda prohibida la copia o reproducción total o parcial del contenido de esta publicación por cualquier medio o procedimiento o para cualquier fin. Todos los nombres de productos citados en este documento son marcas registradas y nombres comerciales de sus respectivos propietarios.

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Tabla de materias Parte 1 - Ejercicios.......................................1 Modelización y Distribución de la carga ........................................... 3 Modelización de la carga ................................................. 5 Distribución de carga...................................................... 7

Modelización de redes .................................................................. 9

Creación de una subestación y de un alimentador .............11

Flujo de carga ............................................................................15 Flujo de carga ..............................................................17 Flujo de carga que no converge – Parte 1 ........................19 Flujo de carga que no converge – Parte 2 ........................21

Cortocircuito ..............................................................................25 Cortocircuito ................................................................27

Flujo de falla ................................................................29

Balance de carga ........................................................................31 Balance de carga ..........................................................33

Ubicación óptima de condensadores ..............................................35 Ubicación óptima de condensadores ................................37

Arranque de motor .....................................................................39 Arranque de motor........................................................41

Uso de CYMDIST.........................................................................43 Resultados cuestionables – Parte 1 .................................45 Resultados cuestionables – Parte 2 .................................47

Mejora de la calidad de la tensión en la red de distribución – Parte 1 ....................................................49 Mejora de la calidad de la tensión en la red de distribución – Parte 2 ....................................................53

Creación y uso de un nuevo símbolo de dispositivo .........................55 Creación y uso de un nuevo símbolo de dispositivo ...........57

Parte 2 - Soluciones ...................................59

Modelización de la carga ................................................61 Distribución de carga.....................................................65

Creación de una subestación y de un alimentador .............69 © CYME International T&D

3


Paso 1 – Configurar una base de datos en formato Microsoft Access ............................................................... 69 Paso 2 – Configure el factor de escala ................................. 71

Paso 3 – Mostrar el mapa .................................................. 72 Paso 4 – Construir la subestación........................................ 73

Paso 5 – Construir el alimentador ....................................... 77

Flujo de carga ..............................................................81 Flujo de carga que no converge – Parte 1 ........................85 Flujo de carga que no converge – Parte 2 ........................89

Cortocircuito ................................................................93

Flujo de falla ................................................................97 Balance de carga ..........................................................99 Ubicación óptima de condensadores .............................. 103

Arranque de motor...................................................... 107 Resultados cuestionables – Parte 1 ............................... 111 Resultados cuestionables – Parte 2 ............................... 113

Creación y uso de un nuevo símbolo de dispositivo ......... 115 Solución Paso 1 – Crear el nuevo símbolo .......................... 115

Solución Paso 2 – Atribuir el nuevo símbolo ....................... 118 Solución Paso 3 – Use el nuevo símbolo ............................. 120

4

© CYME International T&D


Parte 1 - Ejercicios


1


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

Objetivos

Entender el modelo de carga de CYMDIST

Familiarizarse con: o o o o

La tolerancia en la distribución de la carga

Los factores de carga

Los factores de potencia flotante

El efecto de las demandas pico no coincidentes y cómo corregirlo

Esta parte consta de dos ejercicios: 1. Modelización de la carga

2. Distribución de la carga


3


Archivo de estudio autónomo asociado

Ejercicio 1

Load Modeling – Rev1.0.sxst

Ubicación del archivo

Carpeta “Load Modeling"

Modelización de la carga

Solución: página 61

Descripción Se planea la construcción de un nuevo vecindario para el próximo año. Constará de dos edificios de apartamentos principales, de un centro comercial y de una panadería industrial. Ya se han creado los tramos correspondientes pero todavía no se han añadido las cargas.

1. Ejecute un análisis de distribución de carga inicial y verifique si no hay condiciones anormales en la red. a.

Para la distribución de carga, use la demanda siguiente: Fase

FP (%)

4700

95

A

4700

C

4900

B

b.

kVA

95 95

Después de haber completado la simulación, pida que se muestren las condiciones anormales para ver si no hay condiciones de sobrecarga, de baja tensión o de alta tensión.

2. Localice los tramos indicados en el cuadro de abajo y añada las cargas concentradas siguientes: Nombre del tramo

Tipo de cliente

Capacidad conectada

CYME_2_LM_1

Residencial

75 kVA/Fase

CYME_5_LM_1

Comercial

250 kVA/Fase

CYME_3_LM_1 CYME_6_LM_1


Residencial Industrial

50 kVA/Fase

1000 kVA/Fase

5


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

Use la demanda siguiente para la distribución de carga: Fase

FP (%)

5500

95

A

5500

C

5700

B

b.

kVA

95 95

Después de haber completado la simulación, pida que se muestren las condiciones anormales para verificar si no hay condiciones de sobrecarga, de baja tensión o de alta tensión. Deberán detectarse condiciones de baja tensión.

4. Supongamos que no todos los tipos de clientes alcanzan el pico a la vez. Esta situación se puede representar usando los factores de carga. Para esta última distribución de carga, use los siguientes factores de carga: Tipo de cliente Comercial

Factor de carga (%) 60

Industrial

20

Otros

100

Residencial

100

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

kVA

FP (%)

5500

95

A

5500

C

5700

B

95 95

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

6



Ejercicio 2


Load Allocation – Rev1.0.sxst


Distribución de carga

Carpeta “Load Modeling”


Descripción Una línea alcanzó su pico en enero. Sin embargo, tras una inspección más minuciosa, las cargas industriales del alimentador alcanzaron un pico en momentos diferentes. Puesto que estas cargas tienen una demanda fija (es decir que están bloqueados), necesitan ser reajustadas para poder efectuar una distribución de carga más precisa.

Al momento del pico del alimentador, se midió la siguiente demanda en el alimentador y se determinaron los siguientes factores de carga y de potencia: Fase

kVA

FP (%)

3300

0

A

3000

C

3100

B

0

0

Tipo de cliente Comercial

Industrial Otros

Residencial

Factor de carga (%)

FP definido por el usuario (%)

85

95

100

100

60 98

92 98

1. Distribuya la carga. En el cuadro de resultados de la página siguiente:

a. Anote la carga en cada fase (kVA) al nivel de la subestación. b. Anote la carga distribuida en cada fase (kVA y FP) en el tramo 7313.

2. Distribuya la carga pero esta vez use una tolerancia de cálculo de 0.1 %.

a. Anote la carga en cada fase (kVA) al nivel de la subestación. b. Anote la carga distribuida en cada fase (kVA y FP) en el tramo 7313.

3. Reajuste las cargas industriales bloqueadas.

a. Redistribuya la carga usando la opción Desbloquear todas las cargas bloqueadas para permitir ajustar el valor de las cargas industriales bloqueadas de acuerdo a los factores de carga industrial y de potencia. b. Anote la carga al nivel de la subestación y la carga distribuida en el tramo 7313. c. Observe la diferencia en los resultados.

4. Observe los diferentes valores distribuidos en las cargas industriales bloqueadas del alimentador.

Consejo: Los comandos Deshacer cambio y Rehacer cambio se pueden utilizar para mostrar los valores de la carga antes y después de la distribución de la carga. © CYME International T&D

7


Resultados Simulación 1

2

3

8

Fase A

Subestación kVA

Carga en el tramo 7313 kVA

FP (%)

B C

A B C

A B C



Modelización de redes

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

Objetivos

1. Familiarizarse con: o o o

Las herramientas de edición de CYMDIST

El modelo de tramo de CYMDIST

El modelo de datos de CYMDIST

Esta parte consta de un ejercicio:

1. Creación de subestaciones y de alimentadores


9


Estudios y archivos asociados

Ejercicio 3

Map – Rev1.0.dwg

Equipment – Rev1.0.txt

Creación de una subestación y de un alimentador

Ubicación de los archivos

Carpeta “Network Modeling" Solución: página 69

Descripción 1. Cree una base de datos en formato Microsoft Access a.

b.

Cree una nueva base de datos independiente.

Pueble la base de datos de los equipos. Importe todo el contenido del archivo CYME ASCII Equipment – Rev1.0.txt.

2. Configure los factores de escala

Cada vez que modelice una red, uno de los primeros pasos consiste en determinar un factor de escala para el largo de los tramos. El factor de escala es la relación entre su sistema de coordenadas y el de CYMDIST. Suponga que la unidad de presentación visual es igual a 0.5 unidades de largo.

3. Abra un nuevo estudio y cargue el mapa

El fichero del mapa es Map – Rev1.0.dwg.

4. Construya la subestación; a.

Cree una fuente para la subestación en la base de datos de equipos. La fuente tiene las siguientes características:

Nombre: UNA_FUENTE

Capacidad nominal: 100 MVA Tensión nominal: 120 kVLL

Tensión de servicio: 122 kVLL (tensión utilizada por la simulación) Impedancia equivalente de la fuente (Ohmios): Secuencia directa: Z1 = ?? + j??

Secuencia homopolar: Z0 = ?? + j??

Configuración: Yg (estrella con puesta a tierra) Potencia de cortocircuito:

Trifásica: 4318.6453 MVA with X/R = 31.5

Monofásica: 4611.109 MVA with X/R = 29.5


11


Descripción b.

Cree la subestación SCHOULER_120 en el diagrama unifilar

Localice las cuatro calles siguientes: “Grove”, “Summer”, “Mill” y “Massachussets Ave”. Dichas calles definen aproximadamente un cuadrado en el centro del cual hay una calle llamada Schouler Ct. Instale la subestación al final de esta calle.

a.

12

Asegúrese de que la subestación aparezca en una vista imbricada con un estilo de vista esquemático.

Modelice el circuito de la subestación

Abajo encontrará toda la información necesaria:



Descripción 5. Construya el alimentador con los siguientes tramos:

Nombre de tramo

Nombre de alimentador

Fase

Tipo

Longitud

ALIMENTADOR_1

ABC

176.5

S1

ALIMENTADOR_1

ABC

Línea aérea equilibrada

S3

ALIMENTADOR_1

ABC

Cable

S2 S4 S5 S6 S7 S8 S9

ALIMENTADOR_1

C

Cable

349.2

3P750CU_1205

Cable

18.5

3P750CU_1205

161.4

3P750CU_1205

AB

Cable

136.1

3P40AL_1194

ALIMENTADOR_1

AB

Cable

32.3

3P40AL_1194

ALIMENTADOR_1 ALIMENTADOR_1 ALIMENTADOR_1

AB AB AB

ALIMENTADOR_1

ABC

S12

ALIMENTADOR_1

ABC

S13

600_6_312

ALIMENTADOR_1

S10 S11

Nombre de Línea/Cable

ALIMENTADOR_1 ALIMENTADOR_1


ABC ABC

Cable

79.1

Cable

114.4

Cable

52.8

Cable

139

3P40AL_1194

3P40AL_1194

3P40AL_1194

3P750CU_1205

Cable

178.2

3P750CU_1205

Cable

154.9

3P750CU_1205

Cable

32.6

3P750CU_1205

13


Descripción 6. En el cuadro de dialogo Propiedades del tramo agregue los siguientes equipos: Nombre del tramo S5

Interruptor seccionador

S12

Fusible

S9

Nombre del equipo

Tipo del dispositivo

S

Fusible

S&C12K

S&C10K

Ubicación

Fase

Estado

En el nodo de origen

AB

Cerrado

En el nodo de destino En el nodo de origen

AB

ABC

Cerrado

Cerrado

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

Tipo de cliente

S2

Comercial

S6

Residencial

S5 S7 S8

A

Residencial

Residencial

Comercial

S13

Residencial

C

100

100

25

0

0

0

0

0

50

0

50

0

0

0

Residencial

B

100 25

Residencial

S10 S11

Capacidad conectada (kVA)

150 50

75

0

150

150

50

50

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

kVA

FP

B

320

95

A

C

300

250

95

95

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

Si utilizó el metro como unidad de longitud

kVA

112.41

113.02

125.00

KVA

112.19

PF (%)

94.98

94.99

94.99

PF (%)

94.92

Carga

A

B

C

Carga

A

B

113.1 9

94.98

C

125.0 94.98

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

14



Flujo de carga

Descripción del problema • Varios parámetros pueden influenciar los resultados de un análisis de flujo de carga. El primer ejercicio de la serie ha sido diseñado para ayudar al usuario a familiarizarse con el efecto de estos parámetros.

• Cuando se importa un alimentador de una fuente externa (por ejemplo GIS, DMS, SCADA) o cuando se modela un alimentador manualmente, se introducen habitualmente errores de datos en el modelo. Más tarde estos errores pueden provocar resultados inhabituales y hasta impedir que el flujo de carga produzca resultados. En los dos últimos ejercicios de esta serie encontrará consejos y estrategias para resolver esos problemas.

Objetivos

Entender los factores de escala de carga de CYMDIST

Entender el efecto del modelo de carga – sensibilidad de tensión en los resultados

Emplear las herramientas de CYMDIST para detectar y corregir los problemas de datos que impiden la convergencia

Familiarizarse con: o o o o o

la tolerancia en la simulación

las iteraciones

el reporte de iteraciones para eliminar errores en las redes

el modelo de datos de CYMDIST

las causas usuales de error

Esta parte consta de tres ejercicios: 1. Flujo de carga

2. Flujo de carga que no converge – Parte 1

3. Flujo de carga que no converge – Parte 2


15



Ejercicio 4

Load Flow – Rev1.0.sxst


Carpeta “Load Flow”

Flujo de carga Solución: página 81

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

Tipo de cliente Comercial

Industrial Otros

Residencial

PICO DE INVIERNO

VALLE DE VERANO

P (%)

Q (%)

P (%)

Q (%)

P (%)

Q (%)

20

15

80

80

15

15

10

15

100

100

80

80

100

80

100

70

100 90

20

15

100

100

20

15

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

A

(por tipo de carga – Vz en 80%) B

C

Z (%)

I (%)

P (%)

Z (%)

I (%)

P (%)

Z (%)

I (%)

P (%)

Industrial

20

0

80

10

0

90

0

0

100

Residencial

20

0

80

20

Comercial Otros


40 0

0

0

60

100

40 0

10 0

20

50

100 60

0

0

0

0

0

0

100

100

100

17


Descripción 3. Ejecute las nueve simulaciones. Simulación

Factores de escala de carga

1

MEDIA MAÑANA

3

VALLE DE VERANO

2 4 5 6 7 8 9

Modelo de carga en función de la sensibilidad de tensión

PICO DE INVIERNO

A

MEDIA MAÑANA

PICO DE INVIERNO

B

VALLE DE VERANO MEDIA MAÑANA

PICO DE INVIERNO

C

VALLE DE VERANO

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

Resultados

Simulación

1

Pérdidas de sistema (kW)

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

Peor tensión (%)

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

Peor carga (%)

2 3 4 5 6 7 8 9 Compare los resultados entre las varias simulaciones.

18

¿Cuál es el efecto en las pérdidas del sistema? ¿Cuál es el efecto en las condiciones anormales?



Ejercicio 5 Flujo de carga que no converge – Parte 1


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




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

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

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

Comentarios/Consejos Ver la página siguiente.


19


Consejos

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

Función principal que debe utilizar: el reporte de iteraciones.

20



Ejercicio 6 Flujo de carga que no converge – Parte 2


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




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

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

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

Comentarios/Consejos Ver la página siguiente.


21


Consejos

¿Según usted el tramo está correcto?

¿Hay alguna manera de eliminar posibilidades fácilmente? Funciones principales que debe utilizar: Reporte de iteraciones y Explorador de red.

22



Consejos en caso de no convergencia

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

Paso 1

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

Paso 2

Use el Reporte de iteraciones de CYMDIST para ayudarle a localizar el problema. Abajo se listan los tipos diferentes de resultados con sus significados posibles:

1. Delta V máximo aumenta lentamente en un tramo no situado en una extremidad (significa que hay un tramo antes y otro después). En general esto indica un problema de impedancia localizado (carga con alta impedancia, conductor, etc.). Si el tramo no tiene otro tramo que lo sigue, puede tratarse de un problema más generalizado como impedancias de línea o cable incorrectas a través del sistema. Para terminar verifique la longitud de las líneas que también pueden provocar tal problema.

2. El Delta V máximo disminuye y después se mantiene estable arriba del nivel de tolerancia. Normalmente esto sucede cuando se tiene un regulador con bajo ancho de banda.

3. Delta V máximo disminuye lentamente. Reduzca la tolerancia o aumente el número máximo de iteraciones. Verifique la carga en el alimentador.

4. El Delta V máximo sube y baja sin estabilizarse nunca.

Verifique si hay una carga con alta impedancia o un regulador cerca del tramo indicado. Si encuentra un regulador, asegúrese que configuró el umbral inverso (si el regulador es reversible) a un valor razonable (0.01% es un valor demasiado pequeño) y que el valor del ancho de banda tampoco sea demasiado pequeño.

Pasos para probar

Baje el factor de carga. Si esto funciona, significa que la carga de la red era demasiado elevada.

Asegúrese que todas las tensiones e impedancias sean congruentes entre ellas (una tensión incorrecta en un condensador podría alterar el comportamiento del sistema).

Desactive todos los condensadores. Si esto funciona, asegúrese que solamente los condensadores activos de su sistema estén conectados en CYMDIST.

Aumente el nivel de ajuste de cargas. Si esto funciona, usted tiene tal vez un problema con su modelo de carga o la carga no corresponde a su modelo seleccionado (o ciertos dispositivos dentro. Si usted tiene un regulador, considere esto en su modelo).

¿Cuáles son las áreas más problemáticas?

Impedancias de línea (este es uno de los problemas más comunes)

Valores incorrectos en reguladores/transformadores, especialmente anchos de banda y umbrales

Estado del interruptor

Estado/datos del condensador, especialmente la tensión nominal ya que esto afecta los resultados Modelo de carga

Estado/datos del motor

Unidades de datos (pies en vez de millas, metros en vez de pies, tensión línea-línea en vez de líneaneutro).


23


Cortocircuito

Descripción del problema • Varios parámetros pueden influenciar los resultados de un análisis de cortocircuito. El primer ejercicio de esta serie ha sido diseñado para ayudar al usuario a familiarizarse con el efecto de estos parámetros. También se verá la visualización de resultados y cómo interpretarlos.

• El análisis de flujo de falla sirve para calcular la tensión y el flujo de corriente que resulta de una situación de falla en una red de distribución de energía eléctrica. Las corrientes pueden después ser comparadas a los valores nominales de funcionamiento y de capacidad de los equipos del sistema para asegurarse de poder eliminar la falla con los dispositivos de protección antes que ocurra daño en los equipos, para reducir el tiempo de interrupción y para mejorar el funcionamiento seguro de la red de distribución eléctrica.

Objetivos

Aprender a interpretar las diferentes palabras claves del cortocircuito

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

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

Familiarizarse con: o o

El análisis de cortocircuito

El análisis de flujo de falla

Esta parte consta de dos ejercicios: 1. Cortocircuito

2. Flujo de falla


25


Ejercicio 7


Short Circuit – Rev1.0.sxst


Carpeta “Cortocircuito”

Cortocircuito Solución: página 93

Descripción Los objetivos de este ejercicio son ejecutar un análisis de cortocircuito usando una impedancia de falla e interpretar los resultados apropiadamente. También se repasa el concepto de tensión de pre-falla y su impacto.

1. Ejecute varios análisis de cortocircuito sucesivos usando cada vez una impedancia de falla diferente, tal como se indica en el cuadro siguiente. El modo de cálculo debe ser Niveles de cortocircuito en todos los nodos y barras – Dominio de fase. Simulación

Impedancia de falla Zg

Impedancia de falla Zf

R (ohmios)

X (ohmios)

R (ohmios)

X (ohmios)

2

13.33

0

13.33

0

4

50

0

50

1 3 5*

0

0

5

6.7

50

0

0

0

5

6.7

50

0

0

2. Llene el cuadro de resultados de la página siguiente. * Use la solución del flujo de carga como la tensión de pre-falla.


27


Resultados Simulación

1

Falla mínima en la red (A) LT

LLL

Falla máxima en la red (A) LT

LLL

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

28



Ejercicio 8


Fault Flow – Rev1.0.sxst


Carpeta “Short-Circuit”

Flujo de falla Solución: página 97

Descripción Los servicios eléctricos de Halibut desean estudiar el impacto de una falla en un punto específico de todo el sistema. También desean conocer la contribución del generador a la falla. 1. Ejecute un flujo de falla LLL (dominio de fase) en el nodo 13075 con el generador en el tramo 14734 desconectado. Anote la corriente de falla del tramo 13075 en el cuadro de resultados de abajo.

2. Repita el paso 1 pero esta vez con el generador en el tramo 14734 conectado. Anote la corriente de falla del tramo 13075 en el cuadro de resultados de abajo. 3. Determine la contribución del generador a la corriente de falla observando los resultados del tramo 13152. Anote la corriente de falla en el cuadro de abajo.

4. Repita los pasos 1, 2 y 3 para las fallas LLT (AB), LL (AB) y LT (A).

Dentro de los parámetros del análisis de cortocircuito fijar como tensión de prefalla la solución del flujo de carga.

Resultados

Tipo de falla

LLL

Corriente de falla con el generador desconectado (mayoría de amps en 1 fase)

Corriente de falla con el generador conectado (mayoría de amps en 1 fase)

Contribución del generador a la corriente de falla (mayoría de amps en 1 fase)

LLT LL

LT


29


Balance de carga

Descripción del problema En general, los sistemas desequilibrados presentan mayores pérdidas y más condiciones de baja tensión y de sobrecarga. El balance de carga puede por consecuencia constituir un método eficaz y económico para mejorar pérdidas y reducir condiciones anormales. Por supuesto, CYMDIST le puede ayudar a reequilibrar su sistema. Objetivos

Entender el efecto de un sistema desequilibrado sobre las pérdidas.

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


31


Ejercicio 9


Load Balancing – Rev1.0.sxst


Balance de carga

Carpeta “Load Balancing”


Descripción Un análisis de flujo de carga revela que el alimentador se encuentra seriamente desequilibrado.

1. Anote las pérdidas de sistema iníciales, el número de condiciones de baja tensión y el número de sobrecargas en el cuadro de resultados de la página siguiente.

2. Ejecute varios análisis de balance de carga usando diferentes objetivos y exigencias mínimas dadas en el cuadro de abajo. Simulación

1

Objetivo Minimizar las pérdidas (kW)

2 3

Equilibrar las cargas (kVA)

4 5

Equilibrar la corriente (A)

6 7

Equilibrar la tensión (V) @ IABT U5Z1Z

8

Abreviaciones:

Fases a incluir

Reducción mín. de pérdidas kW

Corriente mín.

Tensión mín.

Factor mín. de desequilibrio

1Φ,2Φ

0.1

N/A

N/A

N/A

1Φ,2Φ

1

N/A

N/A

1Φ,2Φ

N/A

N/A

N/A

1Φ,2Φ

N/A

1

N/A

Todas

N/A

N/A

0.1

1Φ,2Φ 1Φ,2Φ Todas

N/A N/A N/A

N/A 0.1

N/A

N/A 1%

N/A

0.1%

N/A

1%

0.1

1% 1

0.1

1Φ: Monofásico 2Φ: Bifásico

3Φ: Trifásico

IABT: Interruptor automático de baja tensión

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

33


Resultados

Simulación No balancea

Número de cambios de fases


Número de condiciones de baja tensión (mayoría en1 fase)

Número de condiciones de sobrecarga (mayoría en 1 fase)

1 2 3 4 5 6 7 8

34



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

Objetivos

Entender el análisis de ubicación óptima de los condensadores

Familiarizarse con: o o o

Objetivos y restricciones

Talla de la batería de condensador

Niveles de carga

Esta parte consta de un ejercicio: 1. Ubicación de condensadores


35



Ejercicio 10

Capacitor Placement – Rev1.0.sxst


Carpeta “Capacitor Placement”

Ubicación óptima de condensadores


Descripción Un análisis de flujo de carga a una carga de 85 % revela que el alimentador está experimentando grandes pérdidas y una condición de baja tensión localizada en dos fases. 1. Anote las pérdidas de sistema iníciales y el número de condiciones de baja tensión en el cuadro de resultados de la página siguiente.

2. Trate de corregir los problemas usando el análisis de ubicación de condensadores. a.

Use los siguientes parámetros de análisis:

Objetivo: Minimizar las pérdidas en kW

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

Condición de carga

Carga (%)

Carga ligera

20

Carga normal b.

85

Carga pico

Ejecute las simulaciones siguientes:

100

Factor de potencia deseado (%)

Tiempo de la carga (% del año)

100

80

100

100

10

10

Corriente de falla máxima

Número de instalaciones

2

1200

N/A

4

N/A

2

Simulación 1 3

N/A N/A

N/A 1

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


37


Resultados

Simulación Ningún condensador

Número de nuevas baterías de condensadores



1 2 3 4

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

38



Arranque de motor

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

Objetivos

Familiarizarse con el análisis de rotor bloqueado

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


39


Ejercicio 11

Archivo de estudio asociado autónomo

Motor Starting – Rev1.0.sxst


Arranque de motor

Carpeta “Motor Starting”


Descripción Los servicios eléctricos de Halibut desean estudiar el efecto del arranque del motor de inducción en una red de distribución de energía eléctrica. 1. Cree un motor de inducción en la base de datos de los equipos. El motor debe tener las características siguientes: ID: MOTOR_4.16_KVLL

Tipo de motor: Trifásico

Potencia mecánica: 1000 hp Tensión nominal: 4.16 kVLL Rendimiento: 87 %

Factor de potencia: 85 %.

Impedancia de régimen subtransitorio: calcular a partir de los datos de rotor bloqueado

Factor de potencia del rotor bloqueado: 20 % Código NEMA: E

2. Instale el motor en el tramo 14733 en el nodo de destino. Configure su estado a ROTOR BLOQUEADO y el número de arranques por día a 1. 3. Ejecute un análisis de rotor bloqueado.

4. ¿Puede arrancar el motor?

5. Estime el tamaño máximo del motor que se puede arrancar en este lugar usando el análisis de tamaño máximo de arranque.

6. Pruebe los diferentes arrancadores disponibles de manera que al arrancar el motor original (Motor_4.16_KVLL) el hueco de tensión no sea superior a 9%.


41


Uso de CYMDIST

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

Objetivos

Usar los distintos análisis y herramientas de CYMDIST para corregir los problemas de tensión en la red.

Esta parte consta de cuatro ejercicios:

1. Resultados cuestionables – Parte 1 4. Resultados cuestionables – Parte 2

3. Mejora de la calidad de la tensión en la red de distribución – Parte 1

4. Mejora de la calidad de la tensión en la red de distribución – Parte 2


43


Ejercicio 12 Resultados cuestionables – Parte 1


Questionable Results 1 – Rev1.0.sxst


Carpeta “Engineering Cases\Level Beginner”


Descripción Este alimentador genera resultados cuestionables al nivel de la subestación.

Encuentre porqué el sistema suministra tantos VAR a la subestación y resuelva el problema.

Comentarios/Sugerencias Ver la página siguiente.


45


Consejos

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

46



Ejercicio 13 Resultados cuestionables – Parte 2






Descripción Este alimentador da resultados cuestionables a través de todo el sistema.

Encuentre porqué el sistema presenta una condición general de baja tensión y resuelva el problema.

Comentarios/Sugerencias Ver la página siguiente.


47


Consejos

Pida que se muestren las condiciones anormales.

¿La condición de baja tensión es el único problema en este sistema? ¿Qué puede causar una baja tensión?

48



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


Improving Voltage 1 – Rev1.0.sxst


Carpeta “Engineering Cases\Level Advanced”

Solución: N/A

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

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

Transferencia de carga

Corrección del desequilibrio de carga

Adición de fase(s)

20 k/km

Instalación del regulador de tensión

5k

15/kVAR

Reubicación del regulador de tensión

2.5 k

Instalación del condensador shunt Reemplazo del conductor de línea

Costo (k$)

50 k/km 30 k

100 k

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

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

Resultados Condiciones iniciales

Costo de la energía ($/kWh) Pérdidas (kW)


49


Resultados

Paso

Medida correctiva aplicada


Costo (k$)

Pérdidas (kW)

Reducción de pérdida (kW)

Economías (k$/año)

Ganancia (k$/año)

51


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


Improving Voltage 2 – Rev1.0.sxst


Carpeta “Engineering Cases\Level Advanced”

Solución: N/A

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

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

Transferencia de carga

Corrección del desequilibrio de carga

Adición de fase(s)

20 k/km

Instalación del regulador de tensión

5k

15/kVAR

Reubicación del regulador de tensión

2.5 k

Instalación del condensador Shunt Reemplazo del conductor de línea

Costo ($)

50 k/km 30 k

100 k

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

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

Resultados Condiciones iniciales

Costo de la energía ($/kWh) Pérdidas (kW)


53


Resultados

Paso

54

Medida correctiva aplicada

Costo (k$)

Pérdidas (kW)

Reducción de pérdidas (kW)

Economías (k$/año)

Ganancia (k$/año)



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

Objetivos

Familiarizarse con el Editor de símbolos de CYME

Aprender a asignar un símbolo recién creado a un tipo determinado de equipo Esta parte consta de un ejercicio:

1. Creación y uso de un nuevo símbolo de dispositivo


55


Ejercicio 16 Creación y uso de un nuevo símbolo de dispositivo


N/A


N/A


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

1. Cree un nuevo símbolo usando el Editor de símbolos de CYME.

2. Asigne el nuevo símbolo al tipo de equipo correcto.

3. Instale un motor de inducción en un tramo para ver el símbolo recién creado.


57


Parte 2 - Soluciones


59


Solución 1


LoadModeling – Rev1.1.sxst


Modelización de la carga


Ejercicio : página 5

Solución 1. Ejecute una distribución de carga inicial y verifique que no hayan condiciones anormales en la red. a.

Seleccione el menú Análisis > Distribución de carga…, introduzca la demanda tal como se muestra abajo y ejecute la distribución de carga:

b.

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


61


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

3. Ejecute otra distribución de carga para examinar el impacto de las nuevas cargas en la red. a.

b.

62

Introduzca la nueva demanda, tal como se muestra en 1. a).

Pida que se muestren las condiciones anormales tal como se muestra en 1. b). Se deberán detectar condiciones de baja tensión:



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

No se deberá detectar ninguna condición anormal.

Cuando observamos el kVA conectado de las cuatro cargas al final del alimentador, notamos que más de 90% es de tipo comercial e industrial. Usando los factores de utilización (60% para el comercial, 20% para el industrial y 100% para el residencial), el peso de los clientes comerciales e industriales se ve significativamente reducido en la distribución de carga. Una menor parte de la demanda les es distribuida, lo que evita que ocurran condiciones anormales.


63


Solución 2


LoadAllocation – Rev1.1.sxst


Distribución de carga


Ejercicio : página 7

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

a.

Al nivel de la subestación, los resultados deberían ser:


65


Solución b.

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

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

66



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

La ejecución del análisis de distribución de carga produce resultados extremamente similares al nivel del alimentador (esto es normal ya que la demanda a ser distribuida no cambió). Por supuesto, la diferencia es más importante al nivel de la carga. Como se muestra en el cuadro de resultados de abajo, la carga distribuida en el tramo 7313 aumentó en promedio de aproximadamente 60%. Los resultados deberían ser: Simulación 1

2

3


Fase

Subestación kVA

Carga en el tramo 7313 kVA

PF (%)

19.8

95

A

3005.2

16.89

C

3096.0

13.46

B

3298.0

95

95

A

2999.5

16.83

95

C

3100.0

13.5

95

B

3300.5

19.82

95

A

2999.2

25.63

95

C

3099.3

25.96

95

B

3298.8

28.04

95

67


Solución 3 Creación de una subestación y de un alimentador

Archivos asociados

arl – Rev1.0.dwg; Equip – Rev1.0.txt

Ubicación de los archivos

Carpeta “Network Modeling”

Ejercicio: página 11

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


69


Solución

2. Importe los datos de equipos.

70



Solución

Paso 2 – Configure el factor de escala

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


71


Solución Paso 3 – Mostrar el mapa

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

72



Solución Paso 4 – Construir la subestación a.

Cree una fuente para la subestación en la base de datos de los equipos.


73


Solución b.

74

Cree la subestación SCHOULER_120 en el diagrama unifilar.

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

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



Solución

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

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


75


Solución c.

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

76

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



Solución

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

Continúe construyendo la subestación.

Paso 5 – Construir el alimentador a.

Pulse el botón Agregar red de la barra. El cursor del ratón indicará el nuevo modo.


77


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

b.

78

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



Solución c.

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

d.

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


79


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

Añada los otros tramos del mismo modo.

80



Solución 4


Load Flow – Rev1.0.sxst



Flujo de carga Ejercicio: página 17

Solución 1. Cree los tres modelos de factores de escala de carga. a.

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

b.

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


81


Solución 2. Cree los tres modelos de carga de sensibilidad de tensión. a.

En el cuadro de dialogo Análisis del flujo de carga, cambie el modelo de carga a Por tipo de carga y presione el botón Modificar situado a la derecha del cuadro de dialogo.

b.

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

3. Ejecute la primera simulación.

82



Solución 4. Para obtener los resultados requeridos para llenar el cuadro, genere el Reporte Sumario – Flujo de carga. a.

Seleccione el menú Reporte > Reporte de los cálculos…, verifique el reporte y pulse Aceptar.


83


Solución b.

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

Los resultados deberían ser:

Peor carga (%)

95.70

52

169.24

97.36

26

134.75

Peor tensión (%)

608.25

431

4

384.67

0

6

22.65

Simulación

1

386.84

3

22.37

2

0

97.33

26

102.79

601.36

431

95.77

51

168.41

7

391.51

0

97.26

26

135.67

9

21.81

8

622.51

0

102.78

436

95.57

0

102.81

0

135.04

0

5

84




0

54 0

32.53

32.74

170.95 32.11



Solución 5 Flujo de carga que no converge – Parte 1


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




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

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

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


85


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

Esto indica probablemente un problema localizado cerca del tramo CYME_425_CP_1. Tal como lo explicamos en la sesión de capacitación y en el documento Consejos en caso de no convergencia (página 23), un Delta V que aumenta en un punto específico indica un problema de impedancia o una carga muy alta en dicho tramo.

3. Pulse en el tramo CYME_425_CP_1 para ver si tiene alguna anomalía. a.

86

Use el campo Buscar en la pestaña Vista detallada de la barra del Multi-Explorador para localizar el tramo. © CYME International T&D


Solución b.

c.

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

Observe el valor de la potencia aparente. ¿No le parece un poco sospechosa?

Haga este simple cálculo:

Tensión nominal = 14.4 kV LN

I=

P 8MVA = = 555.57 A V 14.4kV

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


87


Solución 6 Flujo de carga que no converge – Parte 2

Archivo de estudio asociado autónomo

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




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

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

Aquí los datos hacen sentido. El ancho de banda es pequeño pero no debe impedir que el análisis converja.


89


Solución 2. Ejecute el análisis y pida el Reporte de iteraciones. Simplemente, marque la casilla correspondiente bajo la pestaña Salida del cuadro de dialogo Análisis de flujo de carga. Network: THE_SAME_FEEDER Iteration Max. dV(%) Location 1 44.620 CYME_1197_CP_2 2 18.212 CYME_601_CP_2 3 32.010 CYME_1003_CP_2 4 37.621 CYME_1197_CP_2 5 41.042 CYME_1197_CP_2 6 50.529 CYME_1197_CP_2 7 54.786 CYME_1197_CP_2 8 65.513 CYME_1003_CP_2 9 78.759 CYME_1197_CP_2 10 87.388 CYME_1003_CP_2 11 106.080 CYME_1197_CP_2 12 122.121 CYME_1197_CP_2 13 138.023 CYME_1003_CP_2 14 162.071 CYME_1197_CP_2 15 175.941 CYME_1197_CP_2 16 196.639 CYME_1003_CP_2 17 222.774 CYME_1197_CP_2 18 238.317 CYME_1197_CP_2 19 265.511 CYME_1003_CP_2 20 300.235 CYME_1197_CP_2 21 321.624 CYME_1197_CP_2 22 329.821 CYME_710_CP_2 23 352.811 CYME_710_CP_2 24 376.434 CYME_710_CP_2 25 400.116 CYME_710_CP_2 26 424.433 CYME_710_CP_2 27 449.695 CYME_710_CP_2 28 476.275 CYME_710_CP_2 29 504.393 CYME_710_CP_2 30 534.155 CYME_710_CP_2 31 565.662 CYME_710_CP_2 32 599.046 CYME_710_CP_2 33 634.389 CYME_710_CP_2 34 671.821 CYME_710_CP_2 35 711.480 CYME_710_CP_2 36 753.458 CYME_710_CP_2 37 797.927 CYME_710_CP_2 38 845.026 CYME_710_CP_2 39 894.901 CYME_710_CP_2 40 947.733 CYME_710_CP_2 41 1003.666 CYME_710_CP_2 42 1062.909 CYME_710_CP_2 43 1125.692 CYME_710_CP_2 44 1192.214 CYME_710_CP_2 45 1262.681 CYME_710_CP_2 46 1337.325 CYME_710_CP_2 47 1416.388 CYME_710_CP_2 48 1500.117 CYME_710_CP_2 49 1588.805 CYME_710_CP_2 50 1682.736 CYME_710_CP_2 51 1782.214 CYME_710_CP_2 52 1887.585 CYME_710_CP_2 53 1999.177 CYME_710_CP_2 54 2117.367 CYME_710_CP_2 55 2242.555 CYME_710_CP_2 56 2375.129 CYME_710_CP_2 57 2515.550 CYME_710_CP_2 58 2664.276 CYME_710_CP_2 59 2821.786 CYME_710_CP_2 60 2988.620 CYME_710_CP_2 Voltage drop Solución was not found for network THE_SAME_FEEDER

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



Solución El examen de los detalles de cada uno de los tres tramos muestra que no tienen ningún problema. Dichos tramos están situados al final del alimentador y no al medio. Según el documento Consejos en caso de no convergencia (página 23), esto podría indicar de una impedancia errónea en las líneas aéreas eléctricas, de una carga de impedancia alta o de una línea demasiado larga. Empiece por lo más rápido en verificar, es decir la longitud de la línea.

3. Para esto, el Explorador de red le puede ser de gran ayuda. Seleccione el menú Mostrar > Explorador de red. En el cuadro de dialogo Explorador de red, desplácese horizontalmente hasta que vea la columna Longitud y pida que se ordenen por secuencia descendiente o sea del mayor al menor.

Observe el valor más elevado. ¿No le parece un poco sospechoso?

4. Localice este tramo, es decir CYME_192_CP_2, en el diagrama unifilar.


91


Solución Por supuesto que no se ve nada bien. El largo o longitud del tramo no parece tener la misma escala que los otros tramos parecidos cercanos.

5. Vuelva a calcular el largo del tramo CYME_192_CP_2 según el factor de escala del modelo, es decir 2.75. a.

Verifique el factor de escala de CYMDIST. Seleccione el menú Archivo > Preferencias… y diríjase a la pestaña Interfaz de usuario. Asegúrese de haber introducido un factor de escala de 2.75

b.

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

La longitud calculada es 0.022399 millas.

6. Ejecute nuevamente el análisis de flujo de carga. Ahora converge en ocho iteraciones.

92



Solución 7


Short Circuit – Rev1.0.sxst


Carpeta “Short Circuit”

Cortocircuito Ejercicio: página 27

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


93


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

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

b.

En las simulaciones subsecuentes, el reporte podrá generarse automáticamente. En el cuadro de dialogo Análisis de cortocircuito convencional, seleccione la pestaña Salida. En el cuadro Reportes, marque la casilla Seleccionar y añada el reporte Cortocircuito - Resumen (por favor refiérase al punto 4. b. de la Solución 4 en la página 80 que contiene otras capturas de pantalla).

c.

d. 94

Lea atentamente los valores del reporte y llene el cuadro de resultados. Recuerde que en función de la simulación, los valores deben tomarse de una u otra columna.

Ejecute las cuato otras simulaciones. © CYME International T&D


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

Falla máxima en la red (A)

1

1146.4

1980.6

6592.8

11833.8

3

495.7

602.0

768.7

808.5

Simulación

2 4 5

LT

430.3 136.7 128.9

LLL

469.7

139.1

131.9

LT

529.2

143.3

149.2

LLL

535.5

143.7

149.7

Las corrientes de falla se calculan a partir de fórmulas que tienen la forma siguiente: I = V/Z. Por supuesto, I cambia en función de V. En la simulación 4, se usa la tensión de base (12.47 kV), mientras que en la simulación 5, se usa la solución de flujo de carga (??? kV). Así, un aumento o una reducción de algunos porcientos en la tensión crea el mismo aumento o reducción en la corriente.


95


Solución 8


Fault Flow – Rev1.0.sxst


Carpeta “Short-Circuit”

Flujo de falla Ejercicio: página 29

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

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

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


97


Solución 4. Los resultados deberían ser: Corriente de falla con el generador desconectado (la mayoría de amperios en 1 fase)

Corriente de falla con el generador conectado (la mayoría de amperios en 1 fase)

Contribución del generador a la corriente de falla (la mayoría de amperios en 1 fase)

LLT

3862

4729

949

LT

2542

2765

414

Tipo de falla

LLL LL

98

4186

3625

5109

4459

951

945



Solución 9 Balance de carga


Load Balancing – Rev1.0.sxst


Carpeta “Load Balancing” Ejercicio: página 33

Solución 1. Ejecute un análisis de flujo de carga y extraiga la información requerida del Flujo de carga - Reporte sumario (refiérase a la Solución 4 de la página 79 para obtener indicaciones detalladas sobre cómo efectuar dichas operaciones). 2. Ejecute el análisis de balance de carga. a.

Seleccione el menú Análisis > Balance de carga…. Luego, presione la primera pestaña del cuadro de dialogo Balance de carga, escoja dónde desea que se efectúe el balance, escoja el objetivo y configure los parámetros tal como se le indica.

b.

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


99


Solución 3. Para obtener los resultados requeridos para llenar el cuadro, ejecute un análisis de flujo de carga y genere el Flujo de carga – Reporte sumario.

4. Deshaga sus cambios usando el botón Deshacer cambio que se encuentra en la barra de herramientas principal y repita el mismo proceso con las simulaciones restantes.

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

Nombre del tramo

A

*CYME_132_LB_1

Simulación 2:

Nombre del tramo

A

*CYME_132_LB_1 *CYME_279_LB_1 *CYME_210_LB_1

Simulación 3:

Nombre del tramo

aC 37.24

A

*CYME_23_LB_1 *CYME_218_LB_1

Simulación 4:

Nombre del tramo

A

*CYME_23_LB_1 *CYME_218_LB_1 *CYME_214_LB_1 *CYME_227_LB_1

Simulación 5:

Nombre del tramo *CYME_23_LB_1 *CYME_218_LB_1

100

aB 10.69

Cambio de fase (KVA) B aA 456.22 Cambio de fase (KVA) B aA 456.22 aA 149.69

C

C

Cambio de fase (KVA) B C aA Ningún 511.03 cambio aA 108.96 Cambio de fase (KVA) B C aA Ningún 511.03 cambio aA 108.96 aB 5.60

Refaseo o Cambio de fase (KVA) A B C aA Ningún 511.03 cambio aA 108.96



Simulación 6:

Refaseo o Cambio de fase (KVA) A B C aA Ningún 511.3 cambio aA 108.96 aB 10.69 aB 5.6

Nombre del tramo *CYME_23_LB_1 *CYME_218_LB_1 *CYME_214_LB_1 *CYME_227_LB_1

Los resultados deberían ser: Simulación

Sin balanceo

Número de cambios de fases

Pérdidas del sistema (kW)

140



0

24

317

32

1

1

131

3

2

131

0

12

131

0

12

2 4 5 6 7 8

3 4 2 2 0 2


130

131 131 140 135

0

0 0

317 81

15

12 12

32

29

101


Solución 10 Ubicación óptima de condensadores


Capacitor Placement – Rev1.0.sxst


Carpeta “Capacitor Placement”


Solución 1. Ejecute un análisis de flujo de carga con factores de escala de 85% para las cargas (P=Q). Extraiga la información requerida del reporte Flujo de carga– Reporte sumario (refiérase a Solución 4 en la página 79 para obtener instrucciones detalladas sobre cómo efectuar dichas operaciones).

2. Seleccione el menú Análisis > Ubicación óptima de condensadores…. a.

Seleccione el objetivo Reducir las pérdidas en kW.

b.

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


103


Solución c.

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

d.

Ejecute la simulación.

e.

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

3. Ejecute un análisis de flujo de carga y genere el reporte Flujo de carga – Reporte sumario, de modo a obtener los resultados requeridos para llenar el cuadro de resultados.

4. Anule sus cambios con el botón Deshacer cambio situado en la barra de herramientas principal y repita el mismo proceso con el resto de las simulaciones.

104



Solución Los resultados deberían ser:

Simulación

Número de nuevos bancos de condensadores

Sin condensador


116.40

1

4

100.30

3

1

101.70

2 4

1 2

101.70 100.6


118 0 0 0

0

Las pérdidas podrían mejorarse aún más balanceando el alimentador antes de considerar la instalación de los bancos de condensadores.


105


Solución 11


Motor Starting – Rev1.0.sxst


Arranque de motor

Carpeta “Motor Starting”


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

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


107


Solución

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

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

108



Solución

4. Como el hueco de tensión real debido al arranque es superior al hueco de tensión máximo debido al arranque, los resultados se indican en rojo. Por lo tanto, con los parámetros y restricciones reales, el motor no puede ser arrancado.

5. Seleccione el menú Análisis > Arranque de motor > Tamaño máximo de arranque… y ejecute el análisis con los parámetros siguientes:


109


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

110



Solución 12 Resultados cuestionables – Parte 1






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

El diagrama unifilar debería tener este aspecto:


111


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

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

Observe la potencia nominal. ¿No le parece sospechosa? En realidad el banco tiene probablemente un total de 1200 kVAR, no por fase. Cámbielo a 400 kVAR/fase.

2. Ejecute un análisis de flujo de carga. El flujo de potencia en la subestación ahora es mucho más razonable.

112



Solución 13 Resultados cuestionables – Parte 2




Carpeta “Engineering cases\Level Beginner”


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


113


Solución La mayor parte de la línea principal ha sido construida usando conductores con una capacidad de conducción entre 500 y 1000 A, salvo al principio del alimentador donde los conductores tienen una capacidad entre 100 y 250 A. Se nota claramente que algunos conductores no han sido bien seleccionados.

Una inspección más detallada muestra que los tramos sobrecargados se componen de dos modelos de línea diferentes, 300AL y 8A, con una capacidad de 129 A y de 609 A respectivamente. Sin embargo, los dos primeros tramos del alimentador que no tienen el mismo comportamiento usan el modelo de línea 477AL con capacidad de 825 A.

2. Cambie los conductores de los tramos sobrecargados usando la herramienta Reconfiguración. Seleccione el menú Editar > Reconfigurar tramos. El cursor del ratón cambiará a Config. a.

En el cuadro de dialogo Reconfiguración, seleccione toda el área sobrecargada, es decir desde el tramo CYME_3_CP_4 hasta el tramo CYME_49_CP_4.

b.

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

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

114



Solución 16 Creación y uso de un nuevo símbolo de dispositivo


N/A


N/A


Solución Solución Paso 1 – Crear el nuevo símbolo

1. Abra el Editor de símbolos de CYME seleccionando el menú Archivo > Herramientas > Editor de símbolos.


115


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

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

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

116



Solución

Se abrirá una ventana en la que podrá dibujar el nuevo símbolo.

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


117


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

Solución Paso 2 – Atribuir el nuevo símbolo

1. Ya que hemos actualizado la biblioteca de los símbolos, ahora tenemos que recargarla. a.

b.

Seleccione el menú Archivo > Preferencias…

En la pestaña Archivos personalizados, pulse el botón Volver a cargar la biblioteca de símbolos.

2. Para atribuir el nuevo símbolo, seleccione el menú Mostrar > Opciones de visualización…. a.

b.

118

Presione el botón Modificar… en el cuadro de grupo Símbolos.

En el cuadro de dialogo Símbolos – Símbolos predeterminados, localice el motor de inducción en el recuadro Símbolos que mostrar situado a la mano izquierda. Pulse en el símbolo que aparece a la mano derecha del cuadro de dialogo.



Solución

c.

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


119


Solución Solución Paso 3 – Use el nuevo símbolo

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

120


Manual de Capacitación CYMDIST - Ejercicios

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