UNIVERSIDAD TÉCNICA DE COTOPAXI. FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA INGENIERÍA Y APLICADAS.
CARRERA DE:
Ingeniería Eléctrica.
NOMBRE DE LA ASIGNATURA:
SISTEMAS ELÉCTRICOS DE POTENCIA
TEMA: MODELO DE ADMITANCIAS Y CALCULO DE REDES
INTEGRANTES: Armas Kevin Anacleto Jairo Cisneros Adrian Teneda Santiago
Curso: Sexto.
Sección: “A”
FECHA DE ENTREGA: 23 de Enero de 2018
Latacunga-Ecuador
INDICE
INTRODUCCION ....................................................................................................................... 2 ALCANCES ........................................................................................................................................... 3 OBJETIVOS ..........................................................................................................................................3 I.
EL MODELO DE ADMITANCIA Y CALCULO DE REDES
1.1 ADMITANCIAS
DE RAMA Y DE NODO ............................................................................... 4
1.2 RAMAS ACOPLADAS MUTUAMENTE EN Y barra ....................... ........................... .................5 1.3
UNA RED DE ADMITANCIAS EQUIVALENTES ............................................................................ 7
1.4 MODIFICACION DE Y BARRA ........................ .......................... ........................... .................. 10
II.
2.1
METODOLOGIA
EJERCICIOS……………………………………………………………………………….(se muestra en el informe).
2.2 APLICACIONES………………………………………………………………………….(se
III.
muestra en el informe).
RESULTADOS
3.1 GRAFICOS informe).
DE SIMULACIONES………………………………………………………….(se muestra en el
CONCLUSIONES ...............................................................................................................................12 BIBLIOGRAFIA ..................................................................................................................................12
INTRODUCCION En esta oportunidad desarrollaremos un tema importante en el Análisis de Sistemas de Potencia, como lo es el cálculo de una red de admitancias, y la aplicación en la actualidad en los Sistemas Interconectado. Actualmente son las líneas de transmisión quienes conectan un determinado sistema, población, central eléctrica, usuarios libres, etc. en diferentes puntos del país, los cuales pueden representados de dos formas; mediante una matriz de admitancias o una matriz de impedancias las cuales sirven de información base para el cálculo de flujo de carga y otros temas que se desarrollara en subsiguientes capítulos y exposiciones, tomando una red elemental como forma didáctica de aprendizaje del tema. En los Sistemas Eléctricos de Potencia se utilizan sistemas computacionales muy avanzados que permitan desarrollar sistemas más complejos ya que estas están compuestas por un gran número de subestaciones y centrales eléctricas, y que en algún momento de nuestra vida profesional abordaremos.
ALCANCES En el presente trabajo tendrá el alcance siguiente: Se explicará el cálculo de obtención de la matriz de admitancias. El desarrollo de los ejemplos se reducirá a un cálculo de 4 ó 5 barras, como forma didáctica y metodológica para un mejor entendimiento del tema. Se tomará como aplicación un sector del SEIN para el cálculo de su matriz de impedancias como introducción al manejo del SEIN. Se compartirá algunas aplicaciones que actualmente se desarrollan en el Sector Eléctrico.
OBJETIVOS
Determinar la matriz de admitancias para una red de 5 barras Desarrollar de manera didáctica y metodológica una red de admitancias. Aplicar el cálculo de una matriz de admitancias en Sistema Interconectado Peruano SEIN.
1. El modelo de admitancia y cálculo de redes En el análisis de los sistemas a gran escala, el modelo de la red toma la forma de una matriz. Hay 2 opciones. La corriente que fluye a través de una componente de la red se puede relacionar con la caída de voltaje a través de ella mediante un parámetro de admitancia o impedancia. Este capítulo trata con la representación de admitancias en la forma de un modelo elemental que describe las características eléctricas de las componentes de la red. 7.1
Admitancia de rama y de nodo
El análisis comienza cuando las componentes de los sistemas de transmisión de potencia se modelan y representan por medio de impedancias pasivas y admitancias equivalentes que se acompañan, cuando es necesario, por fuentes activas de voltaje o corriente. Para un generador:
Figura 1. Circuitos que ilustran la equivalencia de las fuentes cuando Is=Es/Za y Ya=1/Za
Este este método es más general porque se puede extender a redes con elementos que tengan acoplamientos mutuos. El método considera primero cada rama por separado para combinarla después con las demás ramas de la red.
Figura .2. Caída de voltaje Va de la rama elemental, corriente de rama Ia, corrientes inyectadas Im e In, y voltajes de nodo Vm y Vn con respecto a la red de referencia.
Por la ley de kirchhof en el nodo m, Im = Ia y en el nodo n, In = -Ia. Arregladas en forma vectorial, estas 2 ecuaciones de corrientes son
2. Ramas acopladas mutuamente en Ybarra El procedimiento se basa en la matriz de bloques de construcción se extiende ahora a dos ramas mutuamente acopladas que son parte de una red más grande pero que no están inductivamente acopladas a ninguna otra rama.
Figura 3. Dos ramas mutuamente acopladas con a)parámetros de impedancia y b) las admitancias correspondientes.
En la figura anterior Tenemos a la impedancia Za conectada entre los nodos m y n, está acoplada a través de la impedancia mutua Zm a la impedancia de rama Zb que a su vez está conectado a los nodos p y q.
3. UNA RED DE ADMITANCIAS EQUIVALENTES Se ha demostrado cómo escribir las ecuaciones de admitancias de nodo para una rama o para cierto número de ramas acopladas mutuamente y que son parte de una red mayor. Ahora se demostrara que tales ecuaciones se pueden interpretar como si representaran una red con una admitancia equivalente con elementos que no se acoplan mutuamente. Esto puede ser útil con elementos que no se acoplan mutuamente. En el subcapítulo anterior se vio la demostración de las ecuaciones cuando se tiene una rama acoplada, y se obtuvo la siguiente matriz:
De las cuales se obtienen las siguientes ecuaciones:
Estas ecuaciones están representadas en las tres primeras graficas como se puede observar, en la figura 4. a), b), c), donde se observa los nodos para cada ecuación:
Al unir estas tres graficas se obtiene la cuarta grafica la cual está representada en la figura 7.3.3 d), y como se puede observar no presenta ramas acopladas mutuamente, pero representa muy bien a la rama acoplada original. Entonces si esta rama representa a la rama acoplada bien podría colocar y graficar uniendo los nodos n y q, teniendo como resultado la gráfica mostrada:
Luego estas ecuaciones bien se pueden ver en el siguiente ejemplo donde se aplicaran lo dicho líneas arriba.
Ejemplo: Se tomará el mismo ejemplo antes visto con la novedad que se incluirá entre los nodos 1 2 3, la siguiente rama acoplada del ejemplo anterior:
Entonces tendremos la siguiente figura:
Aplicando lo explicado en este subcapítulo se obtiene la siguiente rama donde ya no se tiene la rama acopla pero equivalente a ella.
Y se calcula la matriz aplicando las reglas estándar explicada líneas arriba en el presente capitulo, y se obtiene la siguiente matriz.
De esta manera se tiene la solución de la matriz de admitancias combinadas con ramas acopladas mutuamente.
4. MODIFICACION DE Y BARRA En este subcapítulo trataremos la manera simple de modificar la matriz de admitancias ya generada de un sistema frente a cambios de rama en la misma red del sistema. En el siguiente ejemplo nos piden que modifiquemos la Ybarra que se obtuvo incluyendo la rama acoplada hasta obtener la matriz excluyendo dicha rama, y obtener la matriz para ramas desacopladas. Comenzamos primero restando la matriz para la rama acoplada que se calculó anteriormente:
En segundo lugar sumamos las matrices las matrices de incremento a los nodos que se vieron afectados debido a la rama de acople, como son las admitancias – j4.0 en ambas ramas: La rama 1 - 3
Y también la rama 2 – 3:
Luego de sustraer y sumar las matrices ya indicadas se obtiene la matriz original con ramas desacopladas.
SIMULACION:
DESCRIPCION: en la presente ilustración se observa el esquema realizado por el grupo de trabajo.
DESCRIPCION: en la presente ilustración se observa el esquema realizado por el grupo de trabajo la simulación .
DESCRIPCION: en la presente ilustración se observa cómo se puede variar las iteraciones.
DESCRIPCION: en la presente ilustración se observa la potencia de base 100MW.
DESCRIPCION: en la presente ilustración se observa la matriz del sistema.
DESCRIPCION: en la presente ilustración se observa la carga.
DESCRIPCION: en la presente ilustración se observa el generador.
DESCRIPCION: en la presente ilustración se observa la potencia de flujo.
CONCLUSIONES
Para desarrollar este tipo de problemas existen diversos software como el Power World, DIg SILENT, Etap, etc, los cuales permiten determinar problemas más complejos, por lo tanto el tiempo en el análisis y estudio de los SEPs se minimiza y permite hacer el trabajo más detallado. El cálculo de la matriz e admitancias se aplica en los diferentes estudios que se realizan en los sistemas de potencias, como por ejemplos: Análisis estacionario Análisis transitorio. Despacho Económico. Optimización de Sistemas de Potencia. Análisis de fallas, etc.
BIBLIOGRAFÍA
http://www.fglongatt.org.ve/Archivos/Archivos/SP_II/Capitulo3.pdf http://www.uncp.edu.pe/newfacultades/ingenieriasarqui/newelectrica/phocado wnload/descar gas/PROBLEMAS_RESUELTOS_POTENCIA.pdf http://ocw.ehu.es/ensenanzas-tecnicas/teoria-de-circuitos/ensenanzastecnicas/teoria-de- circuitos/MATERIAL%20DE%20ESTUDIO/tema-4-analisisde-redes.pdf http://cdigital.dgb.uanl.mx/te/1020126508/1020126508_03.pdf http://ai2.diee.unican.es/asignaturas/ITIE/LYR2/apuntes-lyr2/lyr2-1-02.pdf http://www.fglongatt.org.ve/Archivos/Archivos/SP_II/Anexo1.1SP2-2006.pdf