Software Utilizado en Análisis de Sistemas de Potencia I. SEP Manejo del software para análisis de flujos de carga y corto circuito en sistemas eléctricos de potencia” ó “Análisis de SEP’s con software” Breve descripción del proyecto: Este proyecto consiste en el diseo! desarrollo e implementación de un software "ue permite permite simular simular Sistemas Sistemas Eléctrico Eléctricoss de Potencia Potencia #S$E$P #S$E$P$$% permitien permitiendo do con ello la o&tención de los parámetros necesarios para su estudio y agili'ando la gran cantidad de cálculos numéricos "ue ello implica y además! eliminar las limitaciones de los software usados actualmente #n(mero de &arras para el análisis! licencias! o en otros casos se trata de copias de e)aluación%$Este software permite simular un S$E$P$ en cual"uier configuración #ejemplo* radial! anillo! enmallado% utili'ando elementos tales como como gene genera rado dore res! s! trans transfo form rmad ador ores es!! l+ne l+neas as de tran transm smis isió ión! n! ca&l ca&les es!! &arr &arras as y reactores$ ,o pre)io! se reali'a mediante una interfa' )isual atracti)a! "ue tra&aja en &ase a un di&ujo es"uemático del S$E$P$ y con cuadros de diálogos para el ingreso de datos especialmente diseados para cada elemento$ El programa se desarrolló en lenguaje -isual .asic /$0 de Microsoft! de&ido a la cual cualid idad ad "ue "ue pose posee e en el dise diseo o de elem elemen ento tos! s! nece necesa sari rios os para para una una &uen &uena a programación programación en 1indows! como por ejemplo .otones! Eti"uetas! 2uadros de 3e4tos! 3e4tos! 2uadros de 5i&ujo! etc$ Esta Estado do del del proy proyec ecto to al mome moment nto o de la pu&l pu&lic icac ació ión* n* Etap Etapas as y acti acti)i )ida dade dess más más importantes reali'adas durante los meses de ejecución del proyecto$ El proyecto se encuentra finali'ado y se reali'aron las siguientes etapas* 6$7 5iseo del algoritmo de funcionamiento funcionamiento del software$ 8$7 9mplementación 9mplementación del software$ :$7 9mplementación 9mplementa ción de arc;i)os de ayuda del software$ <$7 Análisis Análisis de resultados =$7 Aplicaciones Principales dificultades: ,a dificultad mayor encontrada en el desarrollo de este proyecto fue el no poder usar el software implementado en las asignaturas de S$E$P$ y la&oratorio de S$E$P$ como se ten+a contemplado$ ,o anterior fue de&ido a la toma en el mes de junio del edificio >antes! con las consecuencias conocidas por toda la comunidad ?ni)ersitaria$ 2onclusiones 2onclusiones y @ecomendaciones* @ecomendaciones* 5el tra&ajo se ;a podido concluir* 6$7 Se dispone de un software propio propio para para el uso uso en asignaturas asignaturas del 5epartamento$ 5epartamento$
8$7 El software desarrollado permite la interacción gráfica anal+tica para el análisis de los flujos de potencia de un S$E$P$ en régimen permanente! entregando además una e4celente interfa' gráfica! ya "ue cada elemento posee su propio cuadro de diálogo para el ingreso de datos$ :$7 ,as )entajas "ue ofrecen los programas en am&iente gráfico son muc;as! pero la principal es su facilidad de uso! por el ;ec;o de "ue todo se encuentra en pantalla$ <$7 A futuro ser+a necesario desarrollar otros programas &ajo el mismo am&iente! para as+ tener un sólido apoyo tecnológico en la Ensean'a de la 9ngenier+a Eléctrica$
II.
Prorama de análisis de redes el!ctricas "#$E El programa de análisis de redes eléctricas 2BME es una serie de aplicaciones "ue constan de un editor de redes! de módulos de análisis y de &i&liotecas de modelos personali'a&les desde los cuales el usuario puede o&tener la solución más eficiente$ ,os módulos disponi&les incluyen )arias aplicaciones a)an'adas y e4tensas &i&liotecas para el análisis de redes industriales! de transporte o de distri&ución de energ+a eléctrica$ Programas de 2BME para redes de distri&ución de energ+a eléctrica Programas de 2BME para redes de transporte de energ+a eléctrica y redes industriales Ctros programas disponi&les (tiles para los ingenieros en sistemas de potencia* 2álculo de la intensidad má4ima admisi&le en ca&les de potencia #2BM2AP% 2oordinación de los dispositi)os de protección #2BM322% 5iseo y análisis de sistemas de puesta a tierra #2BM>@5% Simulación y análisis de transitorios electromagnéticos #EM3P% Soluciones de software de 2BME
III.
S%&'(A)E E'A 6$ C.DE39-CS$ ue es estudiante* • •
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?tilice el software de simulación E3AP para estudios de sistemas de potencia$ 2ono'ca los diferentes modos de simulación y casos de estudios "ue puede reali'ar en E3AP$ 9dentifi"ue las diferentes &arras de ;erramientas "ue posee el programa de simulación$ Simule demos "ue complemente el aprendi'aje y uso de este software$
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2onstruya y simule sistemas de potencia t+picos$
*. I+')%,U""I-+. F?G ES E3APH$ Es una ;erramienta de análisis y control para el diseo! simulación y operación de sistemas de potencia eléctricos de generación! distri&ución e industriales$ Es una ;erramienta integrada "ue ;a sido diseada y desarrollada por ingenieros para ingenieros "ue se desempeen en las di)ersas disciplinas de los sistemas de potencia$ Esta ;erramienta dispone de una gran cantidad de módulos como son* • • • • •
@edes A2 o 52$ 3endido y rutado de ca&les$ @edes de tierra$ 2oordinación y selecti)idad de protecciones$ 5iagramas de 2ontrol de Sistemas A2 y 52$
Es una ;erramienta de análisis totalmente integrada utili'ada por miles de ingenieros de diferentes compa+as en todo el mundo para disear! mantener y operar sistemas eléctricos$ 5entro del programa e4iste la opción de E3AP @eal7time! la cual utili'a datos en tiempo real para reali'ar estudios de sistemas de potencia y e)aluación de e)entos$ 5entro de las empresas e industrias! los operadores y gerentes utili'an el E3AP para super)isar! controlar y optimi'ar! los sistemas de potencia propios de la acti)idad en la cual se desempean$
:$ 59S2?S9IJ 5E @ES?,3A5CS$ 6% Menciones los modos de simulación de la &arra de modos y Fue modos de simulación ;ay disponi&les en esta )ersión de E3APH 8% 5e la Kigura 6$:! cuál es el significado de* 81 LKM@! :1 LKM@! ,?MPE5 ,CA5! -2.! SPS3! SP53! S-2 y -52 ,9JN$ B e4pli"ue el funcionamiento real de estos dispositi)os$ :% 5e la Kigura 6$
9-$
S%&'(A)E 59>S9,EJ3 >M.$ Software altamente especiali'ado en el campo de los sistemas electricos de potencia desarrollado por la compa+a Alemana consultora y de software59gS9,EJ3 >m&$ Este programa &asado en plataforma 1indows! es una ;erramienta utili'ada para el análisis a)an'ado de sistemas Eléctricos de potencia! integrada y totalmente interacti)a! facilitando su estudio por medio de las siguientes funciones* o
Klujo de carga A2O52
o
Análisis de cortocircuito 9E2! -5E! y AJS9
o
Análisis de fallas y e)entos
o
@educciones de @ed de estado estacionario
o
3ransitorios electromagnéticos
o
Análisis de )alores propios y @educción de modelos de red
o
Simulación dinámica de sistemas #electromecánicos%
o
2oordinación automática de protecciones
o
Análisis de armónicos
o
Análisis de confia&ilidad
o
@epresentación del sistema semi7geográfica
o
9nterfa' con sistemas S2A5A
o
Análisis y diseo de controles
Este programa es utili'ado por las grandes empresas del sector eléctrico del mundo e 9J>E,ME2 S$A no es la e4epción$ Josotros tra&ajamos con este software ;ace )arios aos para el análisis de redes eléctricas con el fin de optimi'ar la operación y alcan'ar los o&jeti)os de planeamiento eléctrico y energético$ ,os resultados o&tenidos suelen ser &astante satisfactorios! no sólo por tratarse de un pa"uete moderno y )ersátil! sino fundamentalmente por el gran dinamismo de su desarrollo! ya "ue ofrece muc;as nue)as mejor+as! "ue ao a ao lo mantienen en una constante e)olución a medida "ue los clientes ;an ido solicitando nue)as y concretas utilidades$
.
S%&'(A)E +EP/A+ 9ntroducción JEP,AJ es un muy amiga&le sistema de información y planificación para redes de electricidad! gas y agua$ En los siguientes cap+tulos se descri&en en detalle todas las opciones de los men(es y los módulos de cálculo$ Para entender JEP,AJ de una manera rápida y fácil! le recomendamos seguir este tutorial$ El programa será e4plicado con ejemplos y se mostrará como iniciar un nue)o proyecto y como crear un sistema de potencia pe"ueo$ Es decir! el usuario aprenderá como insertar los elementos gráficamente! insertar los datos! usar las li&rer+as! reali'ar los cálculos y presentar los resultados de una manera adaptada a los o&jeti)os del análisis$
2omo se mencionó! el 3utorial es el primer paso para ;acer uso del programa JEP,AJ$ Para los detalles acerca de los modelos de los elementos! datos de entrada o parámetros de los cálculos! por fa)or consulte los respecti)os cap+tulos de la >u+a del ?suario o use la Ayuda en l+nea sensi&le al conte4to$ 0 /a Interfase de Usuario
,os n(meros indican las siguientes )entanas estándar* 6$ .arra de t+tulo =$ Administrador de )ariantes 8$ .arra de opciones de men( /$ -entana de s+m&olos :$ .arra de ;erramientas $ -entana de mensajes <$ Qrea de tra&ajo con diagramas y ta&las de datos R$ .arra de estado "onceptos Básicos de +EP/A+ Para entender el am&iente de JEP,AJ! es esencial e4plicar )arios conceptos del sistema*
Jodos ?n nodo es el punto de cone4ión de dos elementos o una u&icación! donde la energ+a eléctrica se produce o se consume #generador! carga%$ ?n nodo se descri&e con* Jom&re! -oltaje nominal del sistema en T-! Uona y área! 3ipo de nodo #&arraje de distri&ución principal! &arraje de distri&ución! &arraje aislado! &arraje especial%! 5escripción! El )oltaje nominal del sistema -n es el )oltaje l+nea a l+nea! para el cual el sistema de potencia está diseado y con respecto al cual se ;ace referencia a las caracter+sticas del sistema de potencia$ En JEP,AJ el )oltaje nominal del sistema para los nodos se de&e digitar durante la entrada de los datos de los nodos$ 3odo )oltaje se de&e dar como l+nea 7 l+nea #)oltajes de delta%$ Jo es necesario colocar un nodo entre todos los elementos$ Estos tam&ién pueden ser conectados directamente con una unión$ En este caso no se despliega ning(n resultado de nodo y no se pueden conectar más de dos elementos en el mismo punto$ I.
,I)E,"A, 1 Software de ,ise2o de )edes Electricas B' y $' A lo largo de los más de 60 aos en el mercado nacional e internacional! el 59@E52A5 ;a ido e)olucionado y perfeccionado sus capacidades! pudiendo adaptarse a los diferentes re"uerimientos y a las normas territoriales "ue se apli"uen para nuestro proyecto$ El 59@E52A5 806< ;a logrado posicionarse dentro del mercado como una de las principales ;erramientas para el diseo redes de transmisión eléctrica$ 'iene como principales caracteristicas: •
5iseo de capas independientes para .aja y Media tensión$
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II.
Soporta todas las configuraciones eléctricas para .3 #3rifásico! Monofásico! Kase7Kase o Kase73ierra%$ Ji)eles de tensión configura&les y ejecuta&les! lo "ue permite aplicar en cual"uier sistema .3$ Permite compartir estructuras de la red M3 en la red .3 sin restricciones$ 2álculo automático de perfiles de tensión por nodo y pérdidas por circuito y transformador$ .alance de cargas por n(meros de cargas y por potencias$ 2alcula parámetros eléctricos seg(n configuraciones de conductores! en .3$ 2alcula parámetros eléctricos seg(n geometr+a de estructuras! en M3$ E4porta los reportes de diseo y cálculos en E4cel y a arc;i)os 3e4to$ @eporta los 5iagramas de 2argas por 3ransformadores en .3 y por Punto de 5iseo en M3$ >enera planos de diseo en formatos imprimi&les a escalas configura&les$
S%&'(A)E ,/'"A,. 5,32A5 es un software especiali'ado y orientado al diseo de l+neas aéreas de transmisión de energ+a eléctrica$ Su )ersatilidad permite la aplicación en l+neas de todos los ni)eles de tensión! desde l+neas de Media 3ensión #M3% ;asta l+neas de Muy Alta 3ensión #MA3%$ 2uenta con un entorno gráfico de )ista de perfil topográfico y )ista de planta y su amiga&le plataforma de tra&ajo! le permite identificar! editar! reu&icar! &orrar y agregar soportes de manera sencilla$ 5,32A5 ;ace uso predominante de iconos gráficos y men(s desplega&les para facilitar la selección de las diferentes opciones entre las cuales se pueden mencionar la edición de perfil topográfico! opciones de distri&ución automática! edición de estructuras! edición catenaria! opciones de corrección manual! presentación de resultados en tiempo de diseo! amplificación de imagen y alarmas gráficas$ ,os datos topográficos! los cuales son la información &ásica necesaria para poder desarrollar el diseo! podrán ser ingresados en formatos de 2oordenadas ?3M #LBU% #Este! Jorte! Ele)ación% o en formato LU #Acumulada! 2ota! Angulo! Eti"ueta%$
"aracter3sticas del software
2uenta con opciones "ue permiten al usuario crear sus propias ta&las de datos personali'adas! de modo "ue se ajuste a sus propias nomenclaturas y formato de tra&ajo$ Estas opciones le dan al usuario la )entaja de almacenar toda la información adicional "ue re"uiera! compartir las mismas con otros usuarios y utili'ar los elementos necesarios seg(n su propia con)eniencia para cada proyecto$ 9ncorpora modelos de cálculo de corrección de )elocidades y de presión de )iento para las condiciones de carga de )iento seg(n )arias Jormas nacionales e 9nternacionales* JES2 * Jational Electrical Safety 2ode -5E 860* -er&and 5eutsc;er$ Eelectrotec;niTe$ AEA * Asociación Electrotécnica Argentina 2JE 8066* 2ódigo Jacional Eléctrico Suministro 8066 #Per(% ,as ;erramientas de cálculo de distancias de seguridad le permiten e)aluar la distancia )ertical al terreno de la catenaria y la distancia entre conductores de las diferentes fases$ ,as opciones de cálculo de oscilación de cadena #5isponi&le en el módulo Kull%! e)al(an en tiempo de diseo la oscilación de las cadenas de aisladores y presenta una alarma gráfica en caso de superar los l+mites permisi&les$ Permite adicionar contrapesos y recalcula las nue)as condiciones de las cadenas$ Además! genera un reporte del estado de los ángulos de oscilación por estructura! donde el usuario podrá modificar las cantidades de contrapesos$ El análisis de )i&raciones por >alloping #5isponi&le en el módulo Kull%! e)al(a el despla'amiento espacial del 2onductor por efecto galloping$ Simulando el área "ue a&arca las posi&les incidencias de ello como acercamiento a las otras fases$ ,a función de cálculo de ta&las de flec;ado! puede ser aplicado para las condiciones de 2onductor so&re Poleas #5isponi&le en el módulo Kull% y 2onductor Engrapado$ ,os resultados se presentan en ta&las para un rango de temperaturas! seg(n los re"uerimientos del usuario$ El cálculo de Qr&ol de 2argas #5isponi&le en el módulo Kull%! genera el ár&ol de cargas para cada tipo de estructura! seg(n las prestaciones "ue ;ayan sido definidas$ En cada caso anali'a los esfuer'os originados por efecto del conductor so&re las estructuras simulando condiciones normales y rotura de conductor$ El análisis de contraperfiles #5isponi&le en el módulo Kull% es especialmente importante en 'onas donde las pendientes trans)ersales a la ruta de la l+nea son significati)as$ El 5,32A5 incorpora una ta&la de datos de perfiles laterales "ue pueden ser editados por el usuario$ Permite definir ;asta tres contraperfiles paralelos al eje de la l+nea! con lo cual se puede controlar las distancias de seguridad del conductor en tiempo de diseo$
Salida de )eportes: Entre los principales tipos de reportes "ue se o&tienen! se mencionan la planilla de estructuras! ta&las de flec;ados! resumen de materiales$ 3odas los reportes generados se pueden e4portar directamente a una ;oja de cálculo #E4cel%! manteniendo el formato de presentación ó en su defecto pueden ser gra&ados en arc;i)os tipo te4to$ Planos: Cpción de corte automático de planos en formato A6! Arc;5 y formato continuo! en escala ;ori'ontal y )ertical configura&les$ Cpción de e4portar los planos de perfil de la l+nea a formato 5LK! en formatos de papel selecciona&le #planos cortados y con cajetines #marcos% incorporados%$ Cpción de e4portar los planos de perfil de la l+nea a formato 5LK en formato 2ontinuo! para Auto2A5! a escalas configura&les$ Cpción de generar automáticamente la poligonal de la l+nea en coordenadas ?3M$ &acilidades de ,ise2o: Permite identificar tramos pro;i&idos! o&stáculos e4istentes tales como r+os! carreteras! 'ona pantanosa! etc$ El usuario puede crear su propia ta&la de o&stáculos indicando para cada caso el nom&re! distancias m+nimas de seguridad! o si es permitido o no colocar estructuras en dic;os tramos$ Cpciones de distri&ución automática de estructuras &ajo consideraciones configura&les! distancias m+nimas de seguridad! )ano má4imo permitido de&ido a la distancia entre conductores$ Muestra en pantalla los atri&utos de cada punto! ángulo de l+nea! eti"ueta de puntos! facilitando una identificación rápida$ Cpciones de corrección manual de las u&icaciones de estructuras! despla'amiento! &orrado! adición de nue)as estructuras$ 9dentificación por tramos del perfil del terreno! cur)a de la catenaria$ ,a catenaria "ue no cumple con las consideraciones de diseo! se marca con un color diferente! permitiendo una identificación inmediata$
