Tesis Manual ETAP

MANUAL PARA EL USO DE LAS HERRAMIENTAS BÁSICAS DEL SOFTWARE ETAP

SOLANNLLY BRICED MENDIETA YEPES

UNIVERSIDAD DE LA SALLE FACULTAD DE INGENIERÍA PROGRAMA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA BOGOTÁ DC 2015

MANUAL PARA EL USO DE LAS HERRAMIENTAS BÁSICAS DEL SOFTWARE ETAP

SOLANNLLY BRICED MENDIETA YEPES

DIRECTOR M.Sc. SANDRA YOMARY GARZÓN LEMOS Ingeniera Electricista

UNIVERSIDAD DE LA SALLE FACULTAD DE INGENIERÍA PROGRAMA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA BOGOTÁ D.C 2015

DEDICADO A

Este trabajo de grado se lo dedico a nuestro Señor primera mente quien durante todo el tiempo de vida laboral y ejerciendo lo aprendido no me ha abandonado un momento en la vida, a mi Tio Isidoro quien fue mi guía y ayuda para culminar mis estudios, a mi Madre que con su valiente esfuerzo logro que culminara esa etapa en mi vida y me sigue apoyando  para seguir estudiando y a toda mi familia que gira mi alrededor apoyando mis sueños  profesionales y personales

AGRADECIMIENTOS Agradezco a la Universidad por haberme dado la oportunidad de obtener mi titulo y con este abrirme la oportunidad de poder hacer mi especialización, agradezco a la Ingeniera Sandra Yomary por su apoyo y orientación en este proceso, al Ingeniero Carlos Campo por su valioso apoyo en los estudios y análisis presentados y a mi esposo por su incondicional y constante apoyo.

TABLA DE CONTENIDO Pág.

INTRODUCCIÓN ............................................................................................................. 10 I.

MARCO TEÓRICO ................................................................................................... 12

II. DESCRIPCIÓN GENERAL DEL SOFTWARE ETAP ......................................... 14 2.1

Requerimientos del Software ETAP .................................................................................. 15

2.1.1

Sistemas Operativos .................................................................................................. 15

2.1.2

Requerimientos de Software .................................................................................... 15

2.1.3

Requerimientos Recomendados de Hardware ......................................................... 15

2.2

Creación de un proyecto ETAP .......................................................................................... 16

III. ANÁLISIS DE FLUJO DE CARGA EMPLEANDO ETAP .................................. 18 3.1

Consideraciones Previas ................................................................................................... 18

3.1.1 3.2

Información requerida .................................................................................................. 19 Guía para la Elaboración de Análisis de Flujo de Carga .................................................... 20

IV. ANÁLISIS DE CORTOCIRCUITO EMPLEANDO ETAP .................................. 27 4.1

Consideraciones Previas ................................................................................................... 27

4.1.1 4.2

Información requerida .............................................................................................. 28

Guía para la Elaboración de Análisis de Cortocircuito ...................................................... 29

V. COORDINACIÓN DE PROTECCIONES EMPLEANDO ETAP ....................... 33 5.1 Consideraciones Previas ......................................................................................................... 33 5.1.1 5.2

Información requerida .............................................................................................. 36

Guía para la de Coordinación de Protecciones ................................................................. 37

VI. CASO DE ESTUDIO: SISTEMA DE POTENCIA IEEE 14 NODOS .................. 47 6.1

Consideraciones previas al modelado .............................................................................. 49

6.2

Planteamiento de los escenarios de operación ................................................................ 50

6.3

Resultados de los Análisis de Flujo de Carga .................................................................... 52

6.4

Resultados de los Análisis de Cortocircuito ...................................................................... 59

6.4.1

ESCENARIO - 1 - CC.................................................................................................... 59

6.4.2

ESCENARIO - 2 - CC.................................................................................................... 59

6.4.3

ESCENARIO - 3 - CC.................................................................................................... 60

6.5

Coordinación de Protecciones .......................................................................................... 65

6.5.1

Ajuste Relé 1 ............................................................................................................. 65

6.5.2

Ajuste Relé 2 ............................................................................................................. 65

6.5.3

Ajuste Relé 3 ............................................................................................................. 66

VII.CONCLUSIONES ...................................................................................................... 69 BIBLIOGRAFÍA ................................................................................................................ 70 ANEXO 1. INGRESO DE INFORMACIÓN DE LOS PRINCIALES ELEMENTOS DE LOS SISTEMAS DE POTENCIA

LISTA DE TABLAS Pág. Tabla 1. Desarrollo del Software ETAP ............................................................................................................ 14 Tabla 2. Análisis de Flujo de Carga- Información requerida. ...........................................................................19 Tabla 3. Información requerida en el software ..................................................................................................28 Tabla 4. Información requerida en el software ..................................................................................................36 Tabla 5. Parámetros eléctricos de los Generadores ...........................................................................................48 Tabla 6. Condiciones operativas de los nodos ...................................................................................................48 Tabla 7. Impedancia de los ramales .................................................................................................................. 48 Tabla 8. Escenarios de Flujo de Carga ..............................................................................................................51 Tabla 9. Escenarios de Flujo de Carga ..............................................................................................................52 Tabla 10. Resultados de Flujo de Carga- Escenarios 1, 2, 3 y 4 .......................................................................54 Tabla 11. Resultados de Flujo de Carga- Escenarios 5, 6, 7 y 8 .......................................................................54 Tabla 12. Resultados de Flujo de Carga- Escenarios 9, 10, 11 y 12 .................................................................55 Tabla 13. Resumen- Escenarios 1, 2, 3 y 4 .......................................................................................................55 Tabla 14. Resumen- Escenarios 5, 6, 7 y 8 .......................................................................................................56 Tabla 15. Resumen- Escenarios 9, 10, 11 y 12 .................................................................................................56 Tabla 16. Resultados de Cortocircuito- Escenario 1 .........................................................................................59 Tabla 17. Resultados de Cortocircuito- Escenario 2 .........................................................................................60 Tabla 18. Resultados de Cortocircuito- Escenario 3 .........................................................................................60 Tabla 19. Esquema de Protección ..................................................................................................................... 65

LISTA DE CUADROS Pág. Cuadro 1. Descripción de los escenarios de análisis para el flujo de carga.......................................................53

LISTA DE FIGURAS Pág. Figura 1. Guía para la Elaboración de Análisis de Flujo de Carga ...................................................................21 Figura 2. Creación de Revisiones ..................................................................................................................... 22

Figura 3. Creación de Presentaciones...............................................................................................................23 Figura 4. Creación de Presentaciones...............................................................................................................23 Figura 5. Configuración de los Casos de Estudio.............................................................................................24 Figura 6. Analizador de Flujo de Carga  – Escenarios de Estudio ....................................................................26 Figura 7. Guía para la Elaboración de los Análisis de Cortocircuito ...............................................................30 Figura 8. Guía para la Elaboración de Coordinación de Protecciones .............................................................38 Figura 9. Verificación de Selectividad .............................................................................................................45 Figura 10. Ajuste de la Protección ...................................................................................................................46 Figura 11. Sistema de Potencia IEEE 14 Nodos [5] .........................................................................................47 Figura 12. Escenario 5-Flujo de Carga............................................................................................................57 Figura 13. Escenario 10-Flujo de Carga..........................................................................................................58 Figura 14. Escenario 01  –  Cortocircuito..........................................................................................................62 Figura 15. Escenario 02 -Cortocircuito ...........................................................................................................63 Figura 16. Escenario 03  – Cortocircuito ..........................................................................................................64 Figura 17. Esquema de Protección Enlace 3-4 .................................................................................................67 Figura 18. Diagrama de Selectividad ...............................................................................................................68 Figura 19. Resultados de la Secuencia de Operación ....................................................................................... 67

RESUMEN El software ETAP es una de las herramientas más importantes a nivel mundial para el estudio de los sistemas eléctricos de potencia. Dentro de los estudios de mayor importancia  para la planeación, operación y mantenimiento de los sistemas eléctricos se encuentran los análisis de flujo de carga, cortocircuito y coordinación de protecciones, este trabajo de grado plantea guías para elaboración de estos estudios aplicando el software ETAP, implementando para la disertación de los usuarios del programa, el Sistema Eléctrico de Potencia IEEE 14 Nodos.

Palabras Clave: ETAP, Flujo de Carga, Cortocircuito, Coordinación de Protecciones, sistemas de potencia.

ABSTRACT ETAP software is one of the most important tools in the world for the study of the power system. Within the studies of greatest importance to the planning, operation and maintenance of the electrical systems, are load flow analysis, short and coordination of  protections, of which this work raises guidelines for development of these studies in the ETAP software, implemented for the dissertation of users of the program, the IEEE Power System 14 nodes.

Keywords: ETAP, Load Flow, Short circuit, Coordination of protection, Power systems.

INTRODUCCIÓN El gran auge de la energía eléctrica ha contribuido al desarrollo en general de la humanidad, afectando impresionantemente la calidad de vida de los seres humanos en todas sus formas. Sin embargo, hacer posible la transferencia de energía eléctrica desde las fuentes primarias de generación hasta los centros de consumo, requiere de grandes componentes cada vez más complejos que en su conjunto son denominados, Sistemas de Potencia. El diseño, la  planeación y la operación de un sistema de potencia requiere de continuos y amplios análisis eléctricos que permitan evaluar las condiciones actuales de operación de un sistema, y establecer planes alternativos para la expansión del mismo [1]. ETAP es el software de ingeniería más completo para el desarrollo de análisis, diseño, simulación y evaluación para cada uno de los eslabones de un sistema de potencia (generación, transmisión, distribución y disposición final de la energía eléctrica). Cuenta con aproximadamente sesenta y seis módulos desarrollados en su casa matriz “Operation Technology Inc –  OTI” en Irvane, California. A nivel mundial, el ETAP se ha establecido como una herramienta estándar dentro de los profesionales de la Ingeniería Eléctrica, esto se debe a las numerosas aplicaciones que permiten al Usuario llevar a cabo estudios en una cantidad menor de tiempo en comparación con otros softwares del mercado, así como una rápida ejecución de los análisis eléctricos, confiabilidad en los resultados y una administración eficiente de la información. Adicionalmente, ETAP cuenta con un número importante de librería con amplia información de conductores, protecciones (relés, interruptores, fusibles, reconectadores) y paneles solares, los cuales son validados directamente con los fabricantes, proporcionando de esta manera una representación más real del sistema eléctrico bajo estudio. Aunque ETAP es un software comercial, académicamente ofrece a las Universidades licencias educativas que permiten la construcción de un pensamiento crítico por parte de los

10

estudiantes en cuanto a la comprensión, análisis, diseño y planeación de los sistemas de  potencia, y por ende tendrán la capacidad de enfrentar retos en su posterior entorno laboral. Este trabajo de grado es una guía para el manejo específico del software ETAP en tres estudios específicos, el flujo de carga, el análisis de corto circuito, y la coordinación de  protección, los cuales son realizados para la red de 14 nodos de la IEEE. En este documento no solo se encontrarán los procedimientos y resultados para estos tres estudios, además se muestra la forma de cargue de información general y específica para llevar a cabo estos análisis, para cualquier sistema de potencia. El fin de este trabajo es proporcionar la información del manejo y lectura de resultados para que los estudiantes de ingeniería Eléctrica aprovechen esta poderosa herramienta de análisis de una forma fácil y didáctica.

11

I.

MARCO TEÓRICO

Detrás del crecimiento demográfico, económico e industrial de un país, se encuentra también el crecimiento energético, el cual depende de una adecuada planeación de su sistema eléctrico de potencia, en el que debe garantizarse un adecuado funcionamiento de todos sus componentes, y por ende garantizar un continuo suministro de energía eléctrica con calidad y eficiencia. Por ende el estudio de los siguientes análisis: Flujo de carga  : este análisis permite evaluar previamente el comportamiento de los

componentes de un sistema eléctrico de potencia, en este se determina el voltaje, la corriente, la potencia activa y reactiva bajo ciertas condiciones operativas del sistema, lo cual permite realizar el diagnóstico general de todos los elementos del mismo [1]. Algunos otros objetivos que justifican llevar análisis de flujo de carga se describen a continuación: 

Determinar el efecto sobre la red eléctrica de la incorporación de nuevos circuitos de carga, así como la modificación de las condiciones operativas del sistema.



Planificar acciones de contingencia ante pérdidas temporales de generación o de circuitos de transmisión.



Establecer las condiciones óptimas de operación del sistema eléctrico.



Determinar las pérdidas óptimas sobre los componentes del sistema eléctrico.



Establecer puntos de compensación capacitiva e inductiva.

Cortocircuito: este estudio determina la magnitud de las corrientes que fluyen a través del

sistema de potencia en varios intervalos de tiempo después de ocurrir una falla, incluso los sistemas eléctricos de potencia más cuidadosamente diseñados pueden estar sujetos a daños  por arcos eléctricos o fuerzas electromagnéticas debido a la circulación de corrientes

12

elevadas al presentarse un cortocircuito [1]. Por lo tanto llevar a cabo este análisis permite lo siguiente: 

Dimensionar y seleccionar adecuadamente los equipos de un sistema eléctrico (transformadores, generadores, conductores, protecciones, etc) de manera que estos  puedan soportar los niveles de cortocircuito del sistema con un mínimo daño.



Proporciona los valores de corrientes de falla que deben aislar de manera rápida los dispositivos de protección de sobrecorriente, sobretensión, diferenciales, entre otros.



Proporciona el valor de corriente para el diseño de sistemas de puesta a tierra, las cuales “drenan” las corrientes de cortocircuito a

tierra, reduciendo los peligrosos voltajes paso y

toque a las que se expone el personal humano al presentarse condiciones de falla. Coordinación de Protecciones: este estudio tiene el objetivo de reducir al mínimo los

riesgos a los cuales están expuestos el personal y los equipos ante eventualidades anormales del sistema, en las cuales los esquemas de protección deben aislar de forma rápida y selectiva la falla [1], los cuales tiene las siguientes consideraciones: 

Su función primordial es la de proteger vidas humanas por encima de equipos costosos.



Su operación involucra la detección y aislamiento de la falla en el menor tiempo posible, limitando la zona afectada al mínimo.



Los esquemas de protección no deben funcionar durante la operación normal del sistema de potencia, solo en condiciones inapropiadas en su funcionamiento de manera selectiva.

13

II.

DESCRIPCIÓN GENERAL DEL SOFTWARE ETAP

ETAP es un poderoso y completo software de simulación de sistemas de potencia, el cual cuenta con numerosos módulos orientados al óptimo diseño, planeación y operación de un sistema eléctrico en diversos tipos de industria. Desde el lanzamiento de su primera versión en 1986, su casa desarrolladora, Operation Technology Inc, ubicada en la ciudad de IrvaneCalifornia, ha innovado aplicativos atendiendo las continuas realimentaciones y sugerencias de sus clientes alrededor del mundo, considerándose entre los Usuarios como una herramienta confiable, rápida y amigable a la hora de modelar y llevar diferentes análisis eléctricos. La Tabla 1, ilustra los desarrollos más notorios del Software ETAP en los últimos 30 años [2].

Tabla 1 Desarrollo del Software ETAP .

AÑO 1983 1986 1991 1993 1995 1996 1998 2000 2001 2002 2004 2006

DESCRIPCIÓN Inicia el desarrollo del Software ETAP Se establece Operation Technology Inc. Se lanza la primera versión de ETAP  –  ETAP DOS 1.0 ETAP obtiene Certificación Núclear. Se lanza la versión ETAP DOS 6.5 Se lanza la versión ETAP DOS 7.1 Se lanza la versión ETAP DOS 7.3 ETAP obtiene la Certificación ISO 9001 Se lanza la versión ETAP 1.0, primer programa de análisis de sistemas de potencias para Windows 32-bit. Se lanza la versión ETAP 2.0 Se lanza la versión ETAP 3.0  –  Las mejoras contienen el desarrollo de los módulos: Análisis de Armonicos, Sistemas DC, Flujo Óptimo de Potencia. Se lanza la versión ETAP 4.0  –   Las mejoras contienen el desarrollo de los módulos: Confiabilidad, Diseño de Mallas de Puesta a Tierra, Sistemas de Paneles, UDM ( User Define  Model ), Data X. Se lanza la versión ETAP 4.7 Se lanza la versión ETAP 5.0  –   Las mejoras contienen el desarrollo de los módulos: Diagramas de Circuitos de Control, Flujo de Carga Desbalanceado, Arco Eléctrico, GIS, Coordinación de Protecciones. Se lanza la versión ETAP 5.5 Se lanza la versión ETAP 5.6  – Adición del Módulo Control de Generación Automática para

2007  ETAP REAL TIME. Se lanza la versión ETAP 6.0  – Desarrollo dimensionamiento de cables, Comparador de 2008 Datos, y Analizador de Reportes. 2009 Se lanza la versión ETAP 7.0 2010 Se lanza la versión ETAP 7.5 2011 Se lanza la versión ETAP 11.0 2012 Se lanza la versión ETAP 11.1

14

AÑO 2013 2014 2015

DESCRIPCIÓN Se lanza la versión ETAP 12.0 y ETAP 12.5 Se lanza la versión ETAP 12.6 Se lanza la versión ETAP 12.6.5

2.1 Requerimientos del Software ETAP 2.1.1 Sistemas Operativos 

Microsoft Server® 2012 (Standard)



Microsoft Windows® 8 & 8.1 (Standard, Professional)



Microsoft Windows 7 (SP1) (Home Premium, Professional, Ultimate)



Microsoft Windows Vista (SP2) (Home Premium, Business, Enterprise)



Microsoft Windows XP (SP3) (Professional, Home Edition)



Microsoft Server 2008 R2 (Standard)



Microsoft Server 2008 (Standard)



Microsoft Server 2003 R2 (Standard) (SP2)



Microsoft Server 2003 (Standard) (SP2)

2.1.2 Requerimientos de Software 

Microsoft Internet Explorer® 5.01



Microsoft.NET Framework v3.5 (SP1)



Microsoft SQL Server Compact 3.5 (SP2)

2.1.3 Requerimientos Recomendados de Hardware Para proyectos de hasta 100 Nodos 

Intel Dual/Quad core –  2.0 GHz (o equivalente)



2 GB RAM

Para proyectos de hasta 500 Nodos 

Intel Dual/Quad core –  2.0 GHz (o equivalente)



4 GB RAM 15

Para proyectos de hasta 1000 Nodos 

Intel Dual/Quad core  –   3.0 GHz con tecnología Hyper-Threading y bus de alta velocidad.



8 GB RAM (Alta Velocidad)



Sistema Operativo de 64-Bit

Para proyectos de hasta 10000 Nodos 

Intel Dual/Quad core  –   3.0 GHz con tecnología Hyper-Threading y bus de alta velocidad.



12 GB RAM (Alta Velocidad)



Sistema Operativo de 64-Bit

2.2 Creación de un proyecto ETAP Para la creación de un proyecto ETAP, el Usuario debe seguir las siguientes instrucciones. a. Iniciar el ETAP POWER STATION desde la carpeta raíz en la que se encuentra instalado el software, generalmente esta se encuentra en el Disco Local C C:\ETAP.  b. Se desplegará una ventana, dar click en File → New Project → Ingresar el nombre del proyecto → OK .

16

Sobre esta segunda ventana el Usuario puede seleccionar el sistema de unidades (Inglés – Métrico) en el cual se definirán los parámetros eléctricos del proyecto, así como la base de datos en la cual se almacenará la información. c. Se desplegará una tercera ventana, en esta se define el nombre del Usuario, una descripción del proyecto y los niveles permisos autorizados.

d. Finalmente se especifica la frecuencia en Hertz de la red a ser modelada, por defecto el Software ETAP fija la frecuencia a 50 Hz en un proyecto nuevo. Para modificar esta variable, el Usuario debe ubicar en la barra de tareas la pestaña Project

→

Standards…

En el Anexo 1 se encuentra la descripción de la información a diligenciar por elemento, mostrando los de mayor utilización en los sistemas de potencia.

17

III.ANÁLISIS DE FLUJO DE CARGA EMPLEANDO ETAP ETAP se convierte cada vez más en una de las herramientas de simulación de sistemas de  potencia más empleadas por empresas consultoras, industriales y electrificadoras a nivel nacional, aunque el módulo de flujo de carga es uno de los módulos bases del software en comparación con módulos desarrollados para análisis de mayor complejidad, es uno de los módulos más robustos debido a las numerosas herramientas que pone a disposición para el Usuario tales como: 

Solución del Flujo de potencia por cuatro métodos numéricos iterativos posibles (Newton

 – Raphson,

Newton

 – Raphson

Adaptativo, Gauss

 – Seidel

Acelerado y

Desacoplado). 

Elección del factor de diversidad por medio de la definición global de cargas (potencia constante, impedancia constante, corriente constante y genérica), niveles de voltaje mínimos y máximos.



Configuración de alertas marginales y críticas para los niveles de tensión definidos por el Usuario.



Dimensionamiento de conductores a través de módulos transversales como el Sizing  –   Phase, el cual emplea los criterios de cargabilidad, máxima caída de tensión y

cortocircuito para la selección óptima del conductor. 

Analizador de flujo de carga, en los que se aprecia de manera comparativa los resultados del análisis para cada escenario de estudio definido por el Usuario .



Generación detallada de informes técnicos en cinco formatos de archivos disponibles  para la selección del Usuario.

3.1 Consideraciones Previas Como se ha mencionado anteriormente, el propósito del análisis de flujo de potencia es calcular con precisión la magnitud y ángulo de fase de los voltajes de estado estacionario en 18

todas las barras de una red y a partir de ese cálculo, los flujos de potencia activa y reactiva en cada una de las barras, líneas de transmisión y transformadores, bajo la suposición de generación y carga conocidas. Las magnitudes y ángulos de fase de los voltajes de barra que no se especifican en los datos de entrada, se denominan variables de estado, ya que éstos describen el estado del sistema de potencia; sus valores dependen de las cantidades especificadas en cada una de las barras. Por lo tanto, el problema de flujo de potencia consiste en determinar los valores de todas las variables de estado, resolviendo un igual número de ecuaciones de flujo de potencia simultáneas, basadas en los datos de entrada especificados. La solución del flujo de carga se conoce hasta cuándo se han calculado las variables de estado; después de esto, pueden determinarse todas las demás cantidades que dependen de las variables de las misma, como es el caso de la potencia activa y reactiva para las barras de compensación y la potencia reactiva para las barras de voltaje controlado.

3.1.1 Información requerida El software ETAP emplea métodos iterativos para el cálculo de las variables de estado del sistema de potencia, sin embargo, la exactitud de los resultados que se generan en la solución de un flujo de carga depende en gran medida, de un correcto ingreso por parte del Usuario de los parámetros de entrada de los elementos que conforman el sistema de  potencia bajo estudio. La información requerida para llevar a cabo los análisis de flujo de carga y que debe ser alimentada en el software se describen en la Tabla 2. Tabla 2. Análisis de Flujo de Carga - Información requerida. Elementos Nodos Ramas (transformadores, líneas de transmisión, cables, reactores e impedancias)

Información Voltaje nominal en kV. El ángulo y %V. Factor de diversidad de carga. Generalmente, resistencia, relación X/R, tolerancia y temperatura, si es aplicable, Líneas de transmisión: Tipo de línea, longitud y unidad. Transformadores: Voltaje y potencia nominal, cambiador manual o automático de taps. Impedancia: Voltaje base y potencia nominal base 19

Elementos Red Equivalente

Generadores Síncronos Inversores Motor Síncrono Motor de Inducción Cargas Estáticas Capacitor Cargas de Potencia constante (Convencional)* Cargadores y UPS SVC Paneles

Información Modo de operación (swing, PV-control de voltaje, PQ-control de potencia reactiva o PF-control de factor de potencia).Voltaje nominal kV.Ángulo y %V para el modo de operación swing.%V, Potencia activa-MW, y límites de Potencia Reactiva (Qmax y Qmin) para modo de operación PV. Modo de operación (swing, PV-control de voltaje, PQ-control de potencia reactiva o PF-control de factor de potencia).Voltaje nominal kV. Ángulo y %V para el modo de operación swing. %V, Potencia activa-MW, y límites de Potencia Reactiva (Qmax y Qmin) para modo de operación PV. Datos nominales de AC y DC. Voltaje de salida regulada de AC Potencia en kW/HP y Voltaje nominal. Factor de potencia y eficiencia para  porcentajes de carga de 100%, 75% y 50%. Porcentaje de cargabilidad del motor. Potencia en kW/HP y Voltaje nominal. Factor de potencia y eficiencia para  porcentajes de carga de 100%, 75% y 50%. Porcentaje de cargabilidad del motor. Potencia en kVA/MVA y Voltaje nominal. Factor de potencia. Porcentaje de cargabilidad Voltaje nominal. kVAR por banco. Número de Bancos. Porcentaje de carga. Potencia en kVA/MVA y Voltaje nominal. Factor de potencia. Porcentaje de carga motor o impedancia. Porcentaje de cargabilidad. Voltaje, potencia y factor de potencia nominales en AC. Voltaje, potencia nominal en DC. Porcentaje de cargabilidad. Voltaje, potencia reactiva inductiva-capacitiva nominales y máximos Voltaje y corriente nominal. Numero de ramales. Porcentaje de Carga.  Número de fases. Tipo de conexión: Externa, interna, reserva.

3.2 Guía para la Elaboración de Análisis de Flujo de Carga Posterior a la elaboración del modelo eléctrico y a la verificación de la información ingresada al software, se establece a continuación la metodología para llevar acabo los análisis de flujo de carga de acuerdo con la Figura 1.  Revisión de Parámetros: Aunque es una labor dispendiosa de elaborar en sistemas

eléctricos con numerosos elementos, es necesario por ejemplo chequear lo siguiente: la frecuencia del sistema configurada en software, el correcto ingreso de longitudes de conductores, potencia eléctrica para las cargas de impedancia y potencia constante, para el caso de los generadores el despacho verificar el tipo de tipo operación y el despacho que estos ofrecen al sistema influyen notablemente en los resultados de flujo de carga. 20

Análisis de Flujo de Carga

Revisión de Parámetros

Configuración 3D de la Base de Datos

Scenario Wizard

Configuración de Casos de Estudio

Study Wizard

Project Wizard

¿Errores de Modelado?

SI

Reportes NO Comparación de Resultados

Figura 1. Guía para la Elaboración de Análisis de Flujo de Carga Configuración de la Base de Datos 3D de ETAP:  Para proyectos en los que se requiere

analizar numerosas topologías de operación y realizar diversos análisis eléctricos para un mismo sistema de potencia en estudio resulta útil programar los diferentes cambios que en este puedan ocurrir, para lo cual ETAP dispone de lo siguiente:

Barra de Base de Datos En esta barra se ubican las tres alternativas que afectan la base de datos del proyecto, cada una de ellas contiene restricciones y alcances determinados de edición.

21

1.  Base y Revisión de datos: Permite la creación de revisiones del sistema eléctrico a

 partir de la copia de una base de datos Base, en dichas revisiones no es posible adicionar o eliminar elementos del diagrama unifilar, más sin embargo es posible modificar parámetros eléctricos tales como potencia, impedancias, despachos, condiciones, ajustes de protecciones, etc.

Figura 2. Creación de Revisiones 2.  Presentaciones: Permite la creación de varias pantallas del diagrama unifilar, sobre

las cuales se pueden ilustrar los resultados de diferentes tipos de análisis, así como la ubicación, visibilidad y simbología de los elementos que conforman el sistema de  potencia en estudio.

22

Figura 3. Creación de Presentaciones 3. Configuraciones: Permite definir el estatus o estado de operación de interruptores,

motores, cargas, tipo de operación de los generadores, a diferencia del gestor de revisiones, sólo es posible modificar las condiciones operativas de los componentes del sistema eléctrico más no su parámetros físicos.

Figura 4. Creación de Configuraciones 23

Configuración del Caso de Estudio: En esta ventana se básicamente establece el método

iterativo de solución al flujo de carga (Newton-Raphson, Adaptativo, Newton-Raphson, Rápido-Desacoplado, Gauss-Seidel Acelerado), el factor de diversidad de carga, valores límites para la detección de sobrecargas de los elementos y caídas y sobre voltajes en el sistema.

Figura 5. Configuración de los Casos de Estudio Configuración Wizard:  La presencia de numerosas topologías de operación dentro de un

sistema eléctrico así como la variación de los parámetros eléctricos que lo describen,  pueden representar inconvenientes inco nvenientes en cuanto a la generación de reportes al realizar diversos análisis para un mismo sistema eléctrico en estudio. Por ende, es de gran utilidad emplear un asistente o programador de estudios como lo es Wizard , el cual permite agilizar la generación de reportes de acuerdo con la base de datos tridimensional y casos de estudio creados. De acuerdo a la diversidad de topologías de operación y los diferentes análisis a realizar se presentan tres opciones de programación para las corridas de flujo.

24

1. Scenario Wizard: Esta opción permite crear de manera individual los escenarios de

estudio a analizar, en el que el Usuario establece la presentación, revisión, configuración y caso de estudio a realizar, asignando el nombre del reporte correspondiente a realizar, de esta manera se cargarán los resultados de la simulación al nombre especificado. 2. Study Wizard: De manera rápida está herramienta permite agrupar diferentes escenarios

creados a través del Scenario Wizard , lo cual representa una enorme ventaja pues al  presentarse cambios en el sistema eléctrico y por ende en la modificación de los resultados, automáticamente estos se pueden actualizar en los reportes agilizando tiempos de organización de la información. 3.  Project Wizard: Es una herramienta similar a una macro de programación, esta integra

los Study Wizard creados, que al igual de la función anterior optimizan el manejo de la información, resultado útil en modelos de alta complejidad y tamaño como es el caso de sistemas de transmisión y distribución. Corrección de Errores frecuentes: Posterior a la ejecución de los análisis de flujo de carga,

 pueden presentarse algunos errores frecuentes que un Usuario inexperto en el manejo de ETAP puede llegar a cometer, a continuación se describen los siguientes: 

La convergencia de un sistema eléctrico consta del balance entre la carga y la generación representada en el modelo, por ello esta diferencia no puede ser muy amplia con el fin de evitar que los métodos iterativos busquen resultados en rangos alejados de la solución.



Al establecer las tensiones de operación de los equipos, estos no pueden presentar diferencias superiores al 40% respecto al valor fijado en las barras o nodos de alimentación.



Al emplear transformadores trifásicos tridevanados sin conexión alguna de cargas en el lado terciario, el nodo de voltaje correspondiente a este devanado debe deshabilitarse 25

empleando un circuit break, de esta manera el software no presentará inconvenientes al momento de ejecutar los análisis de flujo de carga. 

Se debe definir entre algunos grupos de generación o equivalentes de red de un modelo eléctrico, un único nodo swing (slack) para el sistema, de modo contrario el módulo de flujo de carga no iniciará los cálculos correspondientes definir el nodo de referencia.

Comparación de Resultados: Posterior a la ejecución de los análisis de flujo de carga para

las diferentes topologías de operación configuradas y programadas en el software, analizar los resultados obtenidos en cada simulación será el paso a seguir, con el fin de identificar escenarios críticos en los cuales se presentan alarmas de sobrecarga en conductores y transformadores, violaciones en los niveles de tensión, sobrexitación, subexitación de generadores. ETAP dispone del  Load Flow Result Analyzer de manera que el Usuario  pueda analizar los diferentes escenarios, realizando realiz ando el diagnóstico y planteando alternativas de solución a los mismos.

Figura 6. Analizador de Flujo de Carga –  Escenarios  Escenarios de Estudio

26

IV.ANÁLISIS IV. ANÁLISIS DE CORTOCIRCUITO EMPLEANDO ETAP Al igual que el módulo de flujo de carga, ETAP ofrece a los usuarios un módulo de cortocircuito completamente amigable para el Usuario en el que puede realizar numerosos análisis en varios puntos del sistema de manera simultánea, especificando la normatividad con la cual se ejecutarán los cálculos de cortocircuito (ANSI, IEC, GOST), adicionalmente ETAP tiene la posibilidad de verificar la capacidad de cortocircuito que tienen los diferentes elementos del sistema de acuerdo con la selección de equipos realizada por el Usuario. Sobre el módulo de cortocircuito se ubica adicionalmente el módulo de Arc Flash, el cual  permite determinar la energía incidente de cada tablero al presentarse este fenómeno que cobra cada vez más importancia en las instalaciones eléctricas de baja tensión, logrando identificar los equipos de protección personal adecuados. Consecuentemente permite la generación de las etiquetas de arc flash normalizadas, las contienen los resultados obtenidos en el análisis. En versiones comercialmente aún no disponibles, ETAP permite comparar por medio de un analizador de cortocircuito los resultados obtenidos en el análisis de diferentes, verificando con mayor facilidad y rapidez los escenarios críticos de un sistema de potencia.

4.1 Consideraciones Previas Los sistemas de potencia son en general, sistemas bastantes complejos compuestos por una vasta gama de equipos dedicados a la generación, transmisión y distribución de la energía eléctrica a varios centros de consumo. La propia complejidad de estos sistemas indica que la presencia de fallas es inevitables. Un cortocircuito resulta de la conexión de un elemento de poca impedancia entre dos o varios puntos en los que existe una diferencia de potencia,

27

lo cual origina una circulación elevada de corriente [3].  Este tipo de fallas se pueden originarse por lo siguiente: 

Causas humanas: un mal conexionado de las fases sobre un determinado elemento.



Causas atmosféricas: el impacto directo de descargas eléctricas sobre líneas de transmisión, humedad excesiva, etc.



Causas mecánicas: puede deberse a la ruptura de conductores, degradación de las capas de aislamiento en los equipos, caídas de árboles sobre líneas de transmisión área.

De esta manera las fallas de cortocircuito se pueden clasificar en cuatro categorías: trifásico, monofásico, línea a línea y línea a línea a tierra. Todos estos tipos de análisis se logran clasificar adicionalmente en tres instantes de tiempo: ½ ciclo (periodo subtransitorio), 1.5 a 4 ciclos (periodo transitorio) y 30 ciclos (periodo transitorio). La magnitud de las corrientes de falla depende por lo tanto de la cantidad de fuentes que contribuyen a la falla (generadores y motores sincrónos, máquinas de inducción y puntos de red) y la magnitud de la impedancia que limita la circulación de ésta.

4.1.1 Información requerida El software ETAP emplea métodos de cálculo estandarizados (ANSI/IEEE, IEC y GOST) en la ejecución de análisis de cortocircuito, sin embargo, al igual que los análisis de flujo de carga, la exactitud de los resultados dependen en gran parte del ingreso acertado de los  parámetros eléctricos del sistema a estudiar, la Tabla 3 describe la información necesaria  para llevar a cabo dichos análisis.

Tabla 3. Información requerida en el software Elementos Nodos Ramas (transformadores, líneas de transmisión, cables, reactores e impedancias)

Información Voltaje nominal en kV. El ángulo y %V. Tipo de nodo (CCM, Alimentador, panel). Generalmente, resistencia, relación X/R, tolerancia y temperatura, si es aplicable. Líneas de transmisión: Tipo de línea, longitud y unidad. Transformadores: Voltaje y potencia nominal, conexión de los devanados, cambiador manual o automático de taps. Impedancia: Voltaje base y potencia nominal base 28

Elementos Red Equivalente Generadores Síncronos Motor Sincrono Motor de Inducción Cargas de Potencia constante (Convencional)* UPS VFD Fusibles, CB,HVCB

Información Voltaje y ángulo nominal. Potencia de cortocircuito trifásico, monofásico y relación X/R. Voltaje, potencia y factor de potencia nominal. Tipo de generador, Xd´´, Xd´,Xd, X/R, X0, X2. Tipo de generador, tipo de aterrizamiento. Potencia en kW/HP y Voltaje nominal. Número de Polos. Xd'', X/R, %LRC, Xd, Xo,X2, Tipo de aterrizamiento Potencia en kW/HP y Voltaje nominal. Xsc´', X/R, %LRC, Xo,X2, Tipo de aterrizamiento Potencia en Kva/MVA y Voltaje nominal. Porcentaje de carga motor o impedancia. %LRC, X/R, Xsc, X´´, tipo de aterrizamiento. Voltaje, potencia y factor de potencia nominales en AC. Factor Kac, tipo de aterrizamiento. Potencia, Voltaje y Factor de potencia nominal, factor K Voltaje máximo, corriente de capacidad de interrupción nominal y máxima, ciclos

4.2 Guía para la Elaboración de Análisis de Cortocircuito Posterior a la elaboración del modelo eléctrico y a la verificación de la información ingresada al software, se establece a continuación la metodología para llevar acabo los análisis de cortocircuito de acuerdo con la Figura 7, la cual conserva bases similares a las  planteadas para los análisis de flujo de carga.  Revisión de Parámetros:  Aunque es una labor dispendiosa de elaborar en sistemas

eléctricos con numerosos elementos, es necesario chequear lo siguiente: la frecuencia del sistema configurada en software; el correcto ingreso de longitudes de conductores; la contribución al cortocircuito por parte de cargas de potencia constante expresadas mediante %LRC (corriente de rotor bloqueado); para el caso de los generadores las reactancias de las maquinas deben obedecer la condición física en la que Xd > Xd´ > Xd´´, para los transformadores ingresar la impedancia de cortocircuito de acuerdo con la potencia base expresada en la placa de características, así como fijar una posición definida del tap y estableciendo el grupo de conexión a la cual corresponde.

29

Análisis de Cortocircuito

Revisión de Parámetros

Configuración 3D de la Base de Datos

Scenario Wizard

Configuración de Casos de Estudio

Study Wizard

Project Wizard

¿Errores de Modelado?

SI

Reportes NO Comparación de Resultados

Figura 7. Guía para la Elaboración de los Análisis de Cortocircuito Configuración de la Base de Datos 3D de ETAP: Los sistemas eléctricos de potencia son

dinámicos en su operación como en expansión, flexibilidad y confiabilidad que puedan ofrecer al usuario de consumo final. El ingreso de potencia eléctrica en determinado tramo de la red o la repotenciación de algunos elementos originan dentro del sistema la alteración de los niveles de cortocircuito y por tanto los ajustes en sus sistemas de protección. Como se mencionó en las condiciones previas, la corriente de cortocircuito puede obtenerse en tres instantes de tiempo diferentes (subtransitorio  – transitorio  – estable) relacionados estrechamente con las reactancias Xd´´, Xd´ y Xd de las máquinas sincrónicas y de inducción presentes en el sistema eléctrico. Por ende, atender dichas modificaciones dentro de la base tridimensional de ETAP permite anticipar con rapidez el estado del sistema y verificar la correcta selección de la capacidad de cortocircuito de los elementos de  protección, medición, control y de potencia. 30

Configuración del Caso de Estudio: Previo a la ejecución de los análisis de cortocircuito, el

Usuario deberá establecer las condiciones iniciales del sistema, conocidas como las condiciones pre-falla más objetivamente, la tensión, la puede elegirse ante un porcentaje en específico definido por el Usuario o las magnitudes nominales modeladas en el sistema. El Usuario adicionalmente deberá seleccionar la normatividad de cálculo correspondiente: ANSI, IEC y GOST, está última desconocida a nivel Latinoamericano debido a que su formulación proviene de organismos de investigación rusos. Configuración Wizard: Al configurar individualmente los escenarios de cortocircuito se

debe seleccionar adecuadamente el instante de tiempo de cortocircuito al cual se  programará la simulación de acuerdo con la normatividad de cálculo a realizar, por ejemplo Scenario Wizard dispone para análisis de cortocircuito bajo la Standard ANSI el cálculo de la corriente momentánea ( ANSI All Fault Momentary), la corriente de interrupción ( ANSI  All Fault Interrumpting ) y la corriente permanente ( ANSI All Fault 30Cycle) que

corresponden respectivamente a los estados subtransitorios ( ½ Ciclo), transitorio (1.5 –  4 Ciclos) y sostenido (30 Ciclos) de la corriente en falla. Corrección de Errores frecuentes: los siguientes son los errores de modelado comunes que

cometen los Usuarios al ejecutar el módulo de cortocircuito: El Usuario debe elegir las barras en falla previa a la ejecución del análisis de cortocircuito mediante la configuración del caso de estudio o directamente sobre el diagrama unifilar, al no adicionar un nodo en falla el software automáticamente impedirá la ejecución de los cálculos hasta corrección de este error frecuentemente cometido. Algunos usuarios confunden los botones de ejecución de cortocircuito subtransitorio, transitorio y permanente con los botones de evaluación de cortocircuito en equipos  (Duty), este último determina la correcta selección de equipos de protección ante corrientes de falla circulantes por el sistema eléctrico. 31

Al poseer varios transformadores trifásicos conectados en paralelo, es común que se pase  por alto establecer en los transformadores un igual grupo de conexión o grupo de conexión equivalente, originando que el software detenga automáticamente el cálculo al detectar corrientes circundantes entre los devanados de los transformadores. Al establecer las tensiones de operación de los equipos, estos no pueden presentar diferencias superiores al 40% respecto al valor fijado en las barras o nodos de alimentación. Comparación de Resultados: Versiones previas de ETAP 12.6.5 no disponen de un

analizador de cortocircuito como si lo dispone el módulo de flujo de carga, permitiendo solamente la impresión de reportes detallados por cada escenario planteado para su análisis. Sin embargo, la versión ETAP 14 Beta 5.0 incluye está particular herramienta, la cual aún no está comercialmente disponible.

32

V.

COORDINACIÓN DE PROTECCIONES EMPLEANDO ETAP

Uno de los módulos más fuertes y con mayores librerías modeladas en ETAP, es el módulo de coordinación de protecciones, este contiene las principales características de cientos de numerosos dispositivos de protección que comercialmente son empleados en sistemas de  potencia reales. Adicionalmente permite modelar protecciones no disponibles en la librería ETAP permitiendo su uso en proyectos futuros. Es también uno de los módulos más novedosos al permitir la verificación de la selectividad de los esquemas de protección de un sistema eléctrico acuerdo con los criterios de coordinación establecidos por el Usuario. Estás coordinaciones se realizan a través de curvas de tiempo  – corriente, que describen la característica de la protección y que permiten su ajuste directamente sobre el gráfico  proporcionando un método visualmente cómodo para un ingeniero de protecciones, consultor, diseñador, etc. Sin embargo no solamente son tenidas en cuenta los parámetros de las protecciones, sino también características de los demás elementos del sistema que directamente interactúa con determinada protección, como por ejemplo límite térmico del cable, curva de daño de transformadores y generadores, aceleración y limitación de corriente mediante dispositivos de arranque [4].

5.1 Consideraciones Previas La confiabilidad de un sistema de potencia, está en gran parte determinada por la correcta operación de sus elementos, dentro de los cuales se incluyen los dispositivos de protección, los cuales deben responder rápidamente ante eventos en los que se vean afectados  primordialmente la vida humana y los equipos. Estos dispositivos de protección pueden clasificarse de acuerdo al tipo de falla a detectar dentro del sistema, de esta manera se disponen de: Proteccion es de Sobrecorr iente [3]: Una de las consecuencias de las fallas, es que se

 presentan altas corrientes durante la aparición de la misma, por ello es una de las variables 33

que se utiliza para detectar la presencia de fallas de corriente. En los sistemas eléctricos de  potencia se utilizan gran variedad de equipos para la detección y despeje de las fallas, en los que se encuentran los siguientes:

Fusibles:  El fusible es el medio más sencillo de interrupción automático de corriente en caso de cortocircuitos y sobrecargas. En baja tensión (250V-600V) se encuentran hasta 600A. En este rango, la exigencia es que soporten continuamente la corriente nominal y que se fundan en un tiempo máximo de 5 minutos, con un 15% de sobrecarga. En alta tensión (10 a 138KV) se encuentran hasta 400A, con potencias de 0.1 a 20MVA. Un fusible se compone de un elemento sensible a la corriente y un mecanismo de soporte. El elemento fusible se funde, cuando circula una corriente peligrosa durante un tiempo determinado. El mecanismo de soporte establece rápidamente una distancia eléctrica, para minimizar el tiempo que dura el arco.

Reconectadores: En los sistemas de distribución aérea, entre el 80% y 95% de las fallas son de naturaleza temporal y duran como máximo pocos ciclos o segundos. Las causas típicas de fallas temporales son: contactos de líneas empujadas por el viento, ramas de árboles que tocan líneas energizadas, descargas de rayos sobre aisladores o animales que cortocircuitan una linea. El recloser con su característica de disparo – cierre, elimina la  posibilidad de dejar por fuera un circuito de distribución debido a fallas de característica temporal. El recloser es un interruptor con reconexión automática, instalado sobre todo en líneas de distribución. Este dipositivo puede detectar una sobrecorriente, interrumpirla y reconectarla automáticamente.

Seccionalizadores: Es un equipo de protección que automáticamente desconecta las secciones en falla de un circuito de distribución; normalmente se utilizan en sitios aguas debajo de un recloser. Como los seccionalizadores no tienen la capacidad para interrumpir corrientes, ellos cuentan las operaciones del recloser durante condiciones de falla y después de un número preseleccionado de aperturas, cuándo esté está abierto, el seccionalizador abre y aísla la sección en falla de la línea. Esta operación permite al recloser cerrar y 34

establecer el servicio en las zonas libres de falla. Si la falla es temporal, el mecanismo de operación del seccionalizador se puede reponer. El seccionalizador no tiene una característica de operación Corriente Vs. Tiempo, por esto se puede usar entre dos dispositivos cuyas curvas de operación son muy cercanas.

Interruptores: Los interruptores con voltajes de operación menores 1000V se pueden clasificar de acuerdo con su forma constructiva en interruptor de potencia, los cuales son de construcción abierta en marcos metálicos accesibles en todas sus partes para mantenimiento y reparación, pueden ser utilizados en conjunto con fusibles limitadores de corriente para lograr requerimientos hasta 200 KA simétricos de interrupción. Por otro lado los interruptores de caja moldeada son en los que los elementos de interrupción y el de  protección están ensamblados integralmente en un compartimiento de material aislante (difícil de reparar). Se utilizan en servicios auxiliares de plantas, subestaciones y a nivel industrial.

Relés de Sobrecorriente [3]: Uno de los fenómenos más frecuentes que se presentan durante las anormalidades en un SEP y en especial en cortocircuitos, es el aumento de corriente sobre los valores normales de operación. Este aumento se utiliza para discriminar los aumentos de fallas, ya sea como protección principal o de respaldo. Una de estas  protecciones es el relé de sobrecorriente. Es utilizada como protección principal en alimentadores radiales de distribución y en transformadores de poca potencia. Como  protección principal, se utiliza en generadores, transformadores de mayor potencia, líneas de media tensión, etc. El funcionamiento de un rele de sobrecorriente es simple y depende de dos variables, nivel de corriente mínima de operación (corriente pick up), que es aquel valor que produce el cambio de estado del rele y la característica de tiempo de operación, que es la forma que el rele responde en cuanto al tiempo. La función principal de estos relés, es proteger los elementos del sistema contra fallas y no contra sobrecarga (capacidad térmica de máquinas y líneas). Sin embargo, los ajustes establecen algún compromiso para establecer ambas anomalías.

35

Protecciones de Sobrecorriente Direccional [3]:  Es utilizado para proteger contra

sobrecorrientes de falla que pueden circular en dos sentidos, y donde la protección de sobrecorriente puede producir la desconexión innecesaria de otros circuitos. Los relés de sobrecorriente direccional se utilizan en dos aplicaciones: sistemas en anillo o sistemas con varias fuentes de alimentación. Los relés de sobrecorriente direccional están constituidos  por una unidad de sobrecorriente normal y de un elemento para controlar la direccionalidad. El elemento direccional, requiere además de la señal de corriente del relé, una señal de referencia para medir el ángulo de falla y determinar la operación o no, ante una falla. Generalmente la señal de referencia y polarización es una señal de voltaje o de corriente. La dirección del flujo de corriente, se detecta midiendo la diferencia del ángulo de fase entre la corriente y la señal de polarización. Protecciones Diferenciales [3]:  Funcionan cuando el vector diferencia de dos o más

cantidades eléctricas similares exceden una cantidad predeterminada. No es la construcción del relé sino la forma de conexión lo que lo hace un relé diferencial. La mayoría de las aplicaciones son del tipo diferencial de corriente y toman una gran variedad de conexiones dependiendo del equipo que están protegiendo. La protección diferencial responde ante fallas línea a línea, línea a tierra y en algún grado a las fallas entre espiras.

5.1.1 Información requerida La información requerida en el módulo de coordinación de protecciones es gran parte dependiente a la requerida para llevar análisis de cortocircuito, pues cuando se valida la selectividad de las protecciones este calcula las corrientes de cortocircuito para obtener el tiempo de despeje de la falla calculada sobre las curvas características de las protecciones, las cuales deben modelarse o seleccionar sobre la librería de ETAP. Ver Tabla 4.

Tabla 4. Información requerida en el software Elementos Nodos

Información Voltaje nominal en kV. El ángulo y %V. Tipo de nodo (CCM, Alimentador, panel). 36

Elementos Ramas (transformadores, líneas de transmisión, cables, reactores e impedancias) Red Equivalente Generadores Síncronos Motor Síncrono Motor de Inducción Cargas de Potencia constante (Convencional)* UPS VFD Fusibles, CB,HVCB

Información Generalmente, resistencia, relación X/R, tolerancia y temperatura, si es aplicable.Líneas de transmisión: Tipo de línea, longitud y unidad. Transformadores: Voltaje y potencia nominal, conexión de los devanados,cambiador manual o automático de taps. Impedancia: Voltaje base y potencia nominal base Voltaje y ángulo nominal. Potencia de cortocircuito trifásico, monofásico y relación X/R. Voltaje, potencia y factor de potencia nominal. Tipo de generador, Xd´´, Xd´,Xd, X/R, X0, X2. Tipo de generador, tipo de aterrizamiento. Potencia en kW/HP y Voltaje nominal. Número de Polos. Xd'', X/R, %LRC, Xd, Xo,X2, Tipo de aterrizamiento Potencia en kW/HP y Voltaje nominal. Xsc´', X/R, %LRC, Xo,X2, Tipo de aterrizamiento Potencia en Kva/MVA y Voltaje nominal. Porcentaje de carga motor o impedancia. %LRC, X/R, Xsc, X´´, tipo de aterrizamiento. Voltaje, potencia y factor de potencia nominales en AC. Factor Kac, tipo de aterrizamiento. Potencia, Voltaje y Factor de potencia nominal, factor K Voltaje máximo, corriente de capacidad de interrupción nominal y máxima, ciclos

5.2 Guía para la de Coordinación de Protecciones Tradicionalmente, la coordinación de protecciones se realiza de manera gráfica, donde la experiencia y criterios definidos por el Ingeniero de Protecciones determinan en gran parte un adecuado y selectivo funcionamiento de los dispositivos de protección, pues exige el conocimiento en pleno del sistema de potencia para prever las situaciones en las cuales las  protecciones deben operar o no. ETAP brinda herramientas que a pesar de ser gráficas  permiten al Usuario determinar los ajustes de las protecciones más adecuados para su operación. A continuación se establece una guía para la coordinación de protecciones a  partir del empleo del Software ETAP. Ver Figura 8.  Revisión de Parámetros: Debido que dentro del módulo de coordinación de protecciones se

corre internamente el módulo de cortocircuito para la evaluación de la selectividad de las  protecciones, es necesario por lo tanto chequear los mismo parámetros en la guía de cortocircuito: la frecuencia del sistema correctamente configurada en el software; el correcto ingreso de longitudes de conductores; la contribución al cortocircuito por parte de 37

cargas de potencia constante expresadas mediante %LRC (corriente de rotor bloqueado); las reactancias de las maquinas deben obedecer la condición física en la que Xd > Xd´ > Xd´´, la impedancia de cortocircuito de los transformadores acuerdo con la potencia base expresada en la placa de características y grupo de conexión.

Figura 8. Guía para la Elaboración de Coordinación de Protecciones Adicional a lo anterior debe chequearse que las curvas de las protecciones modeladas y adicionadas a la librería por el Usuario correspondan aproximadamente a las suministradas en el catálogo del fabricante, considerando la banda de tolerancia de los equipos y la característica de la curva (inversa, muy inversa, extremadamente inversa, etc). 38

 Modelado de las Protecciones: Aunque versión tras versión ETAP actualiza su librería

incluyendo numerosos dispositivos de protección comercialmente disponibles, en ocasiones en algunos proyectos no es posible encontrar el dispositivo de protección deseado para su respectivo ajuste, por lo cual el Usuario tiene la posibilidad de incluir su característica de tiempo y corriente a la librería de protecciones de ETAP.

Para realizar cambios en la librería, en este caso adicionar un nuevo dispositivo de protección, el nivel de acceso del  proyecto deberá ser Librarian.

De esta manera el Usuario podrá acceder a la librería de ETAP y almacenar adecuadamente los cambios que se realicen en ésta. Adicionalmente el Usuario puede combinar librerías de otros Usuarios, de este modo las referencias de protecciones no disponibles en ETAP  pueden incluirse fácil y rápidamente.

39

40

Para este ejemplo se ilustra la edición de parámetros de un fusible. La Figura ilustra los campos numéricos de tiempo y corriente que debe ingresar el usuario, los cuales corresponden a la banda de incertidumbre que los dispositivos de protección como el fusible presentan.  Definición de los Criterios de Ajustes: como se ha mencionado anteriormente la

coordinación de los sistemas de potencia depende de la experiencia del Ingeniero y los criterios que éste emplee para garantizar la selectividad de los dispositivos de protección. A continuación se presentan los criterios de ajuste de sobrecorriente empleados por la Compañía Consultora Potencia y Tecnologías Incorporadas S.A, los cuales son los Representantes exclusivos del software ETAP Para Transformadores de Potencia la unidad temporizada se ha establecido de la siguiente manera:

Donde: : Valor mínimo entre la corriente nominal ONAN del transformador y la nominal del TC. RTC

: Relación del transformador de corriente.

El Pickup de la unidad temporizada de tierra se calcula con base en la corriente ONAF del transformador de potencia, de la siguiente forma: Capacidad ONAF  1 MVA:

1MVA < Capacidad ONAF  3 MVA:

41

Capacidad ONAF > 3 MVA:

La selección del dial  se hace de forma tal que la curva de protección del transformador este  por debajo de la curva de soporte del mismo, garantizando selectividad con las protecciones existentes aguas arriba y aguas abajo. La unidad instantánea de fase  de los relés de sobrecorriente ubicados en el lado de alta tensión de los transformadores de potencia, se ajusta al 150% de la ICC3, ante falla en el  barraje de baja tensión del transformador de potencia. Además se debe cumplir la siguiente restricción: Instantáneo  IINR * 1 / RTC Donde: IINR: Corriente inrush del transformador de potencia. RTC: Relación del transformador de corriente. La unidad instantánea de tierra de los relés de sobrecorriente ubicados en el lado de alta tensión de los transformadores de potencia, se ajusta al 150% de la ICC1, ante falla en el  barraje de baja tensión del transformador de potencia. Igualmente, para los transformadores con grupo de conexión delta-estrella, los relés de sobrecorriente de tierra ubicados en el lado de alta tensión deben cumplir con la siguiente restricción: Instantáneo  0.50* I INR * 1/RTC Donde: IINR: Corriente inrush del transformador de potencia. RTC: Relación del transformador de corriente. 42

La unidad instantánea de fase y tierra de los relés de sobrecorriente ubicados en el lado de  baja de tensión de los transformadores de potencia se deberán anular o en su defecto temporizar con el fin de garantizar selectividad con las unidades instantáneas ubicadas aguas abajo. Para Motores la unidad temporizada se considera un margen de sobrecarga de acuerdo con lo siguiente: Fs = 1.0 Fs = 1.15 Donde: In

: La corriente nominal del motor.

Fs

: Factor de servicio.

El Pickup de la unidad temporizada de tierra se calcula a partir de la menor corriente que se presente entre las dos condiciones.

El dial de fase  se selecciona de tal forma que la curva de arranque del motor quede por debajo de la curva de sobrecarga, y así evitar disparos durante el arranque del motor. Como criterio se toma que el tiempo entre las dos curvas (arranque y sobrecarga) debe ser como mínimo 250 ms El dial de tierra de se fija en t = 100 ms con el fin de tener en cuenta el desbalance de corrientes durante el arranque del motor. La unidad instantánea  del dispositivo de protección del motor se ajusta en 13 veces la corriente nominal del motor.

43

Para la unidad temporizada de fase de los circuitos o ramales se emplea el siguiente criterio de ajuste.

Para la unidad temporizada de tierra  se calcula a partir de la menor corriente que se  presente entre las dos condiciones.

Las unidades instantáneas de fase y tierra se ajustan en 150% x ICC que circula por el circuito (línea/conductor) ante falla en la barra siguiente. Verificación de la Selectividad de las Protecciones: Generalmente para llevar a cabo la

validación de la selectividad de los dispositivos de protección de acuerdo con los criterios de ajuste definidos se deben realizar pruebas de inyección de corriente que permitan determinar la operatividad de las protecciones según lo coordinado. Sin embargo el software ETAP permite corroborar la selectividad propuesta en los esquemas protección empleando dentro del módulo de coordinación de protección la herramienta secuencia de operación, en la que se verifica los tiempos de operación de los dispositivos de protección trasladando el valor en falla del nodo seleccionado a las curvas de tiempo-corriente seleccionado o modelado en el Software, proporcionando al Ingeniero verificar de manera gráfica y tabular la coordinación realizada.

44

Figura 9. Verificación de Selectividad

A partir de los resultados de la secuencia de operación el Usuario puede decidir un ajuste adicional de la coordinación u optar por otra referencia de protección, realizando los cambios directamente sobre la protección o sobre el diagrama de selectividad del esquema de protección seleccionado – Star View.

45

Figura 10. Ajuste de la Protección

46

VI.

CASO DE ESTUDIO: SISTEMA DE POTENCIA IEEE 14 NODOS

El Sistema de Potencia IEEE 14 Nodos es una red anillada de baja tensión de 1kV, la cual representa una porción del Sistema Eléctrico Americano, específicamente del medio Oeste a mediados de los años 1962. Este sistema consta de dos (2) Unidades de Generación, tres (3) nodos de compensación reactiva, tres (3) unidades de transformación y once (11) cargas eléctricas, la disposición física de la red se ilustra en la Figura 11.

Figura 11. Sistema de Potencia IEEE 14 Nodos [5]

Las Tablas 5, 6 y 7 se describen los parámetros eléctricos de cada componente de la red, la cual será modelada en ETAP para llevar a cabo estudios de flujo de carga, cortocircuito y coordinación de protecciones empleando las guías descritas en el capítulo previo.

47

Tabla 5. Parámetros eléctricos de los Generadores Generador MVA X1 (p.u) Ra (p.u) Xd (p.u) X´d (p.u) X´´d (p.u)

1 615 0.2396 0.00 0.8979 0.2995 0.23

2 60 0.00 0.0031 1.05 0.1850 0.13

3 60 0.00 0.0031 1.05 0.1850 0.13

4 25 0.134 0.0014 1.25 0.1850 0.12

5 25 0.134 0.0041 1.25 0.1850 0.12

Tabla 6. Condiciones operativas de los nodos Nodo 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

Pg (p.u) 2.32 0.4 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

Qg (p.u) 0.00 -0.424 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

Pc (p.u) 0.00 0.2170 0.9420 0.4780 0.0760 00.1120 0.00 0.00 0.2950 0.0900 0.0350 0.0610 0.1350 0.1490

Qc (p.u) 0.00 0.1270 0.1900 0.00 0.0160 0.0750 0.00 0.00 0.1660 0.0580 0.0180 0.0160 0.0580 0.0500

Tipo 2 1 2 3 3 2 3 2 3 3 3 3 3 3

Qmax-g (p.u) 10.00 0.50 0.40 0.00 0.00 0.24 0.00 0.24 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

Qmin-g (p.u) -10.00 -0.40 0.00 0.00 0.00 -0.06 0.00 -0.06 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

Donde: Pg: Potencia activa generada en el nodo. Qg: Potencia reactiva generada en el nodo. Pc: Potencia activa consumida en el nodo. Qc: Potencia reactiva consumida en el nodo. Tipo: (1)- Swing, (2)- PV, (3)- PQ. Qmax-g: Potencia reactiva límite máxima a generar. Qmin-g: Potencia reactiva límite mínima a generar.

Tabla 7. Impedancia de los ramales Nodo-Salida 1 1 2 2 2 3

Nodo-Llegada 2 5 3 4 5 4

R (p.u) 0.01938 0.05403 0.04699 0.05811 0.05695 0.06701

X (p.u) 0.05917 0.22304 0.19797 0.17632 0.17388 0.17103

Y (p.u) 0.0528 0.0492 0.0438 0.0374 0.034 0.0346

Tap 1 1 1 1 1 1 48

Nodo-Salida 4 4 4 5 6 6 6 7 7 9 9 10 12 13

Nodo-Llegada 5 7 9 6 11 12 13 8 9 10 14 11 13 14

R (p.u) 0.01335 0.00 0.00 0.00 0.09498 0.12291 0.06615 0.00 0.00 0.03181 0.12711 0.08205 0.22092 0.17093

X (p.u) 0.04211 0.20912 0.55618 0.25202 0.1989 0.25581 0.13027 0.17615 0.11001 0.08450 0.27038 0.19207 0.19988 0.34802

Y (p.u) 0.0128 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

Tap 1 0.978 0.969 0.932 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

Donde: R: Resistencia del ramal. X: Reactancia del ramal. Y: Susceptancia del ramal. Tap: Parámetros asociado al transformador.

6.1 Consideraciones previas al modelado El voltaje y potencia base correspondiente al sistema eléctrico es de 1 kV – 100 MVA, esto  permitirá ingresar adecuadamente los parámetros eléctricos descritos en la Tabla 7, los cuales han sido representados en valores por unidad (p.u). Las unidades de generación PV a las cuales no se le asignó un valor de potencia activa, serán las unidades que operarán en vacío de manera que suministren netamente reactivos al sistema compensando localmente la deficiencia de reactivos, lo cual puede representar un incremento importante en la tensión del nodo compensado.

49

Las cargas a emplear serán modeladas como cargas de potencia constante, con el fin de mantener la demanda de potencia a pesar de las variaciones de voltaje que puedan resultar en la operación del sistema eléctrico. La impedancia de cortocircuito de los transformadores deberá concordar con los parámetros consignados en la Tabla 7, además de tener en cuenta el porcentaje de tensión determinado  por el cambiador de taps, por lo cual debe calcularse la posición correspondiente al valor suministrado en la Tabla anteriormente mencionada. El modelado de los ramales se llevará a cabo empleando directamente impedancias, especificando en estás la potencia y el voltaje base indicado anteriormente, sin limitar la ampacidad admisible del ramal.

6.2 Planteamiento de los escenarios de operación La Tabla 6, describe un escenario de operación típico para el sistema eléctrico en estudio,  por lo cual se establecerá como la red base a partir de la cual se plantearán nuevas condiciones operativas y analizar por medio de las herramientas descritas y planteadas en las guías el comportamiento del sistema de potencia, de este modo proponer alternativas de solución en los escenarios en los que se identifique alguna anormalidad. La coordinación de protecciones se realizará para un solo escenario de estudio considerando, enlaces radiales, debido que los criterios consultados obedecen a dispositivos de protección de sobrecorriente, de manera que el análisis de otro tipo de protección cómo distancia, diferencial, direccional, etc podrían llegar a ser objeto de estudio en un trabajo futuro. A continuación se describen las condiciones a tener en cuenta en la ejecución de los análisis de flujo de carga: 50

 

 Demanda Mínima y Máxima (descrita en la Tabla 13) de las cargas. Topologías de operación:

-Todos los enlaces cerrados-CLOSE. - Enlace 6-12 OPEN- Enlace 5-6 OPEN -Enlace 1-5 OPEN. 

 Estado de los compensadores:

- GEN-3 OFF - GEN-6 ON - GEN-8 ON - GEN-3 OFF - GEN-6 OFF - GEN-8 ON - GEN-3 OFF - GEN-6 OFF - GEN-8 OFF De manera que se analizarán 12 escenarios de estudio, los cuales serán configurados en el software ETAP de la siguiente manera:

Tabla 8. Escenarios de Flujo de Carga ESCENARIOS

ID

REVISIÓN

CONFIGURACIÓN

CASO DE ESTUDIO

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

ESCENARIO-1-FC ESCENARIO-2-FC ESCENARIO-3-FC ESCENARIO-4-FC ESCENARIO-5-FC ESCENARIO 6-FC ESCENARIO-7-FC ESCENARIO-8-FC ESCENARIO-9-FC ESCENARIO-10-FC ESCENARIO-11-FC ESCENARIO-12-FC

GEN-3-OFF GEN-3-OFF GEN-3-OFF GEN-3-OFF GEN-3-6-OFF GEN-3-6-OFF GEN-3-6-OFF GEN-3-6-OFF GEN-3-6-8-OFF GEN-3-6-8-OFF GEN-3-6-8-OFF GEN-3-6-8-OFF

ALL-CLOSE ALL-CLOSE 1-5-6-12 OPEN 1-5-6-12 OPEN ALL-CLOSE ALL-CLOSE 1-5-6-12 OPEN 1-5-6-12 OPEN ALL-CLOSE ALL-CLOSE 1-5-6-12 OPEN 1-5-6-12 OPEN

DEM-MAX DEM-MIN DEM-MAX DEM-MIN DEM-MAX DEM-MIN DEM-MAX DEM-MIN DEM-MAX DEM-MIN DEM-MAX DEM-MIN

Para la ejecución de los análisis de cortocircuito se tendrán en cuenta la configuración base del sistema, descrita en la Tabla 9, con el fin de obtener en diferentes ciclos las magnitudes de la corriente de cortocircuito para fallas simétricas (trifásica) y asimétricas (línea a línea monofásica), el cálculo de dichas corriente permite lo siguiente:

51



Corriente de cortocircuito momentánea simétrica: Ésta corriente de cortocircuito se emplea como base en el ajuste de las protecciones eléctricas, en la selección y evaluación de interruptores de baja tensión (< a 1000V) y en el cálculo de mallas a tierra.



Corriente de interrupción simétrica: Es la corriente rms a comparar con la capacidad interruptiva rms simétrica de los interruptores superiores a 1000 V, por lo que se emplea principalmente en la selección y evaluación de interruptores de alta tensión.



Corriente de estado estacionario: Esta corriente puede ser empleada en la evaluación térmica de los conductores.

La configuración de los escenarios de estudio se realizará en el Software ETAP de la siguiente manera:

Tabla 9. Escenarios de Flujo de Carga ESCENARIOS

ID

REVISIÓN

CONFIGURACIÓN

TIPO DE FALLA

1 2 3

ESCENARIO- 1-CC ESCENARIO-2-CC ESCENARIO-3-CC

BASE BASE BASE

ALL-CLOSE ALL-CLOSE ALL-CLOSE

MOMENTARY INTERRUPTING STEADY-STATE

6.3 Resultados de los Análisis de Flujo de Carga Como se ha mencionado anteriormente, uno de los estudios con los que se determinan las condiciones operativas de un sistema eléctrico es el estudio de flujo de carga, mediante éste se determinan los perfiles de tensión en las barras principales, el transporte de potencia activa y reactiva por los cables y transformadores de la red, además de la cargabilidad de tales elementos. En particular, los análisis estarán enfocados en 1kV con el fin de realizar el diagnóstico del Sistema de Potencia IEEE - 14 Nodos. Las topologías utilizadas para realizar los estudios de flujo de carga corresponden a las con los escenarios de estudio descritos en la Tabla 8. Como criterio para evaluar los niveles de tensión se establece un ±5% de la tensión nominal de las barras principales del sistema eléctrico. En el Cuadro 1 se describen los 12 escenarios analizados en el flujo de carga. 52

Cuadro 1. Descripción de los escenarios de análisis para el flujo de carga ESCENARIO Escenario 1  – FC

Escenario 2  – FC

Escenario 3  – FC

Escenario 4  – FC

Escenario 5  – FC

Escenario 6  – FC

Escenario 7  – FC

Escenario 8  – FC

Escenario 9  – FC

Escenario 10  – FC

Escenario 11  – FC

Escenario 12  – FC

DESCRIPCIÓN Para este escenario de operación todos los enlaces de impedancia se encuentran cerrados (Configuración ALL-CLOSE), el generador-compensador GEN-3 se encuentra fuera de servicio (Revisión GEN-3-OFF) con una demanda máxima de las cargas (Caso de estudio DEM-MAX). Para este escenario de operación todos los enlaces de impedancia se encuentran cerrados (Configuración ALL-CLOSE), el generador-compensador GEN-3 se encuentra fuera de servicio (Revisión GEN-3-OFF) con una demanda de las cargas mínima (Caso de estudio DEM-MIN). Para este escenario de operación los enlaces de impedancia entre 1-5, 5-6 y 6-12 se encuentran abiertos (Configuración 1-5-6-12 OPEN), el generador-compensador GEN-3 se encuentra fuera de servicio (Revisión GEN-3-OFF) con una demanda de las cargas máxima (Caso de estudio DEM-MAX). Para este escenario de operación los enlaces de impedancia entre 1-5, 5-6 y 6-12 se encuentran abiertos (Configuración 1-5-6-12 OPEN), el generador-compensador GEN-3 se encuentra fuera de servicio (Revisión GEN-3-OFF) con una demanda de las cargas mínima (Caso de estudio DEM-MIN). Para este escenario de operación todos los enlaces de impedancia se encuentran cerrados (Configuración ALL-CLOSE), los generadores-compensadores GEN-3 y GEN-6 se encuentran fuera de servicio (Revisión GEN-3-6-OFF) con una demanda de las cargas máxima (Caso de es tudio DEM-MAX). Para este escenario de operación todos los enlaces de impedancia se encuentran cerrados (Configuración ALL-CLOSE), los generadores-compensadores GEN-3 y GEN-6 se encuentran fuera de servicio (Revisión GEN-3-6-OFF) con una demanda de las cargas mínima (Caso de estudio DEM-MIN). Para este escenario de operación los enlaces de impedancia entre 1-5, 5-6 y 6-12 se encuentran abiertos (Configuración 1-5-6-12 OPEN), los generadorescompensadores GEN-3 y GEN-6 se encuentran fuera de servicio (Revisión GEN-36-OFF) con una demanda de las cargas máxima (Caso de estudio DEM-MAX). Para este escenario de operación los enlaces de impedancia entre 1-5, 5-6 y 6-12 se encuentran abiertos (Configuración 1-5-6-12 OPEN), los generadorescompensadores GEN-3 y GEN-6 se encuentran fuera de servicio (Revisión GEN-36-OFF) con una demanda de las cargas mínima (Caso de estudio DEM-MIN). Para este escenario de operación todos los enlaces de impedancia se encuentran cerrados (Configuración ALL-CLOSE), los generadores-compensadores GEN-3, GEN-6 y GEN-8 se encuentran fuera de servicio (Revisión GEN-3-6-8-OFF) con una demanda de las cargas máxima (Caso de estudio DEM-MAX). Para este escenario de operación todos los enlaces de impedancia se encuentran cerrados (Configuración ALL-CLOSE), los generadores-compensadores GEN-3, GEN-6 y GEN-8 se encuentran fuera de servicio (Revisión GEN-3-6-8-OFF) con una demanda de las cargas mínima (Caso de estudio DEM-MIN). Para este escenario de operación los enlaces de impedancia entre 1-5, 5-6 y 6-12 se encuentran abiertos (Configuración 1-5-6-12 OPEN), los generadorescompensadores GEN-3, GEN-6 y GEN-8 se encuentran fuera de servicio (Revisión GEN-3-6-8-OFF) con una demanda de las cargas máxima (Caso de estudio DEMMAX). Para este escenario de operación los enlaces de impedancia entre 1-5, 5-6 y 6-12 se encuentran abiertos (Configuración 1-5-6-12 OPEN), los generadorescompensadores GEN-3, GEN-6 y GEN-8 se encuentran fuera de servicio (Revisión GEN-3-6-8-OFF) con una demanda de las cargas mínima (Caso de estudio DEMMIN).

53

Tabla 10. Resultados de Flujo de Carga - Escenarios 1, 2, 3 y 4 NODO

Nominal kV

ESCENARIO 1

ESCENARIO 2

ESCENARIO 3

ESCENARIO 4

NODO 1

1.00

103.00

103.00

103.00

103.00

NODO 2

1.00

104.50

104.50

104.50

104.50

NODO 3

1.00

97.57

101.03

95.76

100.88

NODO 4

1.00

99.87

102.46

96.57

102.03

NODO 5

1.00

100.25

102.51

97.84

102.41

NODO 6

1.00

105.74

109.00

90.46

106.15

NODO 7

1.00

103.46

106.42

97.26

106.12

NODO 8

1.00

107.40

109.00

101.43

109.00

NODO 9

1.00

101.83

105.72

94.52

105.44

NODO 10

1.00

101.75

105.86

92.98

105.16

NODO 11

1.00

103.36

107.19

91.36

105.47

NODO 12

1.00

104.05

107.96

86.38

103.64

NODO 13

1.00

103.39

107.50

88.32

104.60

NODO 14

1.00

100.66

105.44

89.56

103.97

Tabla 11. Resultados de Flujo de Carga- Escenarios 5, 6, 7 y 8 NODO

Nominal kV

ESCENARIO 5

ESCENARIO 6

ESCENARIO 7

ESCENARIO 8

NODO 1

1.00

103.00

103.00

103.00

103.00

NODO 2

1.00

104.50

104.50

104.50

104.50

NODO 3

1.00

96.78

100.69

93.36

100.05

NODO 4

1.00

98.46

101.83

92.31

100.51

NODO 5

1.00

98.78

101.77

94.41

101.19

NODO 6

1.00

100.12

105.71

64.31

93.19

NODO 7

1.00

100.89

105.63

86.52

102.22

NODO 8

1.00

104.92

109.00

91.15

106.20

NODO 9

1.00

98.63

104.35

80.45

99.64

NODO 10

1.00

98.10

104.14

76.60

98.08

NODO 11

1.00

98.73

104.70

70.10

95.51

NODO 12

1.00

98.53

104.78

60.40

91.65

NODO 13

1.00

98.02

104.45

63.17

92.74

NODO 14

1.00

96.43

103.32

70.01

95.45

54

Tabla 12. Resultados de Flujo de Carga- Escenarios 9, 10, 11 y 12 NODO

Nominal kV

ESCENARIO 9

ESCENARIO 10

ESCENARIO 11

ESCENARIO 12

NODO 1

1.00

103.00

103.00

NA

103.00

NODO 2

1.00

104.50

104.50

NA

104.50

NODO 3

1.00

95.87

99.99

NA

98.93

NODO 4

1.00

96.85

100.57

NA

98.46

NODO 5

1.00

97.48

100.76

NA

99.55

NODO 6

1.00

97.41

103.63

NA

87.08

NODO 7

1.00

95.99

101.70

NA

96.15

NODO 8

1.00

95.99

101.70

NA

96.15

NODO 9

1.00

94.54

101.15

NA

94.00

NODO 10

1.00

94.22

101.12

NA

92.33

NODO 11

1.00

95.41

102.14

NA

89.57

NODO 12

1.00

95.67

102.60

NA

85.43

NODO 13

1.00

95.05

102.19

NA

86.60

NODO 14

1.00

92.75

100.49

NA

89.51

Como se observa en las Tablas 10 a 12 de resultados, en algunos escenarios se evidencia repetitivamente sobretensiones y bajos voltajes, los cuales no cumplen con el valor establecido como el límite de regulación. En los escenarios en los cuales el resultado NA (NO APLICA), el software no logró arrojar resultados debido a la no convergencia de la solución del flujo de potencia. Aunque se presenta una sobretensión marginal en el nodo swing, los escenarios de operación favorables para el sistema eléctrico resultan ser el 5 y 10, los cuales tienen en común los enlaces de impedancia completamente cerrados. Las Tablas 13, 14 y 15, ilustran el resumen de la simulación para cada escenario analizado.

Tabla 13. Resumen - Escenarios 1, 2, 3 y 4 Study ID Study Case ID Data Revision Configuration Load-MW

ESCENARIO 1

ESCENARIO 2

ESCENARIO 3

ESCENARIO 4

DEM-MAX

DEM-MIN

DEM-MAX

DEM-MIN

GEN-3-OFF

GEN-3-OFF

GEN-3-OFF

GEN-3-OFF

 ALL-CLOSE

ALL-CLOSE

1-5-6-12OPEN

1-5-6-12OPEN

274.205

165.722

285.398

171.37

55

Study ID Load-Mvar Generation-MW GenerationMvar Loss-MW Loss-Mvar

ESCENARIO 1

ESCENARIO 2

ESCENARIO 3

ESCENARIO 4

110.829

57.328

157.388

80.262

274.205

165.722

285.398

171.37

110.829

57.328

157.388

80.262

15.205

10.322

26.398

15.97

37.329

13.228

83.888

36.162

Tabla 14. Resumen- Escenarios 5, 6, 7 y 8 Study ID Study Case ID Data Revision Configuration Load-MW Load-Mvar Generation-MW GenerationMvar Loss-MW Loss-Mvar

ESCENARIO-5

ESCENARIO-6

ESCENARIO-7

ESCENARIO-8

DEM-MAX

DEM-MIN

DEM-MAX

DEM-MIN

GEN-3-6-OFF

GEN-3-6-OFF

GEN-3-6-OFF

GEN-3-6-OFF

 ALL-CLOSE

ALL-CLOSE

1-5-6-12OPEN

1-5-6-12OPEN

274.58

165.711

291.547

171.617

114.37

58.314

189.179

82.693

274.58

165.711

291.547

171.617

114.37

58.314

189.179

82.693

15.58

10.311

32.547

16.217

40.87

14.214

115.679

38.593

Tabla 15. Resumen- Escenarios 9, 10, 11 y 12 Study ID Study Case ID Data Revision Configuration Load-MW Load-Mvar Generation-MW GenerationMvar Loss-MW Loss-Mvar

ESCENARIO-9

ESCENARIO-10

ESCENARIO-11

ESCENARIO-12

DEM-MAX

DEM-MIN

DEM-MAX

DEM-MIN

GEN-3-6-8-OFF

GEN-3-6-8-OFF

GEN-3-6-8-OFF

GEN-3-6-8-OFF

 ALL-CLOSE

ALL-CLOSE

1-5-6-12OPEN

1-5-6-12OPEN

275.364

165.979

290.694

172.244

117.866

59.009

187.052

85.957

275.364

165.979

290.694

172.244

117.866

59.009

187.052

85.957

16.364

10.579

33.589

16.844

44.366

14.909

117.235

41.857

56

6.4 Resultados de los Análisis de Cortocircuito El cálculo de cortocircuito trifásico, bifásico y monofásico se realiza para cada barra del sistema eléctrico en el nivel de tensión de 1 kV, considerando la topología base de operación de la red, empleando como norma de cálculo para los escenarios de estudio la estándar ANSI IEEE C37.010.

6.4.1 ESCENARIO - 1 - CC Considerando todos los enlaces de impedancia cerrados (Configuración ALL-CLOSE),  bajo la operación típica o normal del sistema (Revisión BASE) se calculan los niveles de cortocircuito de medio ciclo (MOMENTARY) para las fallas de tipo trifásico, monofásico y línea-línea en todos los nodos de la red eléctrica (Caso de estudio SC).

Tabla 16. Resultados de Cortocircuito - Escenario 1 Nodo

kV

Magnitud Falla  (kA) Tr if ás ic a 

Magnitud Falla Mo no fási ca  (kA)

Magnitud Falla L ín ea-L ín ea  (kA)

NODO 1 NODO 2 NODO 3 NODO 4 NODO 5 NODO 6 NODO 7 NODO 8 NODO 9 NODO 10 NODO 11 NODO 12 NODO 13 NODO 14

1.00

2040.75

1980.09

1767.40

1.00

1357.90

1246.44

1175.51

1.00

922.41

783.80

798.27

1.00

1001.73

817.73

867.44

1.00

933.80

794.00

808.63

1.00

493.90

484.47

427.61

1.00

474.90

489.65

411.21

1.00

298.22

301.06

258.24

1.00

494.37

474.99

428.08

1.00

364.39

349.81

315.56

1.00

295.65

288.96

256.04

1.00

234.36

225.74

202.97

1.00

339.90

321.73

294.36

1.00

260.12

242.07

225.28

6.4.2 ESCENARIO - 2 - CC Considerando todos los enlaces de impedancia cerrados (Configuración ALL-CLOSE),  bajo la operación típica o normal del sistema (Revisión BASE) se calculan los niveles de 59

cortocircuito transitorio (INTERRUMPING) para las fallas de tipo trifásico, monofásico y línea-línea en todos los nodos de la red eléctrica (Caso de estudio SC).

Tabla 17. Resultados de Cortocircuito- Escenario 2 Nodo

kV

Magnitud Falla  (kA) Tr if ás ic a 

Magnitud Falla Mo no fási ca  (kA)

Magnitud Falla L ín ea- L ín ea  (kA)

NODO 1 NODO 2 NODO 3 NODO 4 NODO 5 NODO 6 NODO 7 NODO 8 NODO 9 NODO 10 NODO 11 NODO 12 NODO 13 NODO 14

1.00

1985.95

1945.30

1720.08

1.00

1245.92

1181.19

1078.65

1.00

751.08

693.58

650.04

1.00

845.97

743.16

732.63

1.00

825.52

739.00

714.91

1.00

420.27

434.32

363.88

1.00

419.54

448.86

363.29

1.00

285.51

292.30

247.23

1.00

397.07

410.13

343.84

1.00

305.82

311.41

264.85

1.00

261.88

266.45

226.81

1.00

207.61

208.43

179.82

1.00

286.34

287.63

247.99

1.00

217.22

215.58

188.13

6.4.3 ESCENARIO - 3 - CC Considerando todos los enlaces de impedancia cerrados (Configuración ALL-CLOSE),  bajo la operación típica o normal del sistema (Revisión BASE) se calculan los niveles de cortocircuito de estado estable (STEADY STATE) para las fallas de tipo trifásico, monofásico y línea-línea en todos los nodos de la red eléctrica (Caso de estudio SC). Tabla 18. Resultados de Cortocircuito- Escenario 3 Nodo

kV

Magnitud Falla  (kA) Tr if ás ic a 

Magnitud Falla Mo no fási ca  (kA)

Magnitud Falla L ín ea-L ín ea  (kA)

NODO 1 NODO 2 NODO 3 NODO 4 NODO 5 NODO 6 NODO 7

1.00

1493.23

1742.20

1459.62

1.00

945.31

1048.45

898.85

1.00

524.95

582.64

496.77

1.00

617.82

642.43

577.81

1.00

629.21

653.78

586.65

1.00

290.32

359.10

279.21

1.00

313.28

384.31

294.15

60

NODO 8 NODO 9 NODO 10 NODO 11 NODO 12 NODO 13 NODO 14

1.00

207.70

255.44

204.09

1.00

284.93

338.73

263.48

1.00

232.36

266.90

212.70

1.00

207.04

235.49

190.00

1.00

166.30

185.91

152.23

1.00

212.82

245.63

197.56

1.00

169.57

187.37

153.25

Estos resultados permitirían a un Ingeniero diseñador seleccionar adecuadamente los elementos del sistema eléctrico, tales como nodos, transformadores, celdas, conductores,  protecciones, de manera que tengan la capacidad suficiente de soportar los niveles de cortocircuito para los diferentes tipos de falla que pueden presentarse en la red. Debido que se analizó el comportamiento del sistema eléctrico bajo condiciones de operación típicas, en los cuales todas las unidades de generación se encuentran en servicio, y respectivamente los enlaces de impedancia cerrados, por tanto los cálculos de las corrientes de cortocircuito realizados a través del software resultan ser las máximas que pueden presentarse en el sistema eléctrico.

61

6.5 Coordinación de Protecciones La coordinación de protecciones se realiza para una sola topología de operación, se considera el enlacen entre 2-3 abierto, con GEN-3 fuera de servicio y un consumo de carga al 50%. Se coordinarán tres relés de sobrecorriente, dos (2) relés ubicados entre los enlaces 3-4 y un (1) relé ubicado sobre la carga del Nodo 3, los detalles del esquema de protección se describe en la Tabla 19, Figura 17

Tabla 19. Esquema de Protección ITEM 1 2 3

RT -TC

RELÉ

CB

30000/5

SQUARE D SEPAM 20

34

30000/5

SQUARE D SEPAM 20

33

30000/5

SQUARE D SEPAM 20

46

6.5.1 Ajuste Relé 1  Ajuste de la Unidad Temporizada

I pickup = 1.25 I nom I pickup = 1.25 x 28957.3 A= 36196.6 A I pickup = 36000A – Ajuste Disponible Dial = 0.30  Ajuste de la Unidad Instantánea

I pickup = 150% x I cc- 3 I pickup = 1.5 x 223.4 kA = 335.1 kA I pickup = 360 kA – Ajuste Disponible Dial = 0.3

6.5.2 Ajuste Relé 2  Ajuste de la Unidad Temporizada

I pickup = 1.25 I nom 65

I pickup = 1.25 x 28957.3 A= 36196.6 A I pickup = 36000A – Ajuste Disponible Dial = 0.20  Ajuste de la Unidad Instantánea

I pickup = 150% x I cc- 3 I pickup = 1.5 x 223.4 kA = 335.1 kA I pickup = 360 kA – Ajuste Disponible Dial = 0.15

6.5.3 Ajuste Relé 3  Ajuste de la Unidad Temporizada

I pickup = 1.25 I nom I pickup = 1.25 x 29120 A= 36400 A I pickup = 36000 A – Ajuste Disponible más cercano Dial = 0.10  Ajuste de la Unidad Instantánea

I pickup = 13% x I nom I pickup = 13 x 29120 A = 378 kA I pickup = 378 kA – Ajuste Disponible Dial = 0.05

El diagrama de selectividad se ilustra en la Figura 19, al verificar el diagrama de selectividad se obtienen los tiempos de operación de los relés descritos en la Figura 18, en el que se puede demostrar la correcta selectividad del esquema de protección del circuito radial propuesto.

66

Figura 17. Esquema de Protección Enlace 3-4

Figura 18. Resultados de la Secuencia de Operación 67

Figura 19. Diagrama de Selectividad

68

VII.

CONCLUSIONES

Se elaboraron tres guías para llevar a cabo de manera correcta los análisis de flujo de carga, de cortocircuito y de coordinación de protecciones, empleando una de las herramientas ampliamente empleadas en la planeación, operación y mantenimiento de sistemas eléctricos de potencia como lo es el Software ETAP.

Se establecieron criterios de coordinación para protecciones de sobrecorriente en sistemas radiales, con los cuales un Usuario inexperto en el área y en manejo del software ETAP  pueda garantizar la correcta selectividad en la operación de las protecciones.

Se implementó en el Software ETAP el Sistema Eléctrico de Potencia IEEE 14 Nodos como ejemplo complementario a las metodologías y guías de estudio planteadas para la elaboración de los estudios de flujo de carga, cortocircuito y coordinación de protecciones.

Los resultados obtenidos en las diferentes simulaciones y análisis dependen exclusivamente de la calidad de la información que describe el sistema eléctrico, y el adecuado ingreso de sus parámetros al Software, para lo cual el ETAP ofrece numerosas herramientas del modelado con las cuales se facilita y optimiza las labores del Usuario.

69

BIBLIOGRAFÍA [1] IEEE Std 399-1990. IEEE Recommended Practice for Industrial and Commercial Power System Analysis. [2] Opetation Technology Incoporate. Software ETAP. En línea http://ETAP.com/company/oti-operation-technology.htm?lang=en-US.  Visitado 05 de Diciembre de 2014. [3] IEEE Std 242-2001. IEEE Recimmended Practice for Protection and Coordination of Industrial and Commercial Power System. [4] Aplicación de ETAP a la Coordinación de Protecciones en Circuitos de Distribución de EMCALI. Vergara, A. Universidad del Valle. Tesis Junio 2013. [5] Modeling and Simulation of IEEE 14 Bus System With Facts Controllers. Kamel, S. Cañizares, C. Technical Report 2013-3.

70

ANEXO 1. INGRESO DE INFORMACIÓN DE LOS PRINCIALES ELEMENTOS DE LOS SISTEMAS DE POTENCIA 

Nodos A.  Nombre del Nodo. B. Tensión del Nodo en kV.



Transformador Bidevanado

71

A.  Nombre del Transformador B.  Nodos conectados a los terminales primarios y secundarios del transformador. C.  Niveles de Tensión, Potencia Nominal, Corriente Nominal. D. Tipo de Refrigeración. 72

E. Impedancia de Transformador. El botón Typical Z & X/R  proporciona los valores estándar tanto de impedancia como de la relación X/R del transformador de acuerdo con la tensión y potencia especificada, siendo útil para el Usuario cuando éste desconoce dichos parámetros. 

Cable

A.  Nombre del Cable. B. Longitud y unidad de longitud del cable. C. Librería de Cables. Está opción permite desplegar una de las más importantes librerías del Software, en la que el Usuario puede realizar una rápida búsqueda del cable a emplear mediante el filtro por tensión, material, clase, número de conductores, aislamiento.

73

D. Impedancia del cable, la cual puede ser calculada o simplemente tomada directamente desde la librería del conductor seleccionado. 

Línea de Transmisión

74

A.  Nombre de la línea de transmisión. B. Longitud y unidad de longitud de la línea de transmisión. C. Impedancia de la línea de la transmisión, al igual que los conductores, cuentan con una librería de líneas sobre la pestaña  Parameter , la configuración de la torre se ubica en la pestaña Configuration. 

Equivalente de Red

A. Nombre de B. Modo de

C A

C

Swing:  permi

 potencia activ Voltage Cont 

la potencia a mediante la reactiva. Var Contro

B

activa y reacti calcula el volt

75

D

C

A

B

Ventana principal del Software ETAP

76

A. Barra de Sistemas. Los elementos de esta barra permiten explorar en mayor detalle las características del  proyecto creado, diagrama unifilar, navegación de los últimos análisis de coordinación de  protecciones, ductos subterráneos, malla de puesta a tierra, halado de cables, diagramas de control, modelos definidos por el usuario y programación de escenarios.

B. Barra de Elementos Esta barra contiene los elementos en AC, DC e Instrumentación de sistemas de potencia que se pueden modelar en Software ETAP, la descripción detallada de cada uno de estos elementos se describen en el ANEXO A.

C. Barra de Módulos Esta barra contiene el modo de operación del proyecto, agrupando los diferentes análisis eléctricos que pueden llevarse a cabo dentro de las capacidades del software.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12 13

14

15

1. Modo Edición

9. Cortocircuito en DC

2. Flujo de Carga

10. Descarga de Baterías

3. Cortocircuito

11. Flujo de Carga Desbalanceado

4. Arranque de Motores

12. Flujo de Potencia Óptimo

5. Armónicos

13. Confiabilidad

6. Estabilidad Transitoria

14. Ubicación Óptima de Capacitores

7. Coordinación de Protecciones

15. Secuencia de Switcheo

8. Flujo de Carga en DC 77

D. Barra de Base de Datos En esta barra se ubican las tres alternativas que afectan la base de datos del proyecto, cada una de ellas contiene restricciones y alcances determinados de edición.

1

2

3

4.  Base y Revisión de datos: Permite la creación de revisiones del sistema eléctrico a

 partir de la copia de una base de datos Base, en dichas revisiones no es posible adicionar o eliminar elementos del diagrama unifilar, más sin embargo es posible modificar parámetros eléctricos tales como potencia, impedancias, despachos, condiciones, ajustes de protecciones, etc.

78

5.  Presentaciones: Permite la creación de varias pantallas del diagrama unifilar, sobre

las cuales se pueden ilustrar los resultados de diferentes tipos de análisis, así como la ubicación, visibilidad y simbología de los elementos que conforman el sistema de  potencia en estudio.

Creación de Presentaciones 6. Configuraciones: Permite definir el estatus o estado de operación de interruptores,

motores, cargas, tipo de operación de los generadores, a diferencia del gestor de revisiones, sólo es posible modificar las condiciones operativas de los componentes del sistema eléctrico más no su parámetros físicos.

79

Estado de oper ación

Conf igur aciones creadas

Elementos

Opciones de vi sualización

Creación de Presentaciones

Conexionado de elementos Al momento de conexionar los elementos que se disponen sobre el diagrama unifilar, el usuario tiene tres (3) posibles alternativas para llevar a cabo este procedimiento, cabe tener en cuenta que no es posible conexionar dos buses sin que exista entre ellos una impedancia ofrecida por un cable o transformador, a estos dos últimos elementos se les conoce como ramales (branch ).

A. Auto-conexionado: es una de las opciones más rápidas para el conexionado de los elementos dentro del diagrama unifilar, esta función se activa al dar click sobre ubicado en la parte superior de la barra de elemento de AC. Automáticamente al 80

agregar un elemento sobre este se desplegarán líneas guías de color magenta listas para ser conectadas donde el Usuario lo requiera.

Auto-conexionado

B. Conexión directa: es la manera más sencilla de llevar a cabo la conexión de dos elementos, consiste en ubicar en el/los terminal/es el cursor e inmediatamente sobre estos se iluminará un cuadro de color magenta indicando la disponibilidad de ser conectado donde el Usuario lo requiera.

Conexión directa

C. Conexión desde el elemento: el usuario define sobre la pestaña general de cada elemento el nodo (bus) disponible al cual estará conectado, esta herramienta puede ser útil al momento de validar correctamente las tensiones a la cual es sometida 81

elemento. Por ejemplo para un conductor se debe indicar el nodo de alimentación ( from) y el nodo de carga (to).

Conexionado desde el elemento

Creación múltiple de elementos y plantillas Generalmente la adición de elementos al diagrama unifilar es una labor repetitiva,  principalmente cuando se inicia el modelado de sistemas eléctricos industriales, pues además del número de motores los esquemas de protección resultan ser similares, por lo cual ETAP dispone de dos (2) herramientas de apoyo para el usuario, las cuales se describen a continuación:

A. Adición múltiple de elementos: el usuario deberá dar doble click sobre el elemento a adicionar al diagrama unifilar, de esta manera podrá repetitivamente adicionar el elemento seleccionado. Esta herramienta combinada con el auto-conexionado permiten al usuario un ahorro importante de tiempo en el modelado de sistemas eléctricos.

B. Creación de plantillas (Templates): ETAP dispone dentro de sus herramientas de edición plantillas normalizadas (ANSI-IEC) de las principales estructuras eléctricas empleadas a nivel industrial, tales como centros de control de motores, esquemas de

82

 protección, configuración de subestaciones. El usuario deberá estar posicionado en módulo de edición, para lo cual el usuario deberá seguir lo siguiente:



Dar click derecho sobre el área de trabajo.



Seleccionar Get From Template...



Seleccionar la plantilla requerida.

Selección de Plantillas Por otro lado ETAP permite adicionar a las plantillas existentes en el software, plantillas creadas por el Usuario de acuerdo con las necesidades y campo de acción del mismo. El Usuario debe seleccionar los elementos a incluir como plantilla, dar click derecho sobre estos y elegir la opción  Add To Template, asignando finalmente un nombre de fácil identificación.

83

Creación de una plantilla

Copiado y Pegado de Propiedades A menudo es posible encontrar elementos con características eléctricas similares dentro de un sistema de potencia, con el fin de ahorrar tiempo de modelado ETAP permite copiar los  parámetros modelados de un elemento para ser pegados en otros. Estas opciones de edición rápida se ubican en la parte inferior de la primera pestaña de edición de un elemento, así mismo sobre esta franja se encuentran elementos de navegación y visualización de elementos.

1

2

3

4

5

1. Copiar.

4. Listado de elementos.

2. Pegar.

5.  Navegación.

3. Revertir cambios. 84

Exportación/Importación de Datos ETAP cuenta con numerosas herramientas de edición que permiten el intercambio de información de su base de datos con software externo de uso cotidiano en Ingeniería Eléctrica, la complejidad del intercambio de información dependerá en gran parte del nivel de complejidad de la base de datos a exportar o importar. Sin embargo, ETAP cuenta con opciones básicas de intercambio disponible en el paquete base de cada licencia: 

Exportación a extensiones DXF (AutoCAD / MicroStation).



Exportación a extensiones de imagen Metafile.



Importación a Proyectos ETAP DOS.



Importación de archivos de texto abierto CSV Files.



Exportación de Reportes a MS Excel.



Exportación de Reportes a MS Word.



Exportación de Reportes a PDF.



Exportación de Estatus de Configuración.



Exportación a Formato COMTRADE (IEC 363).

A continuación se describen los procedimientos para llevar acabo algunos de los intercambios listados anteriormente: Exportación a archivos DX F

Actualmente los diagramas unifilares de los sistemas eléctricos son plasmados en Software especializados en la generación de dibujos 2D, como por ejemplo Autodesk Autocad. ETAP cuenta con la capacidad de exportar gráficamente el sistema de potencia modelado en un proyecto en archivos de dibujo DXF, para ello se realiza lo siguiente: 

Verificar el modo de operación del proyecto en Edición.



Abrir el menú de File ubicado sobre la barra de tareas.



Seleccionar la opción Data Exchange.



Seleccionar el ítem Export to DXF.



Asignar nombre al archivo. 85

Exportación a archivos de imagen Metafile La exportación de este tipo de archivos permite una mejor visualización del diagrama unifilar creado cuando el Usuario requiera adjuntar un archivo de imagen a un editor de texto como lo es Word. Para lo cual, se debe acceder al menú desplegado en  Data  Exchange y seleccionar la opción Export Metafile.

Importar/Exportar de elementos a otros archivos ETAP En ocasiones es necesario trasladar parcial o totalmente un sistema eléctrico modelado en el software a otro proyecto creado en ETAP, de manera que no signifique para el usuario una inversión de tiempo adicional en laborales realizadas previamente. El modo de proceder es el siguiente: 

Verificar el modo de operación del proyecto en Edición.



Seleccionar los elementos a trasladar.



Abrir el menú de File ubicado sobre la barra de tareas.



Seleccionar la opción Data Exchange.



Seleccionar el ítem Clipboard → Export to Clipboard.



Abrir el Proyecto al cual se require trasladar los elementos.



Abrir el menú de File ubicado sobre la barra de tareas.



Seleccionar la opción Data Exchange.



Seleccionar el ítem Clipboard → Import from Clipboard.

Exportación de motores de inducción La operación de centros de control de motores requiere la conformación de una base de datos que contenga información detallada del componente fundamental del sistema, el motor. ETAP permite al usuario reportar de manera ordenada y minuciosa en un archivo Excel los parámetros modelados de los motores de inducción, para ello se debe proceder del siguiente modo:

86



Verificar el modo de operación del proyecto en Edición.



Abrir el menú de File ubicado sobre la barra de tareas.



Seleccionar la opción Data Exchange.



Seleccionar el ítem Export Load Ticket → Induction Motor.



Cerrar la ventana generada posterior a la exportación.



Automáticamente se desplegará una hoja en Excel.

Envío de Proyectos por E-mail Actualmente una de las maneras más comunes de intercambiar información es a través de medios digitales y virtuales. El Administrador de un archivo ETAP puede compartir el  proyecto a otros Usuarios, para lo cual debe proceder lo descrito a continuación. 

Abrir el menú de File ubicado sobre la barra de tareas.



Seleccionar la opción Data Exchange.



Seleccionar el ítem E-mail Project Files.



Seleccionar el modo de envío → E-mail, FTP  o Hard Disk .

Ahorro de Nodos Frecuentemente uno los principales inconvenientes que tienen los Usuarios al momento de modelar y analizar un sistema eléctrico es agotar el número límite de nodos adquiridos en 87

sus licencias ETAP, pues algunos elementos como los conductores requieren de dos nodos en sus terminales al momento de realizar el conexionado de cargas. ETAP tiene la capacidad de minimizar el número de buses al no considerar en el cable el nodo de cargas de conexión cargas de impedancia constante, bancos de condensadores, y por supuesto motores síncronos y de inducción. A continuación se describe el procedimiento: 

Realizar el conexionado sin cable de la carga al nodo de alimentación.



Ingresar a las propiedades del elemento.



Seleccionar la pestaña Cable/Vd .



Seleccionar el calibre del conductor y definir su longitud.



Ingresar al Display Options → AC →Check Show Eq. Cable para visualizar el cable sobre el diagram unifilar.



Verificar el número de nodos en el Project View.

88