cymdistanálisisbásicosug

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Diciembre de 2011

CYME 5.04

Anlisis bsicos de

CYMDIST - Gua del Usuario


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CYME 5.04 Gua del Usuario Anlisis bsicos de CYMDIST

TABLA DE CONTENIDO 1

Tabla de contenido

Captulo 1

Anlisis de flujo de carga ..........................................................................11.1 Introduccin ..................................................................................................1

1.2 Pestaa Parmetros.....................................................................................21.2.1 Mtodos de clculo..........................................................................31.2.2 Parmetros de convergencia...........................................................31.2.3 Opciones de clculo ........................................................................31.2.4 Factores de escala de carga y de generacin ................................41.2.5 Modelo de carga funcin de la frecuencia y de la tensin..............8

1.3 Mtodos de clculo.....................................................................................141.3.1 Tcnica de clculo de la cada de tensin ....................................141.3.2 Gauss-Seidel .................................................................................151.3.3 Newton-Raphson...........................................................................161.3.4 Fast-Decoupled .............................................................................17

1.4 Pestaa Redes ...........................................................................................18

1.5 Pestaa Comandos ....................................................................................191.6 Lmites de Tensin / Carga ........................................................................211.7 Opciones de salida .....................................................................................231.8 Resolucin del flujo de carga .....................................................................251.9 Resultados..................................................................................................27

1.9.1 Reportes ........................................................................................271.9.2 Reporte por tramo individual .........................................................291.9.3 Grficos .........................................................................................311.9.4 Etiquetas del diagrama unifilar ......................................................321.9.5 Codificacin de colores en el diagrama unifilar .............................33

1.10 Resolucin de problemas de convergencia ...............................................341.10.1 Mtodo de cada de tensin ..........................................................341.10.2 Mtodos Gauss-Seidel, Fast Decoupled y Newton-Raphson.......35

1.10.3 Redes con tensiones anormales ...................................................361.10.4 Funcionamiento paralelo de los generadores ...............................37

Captulo 2 Anlisis de fal las ......................................................................................392.1 Anlisis de cortocircuito..............................................................................40

2.1.1 Pestaa Clculo.............................................................................422.1.2 Pestaa Parmetros......................................................................482.1.3 Pestaa Redes ..............................................................................522.1.4 Pestaa Salida...............................................................................532.1.5 Ejecucin del anlisis y obtencin de los resultados ....................55

2.2 Anlisis de huecos de tensin ....................................................................612.2.1 Pestaa Parmetros......................................................................612.2.2 Resultados.....................................................................................62

2.3 Anlisis del Localizador de fallas................................................................64

2.3.1 Pestaa Parmetros......................................................................652.3.2 Resultados.....................................................................................66

2.4 Fallas serie .................................................................................................672.4.1 Tipos de fallas serie.......................................................................672.4.2 Ejecucin del anlisis de fallas serie.............................................692.4.3 Reportes de salida.........................................................................73

2.5 Fallas simultneas......................................................................................752.5.1 Tipos de fallas simultneas ...........................................................752.5.2 Ejecucin de un anlisis de fallas simultneas .............................76


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2 TABLA DE CONTENIDO

2.5.3 Reportes de salida.........................................................................82

Captulo 3 Anlisis de arranque de motor................................................................853.1 Anlisis de arranque de motor con rotor bloqueado ..................................85

3.1.1 Lista de motores y parmetros......................................................853.1.2 Pestaa Cuadro de efecto de parpadeo .......................................87

3.1.3 Mtodos de asistencia al arranque de motor con rotorbloqueado ......................................................................................883.1.4 Ejecucin y visualizacin de los resultados de un rotor

bloqueado ......................................................................................893.1.5 Ejemplo de resultados de salida del anlisis de rotor

bloqueado ......................................................................................893.1.6 Opciones de salida: Colorear automticamente por cada

momentnea de tensin ................................................................903.2 Anlisis de tamao mximo de arranque...................................................91

3.2.1 Ejecucin y visualizacin de los resultados ..................................92

Captulo 4 Distribucin de carga...............................................................................954.1 Resumen del mtodo kVA conectado ......................................................1014.2 Resumen del mtodo kWH.......................................................................101

4.3 Resumen del mtodo kVA real.................................................................1024.4 Resumen del mtodo REA .......................................................................102

Captulo 5 Clculo de balance de carga .................................................................1055.1 Pestaa Ubicacin....................................................................................1065.2 Pestaa Mostrar .......................................................................................1085.3 Pestaa Resultado ...................................................................................1095.4 Reporte de balance de carga ...................................................................110

Captulo 6 Anlisis de ubicacin ptima de condensadores ...............................1136.1 Pestaa Objetivos.....................................................................................1136.2 Pestaa Restricciones..............................................................................1146.3 Pestaa Bateras de condensadores .......................................................1156.4 Pestaa Niveles de carga.........................................................................117

6.5 Pestaa Resultados..................................................................................1186.6 Resultados de la bsqueda iterativa ........................................................120

6.6.1 Codificacin por colores de la bsqueda iterativa.......................122


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CAPTULO 1 ANLISIS DE FLUJO DE CARGA 1

Captulo 1 Anlis is de flujo de carga

1.1 Introduccin

El anlisis de flujo de cargas tiene por objetivo analizar el desempeo en rgimenpermanente del sistema de potencia bajo diversas condiciones de funcionamiento. Es laherramienta de anlisis de base para el planeamiento, diseo y operacin de cualquier sistemaelctrico de potencia. Puede aplicarse a redes de distribucin, industriales o de transporte deenerga elctrica.

La pregunta de base del flujo de cargas ante una configuracin de red elctrica es lasiguiente:

Dado: el consumo de energa en todas las barras la produccin de energa en cada generador

Encontrar: la amplitud de la tensin y el ngulo de fase en cada barra la potencia que fluye a travs cada lnea y transformador

El mdulo Flujo de carga de CYME proporciona al usuario algoritmos de resolucin paralas redes equilibradas y desequilibradas.

Cuando se trata de redes Desequilibradas, se usa el mtodo de clculo de Cada detensin basado en las iteraciones corrientes como algoritmo de resolucin. El mduloDesequilibradorequiere el programa CYMDIST.

En redes Equilibradas el usuario tiene la opcin entre los siguientes mtodos declculo:

Cada de tensin (Requiere CYMDIST)

Fast Decoupled(Requiere CYMFLOW)

Full Newton-Raphson(Requiere CYMFLOW)

Gauss-Seidel(Requiere CYMFLOW)


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2 CAPTULO 1 ANLISIS DE FLUJO DE CARGA

1.2 Pestaa Parmetros

Usando la barra de herramientas Simulacin, seleccione Flujo de carga entre los

anlisis disponibles y pulse despus el icono Ejecutar simulacin .

Tambin podr ejecutar la simulacin de Flujo de carga escogiendo el men Anlisis >Flujo de carga. As obtendr el cuadro de dialogo Anlisis del flujo de carga con la pestaaParmetros seleccionada.


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1.2.1 Mtodos de clcu lo

Mtodo Escoja el mtodo de clculo del flujo de carga en la lista de mtodosdisponibles:

Cada de tensin - Desequilibrada y Equilibrada

Fast Decoupled- Equilibrado Gauss-Seidel- Equilibrado

Newton-Raphson- Equilibrado

Consulte el captulo 1.3 Mtodos de clculo para ver la descripcindetallada de los mtodos de clculo de flujo de carga

1.2.2 Parmetros de convergencia

Tolerancia Si la incoherencia entre las iteraciones se sita dentro de latolerancia especificada, el clculo de flujo de carga declara que hayconvergencia en la red. El % de desviacin de la tensin (dV) es elcriterio de convergencia para los mtodos de cada de tensin.Todos los otros mtodos emplean el desajuste de potencia comocriterio de convergencia.

Iteraciones Limita el nmero total de iteraciones a un nmero predefinido. Elnmero de iteraciones puede ser aumentado si el programa noconverge.

Por ejemplo: el mtodo Fast-Decoupled converge normalmente entre10 y 20 iteraciones. Gauss-Seidel requiere muchas ms iteraciones.

1.2.3 Opciones de clcu lo

Arranque a

1 p.u.(A lascondicionesnominales)

Marque esta casilla de opcin para inicializar todas las Tensiones a

la tensin nominal de sistema (generalmente 1.0 p.u.) antes de laprimera iteracin de flujo de carga. Todos los Condensadores,Cambiadores de derivacin, Reguladores y Generadores tambin seinicializarn a su estado inicial tal como fueron definidos en losparmetros de red.

Si usted no marca esta opcin, los estados y tensiones del flujo decarga anterior se presentarn de nuevo como las condicionesiniciales para el clculo de flujo de carga.

Asumir latransposicinde lnea

Al ejecutar un clculo de Flujo de carga desequilibrado, ustedtiene la opcin de asumir o no la transposicin de lnea en el clculode la matriz de impedancia de la lnea elctrica area. Esta opcintiene un efecto sobre el clculo solamente si las lneas elctricas

areas han sido modeladas Por fase con una posicin de fasevlida.

Incluir laimpedancia dela fuente

Incluye la impedancia de fuente en el clculo del flujo de carga. Estaopcin se activa automticamente en el anlisis de rotor bloqueadodonde los huecos de tensin podran evitar la regulacin de tensinen los terminales de la subestacin.


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Quitar todaslasrestricciones

Si esta opcin est marcada, el flujo de carga se resuelve relajandotodas las restricciones en los Generadores (Qmax y Qmin), losTransformadores con conmutadores de tomas bajo carga y losReguladores.

Nota: til para las redes que tienen dificultad convergiendo ya quelos resultados del flujo de carga con restricciones relajadas

pueden dar ndices tiles sobre donde se puede situar elproblema.

Evaluar elestado de losprotectores dered

Esta opcin se refiere a las redes con Protectores de redes, loscuales se instalan generalmente en redes secundarias.

Cuando se selecciona esta opcin, el anlisis toma en consideracinel hecho que los Protectores de red se abrirn si se detecta un flujode corriente invertida. El usuario puede fijar una cantidad de deTentativas mximas bajo cual el anlisis tratar de encontrar unasolucin para el estado final de los protectores de red de laconfiguracin de la red que se est estudiando.

Ajustar laresistencia delconductor a

Cuando se activa esta opcin, la resistencia del conductor se ajustaen la red, de acuerdo a la temperatura especificada.

La resistencia del conductor puede estar a 25C o a 50C, segn loque se defini en el comando de men Archivo > Parmetros delsistema. Cuando se selecciona la opcinAjustar la resis tencia delconductor, las resistencias del conductor se ajustan con el uso delcoeficiente de resistencia de la temperatura, .

1.2.4 Factores de escala de carga y de generacin

Los factores de escala pueden aplicarse globalmente a las Cargas, Motores y

Generadores si necesidad de modificar (editar) los parmetros de la red. Cuatro mtodosdiferentes pueden ser utilizados para aplicar los factores de regulacin:

Como definido Global Por zona Por tipo de equipo (Carga, Generador o Motor)

Por defecto, los factores estarn establecidos Como definido lo que significa que nose aplicar ningn factor de regulacin a los equipos.

El factor Global se aplica a todas las Cargas, Motores o Generadores de la red. Elfactor dado a cada campo de entrada de datos implica que el valor real de (P, Q) como fueingresado en los parmetros de red o en la base de datos se multiplicar por el Factor/100%.


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En lo referente al factor de potencia, los valores definidos en los parmetros de la red sernreemplazados por el factor de potencia global para los fines de la simulacin.

Por zona implica que los factores se aplicarn a las zonas especficas de la red.

De forma predeterminada, todos los factores estn definidos a 100%. Para Editar los

valores por omisin o Crearun nuevo conjunto de factores, pulse en el botn . En el casode las cargas, por ejemplo, el cuadro de dialogo Factores de regulacin de carga (por zona)con una lista de las zonas definidas en la red y los valores predeterminados P y Q se mostrarnen la pantalla.

Pulse en el botn para crear un nuevo conjunto de factores de regulacin definidosque se aplicarn a las zonas respectivas. Una ventana le pedir un nombre. Escriba el nombredeseado (por ejemplo: Carga ligera).


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Cuando usted crea un nuevo conjunto de factores, tiene la opcin de inicializar losvalores usando los valores por omisin (Usar los valores por omisin) o copiar los valoresexistentes desde otra plantilla (Usar los valores desde).

Para suprimir un conjunto definido por el usuario, pulse en el botn . Lo mismo seaplica a los Generadores (P, Qmin, Qmax) y a los Motores (P, PF).

Por tipo de Carga/Motor/Generador implica que los factores solo se aplicarn a losequipos especificados.

Pulse en el botn para modificar los factores. Por ejemplo, en el caso de lasCargas, esta opcin multiplica todas las cargas Activas (P) y Reactivas (R) separadamentebasndose en sus asignaciones por tipo de cliente. Escriba los factores en los espaciosproporcionados. Por ejemplo: Fijar el factor de carga (P)= 110 % implica que la carga ingresadaen el cuadro de dialogo Propiedades de la carga se multiplicar por 1.1 (aumento de 10%).Marque la casilla de opcin P=Qsi desea ingresar los mismos valores para la potencia activa y

reactiva.


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Usted puede crear cualquier nmero de plantillas (conjunto de factores). Por ejemplo,un conjunto de factores podra representar un periodo especfico (tiempo del da, estacin, pico,etc.) o un modo de estudio determinado (Planificacin, Diseo, etc.). Para seleccionar unaplantilla, pulse en el smbolo y seleccione el nombre deseado.

En el caso de los Motores, se pueden aplicar factores de regulacin a los motoresSncronos y de Induccin separadamente.

En el caso de los Generadores, los factores de regulacin pueden aplicarse a losgeneradores sncronos, de induccin, con acoplamiento electrnico, sistemas de conversin deenerga elica, pilas de combustible de xido slido , fotovoltaicas y microturbinas. Los factoresde generacin de potencia reactiva (Qmin y Qmax) multiplicarn los valores especificados en losparmetros de red.


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1.2.5 Modelo de carga funcin de la frecuencia y de la tensin

El Modelo de carga funcin de la frecuencia y de la tensindefine cmo variar lacarga con la tensin y a qu umbral de tensin deberan ser conmutadas a la carga deimpedancia constante para evitar problemas de convergencia matemtica del flujo de carga. Latabla siguiente da un ejemplo de la variacin de la corriente absorbida por una carga basndoseen la tensin aplicada.

Tensin kVA constante Corriente constante Impedancia constante

110% 91% 100% 110%

100% 100% 100% 100%

90% 110% 100% 90%

60% 167% 100% 60%

Ejemplo: Corriente absorbida por una carga a tensiones diferentes.

La relacin entre la potencia de la carga y la tensin aplicada se puede expresar as:

P = PonPV

Vbase

Q = QonQV

Vbase

Donde:Po= Potencia activa nominalQo= Potencia reactiva nominal

Cuando la red est demasiado cargada y las tensiones son inferiores a la nominal comoresultado, es ms fcil matemticamente resolver la red si la carga es mayormente de tipo deimpedancia constante. En tal caso, como la tensin calculada disminuye de una iteracin a lasiguiente, la potencia de salida til disminuye ms rpidamente. Esto significa que hay menoscorriente que fluye a la carga y por lo tanto menos cada de tensin en la iteracin subsecuente.

A la inversa, si la carga es una potencia constante, la potencia no cambia cuando latensin tiende a disminuir. La corriente absorbida por la carga debe entonces aumentar, lo queagrava la cada de tensin en el circuito.


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El parmetro Umbral de tensin se usa principalmente como parmetro matemticoque ayuda a la convergencia de sistemas muy cargados convirtiendo todas las cargas cuyatensin est debajo del lmite determinado de impedancia constante. Para evitar conversionesinesperadas de modelos de carga durante la simulacin, se recomienda asignar a (Vz) un valorbajo (


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Nota: Si usted tiene el mdulo opcionalAnli sis de estabi li dad transitor ia, verentradas adicionales en este cuadro de grupo para especificar los factoresde Sensibilidad de la frecuencia. Consulte la Gua del usuario para elanlisis transitorio si necesita ms informacin.

Por tipo de carga implica que los factores exponenciales de sensibilidad y el umbral detensin se aplicarn por categoras de tipos de cliente. Este modo le permite crear modelosdefinidos por el usuario de modelos de carga sin cambiar los valores predeterminados que sehallan en la Biblioteca por tipo de cliente.


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1.2.5.1 Modelo compuesto (ZIP)

Donde:Vz: Umbral de tensin en %Z: Impedancia constante %I: Corriente constante %P: Potencia constante %

Los valores ingresados para la impedancia constante (Z), la corriente constante(I) y la potencia constante (P) deben totalizar 100 %.

Nota: Con los mtodos de clculo Fast Decoupled, Gauss-Seidel y Newton-Raphson, el modelo ZIP se convertir en un modelo exponencialequivalente durante la simulacin usando un valor promedio de la sumaponderada dada por la ecuacin siguiente:

( )nP

P nP

P

ii

i

ii

=

( )nQ =

Q nQ

Q

ii

i

ii

Donde:

Pi y Qi son el % del componente de la potencia activa y reactiva de la

carga. nPi y nQi son los exponentes nP y nQ asignados a cada componente de

la carga.

Pi y Qi son ambos iguales a 100 %. (La suma de todos los tipos decargas no puede exceder 100 %.)


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Como ejemplo, se cre el siguiente modelo de carga compuesto:

Entonces el valor promedio nP o nQ se calcula como sigue:

nP o nQ = (50 % x 0.0) + (30 % x 1) + (20 % x 2) = 0 + 0.3 + 0.4 = 0.70100%

Esos valores se emplearn en el Anlisis de flujo de carga para los mtodosde clculo mencionados arriba. Si usted conecta una carga no rotativa y unmotor de induccin a la misma barra, la carga tendr nP = nQ = 0, pocoimporte los valores que usted especifique.

1.2.5.2 Modelo exponencial

Donde:Vz: Umbral de tensin en %nP: Factor exponencial de la potencia activa en p.u.nQ: Factor exponencial de la potencia reactiva en p.u.

Nota: nP o nQ = 0.0 significa carga de potencia constante

nP o nQ = 1.0 significa carga de corriente constante

nP o nQ = 2.0 significa carga de impedancia constante

1.2.5.3 Mezclado: Modelo ZIP y Exponencial

Las opciones Modelo ZIP y Modelo exponencial estn disponibles para todos lostipos de clientes. En otras palabras, el usuario puede escoger cualquiera de los dostipos para cada tipo de cliente.


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1.2.5.4 Creacin de un nuevo modelo de carga de sensibil idad de tensin

La explicacin de abajo se aplica a los modelos de carga Por tipo de cargayPor zona.

Para crear un nuevo Modelo de carga de sensibil idad de tensin, pulse en el

botn para crear un nuevo conjunto de factores de sensibilidad de tensin y deumbrales definidos por el usuario. El cuadro de dialogo siguiente aparecer:

Nombre Escriba el nombre del Modelo de carga de sensibilidad de tensinparticular.

Tipo Seleccione el Tipo de modelo de carga de sensibilidad: Zip , Modeloexponencialo Mixto.

Vaco Inicialice todos los campos de entrada de datos como en blanco ovacos.

Desde Copie los valores de otro modelo de carga de sensibilidad de

tensin.Desdevalores poromisin

Copie los valores de la Biblioteca de tipos de clientespredeterminada.


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1.3 Mtodos de clculo

1.3.1 Tcnica de clculo de la cada de tensin

El anlisis de Flujo de carga de un alimentador de distribucin radial requiere una

tcnica iterativa especficamente diseada y optimizada para redes radiales o ligeramentemalladas. El mtodo de Anlisis de cada de tensin incluye un algoritmo completo equilibradotrifsico que calcula las tensiones de fase (VA, VB and VC), los flujos de potencia y lascorrientes incluyendo la corriente neutra.

La tcnica de clculo de Cada de tensin calcula las tensiones y flujos de potencia encada tramo cada 10 o menos iteraciones. El clculo devuelve los resultados cuando ningunatensin calculada de cualquier tramo de la red seleccionada cambia de una iteracin a lasiguiente de ms que la Tolerancia de clcu lo. Ejemplo: |34465.2 34464.8|/34464.8 < 0.1%.

Sin embargo, en ciertos casos es posible que el clculo no converja a una solucindebido a datos errneos como una impedancia demasiado elevada o a una configuracinpeculiar de red.

Si durante el proceso de clculo, la tensin de un tramo disminuye debajo del Umbral detensin especificado, en la prxima iteracin todas las cargas de dicho tramo se convierten enimpedancias constantes.

Convertir la carga de este modo no afecta los datos de la carga de manera permanente.Es solo una manera de ayudar a que el clculo converja en una solucin en vez de no darningn resultado.

Usted puede usar esta solucin (artificial) para identificar reas o tramos problemticoscon datos de entrada errneos, buscando los tramos con tensiones muy bajas. Para evitar usaresta funcin, fije el nivel a un valor bajo como


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1.3.2 Gauss-Seidel

Tcnicas de anlisis de flujo de potencia en redes de transporte especficamentediseadas para sistemas trifsicos equilibrados. Puede presentar malas caractersticas deconvergencia cuando se aplica a alimentadores de tipo de distribucin radial.

El conjunto de ecuaciones de sistema son tpicamente no lineares y resolverlos requiereel uso de algoritmos iterativos.

Para ilustrar los tres algoritmos de resolucin restantes, usaremos el siguiente SistemaCC con 3 barras

Sistema CC con 3 barras

La ecuacin de la matriz de impedancia de un sistema con tres barras puede expresarsede la siguiente manera:

Las ecuaciones de tensin de barra de las barras V2y V3se pueden expresar como unafuncin de la potencia activa, de la admitancia y de las tensiones de sistema, del modo siguiente:

Como son ecuaciones no lineares, se debe adoptar una tcnica iterativa con unasuposicin inicial para las tensiones de 1.0 p.u. (flat start) como se ilustra en el siguienteorganigrama del algoritmo Gauss-Seidel:


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Consejo: El mtodo Gauss-Seidel ofrece mejores chances de convergencia enredes con una resistencia considerable. (Ramas con X/R < 1.0). Noteque este mtodo normalmente requiere un mayor nmero de iteracionespara converger a una solucin que los otros mtodos de resolucin.

1.3.3 Newton-Raphson

El mtodo Newton-Raphson para resolver el problema de flujo de potencia es un

algoritmo iterativo que resuelve un conjunto de ecuaciones no lineares simultneas en unnmero igual de desconocidos basndose en la expansin en serie de Taylor para una funcinde dos o ms variables.

Las ecuaciones de potencia en cada barra son como sigue:

El trmino derivativo es como sigue:


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Los trminos derivativos de potencia son como sigue:

Puesto que estas son ecuaciones nolineares, se debe adoptar una tcnicaiterativa con una suposicin inicial detensiones de 1.0 p.u (Flat start) como seilustra en este organigrama del algoritmoNewton-Raphson:

1.3.4 Fast-Decoupled

El mtodo completo Newton-Raphson se formula como sigue:

Donde: P es la potencia activa real

Q es la potencia reactiva imaginaria

V es la tensin de lnea es el ngulo de tensin

El mtodo de Flujo de potencia Rpido Desacoplado es una variante del mtodoNewton-Raphson y se basa en el hecho que un cambio en el ngulo de tensin de una barraafecta principalmente el flujo de potencia real en la lnea area o cable y no afecta el flujo depotencia reactiva.


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Similarmente, un cambio en la magnitud de tensin tendr un impacto directo en el flujode potencia reactivo y no afectar el flujo de potencia activo.

Teniendo esto en mente, los trminos derivativos siguientes pueden fijarseaproximadamente a cero.

Los trminos derivativos de potencia activa y reactiva pueden aproximarse con lasecuaciones simplificadas siguientes:

La tcnica iterativa del mtodo Rpido Desacoplado es la misma que con el mtodoNewton-Raphson.

1.4 Pestaa Redes

Escoja en la lista las redes que desee analizar. Pulse la casilla al lado izquierdo delnombre de la red para seleccionar o seleccionar individualmente. Oprima el smbolo paraexpandir la lista y para contraer la lista. Todos selecciona cada alimentador del estudio.Ningunodeselecciona todos los alimentadores.


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Nota: El mdulo de Flujo de carga puede resolver simultneamente varias redes yredes con barras o nudos de referencia (swing buses).

1.5 Pestaa Comandos

Las modificaciones hechas a este cuadro de dialogo no cambian de forma permanenteel estado de los condensadores, reguladores, transformadores, generadores y motores como sedefinieron en los parmetros de la red. En lugar de esto, simplemente le permiten ponerlos en ofuera de servicio para un anlisis determinado.

Si la casilla a la izquierda del aparato est deseleccionada significa que no se tomarnen cuenta (Off) en el anlisis porque se consideran desconectados temporalmente, aunque suestado individual indique que estn en servicio.

Tome, por ejemplo, un condensador regulado por la tensin en sus bornes. Que hayaestado en estado Conectado o Desconectado inicialmente, se considerar comodesconectado y nunca se activar si la opcin Condensadores Con regulacin de tensinest deseleccionada en este cuadro de dialogo.

Nota: Esta es la nica manera de activar o desactivar condensadores controladospor tiempo (temporizados)sin tener que cambiar individualmente su estado.


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Nota: Durante el anlisis de flujo de carga, las bateras de shunts de conmutacinpueden funcionar en los modos siguientes:

Funcionamiento normal la batera de shunts conmutables es utilizadaen base a su tipo de control. Si es controlada por tensin, la cantidad debateras de condensadores/inductancias en marcha/apagados seajustarn durante la simulacin. Si se escoje el tipo de control Fijo, lacantidad de condensadores/inductancias en marcha/apagadoscorresponder a lo que se defini en los ajustes.

Bloquear todas las bateras de shunt de conmutacin - la cantidad debateras de shunt de conmutacin estar en marcha/apagados segn loque se defini en sus ajustes, independientemente de su tipo de control.

Ignorar todas las bateras de shunt de conmutacin todas lasbateras de shunt de conmutacin, independientemente de su tipo decontrol, se ignorarn en la simulacin determinada.

Nota: Los Condensadores fijos se comportarn como si fueran a control manual.

Para losReguladores yelModo de funcionamiento de la toma del Transformador,las siguientes opciones de anlisis estn disponibles:

Funcionamientonormal de la toma

El parmetro Funcionamiento Normal de la toma usa lastomastal como se definieron en los Parmetros de la red.

Tomas infinitas La opcin Toma infinita no considera ningn escaln; latensin regulada ser exactamente la tensin deseada.Consejo: Durante la etapa de planeamiento, podr

escoger Tomas infinitas para asegurarse queobtiene la tensin deseada exacta.

Bloquear las tomasen sus posicionesespecificadas

Si esta opcin est seleccionada, el flujo de carga seresolver fijando la posicin de la toma de todos losReguladores y Transformadores con conmutadores detoma en carga a la posicin de toma inicial tal como sedefini en los parmetros de la red.

Desactivar elconmutador en carga

Esta opcin tiene el mismo efecto que fijar el cambiador detomas a su posicin neutra (ningn ajuste de tensin).


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1.6 Lmites de Tensin / Carga

En este cuadro defina los umbrales de las condiciones anormales alarma (sobrecargas,subtensiones y sobretensiones) seleccionando los lmites de carga de los equipos, tal como seespecificaron en la base de datos de los equipos y/o aplicando un factor de categora lmite.

Potenciasnominales delos equipos

Seleccione una de las cinco Potencias nominales de los equipos.Nominal ha sido configurado en la base de datos de los equipos.

Usted puede cambiar el texto que describe los valores de las

Potencias nominales de los equipos en el cuadro de dialogo que seobtiene seleccionandoArchivo > Preferenc ias ,en la pestaa Texto.


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Potenciasnominales dedisp. deprotecc.

Seleccione los criterios de las potencias nominales de los dispositivosde proteccin que usar para calcular las cargas de los dispositivosde proteccin. Escoja entre Usar las potencias nominales de losequipos, Umbral de disparo nominal yAjustes individuales .

Categorasde los lmites

Adems de las potencias nominales seleccionadas, usted puededefinir un factor de lmite de carga. Defina un nivel de sobrecargaseparado para las condiciones de funcionamiento como un porcentajede la potencia nominal seleccionada. Se pueden definir cincocondiciones de funcionamiento como Nominal, Planificacin yEmergencia.

Escoja una de las categoras de lmites y marque la opcin Aplicarlos factores de lmites de carga. Si se van a aplicar estos factoresopcionales de lmites de carga, los seleccionados se vern de color

azul.

Si no desea usar los trminos Nominal, Planificacin yEmergencia, puede cambiarlos usando el men Archivo >Preferencias bajo la pestaa Texto. Escriba el texto en la etiquetaque describir los Umbrales de alarma de capacidades en lasdiferentes ventanas en que se utilizarn.


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Lmites detensin

Para cada condicin de funcionamiento, usted puede especificar loslmites de tensin Alto y Bajo que usaran para sealar cualquiercomponente de la red que viole estos lmites. Estos valores son losnicos criterios para evaluar si un componente est experimentandoalta o baja tensin. No afectan el clculo.

Cuando se selecciona la opcin Ap licar los factores de lmites decarga, el nivel de funcionamiento escogido en las Categoras delmites se activa y su lmite de tensin asociado tambin seselecciona.

1.7 Opciones de salidaDespus de haberse completado el anlisis de flujo de carga, usted tiene a su

disposicin diferentes opciones de salida. Estas opciones permiten la generacin automtica delos reportes seleccionados y la presentacin de los resultados en el diagrama unifilar.

Mostrar elreportesobre lasiteraciones

Le permite obtener el reporte de iteraciones del flujo de carga. Consulteel captulo 1.8 Resolucin del flujo de carga si necesita ms detalles.

Esta es una opcin til si no se encuentra ninguna solucin, ya queusted podr revisar el Reporte de iteracionesy tratar de identificar laporcin de red que probablemente est causando el problema.

Al activar esta opcin, se puede escoger la opcin Utilizar el mismoreporte de iteraciones. Esta ltima opcin actualiza el reporte de

iteraciones existente en vez de crear uno nuevo al final de cadasimulacin.

Mostrar eldialogo deestadosumario

Muestra la ventana de estadoque indica los parmetrosusados e indica si se encontralguna condicin anormal(sobrecarga, baja tensin yalta tensin).


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Active la casilla de opcin Seleccionarcorrespondiente a cada opcin de reporte quedesee activar. Use el botn Agregar para crear la lista de reportes que se mostrar y use elmen desplegable para escoger las etiquetas de resultados apropiados, cdigo de colores yconfiguracin de los indicativos de herramientas que se mostrarn.


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1.8 Resolucin del flu jo de carga

Despus de haber definido los parmetros del anlisis de flujo de carga, pulse el botnGuardarsi desea guardar permanentemente los parmetros en su disco. Esto es til solamentesi desea volver a usar los mismos parmetros como parmetros predeterminados para estudios

futuros.

Pulse el botn Ejecutar para arrancar el anlisis. Dependiendo del mtodo de clculoseleccionado, se mostrarn los siguientes reportes de iteraciones (si se seleccion la opcinMostrar reporte de iteraciones).

Con el mtodo de clculo de Cada de tensin, aparece el siguiente reporte:

En cada iteracin, el flujo de carga calcula la tensin en cada tramo de la red. Comparalos nuevos valores con los valores que calcul en la iteracin precedente y seala el tramodonde la tensin cambi ms (Mx dV en %). El proceso contina hasta que se encuentra unasolucin o hasta que se alcanza el nmero mximo de iteraciones.

Con los mtodos Fast Decoupled, Newton-Raphson y Gauss-Seidel, aparece elsiguiente reporte de iteraciones:

Los criterios de convergencia para estos mtodos son dP (Potencia activa) y dQ(Potencia reactiva) con respecto a la tolerancia de clculo especificada en los parmetros declculo.


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Inadaptaciones(Mismatches)

Son la diferencia entre la potencia especificada y la calculada enuna barra. En cada iteracin, el software devuelve la mayorinadaptacin y la barra afectada. dPy dQson respectivamente lainadaptacin ms grande de potencia activa y de potencia reactiva.

Ambas se expresan en per-unit de la base MVA (no en MW yMVAR directamente).

(Ejemplo: dP = .7743E-01 significa 0.07743 x 100 MVA = 7.743MW.)

Barra es la barra donde ocurre la correspondiente inadaptacin(dP o dQ). Examine aquella parte de la red si el clculo noconverge.

Ajustes Lista dos nmeros en cada una de las seis columnas, en la formaN/M. Esto significa que N dispositivos de tal tipo han sido fijados asus lmites en la presente iteracin y que M dispositivos si noexcederan sus lmites:

rea Significa que el flujo de potencia activa (MW) especificado deun rea a la otra no puede ser satisfecho y el flujo se fij almximo posible.

Gen Significa que se alcanz el lmite de potencia reactiva de losgeneradores.

TCV Significa que la toma del transformador con regulacin detensin ha alcanzado uno de sus lmites.

TCQ Significa que la toma del transformador con regulacin depotencia reactiva ha alcanzado uno de sus lmites.

TCP Significa que la toma del Transformador desfasador haalcanzado uno de sus lmites.

DCL Significa que uno de los ngulos del convertidor haalcanzado su lmite en una lnea de alta tensin continua.

Consejos: Si desea, usted puede revisar este reporte para ver si haydispositivos con perpetuo ajuste.

Si los hay, trate de cambiar los parmetros de por lo menos unoantes de volver a ejecutar la simulacin.


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1.9 Resultados

1.9.1 Reportes

Para seleccionar y pedir que se muestren los reportes, pulse el botn situado en labarra de herramientas Simulacin o escoja Reporte > Reporte de los clculosen el men.

.

He aqu algunos ejemplos de reportes que se pueden escoger.

Ejemplo de Reporte sumario de Flujo de carga


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Notas sobre el reporte del Resumen de flujo de carga:

1. Diferencias entre la carga leda (non ajustada) y la carga utilizada:

a. Carga leda: Carga total conectada a la red, es decir la suma de cada puntode carga individual.

b. Carga utilizada: Carga total utilizada para el anlisis de flujo de carga. Este

valor puede diferir del de la carga ya que est influenciado por los factoresde escala de la carga, por el modelo de carga de sensibilidad de la tensin ypor el umbral de tensin de la impedancia constante.

2. Costo anual de las prdidas del sistema: CYME anualiza primero las prdidas kWcalculadas por medio del anlisis de flujo de carga tomando en cuenta el factor decarga definido para cada red (Editar > Agregar red > pestaa Demanda, cuadro degrupo Prdidas anuales). Despus, el Costo de las prdidas definido en lasPropiedades del reporte sirve para calcular el costo anual total.

Ejemplo de Reporte de la Carga de los alimentadores

Ejemplo de reporte de Flujo de carga detallado

Consulte el captulo sobre el men Reporte en el Manual de Referencia para saber mssobre los diversos comandos disponibles para usar los formularios de reporte predefinidos y/o paragenerar reportes sofisticados definidos por el usuario, particularmente el uso de la plantilla XSL.


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1.9.2 Reporte por tramo individual

Para ver el reporte por tramo individual, active primero el Cuadro de cada de tensinmediante Mostrar > Cuadro de resultados > Cuadro de flu jo de carga. Luego pulse sobre untramo en la ventana del diagrama unifilar.

Consejo: Use el atajo de teclado + para ocultar o mostrar el Cuadro deflujo de carga.

La descripcin de los datos predeterminados indicados en el cuadro de resultados deflujo de carga se detalla a continuacin. Note que se puede personalizar el contenido del cuadrode resultados de flujo de carga. Consulte el captulo Personalizar (cuadros de resultados) en elManual de Referencia.

V base Esta tensin refiere a la tensin de base definida en el cuadro dedilogo obtenido seleccionando Arch ivo > Parmetros desistema.

BaseVNominal

VActual=v

kVLL Tensin lnea a lnea en el lado secundario, expresada en kV.

KVLN Tensin lnea-neutro en el lado secundario, expresada en kV.

i (A) Corriente de fase, en Amperios, que circula en el sub-tramo.

kVA Potencia aparente que circula en el sub-tramo.

kW Potencia real o activa que circula en el sub-tramo.

kVAR Potencia reactiva que circula en el sub-tramo.

Seleccin del emplazamiento de los resultados mostrados. Vea el

diagrama de abajo y recuerde que un tramo, teniendo en cuentasu estructura, puede tener tres sub-tramos.

Uno o dos crculos no se activarn si no hay ningn equipoconectado, lo que dividira el tramo en sub-tramos.


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Las tres ubicaciones para medir la cor riente, la potencia y la tensin

Nota: Colores en el cuadro de resultados de flujo de carga.

Los colores en el cuadro de resultados indican las condiciones de sobrecargay de subtensin o sobretensin de acuerdo a los umbrales lmites de cargadefinidos en la pestaa Lmites de tensin/carga obtenida por medio delmenAnlisis > Flujo de carga.

Los colores de alarma (como fueron definidos en la codificacin por coloresde las condiciones anormales) aparecen en el cuadro de resultados an sidesactiv la funcin de codificacin de colores del diagrama unfiilar (Mostrar> Opciones de visualizacin; oprimir el botn Modificar del cuadro degrupo Smbolos para obtener el cuadro de dialogo Smbolos Smbolospor omisin, y dirjase al tem Condiciones anormalesde la lista de rbol).

Nota: Los valores negativos aparecern si la potencia circula del lado carga hacia ellado fuente ya que el flujo (de corriente y de potencia) se define como positivoen el otro sentido.

Pulse el botn para obtener el cuadro de dialogo Seleccin de grficos. Consulteel tramo 1.9.3 Grficos para obtener ms precisiones.

Tres botones del cuadro de resultados ( ) ayudan a monitorear diversosemplazamientos. Consulte el captulo sobre el men Personalizar en el Manual de Referencia,bajo Cuadros de resultados.


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1.9.3 Grficos

El botn dentro del Cuadro de flujo de carga y en la barra de herramientasSimulacin le permite obtener el cuadro de dialogo Seleccin de grficos en el que podrescoger los grficos a trazar (Perfil de tensin, Perfil kVA, Perfil kVAR, etc.) en la red, desde la

subestacin hasta el nudo del tramo activo.

Apli car a permite al usuario graficar los resultados de simulacin de los alimentadores o

de un nudo, tramo o grupo de tramos seleccionado.La opcin Filtrosirve para restringir la bsqueda de resultados en funcin de los filtros

definidos por el usuario. Lea el captulo Personalizar > Filtrosen el Manual de Referencia params informaciones.

Escoja el grfico deseado en la lista y pulse el botn Graficar para visualizar los grficos.

Grfico de Perfil de tensin


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Despus de haberlo trazado, podr imprimir el grfico seleccionado escogiendo Archivo> Imprimir.

Note que el Cuadro de resultados de flujo de carga (si aparece)se sobrepondr algrfico. Podr ocultarlo temporalmente cerrando su ventana. (Presione + pararecuperarlo.)

Consejo: Todo cambio a la red, como agregar una carga, provocar que elprograma anule todos los resultados de anlisis y que desaparezca elcuadro de resultados.

Para personalizar los grficos, escoja el men Personalizar > Grficas(o pulse el botnPersonalizardel cuadro de dialogo Seleccin de grficos). Consulte el captulo Personalizar(Grficos) en el Manual de Referencia.

1.9.4 Etiquetas del diagrama uni filar

Los resultados de flujo de carga pueden ser mostrados en el diagrama unifilar (ver elejemplo de abajo). Usted puede escoger y personalizar las capas de etiquetas usando la barra

de herramientas Capa de etiquetas. Usted puede crear y personalizar totalmente su propiacapa de etiquetas de resultados; basta con seleccionar Personalizar > Textos y etiquetas .Consulte el Manual de Referencia para obtener ms informacin.

Etiquetas de reporte en el Diagrama unifilar

Consejo: Tambin se puede usar los Indicativos de herramienta o tooltips paraque se muestre el contenido de la etiqueta. Pose el ratn sobre un tramopara obtener su indicativo de herramienta. Se puede modificar sucontenido en el cuadro de grupo Indicativos de herramienta del cuadro dedialogo obtenido con Mostrar > Opciones de visualizacin.


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1.9.5 Codificacin de colores en el diagrama unifi lar

Usted puede atribuir una codificacin de colores al diagrama unifilar basada en losresultados del flujo de carga. Escoja en una lista de capas de colores predefinida o cree supropia codificacin de colores. Puede escoger la capa de codificacin de colores activa usandola barra de herramientas Capa (de codificacin por colores). Usted puede crear y personalizartotalmente su propia codificacin por colores usando Personalizar > Codificacin por color.Consulte el Manual de referencia para obtener ms detalles.


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Consulte el captulo Opciones de visualizacin del Manual de Referencia para sabercmo personalizar y crear nuevas capas de codificacin por colores para e diagrama unifilar.

Tambin puede pedir que se sealen las condiciones anormales en el diagrama unifilar

pulsando en el icono que se encuentra en la barra de herramientas Anlisis.

.

1.10 Resolucin de problemas de convergencia

Ciertas redes pueden presentar problemas de convergencia o no converger en absoluto.Este captulo le dar algunas sugerencias sobre lo que se debe buscar.

1.10.1 Mtodo de cada de tensin

Cuando el mtodo de clculo de Cada de tensin falla en converger, se recomiendaseguir los siguientes pasos que le ayudarn a identificar las causas probables de la noconvergencia.

1. Active la opcin Mostrar el reporte sobre las iteraciones en la pestaaParmetros del cuadro de dialogo Anlisis del flujo de carga.

2. Suprima las restricciones de los dispositivos activando la casilla de opcin Quitartodas las restriccionesen la pestaa Parmetros del cuadro Anlisis del flujo decarga. Si el flujo de carga converge, examine los ajustes de los parmetros de losreguladores, cambiadores de tomas y generadores.

3. Trate de reducir el factor de carga hasta que el flujo de carga converja. Por ejemplo,trate un factor de carga de 70% (factor de carga global =70%) y contine

reduciendo el factor de carga hasta que el flujo de carga converja. Despus dehaber hallado una solucin, indique las reas con bajas tensiones e investigueaquellas que contengan potencialmente grandes cargas o impedancias.

4. Si nota que el Mx dV aumenta regularmenteen el reporte de iteraciones, verifiquelos datos de entrada para los componentes conectados al tramo indicado. Busquelas impedancias muy elevadas.

Consejos: Verifique que la tensin del transformador se haya ingresadoen kV y no en Voltios.Por ejemplo, 480 V es 0.48kV y no 480kV.

Asegrese de que el largo de las lneas y cables respete elsistema de unidades especificado.

Por ejemplo 15000 pies equivale a 2.84mi y no a 15000mi.

5. Si nota que el Mx dV disminuye constantemente en el reporte de iteraciones peropermanece superior a la tolerancia de solucin especificada cuando se alcanza elnmero permitido de iteraciones, trate de aumentar el nmero de iteraciones antesde lanzar una nueva simulacin. Ver Anlisis > Flu jo de carga, pestaaParmetros.


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6. Si ve que el Max dV aumenta y despus aumenta repetitivamente y luegodisminuyeen el reporte de iteraciones, busque una carga muy alta aguas abajo deuna gran impedancia.

7. Verifique los parmetros de los condensadores conmutados, de los reguladores, delos transformadores conmutadores de tomas en carga y de los generadores.

Asegrese que los parmetros de control sean adecuados.

Consejo: El botn Cancelarpermite interrumpir el clculo antes que se hayanefectuado todas las iteraciones permitidas, en caso que no converjael clculo. selo para no perder tiempo.

1.10.2 Mtodos Gauss-Seidel, Fast Decoupled y Newton-Raphson

Para estos mtodos, el Reporte de iteracionesmostrar los nombres de las barras quepodran tener problemas (carga reactiva elevada, ramales con alta reactancia, errores deentrada de datos, por ejemplo).

La convergencia fall debido a una carga excesiva en la barra CCC138

1. Si las desadaptaciones aumentan con regularidad, verifique los datos que definena los equipos conectados a las barras indicadas. Busque los datos de todos losramales conectados a la barra y en particular la impedancia del ramal. Unaimpedancia muy alta o baja en el ramal puede ser la causa del problema.

Consejos: Asegrese que las impedancias de los transformadores hayan sidoingresadas en p.u. (0.075), y no en porcentaje (7.5).

Asegrese que las longitudes de lnea y de cable usen la misma

unidad de longitud que la que sirve para definir la impedancia.(por ej.: 200 m equivale a 0.200 km).

2. Si las desadaptaciones aumentan y disminuyen y los dispositivos se ajustan encada iteracin, intente resolver sin restricciones. Si el clculo converge, entoncespodr determinar el problema segn los resultados obtenidos (por ejemplo,exigencias excesivas de VAR).


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Consejo: A veces sucede que el usuario defini que dos aparatos controlenla tensin en la misma barra.

3. Si el mtodo Fast-Decoupled o Newton-Raphsonno converge aunque desactive lasrestricciones, pruebe con el mtodo Gauss-Seidel. Permita ms iteracionescon este mtodo.

4. Si las desadaptaciones disminuyen con regularidad pero son superiores al nivelde tolerancia definido, al agotar el nmero permitido de iteraciones, trate de aumentarel nmero de iteraciones antes de volver a resolver el sistema, o desactive antes laopcin Arranque a 1.0 p.u. de la zona de grupo Opciones de clculode la pestaaParmetros del cuadro de dilogo Anlisis de flujo de carga y vuelva a ejecutar lasimulacin.

5. Si las desadaptaciones d isminuyen regularmente y aumentan repentinamente, lasolucin (si existe) puede situarse cerca de un punto inestable. Trate de resolver sured modificando sucesivamente un caso parecido ya resuelto.

1.10.3 Redes con tensiones anormales

Este captulo le dar algunos consejos de base sobre la resolucin del flujo de potenciadonde se esperan tensiones de barra muy altas o muy bajas.

Ciertas soluciones de flujo de potencia (realistas o no) requieren que las tensiones deciertas barras alcancen valores muy altos ( > 1.10 p.u.) o muy bajos (< 0.80 p.u.) para que losclculos converjan.

Ejemplos: Pequeos generadores aislados, como los generadores deemergencia, con cargas elevadas.

Redes industriales que funcionan sin conexin a una red de

distribucin de energa elctrica. Pequeas compaas de electricidad con cargas ligeras conectadas

a largas lneas de transmisin.

A continuacin presentamos una tcnica til que podra ser aplicada a cada uno de loscasos siguientes:

1. Si se toma en cuenta solo un generadoren una red con cargas elevadas , yusted trata de simular maniobras con tensiones bajas, regule la tensin deseadade la barra del generador a un valor cercano al previsto (por ej.: 0.85 p.u.). Ungenerador solo puede funcionar como una mquina de referencia (SwingMachine)(por lo tanto tiene potencia ilimitada), pero si la solucin demuestra quela produccin en MW y en MVAR se sita en la gama del generador real, la

solucin ser vlida. Sin embargo pueden haber varias soluciones vlidas.Use el mtodo por tanteos con el kV de servicio para tratar que el generadorproduzca el mximo de potencia reactiva, Qmax. Esto resultar en tensiones mselevadas.

2. Si trata de estimar qu cantidad de carga puede llevar un generador aislado,use la misma tcnica y ejecute varios anlisis de flujo de potencia, aumentandogradualmente la carga, hasta que la potencia suministrada por el generadoralcance el lmite de la mquina real.


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3. Si hay ms de un generador, emplee la misma tcnica. Un generador operacomo una mquina de referencia (Swing), por supuesto. En caso fueranecesario, ajuste los otros generadores para que Qmin y Qmax se aumentenartificialmente (haga que Qmin= Qmax). Si el resultado muestra que la potenciade salida MVAR se encuentra en los lmites realistas del generador, la solucin es

vlida. [La idea es dar libertad de clculo para producir iteraciones hacia unasolucin inusual.]

4. Si largas lneas de transmisin sin carga contribuyen con demasiados MVARa la red, de modo que se prev que las tensiones alcancen valores muy altos,aplique la misma tcnica y fije los kV de servicio de la barra del generador a unvalor cercano al deseado (por ej.: 1.20 p.u.). (Sin embargo varias soluciones sonposibles).Use el mtodo de tanteos con los kV de servicio para lograr que el generadorproduzca (o absorba) su potencia reactiva mnima, Qmin. Esto resultar entensiones lo ms bajas posibles.

1.10.4 Funcionamiento paralelo de los generadores

Esto se aplica a ms de un generador conectado a una barra. Los generadores nonecesitan pertenecer al mismo tipo. Esta nota explica el reparto de potencia entre generadoresconectados a la misma barra.

Los Generadores fijos son considerados como cargas constantes (negativas) enMW y MVAR. La generacin fija no afecta lo siguiente.

Los Generadoresde referencia (Swing)comparten la potencia activa y reactivarequerida en partes iguales, sin importar la potencia nominal en MVA.

Los Generadores de tensin controlada producen cada uno su propia generacinde potencia activa especfica (Pgen). Su parte de potencia reactiva requerida en lasolucin (Qgen) se calcula as:

q = qmin +Qgen - Qmin

Qmax - Qmin(qmax - qmin)

Donde:

- qminy qmaxson los lmites reactivos de este generador especfico.

- Qminy Qmaxdefinen la suma de los qmin's y qmax's de los generadores contensin controlada V-C conectados a la barra.

- Qgenrepresenta la generacin de potencia reactiva en la barra.

Si los generadores de referencia(Swing)y los generadores de tensin contro ladaestn conectados a la misma barra, entonces cada generador V-C produce propia potenciaactiva especificada y los generadores Swing se comparten el exceso de potencia activa

generada.En tal caso, la potencia reactiva asignada a cada generador con tensin controlada V-C

se calcula de otro modo.

Si Qgenes mayor que Qmax, cada generador de tensin controlada genera su qmax, osi Qgen es menor que Qmin, cada generador de tensin controlada genera su qmin. En amboscasos, los generadores swing comparten el exceso.


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CAPTULO 2 ANLISIS DE FALLAS 39

Captulo 2 Anlis is de fallas

El anlisis de fallas(comando de menAnlisis > Anl is is de fal las ) proporciona unaserie de herramientas que ayudan a los ingenieros especializados en redes elctricas a estudiarel impacto de las fallas que pueden producirse en sus redes.

El programa Anlisis de fallas le puede ayudar a:

Disear y seleccionar los aparatos de corte (interruptores automticos,aparamenta de conexin, etc.)

Determinar los ajustes de los dispositivos de proteccin del sistema (fusibles,rels, etc.)

Determinar el efecto de las corrientes de falla sobre los diferentes componentesde sistema como los cables, lneas, ductos de barras, transformadores, etc.

Evaluar el efecto de los distintos tipos de cortocircuitos de diferente gravedadsobre el perfil de tensin global del sistema.

El anlisis de Cortocircuito constituye una herramienta de anlisis de fallas de granutilidad. Calcula las corrientes de falla mximas y mnimas en cada tramo de la red. Tambinpuede calcular el impacto de una falla simple (Flujo de falla) en una red/nudo/lnea/cableseleccionado a nivel de toda la red.

El men Anlisis de fallas tambin incluye otras herramientas que ayudan a localizar eidentificar las fallas eficazmente como por ejemplo:

1 Anlisis Huecos de tensin

Estudia el impacto de una reduccin sbita de la magnitud de la tensincausada por fallas en la red u otras perturbaciones como el arranque de unmotor o sobrecargas.

2 Anlisis Localizador de fallas

Evala las ubicaciones posibles de una falla en la red.

3 Anlisis de fallas serie

Evala las condiciones de impedancias en las lneas de circuito abierto oasimtricas de la red.

4 Anlisis de fal las simultneas

Estudia el impacto de tener fallas en diferentes puntos simultneamente enla red.


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40 CAPTULO 2 ANLISIS DE FALLAS

2.1 Anlisis de cortocircui to

Al calcular los niveles de cortocircuito en todas las barras y nudos, el clculo decortocircuito convencional no sigue las recomendaciones de ninguna norma particular y se basaen los siguientes postulados:

La tensin de pre-falla a ser considerada se define por el usuario entre lasopciones de usar la tensin nominal, la tensin de servicio o la tensin obtenidade la resolucin de un flujo de carga.

La inclusin de la contribucin procedente de los motores y generadores esopcional, salvo la de los generadores de fuente y swing que se incluyenautomticamente.

El usuario puede escoger utilizar las impedancias subtransitorias, transitorias ode rgimen permanente para calcular la corriente de falla.

Al calcular el cortocircuito en el dominio de fase, se emplea el mtodo de anlisis nodalaumentado modificado. Este mtodo se basa en el enfoque de matriz hueca.

Al calcular el flujo de falla resultante de una falla en una ubicacin determinada, lassiguientes suposiciones y limitaciones estn presentes:

Suposiciones de clculo:

El usuario define la tensin de prefalla que se considerar en el clculo entre lasopciones: tensin nominal, tensin de servicio y tensin obtenida a partir de unanlisis de un flujo de carga.

Los motores se consideran ser fuentes de inyeccin de corriente en serie conlas impedancias (transitoria, subtransitoria o en rgimen permanente)seleccionadas del motor especfico.

Los generadores, durante la falla, son representados por sus impedancias

(transitoria, subtransitoria o en rgimen permanente) seleccionadas.

La fuente del diagrama unifilar se considerar como fuentes infinitas limitadassolo por su impedancia conectada en serie.

Los dispositivos de proteccin (fusibles, reconectadores) no pueden reaccionarlo suficientemente rpido as que se les considerar fijados. Esto se aplicatambin a los equipos automatizados (cambiadores de toma bajo carga (LTC),control automtico de ganancia (AGC), etc.).

Limites de clculo:

Se considera que las cargas y condensadores shunt son cargas de impedanciasconstantes.

Un clculo de flujo de carga no puede usar la tensin de pre-falla basada en unflujo de carga si la configuracin de la red no proporciona una solucin de flujode carga convergente.

Para abrir el anlisis, seleccione Anlisis > Anlisis de fal las > Cor toci rcui to en labarra de mens o Cortocircuito en la lista de anlisis disponibles de la barra de herramientasSimulacin.


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Pulse el botn Ejecutar simulacin de la barra de herramientas Simulacinparaabrir el cuadro de dilogo Cortocircuito convencional.


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2.1.1 Pestaa Clculo

Esta pestaa le permite escoger el modo de clculo y determinar la falla cuando seanaliza una falla simple.

2.1.1.1 Modo de clculo

Tres modos de clculo estn a su disposicin:

Niveles de cortocircu ito entodos los nudos y barras -Dominio de fase

Calcula, en el dominio de fase, la corriente decortocircuito total en todas las barras y nudos usandoel mtodo de anlisis nodal aumentado modificado.

Niveles de cortocircu ito entodos los nudos y barras -Dominio de secuencia

Calcula, en el dominio de secuencia, la corriente decortocircuito total en todas las barras y nudos usandoel mtodo convencional.

Tensiones y corrientes de

flujo de falla Dominio defase

Calcula, en el dominio de fase, el efecto de una falla

aplicada en un punto monofsico. Las corrientes ytensiones en todos los tramos/nudos de la redrespectiva se determinarn para ilustrar el impacto dela falla a travs de la red.

Tensiones y corrientes deflujo de falla Dominio desecuencia

Calcula, en el dominio de secuencia, el efecto de unafalla aplicada en un punto monofsico. Las corrientesy tensiones en todos los tramos/nudos de la redrespectiva se determinarn para ilustrar el impacto dela falla a travs de la red.


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2.1.1.2 Ubicacin de la falla

Cuando se selecciona el modo de clculo Tensiones y corrientes de flujo defalla (dominio de fase o dominio de secuencia), la zona de grupo Ubicacin de la fallase activa permitiendo as al usuario que defina la ubicacin en que aplicar la falla.

Ubicacin Permite al usuario determinar la ubicacin donde se aplicar la falla.La falla se puede aplicar en un nudo, a una barra, a una lnea o a uncable. Segn lo que haya escogido, una lista de todos losnudos/barras/lneas/cables disponibles en la red aparecer para queusted pueda escoger.

A % de lalongitud delconductor

Cuando se va a aplicar una falla en una lnea o cable, esta opcin sevuelve disponible.

Se usa para especificar la ubicacin de una falla deslizante, si sedesea. Escriba un porcentaje de la lnea o cable seleccionada paraque se calcule la falla en la ubicacin especificada sin tener quedividir la lnea en secciones usando otras barras adicionales.

2.1.1.3 Tipo de falla

A la vez que se activa el cuadro de grupo Ubicacin de la falla, el cuadro degrupo Tipo de falla se activa por igual cuando se selecciona Tensiones y corrientes deflujo de falla (dominio de fase o de secuencia).

Tipo

Usted puede seleccionar el tipo de falla. Puede ser: LLL, LL, LL-T, L-T oTodos los tipos. Cuando se escoge esta opcin, todas las fallas shunt secalculan en la ubicacin deseada.

Si el clculo de flujo de falla se efecta en el dominio de fase, el tipo de fallaLLLT tambin estar disponible.

Fase Adems del tipo de fallaseleccionado, tambin se puedeespecificar en qu fase se aplicarel tipo de falla.

Nota: Cuando se selecciona Todos los tipos en el campo Tipo, lasopciones Por omisin y Todos se vuelven disponibles en el campoFase. La opcin Por omisin significa que solo una fase tpica seanaliza por tipo de falla. Por ejemplo, la fase A se escoge para unafalla LT, AB se escoge para una falla LL y LLT y ABC se escoge parauna falla LLL. Cuando se selecciona Todos en el campo Fase, lafalla LLL se analiza en la fase ABC, las fallas LLT y LL se analizan enlas fases AB, BC y CA y la falla LT se analiza en la fase A, B y C.


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Los tipos de fallas que se pueden analizar son: LLL, LL, LLT y LT. Como semencion, si el anlisis se efecta en el dominio de fase, el tipo de falla LLL-G tambinestar disponible para ser escogido. El programa calcula las impedancias equivalentesde secuencia directa y de secuencia homopolar de cada tramo, tal como se ven desde el

lugar donde se produce la falla. Los generadores se agregan automticamente.

Falla trifsica

En el clculo del dominio de secuencia, la falla trifsica (LLL) y la falla trifsica atierra (LLLT) son lo mismo.

La corriente al final de una lnea o cable o en un nodo o barra se calcula comosigue:

ZfZ

VILLL +

=1

Donde:

V = tensin pre-falla lnea a neutro. Defina esta variable usando el bloqueTensin prefallade la pestaa Parmetros.

Z1 = impedancia de secuencia positiva entre el punto de la falla y lasubestacin, incluyendo la impedancia de la subestacin.

Zf = impedancia de la falla misma. Defina esta variable con Anlisis >Anlisis de fal las > Cor tocircui to, pestaa Parmetros.

Los factores de seguridad Kmax y Kmin pueden aplicarse a las corrientes defalla calculadas. Defina esta variable por medio deAnlisis > Anl is is defallas > Cortocircuito, pestaa Parmetros.

Falla bifsica a tierraEl clculo de la falla LLT se efecta calculando las corrientes de falla en las

fases B y C usando:

( ) ( )

++++++

++

=

ZgZfZZ

ZgZfZZfZZfZ

VIa

3220

30*21

1

++++

=ZgZfZZ

ZfZII aa

3202

2*10

+++ ++= ZgZfZZ

ZgZfZII aa3202

30*12

21

2

0_ aaabLLG aIIaII ++=

2

2

10_ aaacLLG IaaIII ++=

cLLGbLLGTLLG III ___ +=


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Donde:

V = tensin de pre-falla lnea a neutro. Defina esta variable usando elbloque Tensin prefallade la pestaa Parmetros.

Z0 = impedancia acumulada de secuencia homopolar entre el punto de la

falla y la subestacin, incluyendo la impedancia de la subestacin. Z2 = Z1 puesto que se presume que las impedancias de secuencia positiva

y negativa son idnticas.

Zf = impedancia de la falla misma. Defina esta variable seleccionandoAnlisis > Anl is is de fallas > Cortoc ircuito, pestaa Parmetros.

Zg = impedancia a tierra de la falla misma. Defina esta variable por mediodeAnlisis > Anl is is de fallas > Cortoc ircuito, pestaa Parmetros.

Los factores de seguridad Kmax y Kmin pueden aplicarse a las corrientes defalla calculadas. Defina esta variable por medio deAnlisis > Anl is is defallas > Cortocircuito, pestaa Parmetros.

Falla lnea-lnea

ZfZ

VILL +

=12

*3

Donde: V = tensin nominal de pre-falla lnea a neutro. Defina esta variable

usando el bloque Tensin prefallade la pestaa Parmetros.

Z1 = impedancia de secuencia positiva cumulativa entre el punto de lafalla y la subestacin, incluyendo la impedancia de la subestacin.

Zf = impedancia de la falla misma. Defina esta variable con Anlisis >Anlisis de fal las > Cor toci rcui to , pestaa Parmetros.

Los factores de seguridad Kmax y Kmin pueden aplicarse a lascorrientes de falla calculadas. Defina esta variable por medio deAnlisis > Anl is is de fallas > Cortoc ircu ito, pestaa Parmetros.

Falla lnea monofsica a tierra

ZgZZ

VILG

3012

*3

++=

Donde:

V = tensin nominal de pre-falla lnea a neutro. Defina esta variableusando el bloque Tensin prefallade la pestaa Parmetros.

Z1 = impedancia de secuencia positiva acumulada entre el punto de la

falla y la subestacin, incluyendo la impedancia de la subestacin. Zg = impedancia a tierra de la falla misma. Defina esta variable por medio

deAnlis is > Anlisis de fal las > Cortoci rcuito , pestaa Parmetros.

Z0 = impedancia de secuencia homopolar acumulada entre el punto dela falla y la subestacin, incluyendo la impedancia de la subestacin.

Los factores de seguridad Kmax y Kmin pueden aplicarse a lascorrientes de falla calculadas. Defina esta variable por medio de

Anlisis > Anl is is de fallas > Cortoc ircu ito, pestaa Parmetros.


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Consejo: La corriente de cortocircuito doble lnea a tierra es la misma quela corriente lnea a lnea en una lnea de configuracin Delta.

Factor de asimetra

El factor de asimetra (primer medio ciclo) se calcula as: R/X2-2e+1=K

. R = resistencia acumulada de secuencia positiva. X = reactancia acumulada de secuencia positiva.

Factor de pico

El factor de pico (primera mitad de ciclo) se calcula as: ( )R/X-e12=K + . R = resistencia acumulada de secuencia positiva. X = reactancia acumulada de secuencia positiva.

Cuando el clculo se efecta en el dominio de fase, las ecuaciones de los diferentestipos de falla se pueden expresar de la manera siguiente::

Falla trifsica

La corriente de cortocircuito LLL se calcula as:

Donde:

Falla trifsica a tierra

La corriente de cortocircuito LLLT se calcula as:

Donde:


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Falla bifsica

La corriente de cortocircuito LL se calcula as:

Falla bifsica a tierra

La corriente de cortocircuito LLT se calcula as:

Donde:

Falla monofsica a tierra

La corriente de cortocircuito LT se calcula as:


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2.1.2 Pestaa Parmetros

Esta pestaa sirve para definir los parmetros generales para los clculos decortocircuito.

La pestaa Parmetros contiene ms opciones que se pueden seleccionar para definirotros factores a ser considerados durante el clculo de cortocircuito.

Tensin prefalla Calcula la corriente de falla considerando o la Tensin nominalo la Tensin de servicio, si el clculo se realiza en el dominiode secuencia. La opcin de considerar la tensin de pre-fallaproveniente del anlisis de flujo de carga tambin est disponiblesi el clculo se realiza en el dominio de fase.

Si usted selecciona la opcin Tensin nominal, el ngulo defase de la corriente se dar en relacin a 0. Por lo tanto, elngulo de la corriente le indica el ngulo de la impedancia en lafalla, y la relacinX/R = tan(-ngulo).

Si usted usa la opcin Tensin de servicio, el clculo de lacorriente de cortocircuito se basar en la tensin de servicio. Latensin de servicio se especifica en la pestaa Equivalente delcuadro de dialogo Propiedades de la red o en cualquierdispositivo de tensin controlada (por ejemplo el transformadorde conmutacin de reglaje en carga).

Si usted usa la opcin Solucin de flujo de carga, los ngulosde fase de la corriente se indican relativamente al ngulo detensin del generador swing (usualmente 0) y no relativamente al


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ngulo de tensin (pre-falla) de la barra con la falla. Por lo tanto,los ngulos de corriente indicados incluyen el ngulo de tensinde barra y pueden sobrepasar -90.

Transformadoresen la toma

nominal

Active la opcin Transformadores en la toma nominal paraobligar a que el clculo de cortocircuito aplique las posiciones de

las tomas nominales (100%) de los transformadores. En otraspalabras, no tome en cuenta cualquier ajuste de toma primariadel transformador definido en el cuadro de dialogo deltransformador.

Factores deseguridad

Opcin que permite aplicar los factores de seguridad Kmax yKmina las corrientes de falla.

Impedancias dela falla

Usted puede definir diferentes impedancias de falla. Atribuya unaimpedancia a la falla misma (por ejemplo: para representar unafalla de arco a tierra). Se expresa en Ohmios o en p.u..

Refirase a los diagramas de abajo para ms explicacionessobre los valores de impedancia de falla en secuencia.


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Consulte el diagrama de abajo para obtener la explicacin de losvalores de las impedancias de falla en fase.

Ajuste de latemperatura delconductor

Escoja esta opcin si va a realizar el anlisis a una temperaturadiferente de la que defini con Archivo > Parmetros delsistema. Escriba la temperatura y la resistencia del conductor seajustar en consecuencia.

La resistencia ajustada de la temperatura puede calcularse pormedio de la ecuacin:

dnde:

RT= es la resistencia ajustada

Rref= es la resistencia de referenciaT = es la nueva temperatura

Tref= es la temperatura de referencia

ref= es el coeficiente de temperatura de la resistencia


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Impedancia de lamquina

Escoja la Impedancia de la mquina (Rgimen permanente,Transitorio o Subtransitorio) que utilizar. De formapredeterminada, la impedancia de la mquina est configurada aRgimen permanente.

Use las impedancias subtransitorias de los generadores paracalcular las fallas despus de pocos ciclos de empezada la falla.Use las impedancias transitorias para los clculos quesobrepasen dicha duracin.

Incluir lascontribucionesde

Los motores de induccin en las regiones subtransitorias,transitorias y de rgimen permanente.

Los generadores de induccin solamente en las regionessubtransitorias.

Todos los generadores con acoplamiento electrnico, incluyendolas turbinas elicas (WECS), los fotovoltaicos, las microturbinasy las pilas de combustible de xido slido (PCOS).

La susceptancia de lnea de secuencia homopolar para lostipos de falla a tierra LT y LLT.


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2.1.3 Pestaa Redes

Seleccione en la lista las redes que desee analizar. Marque la casilla contigua al nombrede la red para seleccionar o deseleccionar la red individualmente. Pulse en el smbolo paradesplegar la lista y en para reducirla nuevamente. Todos selecciona todos los alimentadores

cargados en el estudio. Ninguno deselecciona todos los alimentadores.


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2.1.4 Pestaa Salida

Use este cuadro de dilogo para definir las opciones de presentacin de los resultadosdel anlisis Convencional de cortocircuito en los reportes, etiquetas, ventanas de ayudacontextual, y la codificacin por color del diagrama unifilar en base a los resultados de la

simulacin.

Las opciones de salida se pueden personalizar por modo de clculo. Seleccione uno delos tres modos en la lista desplegable para indicar que las opciones de presentacin del reportey del diagrama unifilar indicadas abajo son las opciones de salida deseadas para dicho modo declculo. Cambie a otro modo de clculo y personalice las salidas deseadas. Todas las opcionesde salida se guardan cuando el usuario oprime el botn Guardar.


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Zona de grupoReportes

Seleccionar: Marque ( ) esta opcin para activar los botonesde comandos y la lista de reportes.

Agregar: Pulse este botn para abrir el cuadro de dilogoReportes donde podr seleccionar los reportes tabulares que

desee producir. El captulo sobre el men Reporte del Manual deReferencia de CYME da ms detalles sobre los diversoscomandos disponibles para el uso de modelos predefinidos dereportes y/o para generar reportes sofisticados definidos por elusuario, en particular la plantilla XSL.

Quitar: Le permite eliminar el reporte seleccionado de la lista.Seleccione el reporte para suprimirlo y pulse el botn Quitar. Sepueden seleccionar varios reportes para ser suprimidos.

Zona de grupoEtiquetas deresultados deldiagrama unifilar

Le permite presentar los resultados del cortocircuito dentro delas etiquetas del diagrama unifilar. Marque la casilla ( )Seleccionar para activar la lista y despus seleccione la capade la etiqueta. Consulte el Manual de Referencia para obtenerms precisiones sobre el uso y creacin de las capas deetiquetas.

Zona de grupoCodificacin porcolor deldiagrama unifilar

Le permite atribuir un cdigo por color al diagrama unifilarbasndose en los resultados del anlisis de cortocircuito.Marque la casilla ( ) Seleccionar para activar la lista cuandoseleccione la capa de color. Consulte el Manual de Referenciapara obtener ms precisiones sobre el uso y creacin de lascapas de colores.

Zona de grupoIndicativos deherramienta del

diagrama unifilar

Le permite presentar los resultados del anlisis de cortocircuitodentro de los indicativos de herramienta cuando usted sita elpuntero sobre un tramo del diagrama unifilar. Marque la casilla

( ) Seleccionar para activar la lista y despus escoja lasimulacin cuyos resultados desea ver. Note que si activ laopcin Ejecutar ambos anlisis a la vez en la pestaaSimulacindel cuadro de dilogo Preferencias , los resultadosdel flujo de carga estarn disponibles. Consulte el Manual deReferencia para ms informacin sobre el uso y la creacin delos indicativos de herramienta.

Etiqueta deresultados de lafalla

Marque la casilla ( ) Seleccionar para activar la presentacinde los resultados en una etiqueta, en el lugar de la falla.

Use el botn para personalizar la etiqueta conlas palabras claves deseadas.


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2.1.5 Ejecucin del anlisis y obtencin de los resultados

Despus de haber fijado los parmetros para el anlisis de cortocircuito, podrregistrarlos pulsando el botn Guardar. Pulse en el botn Ejecutar para iniciar el anlisis y quese muestren los resultados en el diagrama unifilar, en los cuadros de resultados y en los

reportes.

Para ejecutar un flujo de cargo tambin tendr que escoger el lugar donde desea que seproduzca la falla en el diagrama unifilar. Pulse el botn derecho del ratn y escoja Ap licar fal la.

Al completarse el anlisis, los resultados se presentan en diferentes formatos como semuestra abajo.

2.1.5.1 Reportes

Podr escoger los elementos que desee ver en el reporte escogiendo el menReporte > Reporte de los clculos, o mediante la pestaa Salidaantes de ejecutarel anlisis, Tambin podr pulsar en el botn Reporte de la barra de herramientasSimulacin.

Presione el hipervnculo Propiedades para personalizar el reporte con laspalabras claves disponibles.


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Haga doble clic en el botn para generar el reporte. A continuacinse presenta un ejemplo de reporte detallado de cortocircuito.

Ejemplo de reporte detallado de cortocircuito, disponible con la opcin de clculo de Cortocircuitoen todas las barras y nudos

Lea el captulo correspondiente al men Reporte en el Manual de Referencia deCYME para enterarse ms sobre los distintos comandos disponibles y sacarle provechoa los reportes predefinidos y/o generar reportes definidos por el usuario mssofisticados, usando en particular la plantilla XSL.

2.1.5.2 Reporte por tramo ind ividual

Para ver el reporte por tramo individual despus de haber efectuado el anlisisde cortocircuito en todas las barras y nudos, primero abra el Cuadro de resultados decortocircuito escogiendo el men Mostrar > Cuadro de resultados > Cuadro decortocircuito, y luego pulse en un tramo del diagrama unifilar.

Consejo: Se puede tambin usar el atajo de teclado + para ocultar o

mostrar el cuadro de resultados de cortocircuito (Ref: Personalizar >Atajos).

A continuacin se detalla la descripcin de los datos predeterminados queaparecen en el cuadro de resultados de cortocircuito. (Nota: el contenido del cuadrode resultados de cortoci rcuito puede ser personalizado).

LLL Corriente de falla trifsica, en amperios.

LLT Corriente de falla bifsica a tierra, en amperios.

LL Corriente de falla entre lneas, en amperios.

LT Corriente de falla lnea a tierra, en amperios.


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Opciones de ubicaciones posibles de los puntos de medicin. Verel diagrama de abajo y recuerde que en Estructura del tramoexplicbamos que cada tramo consta de tres subsecciones.

Uno o dos de los crculos no se activar si no se ha conectado

ningn equipo, lo que dividira el tramo en subsecciones.

Para ver el reporte por tramos individuales despus de haber ejecutado elanlisis de flujo de carga, primero abra el cuadro Flujo de fallaseleccionando el menMostrar > Cuadro de resultados > Flujo de falla, y pulse despus en un tramo deldiagrama unifilar.

Consejo: Pued

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