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Encuentro deInvestigadores

División de Estudios de Posgrado e InvestigaciónDel Instituto Tecnológico de Ciudad Madero

Maestría en Ingeniería Eléctrica

Encuentro deInvestigadoresEIITCM 2010


IV Encuentro de Investigadores EIITCM 2010

“INCREMENTO DE LA CARGABILIDAD EN LA LÍNEA DE TRANSMISIÓN UTILIZANDO

TRANSFORMADOR DEFASADOR”

Título.

Cd. Madero, Tamaulipas. 8 de Diciembre de 2010



Introducción.

Energía Eléctrica

Recurso necesario

Costo

ProducciónTransmisiónDistribución

Trabajo en esta área

AdministrativoSocial

Técnico



Introducción.

Generación

745 mil Km en líneas de transmisión y

distribución

Distribución

137 mil localidades133,390 rurales 3,356

urbanas96.85% de la

población la utiliza

CFE

Transmisión

TermoeléctricasHidroeléctricasCarboeléctricas

GeotermoeléctricasEoloeléctricas

Nucleoeléctrica



Introducción.

Transmisión

Presenta problemas que limitan la distribución eléctrica.

Debido por la gran demanda de energía eléctrica en el país, que se representan en cargas.



Transformadores.

•Puntos de unión entre los generadores y las líneas de transmisión.

•Aumentan o reducen el voltaje de salida con respecto a su entrada.

Tipos Transformadores.

•Variación de ángulo.

•Variación de magnitud del voltaje.

• Regulantes (varían ángulo y magnitud de voltaje)

Introducción.



Transformador defasador.

Variar el ángulo de voltaje. (útil en SEP)

Controlar el flujo de potencia real.

Aumentar la cargabilidad en los sistemas interconectados.

Cargabilidad:

Capacidad de transmisión máxima de potencia en una línea de transmisión

Introducción.



Introducción.

Control del transformador defasador.

Conexión Delta con alimentación central en el devanado serie.

Regular la cantidad de diferencia angular entre los voltajes de los extremos de la línea.

Variación del ángulo por medio de cambios de derivación (taps).

Automatización de estos cambios por un Controlador Lógico Programable (PLC).



Desarrollo de trabajos anteriores.

Solución de problemas de cargabilidad de un sistema eléctrico, mediante un transformador defasador con diferentes tipos de conexiones en el.

Control de la potencia de transmisión en líneas paralelas para aprovechar

su mejor capacidad.

Introducción.



Metodología.

Red Eléctrica.

Proponer una red eléctrica.

Generador de corriente alterna.

Líneas de transmisión trifásica.

Propiedades eléctricas similares a una real de 100, 200 o 300km de longitud.

Modulo de carga.

Simule la energía suministrada a una industria o ciudad.



Metodología.

Transformadores con cambio de derivación y regulantes.

Transformadores.

Contiene derivaciones en los devanados.

Ajustar la relación de transformación. Cambian cuando el transformador esta energizado o

desenergizado.Operan con motores que responden a un conjunto de

relevadores.Llevan a un voltaje predeterminado.

Sus circuitos especiales permiten hacer los cambios sin interrumpir la corriente.



Metodología.

Cambio de las derivaciones en el transformador estando energizado.

Se emplean dispositivos.

On Load Tap Changer (OLTC) o Tap Changing Under Load (TCUL). En español, Cambiador de taps o derivaciones bajo carga



Metodología.

El equipo cambiador de tap bajo carga se aplica a transformadores de potencia para:

Mantener el voltaje del secundario constante con el voltaje primero variable.

Controlar el voltaje del secundario con el voltaje primario fijo.

Controlar el flujo de potencia reactiva entre dos sistemas de generación.

Control de potencia real entre circuitos por el desfasamiento del voltaje de salida del transformador de posición de ángulo de fase.



Metodología.

Transformador regulante.

Diseñado para pequeños cambios de voltaje.

En magnitud. En ángulo de fase.

Utilizado para el control del flujo de potencia en un sistema en particular.



Metodología.Transformador regulante para el control de ángulo de fase.



Metodología.

Transformador regulante para el control de ángulo de fase.

Llamado transformador defasador (Phase Shifting Transformer, PST).

Ayuda para el control de potencia real en líneas de transmisión y sistemas interconectados.

Función.

Modificar la fase de voltaje de entrada mediante incrementos o decrementos de ángulo con respecto a la salida



Metodología.

Desplazamiento fasorial entre voltajes.

Diagrama fasorial de un transformador defasador



Metodología.

Etapa de control mediante el PLC.

PLC.

Realiza los cambios de derivación (taps) en forma automática en el transformador defasador.

Variar el ángulo del transformador defasador.

Programación en tres formas diferentes. Diagrama de flujo. Nemónicos. Diagrama de escalera.



Metodología.

Flujo de potencia para línea 1 y 2.

Sistema Eléctrico con dos fuentes de Alimentación, generador y bus infinito.



Metodología.

Mediciones.

Ubicación del equipo de medición.



Resultados.Resultados del sistema interconectado con control de potencia real en líneas paralelas ante una perturbación.



Conclusiones.

Se puede decir que si se tiene un control, utilizando un transformador defasador y todo el equipo empleado para controlarlo, sobre las líneas de transmisión, se mantiene la línea dentro de su capacidad de transferencia permitida sin dejar de suministrar la energía para diferentes cambios en la demanda.



Bibliografía.

[1]- J. Duncan Glover, Mulukutla S. Sarma “Sistemas de Potencia, Análisis y Diseño”, Tercera Edición, Thomson, México D.F., 2002.

[2]- José Alfredo de la Paz Plaza, “Prototipo de Control para un Transformador Regulante Controlado por medio de un PLC”, Tesis de maestría, División de Estudios de Posgrado e investigación. Instituto Tecnológico de Ciudad Madero Tamps. México, Junio 2000.

[3]- P. Kundur, Neal J. Balu, “Power System Stability Control”, MCGraw-Hill, Inc., 1176 páginas, 1998.

[4]- Edgar A. Navarro del Angel, Alberto de León de León, Gastón Hernández Martínez, Marco Antonio Colmenares Ramírez “Solución al Problema de Cargabilidad de un Sistema Eléctrico por medio de un Transformador Regulante en Conexión Delta – Hexagonal utilizando Control Difuso”. Cuarto Congreso Internacional sobre Innovación y Desarrollo Tecnológico CIINDET 06. Cuernavaca Morelos, México.

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