INFORME 3 JATIVA JUEVES

8/3/2019 INFORME 3 JATIVA JUEVES

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`1` en

2.- CONSULTAR SOBRE AMPERIMETROS MULTIESCALASAMPERIMETRO: Es un instrumento que mide la corriente en un circuito eléctrico.El amperímetrode corriente continua es casi siempre un instrumento del tipo WESTON. Labobina de tales instrumentos va enrolladode tal modo que pueden señalar unadeflexión en todo el campo de la escala para intensidades de 25microamperiosa 50 miliamperios.Las corrientes destinadas a corrientespequeñas tienen muchas vueltas de hilo delgado , y las destinadas a corrientesmayores tienen menos vueltas pero de hilo más gruesoPara medir corrientes superiores a las que la bobina soporta su utiliza un shuntque deriva parte de la corriente haciendo que generalmente la mayor parte decorriente a medir pase por el.Un amperímetro es un galvanómetro en paralelo con un shunt , debiendo esteser siempre conectado en serie con el aparato a medir. A los aparatos de medida se les puede cambiar se campo de medida .Para diseñar un amperímetro de cierta escala se necesita conocer los

siguientes datos

AMPERIMETRO

A los instrumentos de medida tales como: galvanómetros, miliamperímetros yamperímetros, se les puede cambiar su campo de medida esto es, ampliar suescala fundamental.

ESCUELA POLITÉCNICA NACIONALFACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA

LABORATORIO DE INTRODUCCION A SEP

INFORME

Practica #: 3 Tema: CONTROL DE VOLTAJE MEDIANTE

TRANSFORMADOR CON TAPS

Fecha de Realización: 2010 / 10/07

año mes día

Realizado por:

Alumno (s): y Kleber F. Salinas Herrera

y Byron Andrés Mena Pérez

Grupo:

( Espacio Reservado)

Fecha de entrega:____/____/_____ f._______________________

año mes día R ecibido por: Sanción:______________________________________________________

Período: Oct - Mar

Mar ± Ago

GR-3



PRÁCTICA N° 3

TÍTULO: Control de Voltaje mediante Transformador con Taps

OBJETIVO:

y Mediante el programa de simulación de sistemas eléctricos de potencia,Power Factory de DIgSILENT, realizar el control de voltaje de una barrade un sistema de potencia mediante la variación del tap del transformador. El sistema consiste de un generador equivalente que

alimenta una carga, a través de un transformador de dos devanados con intercambiador de taps y una línea de transmisión de doble circuito.

INFORME:

1. Presente los cálculos de los parámetros del sistema en p.u., para losdiferentes componentes.

SIMULACIÓN:



Vnom. Voltaje de Barra

[kV] [p.u.] [kV] [deg]

Subestación 1 13,8 1,020 14,08 0

Subestación 2 230 1,020 234,59 27,12

Subestación 3 230 0,957 220,17 23,47

Subestación 4 69 1,000 69,03 -129,81

y CALCULO EN POR UNIDAD:

SB=100 VB1=13.8 VB2=230 VB3=69

T1:



T2:

L1 y L2:

2. Deduzca el modelo P de un transformador con intercambiador de tapsy aplique dicho modelo a los transformadores del ejemplo analizado.

a. Deduzca el modelo de un transformador con intercambiador de taps y aplique dicho modelo a los transformadores delejemplo analizado.

±

DEDUCCIÓN DEL MODELO



Debido a que la posición del tap del transformador puede encontarase fuera de laposición nominal, su efecto será:

Iqr qypq

P

a:1

autotransformador

ir qIp

FIGURA. 1

De acuerdo a la relación de transformación un autotransformador

a N

N !

2

1.

Cuando a = 1 entonces rq p i I ! y el circuito equivalente es igual al valor nominal es

decir el valor máximo del tap .

Para a 1 tenemos que. Ahora la corriente es:

a

rqi

p I !

r aE

p E !

r E

rqi

p E

p I !

CB

A q

IqIp

p

FIGURA 2

Los parámetros del transformador (A,B,C) debemos determinar, para lo cual tenemosque:

De la fig. 1:

a

rqi

p I !

a

p E

r E !

pq y

q E

r E

rqi )( !

@

a

pq y

q E

a

p E

a

pq y

q E

r E

p I

¹¹¹

º

¸

©©©

ª

¨

!

!

)(

2)(a

pq y

qaE

p E

p I ! (1)

Por lo Tanto:



pq y

a

p E

q E

pq y

q E

r E

rqi

qi

¹¹¹

º

¸

©©©

ª

¨!!! )(

a

pq y

p E

qaE

q I )( ! (2)

De acuerdo a la fig. 2:

Aq

E p

E B p

E p

I ! )( (3)

A p

E q

E C q

E q

I ! )( (4)

Los parámetros no cambia para diferentes condiciones de operación ),,,(q

I p

I q

E p

E

, entonces:0!

p E y pu

q E 0.1! .

De (1) y (2)a

pq y

p I !

pq yq I !

De (3) y (4) A p

I ! AC q

I !

Por lo tanto:

a

pq y

A !

¹ º

¸©ª

¨!!!a pq

ya

pq y

pq y A

q I C

11 Ecuaciones (5)

Por lo que si pu p

E 0.1! y puq

E 0! .

De (1)2

a

pq y

p I !

De (3) A B p

I !

Ahora: ¹ º

¸©ª

¨!!! 1

11

22aa pq

ya

pq y

a

pq y

Aa

pq y

B (6)

Finalmente se designamos comoa

t 1

! ; entonces:

t pq

y A !

)1( ! t t pq

y B (7)

)1( t pq

yC !

Aplicamos el modelo 4 a los transformadores del sistema de potencia queanalizarsamos:



Ip Iq-j20t

-j20t(1-t) -j20(1-t)

pu j j pq

y 2005.0

1!!

t j A ! 20 )1(20 ! t t j B )1(20 t jC !

Nota: la deducción fue tomada del internet pues en la materia no se ha visto aún estetema.

3. Calcule manualmente el valor del tap t2: plantear un voltaje 1,0 enla barra 4 y utilizar el modelo del transformador.

Compare los resultados con los obtenidos por medio de la simulacióndigital: voltajes de nodos (módulos y ángulos), flujos y pérdidas porlas líneas y transformadores (en p.u. y en magnitudes reales).

Aplicando el modelo a los transformadores del sistema de potenciaanalizados, se tiene:

? AS j j

Y 1001,0

1!!

Como en el transformador 1 el tap se encuentra en la posición 4, se obtiene el modelo equivalente el cual se observa en el grafico.



Calculamos el flujo de potencia desde la barra 4 a la barra 3, como: *

43443I V S !

¼½

»¬-

«!

¼½

»¬-

«!

¼½»¬-«!

¼½

»¬-

«!

X jt V

X

t jV V V S

X jt V

X

t jV V V S

X jt V

X

t jV V V S

j X t V

j X

t V V V S

1)1.(.

1)1.(.

1)1.(.

1)1.(.

44334443

43434443

4433444443

*

4433444443

U

U U

U U U U

U U U U

43

34

43U sen

X

t V V P !

43

34

2

4

43

2

4

2

4

43

34

2

4

43

cos

cos

U

U

X

t V V

X

V Q

X

t V

X

V

X

t V V

X

t V Q

!

!

Ahora igualamos los flujos de potencia tanto activa como reactiva a la potenciaaparente requerida por la carga, porque la barra 4 es la que abastece tal demanda, entonces obtenemos:

(1) 143

34

43!! U sen

X

t V V P

(2) 75,0cos 43

34

2

4

43

!

!

U X

t V V

X

V

Q

Debido a que se plantea un voltaje de r U1 en la barra 4, podemos despe jar

X

V 2

4 que es un valor conocido y luego dividir las expresiones (1) y (2), entonces

hallamos el ángulo entre los voltajes de las barras 3 y 4, así:

134

34

43!! U sen

X

t V V P

75,0cos43

34

2

4

43!! U

X

t V V

X

V Q

25,19

1tan

43

43

43 !! UQ

P



r!¹ º

¸©ª

¨!

97,2

75,20

1tan

1

43 U

Ahora se calcula el flujo de potencia que va desde la barra 3 hacia la barra 2, de donde obtenemos la siguiente expresión:

*

32332I V S !

¼½

»

¬-

«!

¼½

»¬-

«!

¼½

»¬-

«

!

¼½

»¬-

«

!

2.

2.

2.

2

33223332

3322333332

33

2233

3332

*

33

2233

3332

Y

jV j BGV V V S

Y jV j BGV V V S

Y jV

j X R

V V V S

Y jV

j X R

V V V S

L

L

U

U U U U

U U U

U

U U U

U

? A B senV GV V V P .cos3223223332

U U !

¼½

»¬-

«!

2.cos

33223223332

Y V G senV BV V V Q U U

Debido a que en el transformador 2 posee una impedancia netamente reactiva,la potencia activa se transfiere en su totalidad a la barra 3.

? A B senV GV V V P .cos3223223332

U U !

? A 1.cos32232233

! B senV GV V V U U

Calculamos el flujo de potencia desde la barra 1 hacia la barra 2:

*

12112I V S !

? A ? A

? A5,0.5,19.

5,0.5,19.

5,0.5,19.

11221112

1122111112

*1122111112

jV jV V V S

jV jV V V S

jV jV V V S

!

!

!

U

U U U U

U U U U

02,15,19122112

!! U senV V P

? A 5272,05,0.5,19.cos11221112

!! V V V V Q U



De las expresiones anteriores obtenemos el ángulo desfase entre los voltajes de la barra 1 y la barra 2.

(3) 0523,0122! U senV

(4) 0511,1cos122! UV

Dividiendo las expresiones anteriores obtenemos:

84,2

0511,1

0523,0tan

cos

12

12

12

12

!

!!

U

U U

U sen

Ahora calculamos el ángulo del voltaje en la barra 2.

º84,

284,2

2212!p!!

U U U

Reemplazamos este valor en la ecuación (3) y obtenemos:

V2=1,05 [p.u.]

Calculamos las pérdidas de potencia entre la barra 1 y la barra 2.

2523,0

cos..5,19.5,195,0122121

!

!

l

l

Q

V V V V Q U

MAGNITUD SIMULACIÓN VALORCALCULADO

Barra 1 Voltaje [p.u.] 1,02 1,02Angulo [deg] 0 0

Barra 2 Voltaje [p.u.] 1,02 1,02

Angulo [deg] -27.12 -28,4Barra 3 Voltaje [p.u.] 0,9573 1,05

Angulo [deg] 23.47 23.35

Barra 4 Voltaje [p.u.] 1,00 1,00

Angulo [deg] -129.81 -97,6

SIMULACIÓN VALOR CALCULADO



MAGNITUD [p.u.] Valor real [p.u.] Valor realP1-2 1,02 102,14MW 1,02 102,13 MW

Q1-2 0.53 53,4228 MVAR 0.51 52,72MVAR

P2-3 / línea 0,5106 51,0696 MW

Q2-3 / línea 0.2351 23,5188 MVAR

P3-4 1,00 100 MW 1 100 MWQ3-4 0,8433 84,3374 MVAR 0.75 75 MVAR

Posición deltap32 1, 0005

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