Informe Estabilidad

UNIVERSIDAD NACIONAL

DE SAN AGUSTÍN

Escuela Profesional De

Ingeniería Eléctrica

ESTABILIDAD DE SISTEMAS DE

POTENCIA

TEMA:

SEGUNDO INFORME

DOCENTE:Ing. JAIME QUISPE PUMA

ALUMNO:Gutierrez Pumacayo Sergio Javier

20081090

AREQUIPA – PERÚ 2013

INDICE

Análisis de Estabilidad Transitoria Página 1

INTRODUCCIÓN: 4

2. PERDIDAS DE ESTABILIDAD TRANSITORIA: 52.1. RAZONES:

62.2. CRITERIO DE IGUALDAD DE ÁREA: 72.3. RESPUESTA A UN CORTOCIRCUITO:

93. PRESENTACIÓN DEL PROBLEMA: 104. INTRODUCCIÓN DEL PROBLEMA EN DIGSILENT: 124.1. Generador:

184.2. Transformador:

214.3. Línea:

234.4. Barra:

254.5. Red Externa:

26

4.6. Implementación del AVR:28

4.7. Implementación de PSS:32

5. INTERPRETACIÓN DE LAS GRÁFICAS: 366. FACTORES QUE INFLUYEN SOBRE LA ESTABILIDAD

TRANSITORIA: 42


ESTUDIO DE ESTABILIDAD TRANSITORIA EN LOS

SISTEMAS ELÉCTRICOS DE POTENCIA

1. INTRODUCCIÓN:

El término estabilidad se aplica en SEP para denotar una condición en la cual varias máquinas síncronas del sistema permanecen en sincronismo, ó “en paso” (equilibrio). Por el contrario, el término inestabilidad, denota una condición de pérdida de sincronismo ó que las máquinas se encuentran “fuera de paso” (desequilibrio). Este aspecto de estabilidad-inestabilidad está influenciado por la dinámica de los ángulos de los rotores de las máquinas síncronas y por las relaciones potencia ángulo, mostradas en la figura.


2. PERDIDAS DE ESTABILIDAD TRANSITORIA:


2.1. RAZONES: El cortocircuito es despejado muy tarde (ángulo ab es muy grande). La potencia transmitida Po=Pm es muy grande. El acoplamiento entre la máquina y la red rígida se debilita fuertemente al despejar

el cortocircuito (la amplitud de la línea característica III es muy pequeña).

Ángulo crítico para el despeje de la falla.

Máximo θab=θkr= ángulo crítico para el despeje de la falla.


2.2. CRITERIO DE IGUALDAD DE ÁREAS:

Relación entre el ángulo del rotor y la potencia acelerante:

Multiplicando ambos miembros por:

Integrando nos da:

Criterio para obtener estabilidad:


Energía ganada por el rotor durante la aceleración desde δ0 a δ1.

Energía perdida por el rotor durante la desaceleración desde δ1 a δm.

Se mantiene la estabilidad si un área A2 al menos igual a A1 puede ser ubicada por encima de Pm1.


2.3. RESPUESTA A UN CORTOCIRCUITO:


3. PRESENTACIÓN DEL PROBLEMA:

En este ejemplo, analizaremos la estabilidad transitoria de un sistema de generación que consiste en 4 generadores de 555MVA, 24KV, 60HZ, alimentando a la barra infinita mediante dos líneas de transmisión y un transformador.


Parámetros del generador:

Parámetros del AVR y PSS:


4. INTRODUCCIÓN DEL PROBLEMA EN DIGSILENT:

Power factory asegura la información en base a la creación de usuarios, los cuales pueden compartir la información a través del usuario denominado Administrador (sergio).

Los datos que se proporcionen en esta ventana dependerán del tipo de usuario según se indica a continuación:

Nombre: sergio


Cuando se ingresa a Power Factory ya se ha creado una primera carpeta que tiene el nombre del usuario. Esta carpeta encabezará a los archivos y proyectos que se vayan a crear.Dentro de la carpeta del usuario se procede a crear una nueva carpeta para almacenar datos de generadores, líneas o cargas, es decir una biblioteca de usuario. Esto se logra únicamente haciendo clic derecho en el nombre de usuario luego clic en New y por último clic en Proyect.


Definimos el nombre del proyecto en este caso es: Falla en línea.


Definimos en nombre de la red: Trifásica: Definimos la frecuencia del sistema: 60Hz. Definimos el color de las líneas: Negro (Recomendado).


Implementamos nuestra red, usando los equipos que se muestran en la parte derecha de nuestra pantalla.


Armamos el sistema con los equipos necesarios.


4.1. Generador: Ahora definimos las características de cada elemento del sistema: Ponemos nombre al generador: G1 Como estamos utilizando 4 generadores, ponemos 4 parallel machines (4

máquinas en paralelo). Queremos que funcione como generador: Elegimos la opción de

“Generator”.


Hacemos click en la flechita marcada para ingresar los datos del generador. Elegimos la pestaña “Basic Data”

Ingresamos la potencia aparente del generador que es: 555 MVA.

Ingresamos la tensión de generación: 24kv.


Ingresamos ahora a la pestaña RMS- Simulation. Presionamos OK.


4.2. Transformador:

Hacemos doble click sobre el transformador. Elegimos la pestaña “Basic Data”. Y para ingresar los datos del generador hacemos click en la flechita

marcada.


De nuevo entramos a la pestaña Basic Data. Ingresamos datos de potencia 2220 MVA. Ingresamos la frecuencia 60Hz. Ingresamos la tensión en el lado de alta tensión: 110kv. Ingresamos la tensión en el lado de baja tensión: 24kv. Presionamos OK para guardar los datos ingresados.


4.3. Línea:

Hacemos doble click sobre la línea: Ingresamos nombre de la línea: Line 1. Ingresamos longitud de la línea: 1km. Hacemos click sobre la flechita marcada.


Elegimos la pestaña “Basic Data”. Ingresamos los datos que tenemos. Ingresamos tensión de la línea: 110kv. Ingresamos frecuencia: 60Hz. Ingresamos Reactancia: 0.3 ohm/km. Lo mismo se hace sobre la otra línea.


4.4. Barra:

Hacemos doble click sobre la barra. En la pestaña “Basic Data”, elegimos la tensión de la barra. Hacemos lo mismo en las otras barras.


4.5. Red Externa:

Hacemos doble click sobre la red externa, nos sale la siguiente pantalla:

Definimos nombre: Red Externa.

Ahora hacemos click sobre la pestaña: “Load Flow”, para ingresar los datos de la carga.


Ingresamos la potencia activa que requiere la red del generador, “Active Power”: -20MW, el signo menos indica que la red está consumiendo potencia.

Con esto ya tenemos definido el sistema.


4.6. Implementación del AVR:

Para implementar el AVR hacemos click derecho en el generador, desplegamos “Define”, luego “Automatic Voltage Regulator (avr)”


Desplegamos “Library”, luego “Standard Models” y luego elegimos el modelo “avr_ESDC1A”.

Presionamos OK.


Como se ve, aquí podemos ingresar los datos de nuestro avr, en este caso vamos a usar los datos por defecto.

Como vemos nuestra planta ya está compuesta por el generador y su AVR.


Presionamos OK.

4.7. Implementación de PSS:

Hacemos click derecho sobre el generador:


Desplegamos “Define”, luego “Power System Stabilizer (PSS)”.

Desplegamos la librería “”Library, luego desplegamos “User Defined Models” y elegimos el sistema modelado “kundur PSS y AVR”


Con esto ya verificamos que el PSS ya está implementado al sistema.


Datos del AVR y PSS.


5. INTERPRETACIÓN DE LAS GRÁFICAS:


VELOCIDAD

GRAFICA 1

Al tener una falla en la línea, se tiene variaciones de velocidad que tiene que ser reguladas, para eso el PSS actúa como regulador auxiliar , estableciendo la velocidad del motor.

FRECUENCIA DE SALIDA


GRAFICA 2

Al producirse la falla en la línea 1, provoca una oscilación de la frecuencia ocasionada por el aumento de corriente.

Pero luego se establece en los dos sistemas.

ANGULO DE ROTOR


GRAFICA 3

Al hace el análisis de la falla ocurrida en la línea, durante la falla se tiene una oscilación del ángulo del rotor, ya que esta busca restablecerse en un punto.

En un sistema con regulación inmediata, el ángulo de mantiene constante.

POTENCIA REACTIVA


GRÁFICA 4

Cuando se produce una falla, la potencia reactiva oscila ya que la demanda de corriente es mucho mayor.

En los dos casos la potencia reactiva varía.

TENSION EN TERMINALES


GRAFICA 5

Como estamos ante una falla, el aumento de corriente va ocasionar una disminución de tensión provocando un hueco de tensión.

Esto ocurre en los dos casos. Los dos se llegan a establecer para un tiempo de 5 segundos.

TENSIÓN DE EXCITACIÓN


GRAFICA 6

Al tener una falla en la linea, la tensión va disminuir en gran magnitud, entonces el avr se encarga de inyectar corriente de excitación para regular la tensión, por eso se produce un pico de corriente.

En un sistema sin avr, no hay tensión de excitación.

6. FACTORES QUE INFLUYEN SOBRE LA ESTABILIDAD TRANSITORIA:

a) Cuán fuertemente cargado está el generador.


b) La producción de potencia del generador durante la falla (tipo de falla y ubicación de la falla).

c) Tiempo de despeje de la falla.d) Reactancia del sistema de transmisión en la situación post falla.e) Reactancia del generador. Una baja reactancia incrementa la potencia de

pico y reduce el ángulo inicial del rotor.f) La inercia del generador. A mayor inercia más lenta es la velocidad de

cambio del ángulo del rotor. El área (A1) es reducida.g) La magnitud de la tensión interna del generador.h) La magnitud de la tensión de la barra infinita.


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