Modulo 5 - Estabilidad de Voltaje
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Septiembre de 2007 Todos los derechos reservados para XM S.A E.S.P. Estabilidad de Voltaje
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Septiembre de 2007
Todos los derechos reservados para XM S.A E.S.P.
Estabilidad de Voltaje
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Qu es estabilidad de voltaje?
La estabilidad de voltaje se refiere a la capacidad de un sistema de potencia de
mantener un voltaje aceptable en todas sus barras en condiciones normales y
anormales.
Un sistema entra en un estado de inestabilidad de voltaje cuando un disturbio,
incremento en la carga o un cambio en la condicin del sistema, causa una
progresivo e incontrolable cada del voltaje.
El principal factor que causa inestabilidad de voltaje es la incapacidad del sistema
de potencia de atender la demanda de potencia reactiva.
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Qu es colapso de voltaje?
Un proceso mediante el cual la secuencia deeventos que acompaan la inestabilidad de
voltaje conduce a un bajo perfil de tensiones
inaceptable para una parte significativa del
sistema
Puede manifestarse de diferentes maneras
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Cuales son los principales factores que contribuyen?
Las caractersticas de las cargas y la
accin de los cambiadores de taps bajo
carga
Los lmites de la corriente campo o de
armadura de los generadores.
Los controles voltaje y compensacin de
potencia reactiva
La coordinacin de los sistemas de
proteccin y control
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Influencia de las caractersticas de los generadores
La accin de los AVR proporciona la fuente ms importante de control de voltaje en
un sistema de potencia.
Bajo condiciones normales, los voltajes en terminales de los generadores son
mantenidos constantes Bajo condiciones de bajos voltajes en el sistema:
La reactiva demanda a los generadores puede exceder la corriente de campo
y/o la de armadura
Con la salida de reactiva limitada, el voltaje en terminales del generador no esposible mantenerlo constante
Con la salida de reactiva limitada debido al lmite de corriente de campo
El punto de voltaje constante se traslada a detrs de la reactancia sincrnica
La reactancia de red efectiva se incrementa agravando el problema del control
del voltaje.
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Influencia de las caractersticas de la carga
Las caractersticas de la carga y los dispositivos de control de
voltaje en los sistemas de distribucin son actores que influyen
en la estabilidad de voltaje.
Los cambiadores de tap bajo carga y los reguladores de
voltaje intentan mantener el voltaje en os puntos de consumo
Pueden tener efectos desestabilizantes durante condiciones
de colapso de voltaje.
A voltajes por debajo de 0.85 0.90 pu, algunos motores
pueden consumir una alta corriente reactiva
Los motores industriales y comerciales son usualmente
controlados mediante contactores magnticos, los cuales
abren al caer la tensin.
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Influencia de los dispositivos de compensacin
Condensadores paralelo
Usados efectivamente para extender el punto lmite de
la estabilidad e tensin Correccin del factor de potencia
Liberando reserva reactiva en los generadores
Sin embargo, la compensacin paralelo tiene sus
limitaciones:
En un sistema fuertemente compensado la regulacin
de voltaje tiende a ser deficiente.
La Q generada es proporcional al cuadrado de la
tensin. Durante cadas de la tensin, la potencia
reactiva cae abruptamente.
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Compensador de reactiva esttico
Regula hasta su mxima capacidad de salida
NO presenta problemas de control de voltaje o inestabilidad
dentro del rango de regulacin.
Cuando alcanza su valor lmite, se vuelve un simplecondensador con las mismas posibilidad de inestabilidad de
estos equipos.
Funciona como un SVC que tiene una fuente interna de voltaje e inercia.
Condensador sincrnico
Son elementos autoregulados por la corriente de la lnea en la cual se instalan.
La potencia reactiva entregada no depende de los voltajes de la barras
Condensadores serie
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Aspectos prcticos del colapso de voltaje
Cuando un sistema de potencia es sometido a un incremento
sbito de demanda de potencia reactiva, como consecuencia de
una contingencia en el sistema (por ejemplo la salida de una lnea
de transmisin):
La reactiva adicional requerida debe se suplida por las fuentes
de reserva dejadas en los generadores y compensadores
Se hace necesario verificar si el sistema cuenta con la
capacidad suficiente de soportar contingencias, sin que ellas
afecten significativamente los niveles de tensin aceptables en
una parte o en todo el sistema.
Es importante estimar (calcular) la tensiones poscontingencia del
sistema de potencia, para validar la no presencia de escenarios
propicios para un colapso de voltajes.
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