Tarea 1 Lab Sist. de Potencia `_´

Universidad Tecnológica de PanamáFacultad de Ingeniería Eléctrica

Ingeniería electromecánicaLaboratorio de Sistemas de Potencia

Instructor: Juan José Quintero B.

TAREA #1: INTRODUCCIÓN AL PWS

Nombre y apellido: Orlando DomínguezCed: PE-13-1204

Objetivo:

Afianzar las habilidades básicas a desarrollar, para el uso del Software Power World Simulator, para el curso de Sistema de Potencia.

Problema 1: Dibujar un caso en el PWS:

Para el primer problema, deberá ser capaz de dibujar el caso de la figura 1 de acuerdo a los parámetros que se le establezcan. En el mismo, debe ser capaz de colocar todos los campos (field) que están establecidos en la figura 1.

Figura 1: Caso 1. Basado en el ejemplo 1.3 del libro de Duncan Glover y Sarma [1]




Para este caso, se tiene un sistema de potencia cuyo generador es una Turbina de Gas, con combustible gas natural. El mismo tiene tres líneas de transmisión: la línea que va del bus A al bus B de 3 m de longitud, la líneas que va del bus A al bus C de 2 m y la línea que va del bus C al bus B de 1,5 m. Las líneas están limitadas a 15 MVA

Para las tres líneas utilice su cédula como valor de resistencia y reactancia. Su cédula sería 8-A-B, de esta la resistencia y la reactancia estarían dadas por: R=0,0A Ω km-1 y X=0,0B Ω km-1. Observe con atención el 0 delante de las letras A y B. En el caso de que su cédula sea 4-752-2394, los valores de resistencia y reactancia serían:

R=0,0752X=0,02394

En el mismo se tienen dos buses de carga, el bus B y el bus C, ambos con cargas de 5 MW. El voltaje nominal de los buses es de 16 kV. Para sus resultados no se guíe con los valores de la figura, puesto que su cédula es diferente a los valores introducidos para generar la misma.

En este caso, requerimos que usted coloque los siguientes campos de acuerdo a cada elemento:

Generador: Los valores de P, Q y S. El tipo de combustible y de unidad. Líneas de Transmisión: Los valores de resistencia y reactancia de la

línea. Buses: Los valores de los buses en kV. Carga: Los valores de P, Q y S.

Sea cuidadoso con los siguientes aspectos: Coloque la cantidad de dígitos necesarios para que se pueda observar

claramente los valores de pérdidas, resistencias y otros que generalmente pueden ser menor que la unidad.

Coloque prefijos que indiquen a que se refiere el valor que refleje el programa. Al menos coloque los campos que se encuentran en el dibujo.

Trate que su simulación sea comprensible a lector. No la recargue con campos y si son necesarios colóquelo en otra capa (layer). Tampoco coloque una cantidad mínima de campos que no nos permita a simple vista observar el comportamiento del sistema.

Tenga en consideración las unidades de medida en que se le presentan los valores.

Problema 2:




Para el problema 2, usted debe ser capaz de realizar un análisis de la simulación realizada. En el mismo se tomará un modelo sencillo en los cuales variará el valor de la carga y observará y analizará cómo se ve afectado el sistema debido a estas variaciones.

Simule un sistema, similar al laboratorio 1 a partir de los siguientes datos:

ELEMENTO VALORES OBSERVACIONESGenerador -60<Q<60 MVAR

Máx: 75 MWTipo de generador: Hidroeléctrica de Embalse. 115 kV

Línea de Transmisión (3 mi)

0,0684 +j0,359 Ω mi-1 Límite máximo 100 MVA. 115 kV

Carga 50 MW, 5 MVAR 115 kVTabla 1: Valores para la simulación del caso 2

Proceda a variar los valores de la carga con el simulador como se presenta en la tabla 2. Realice esto a través de la opción de delta per mouse click. En el caso que necesite mejorar el factor de potencia a 0,9, coloque un capacitor. Coloque al menos los fields que colocó para la simulación anterior.

Con los resultados de la simulación obtenga los siguientes valores:

Potencia Reactiva

en la Carga

Pérdidas en la línea

(MW)

Voltaje en el Bus

Carga (kV)

Flujo de Corriente en la línea

(A)

Factor de

Potencia

Potencia Reactiva

del Capacitor

10 0,04048 114.82 256.401 0.98 0

15 0,04246 114.77 262.602 0.96 030 0,04765 114.69 278.193 0.90 6.5

35 0,04843 114.68 280.449 0.90 10.4Tabla 2: Valores resultado de la simulación

Luego de llenar la tabla responda las siguientes preguntas.

¿Cómo varía las pérdidas de la línea (P y Q) con la variación de la potencia reactiva en la carga?

Observando la simulación podemos decir, que a medida que la potencia reactiva varia en forma descendente en la carga, las perdidas en la línea disminuyen en valor. Y a medida que la potencia reactiva aumenta, las pérdidas en la línea aumentan conjuntamente.

¿Cómo varía el flujo de corriente con el mejoramiento del factor de potencia?




Con la simulación podemos observar que el flujo de corriente va disminuyendo a medida que el factor de potencia aumenta, por lo que también podemos agregar que a medida que el factor de potencia disminuye el flujo de corriente aumenta.

Para la carga con 35 MVAR, eleve el valor del capacitor hasta 45 MVAR. Explique qué sucede en el sistema. ¿En qué condición se encuentra en generador?

Al elevar el valor del capacitor a 45 MVAR, el generador cambia drásticamente a un valor negativo en la potencia reactiva, el cual es de -10 MVAR.

¿Qué relación hay entre el valor del voltaje en el bus de carga y el mejoramiento del factor de potencia?

Observando la simulación vemos que a medida que el factor de potencia varia el voltaje del bus de carga también, si aumenta el factor de potencia aumenta el voltaje del bus de carga y si disminuye el factor de potencia disminuye el voltaje del bus de carga.

Bibliografía:

1. Glover, J.D., Sarma, M, "Sistema de Potencia: Análisis y Diseño. México D.F., México. 3 ed., 2003, pp. 21

Conclusión

Con la confección de este laboratorio logramos aumentar nuestros conocimientos y familiarizarnos más con el programa PWS, el cual nos está ayudando a observar con más facilidad todo lo dado en las clases teóricas.

Con la confección del primer sistema de potencia nos dimos cuenta que a la hora de crear un unifilar es muy importante la presentación y el orden, ya que eso da mucho que decir acerca del ingeniero a cargo de esto.

En el segundo sistema de potencia confeccionado observamos cómo se daban las perdidas en la línea y como esta se podían mejorar agregando un banco de capacitores. Con el banco de capacitores logramos mejorar el factor de potencia en el bus de carga, lo cual también ayudo a disminuir las pérdidas de potencia y de carga reactiva que presentaba la línea. También fue de gran ayuda para regular las tensiones del sistema, además es importante, mencionar que si no mantenemos un factor de potencia alto, en la mayoría de los casos mayor que 0.9 se pueden presentar mayores corrientes en la línea, para de este modo seguir dando las misma potencia al sistema. Lo que




también nos hace recordar que a mayores corrientes, mayores temperatura y perdidas en la línea de transmisión.

Anexos

Problema 1.

Problema 2.

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