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PRÁCTICA 5
“INTRODUCCIÓN AL MANEJO DEL ATP”
ARENAS FIGUEROA JOSÉ MISAEL
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA
RESUMEN
El programa ATP (Alternative TransientProgram), es un programa digital utilizado para
simular transitorios electromagnéticos,
electromecnicos ! de sistemas de control en
sistemas eléctricos polifsicos de potencia.
El dimensionamiento del programa es varia"le detal manera #ue, de ser necesario, es posi"leajustarlo a las necesidades de cada tipo de
pro"lema.
$as entradas del programa consisten en elintervalo de tiempo para el clculo, el tiempomximo de simulaci%n, las varia"les de salidadeseadas ! los datos del modelo. El modelopuede armarse con un programa adicionaldenominado ATP&'A, el cual acta como unpreprocesador de los datos, permitiendo
ensam"lar los distintos componentes del modeloen forma grfica.
OBJETIVO
• El alumno manejara el pa#uete
computacional ATP*&ra+ para la soluci%n
de circuitos eléctricos en estado esta"le !
transitorio.
• nterpretar los resultados o"tenidos d
pa#uete computacional ATP*&ra+
circuitos eléctricos propuestos por alumnos.
INTRODUCCIÓN TEÓRICA
E programa ATP (Electromagnetic Transien
Program), es un programa para computad
digital, utilizado para la simulaci%n de transitor
electromagnéticos, electromecnicos ! funcion
de control en sistemas de potencia polifsicos.
Existen dos formas generales de utilizar
programa-
Para acer una simulaci%n de un sistem
de potencia (o una red circuito) con el
de o"tener la respuesta transitoria.
sistema "ajo simulaci%n puede conten
tanto elementos de circuitos. comelementos de control #ue interactan c
la red. /e puede simular de mane
independiente sistemas de control. 0"tenci%n de parmetros de element
del sistema de potencia, como $1ne
aéreas. ca"les su"terrneo
transformadores, pararra!os, etc.
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E ATP es un programa #ue todav1a est en
desarrollo, es decir todav1a a! elementos o
efectos #ue no tienen un modelo en el programa.
$a implementaci%n de nuevos modelos las puede
acer el usuario con los TA2/ o con los
30&E$/.
E ATP permite acer entre otros los siguientes
estudios-
2alculo de parmetros en l1neas aéreas !
ca"les su"terrneos. 2alculo en estado estacionario so"re un
sistema de potencia. /o"revoltajes por manio"ra (suiceo).
/o"revoltajes por descargas atmosféricas.
2lculos de cortocircuito involucrando los
sistemas de retorno. 2oordinaci%n de aislamiento.
2alculo de voltajes inducidos so"re
elementos cercanos a l1neas de
transmisi%n (otras l1neas, cercas,
oleoductos). 'esonancia en l1neas paralelas.
/imulaci%n de arran#ue de motores.
Evaluaci%n de arm%nicos.
Estudios de ferrorresonancia.
3a#uinas eléctricas.
/imulaci%n del control de las ma#uinas !
del sistema de potencia.
Para dar inicio a la simulaci%n de algn circuito
se de"e generar un arcivo de entrada general al
ATP, del cual se caracteriza por los siguientes
datos-
&atos iniciales para identificar el inicio de
un nuevo caso, identificaci%n de si es unasimulaci%n, 4 es un caso de clculo de
parmetros para algn elemento de la red
(acceso a su"programas). /i es un caso de simulaci%n el siguiente
grupo de datos corresponde a la
especificaci%n de tiempo de simulaci%n,
tiempo de paso de integraci%n,
especificaci%n de las unidades de los
parmetros $2, control de salida de
informaci%n. Tam"ién se especifica
este "lo#ue de datos si es un caso
simulaci%n de estado estacionario. &atos de las ramas de la red (modelaci
de los componentes de la red
potencia). &atos de los interruptores.
&atos de las fuentes.
Especificaci%n de las condiciones iniciasi existen.
$ista de voltajes nodales a ser ta"ulados
5lo#ue de datos para unas opcion
grficas ! de clculos los especiales com
anlisis de 6ourier.
$a descripci%n de las varia"les para el forma
general para una fuente es-
• 7A3E. Es el nom"re del nodo donde es
conectada la fuente.
• A3P$T8&. Es la amplitud de la fuente
9P20 o P20.
• 6'E:8E72;. Es la frecuencia en
el valor alta (α) si es una fuente t
impulso (tipo =?). Para las dems fuent
se ignora este campo.
•
T3E*4 (To, o). Es la fase en grados o ᵠsegundos (dependiendo del valor de
varia"le A=) de la fuente cosenoidal o
valor "eta (β) para la fuente tipo impuls
Para las fuentes tipo = ! = (tipo ramp
este valor espec1fica el lapso de tiem
entre el instante de activaci%n de la fuen
(T/TA'T) ! el instante de cam"io
pendiente. Este campo es ignorado pa
las fuentes tipo =....==.
• A=. Este campo solo se considera en fuentes tipo = 4 =>. Para la fuente tipo
(rampa de do"le pendiente) e#uivale
una amplitud #ue se da para
determinado tiempo (T=),
• T=. $apso de tiempo en segundos #
transcurre desde el instante de encendi
de la fuente, asta el instante #ue
fuente tenga un valor dado por A=. Es
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campo solo se especifica en la fuente tipo
=.
• T/TA'T. Tiempo de encendido de la
fuente en segundos. Antes de este tiempo,
si es fuente de corriente se comporta
como un circuito a"ierto, ! si es fuente de
voltaje, como un cortocircuito. /e ignora si
la fuente es del tipo =. .. =4.
• T/T0P. Es el tiempo en segundos, a partir
del cual la fuente toma un valor cero. Este
tiempo es tornado a partir de tB 4.4
segundos. /i este valor no se especifica, 4
se asigna el valor 4.4, se asume #ue la
fuente nunca se des energiza (T/T0P B
2&).
Al igual #ue en la fuente, los datos para cada
elemento de los circuitos, se va determinandopor el tipo de elemento ! por los datos re#ueridos
para cada circuito a simular.
El programa dispone de una gama mu! amplia
de diferentes tipos de ramas para representar
adecuadamente los componentes de un sistema
de potencia. /e dispone entre otras de las
siguientes ramas- 'ama '$2 serie con
parmetros concentrados, circuito pi monofsica
! polifsica, l1neas con acoplamiento '$ serie !parmetros concentrados, l1nea monofsica !
polifsica con parmetros distri"uidos,
inductancias de tipo no lineal (satura"les),
transformadores satura"les, parar ra!os. 2ada
tipo de rama se identifica por un c%digo numérico
en las dos primeras columnas.
A continuaci%n se menciona todos los tipos de
ramas #ue se encuentran en el programa ATP-
'ama '$2 serle no acoplada con
parmetros concentrados. 'ama '$2 con parmetros concentrados
para un circuito pi monofsico. 'ama '$2 con parmetros concentrados
para un circuito pi polifsica. 'ama '$ polifsica acoplada de
parmetros concentrados.
'ama '$ trifsica acoplada de parmetr
concentrados descompuesta
impedancias de secuencia. $1nea monofsica sin perdidas modela
con parmetros distri"uidos. $1nea monofsica con pérdidas modela
con parmetros distri"uidos. $1nea polifsica modelada con parmetr
distri"uidos ! considerando las perdidas
DESARROLLO
Para poder realizar ésta prctica, el &ocente d
la introducci%n ! las erramientas "sicas pa
simular circuitos en el programa ATP (/oft+a
li"re).
&onde se propusieron circuitos en ATP*&ra+
• 2ircuito =.
En éste primer circuito, se re#uiri% simular 9c (t
i$ (t), con las siguientes caracter1sticas-
• El interruptor se cierra en 4.4=s.
• 9c (4)B ?9
A continuaci%n se presenta, los pasos para
simulaci%n en ATP*&ra+.
. /e gener% un nuevo pro!ecto ! se real
el diseCo del circuito propuesto (ejerci
=). 9er fig. =.
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Fig. Ci!"#i$% &!%'($%) *i('+,*% '- ATPD!,/.
. /e ingresaron los datos correspondientes
para cada elemento del circuito. 9er fig.
a la ?.
Fig. 0 D,$%( &!%'($%( '- '1 '2'!"i"i% &,!, '1 '1'3'-$%RESISTOR *'1 "i!"#i$%.
Fig. 4 D,$%( &!%'($%( '- '1 '2'!"i"i% &,!, '1 '1'3'-$%INDUCTOR *'1 "i!"#i$%.
Fig. D,$%( &!%'($%( '- '1 '2'!"i"i% &,!, '1 '1'3'-$%CAPACITOR *'1 "i!"#i$%.
Fig. 5 D,$%( &!%'($%( '- '1 '2'!"i"i% &,!, '1 '1'3'-$%S6ITC7 *'1 "i!"#i$%.
. 8na vez #ue se esta"lecieron los valor
para cada uno de los elementos dcircuito, se procedi% a guardar el arcivo
a correrlo o compilarlo para #ue
programa esta"leciera se exist1a un erro9. ; una vez #ue el programa corri%
circuito, se demostraron sus grafic
correspondientes a 9c (t) e i$ (t).
Fig. 8 G!9:i", "%!!'(&%-*i'-$' , V" ;$< *'1 "i!"#i$% &!%'(
Fig. = G!9:i", "%!!'(&%-*i'-$' , IL ;$< *'1 "i!"#i$% &!%'(
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• 2ircuito .
Para el segundo circuito, se re#uiri% simular 9c
(t) e i$ (t), con las siguientes caracter1sticas-
• El interruptor a"re en 4.4s.
• El interruptor = se cierra en 4.44s.
• El valor de rizo de la fuente 8 es de =49
con duraci%n de 4.4?s, tiempo inicial !final de 4 ! = respectivamente.
• 9c(4)B =9
Al igual #ue en el ejercicio anterior, se simulo el
circuito en ATP*&ra+, con sus respectivas
caracter1sticas de los elementos del circuito.
. /e gener% un nuevo pro!ecto ! se realiz%
a diseCar el circuito propuesto (ejercicio )
en ATP*&ra+. 9er fig. D.
Fig. > Ci!"#i$% 0 &!%'($%) *i('+,*% '- ATPD!,/.
. /e ingresaron los datos correspondientespara cada elemento del circuito. 9er fig.
a la =?.
Fig. ? D,$%( &!%'($%( '- '1 '2'!"i"i% &,!, '1 '1'3'-$%CAPACITOR *'1 "i!"#i$%.
Fig. @ D,$%( &!%'($%( '- '1 '2'!"i"i% &,!, '1 '1'3'-$%FUENTE EN AC *'1 "i!"#i$%.
Fig. D,$%( &!%'($%( '- '1 '2'!"i"i% &,!, '1 '1'3'-$%FUENTE U *'1 "i!"#i$%.
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Fig. 0 D,$%( &!%'($%( '- '1 '2'!"i"i% &,!, '1 '1'3'-$%S6ITC7 0 *'1 "i!"#i$%.
Fig. 4 D,$%( &!%'($%( '- '1 '2'!"i"i% &,!, '1 '1'3'-$%S6ITC7 *'1 "i!"#i$%.
Fig. D,$%( &!%'($%( '- '1 '2'!"i"i% &,!, '1 '1'3'-$%RESISTOR *'1 "i!"#i$%.
Fig. 5 D,$%( &!%'($%( '- '1 '2'!"i"i% &,!, '1 '1'3'-$%INDUCTOR *'1 "i!"#i$%.
. 8na vez #ue se esta"lecieron los valor
para cada uno de los elementos d
circuito, se procedi% a guardar el arcivo
a correrlo o compilarlo para #ue
programa esta"leciera se exist1a un erro9. ; una vez #ue el programa corri%
circuito, se demostraron sus grafic
correspondientes a 9c (t) e i$ (t).
Fig. 8 G!9:i", "%!!'(&%-*i'-$' , V" ;$< *'1 "i!"#i$%&!%'($%.
Fig. = G!9:i", "%!!'(&%-*i'-$' , iL ;$< *'1 "i!"#i$% &!%'(
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Fig. 04 G!9:i", "%!!'(&%-*i'-$' , 1, "%!!i'-$' &%! :,(' '- '1-'#$!% *' 1, ",!g, *'1 "i!"#i$% &!%'($%.
ANALISIS DE RESULTADOS
• 2'28T0 =
Fig. 0 Ci!"#i$% &!%'($%) *i('+,*% '- ATPD!,/.
Fig. 05 G!9:i", "%!!'(&%-*i'-$' , V" ;$< *'1 "i!"#i$%&!%'($%.
Fig. 08 G!9:i", "%!!'(&%-*i'-$' , IL ;$< *'1 "i!"#i$% &!%'(
• 2'28T0
Fig. 0= Ci!"#i$% 0 &!%'($%) *i('+,*% '- ATPD!,/.
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Fig. 0> G!9:i", "%!!'(&%-*i'-$' , V" ;$< *'1 "i!"#i$%&!%'($%.
Fig. 0? G!9:i", "%!!'(&%-*i'-$' , iL ;$< *'1 "i!"#i$% &!%'($%.
• 2'28T0
Fig. 4@ Ci!"#i$% 4 &!%'($%) *i('+,*% '- ATPD!,/.
Fig. 4 G!9:i", "%!!'(&%-*i'-$' , 1, $'-(i- '- 1, (,1i*, *' 1,",!g, *'1 "i!"#i$% &!%'($%.
Fig. 40 G!9:i", "%!!'(&%-*i'-$' , 1, "%!!i'-$' &%! :,(' '--'#$!% *' 1, ",!g, *'1 "i!"#i$% &!%'($%.
5 EJEMPLOS COMPLEMENTARIOS.
Ejemplo =. /e diseC% el circuito = (9er
Anexos), en el cual se o"tuvo la intensid
de corriente GiH ! la tensi%n d
condensador GvcH para tI4.
&atos de los elementos del circuito-
• 6uente ?49
• 'esistencias =4Ω (cada una)
• 2apacitor μ6
Fig. 44 E2'3&1% ) *i('+,*% '- ATPD!,/.
Fig. 4 G!9:i", "%!!'(&%-*i'-$' , V" ;$< *'1 '2'3&1% .
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Fig. 45 G!9:i", "%!!'(&%-*i'-$' , i" ;$< *'1 '2'3&1% .
Ejemplo . /e diseC% el circuito (9er en
Anexos), en el cual se o"tuvo el transitorio
de la intensidad de corriente GiH, cuando la
carga inicial nula en el condensador.
&atos de los elementos del circuito-
• 2ircuito serie '$2
• 'B?4 Ω
• $B4.= <
• 2B?4μ6
• Tensi%n constante =44 9
• tB4
Fig. 48 E2'3&1% 0) "i!"#i$% *i('+,*% '- ATPD!,/.
Fig. 4= G!,:i", "%!!'(&%-*i'-$' ,1 $!,-(i$%!i% *' 1, i-$'-(i*,**' "%!!i'-$' *'1 '2'3&1% 0.
Ejemplo . /e diseC% el circuito (9er
Anexos), en el cual se o"tuvo la corrien
del inductor.
&atos de los elementos del circuito-
• '=B? Ω
• 'B =? Ω (Esta resistencia, su valor f
calculado).
• 6uente =B= 9
• 6uente BJ 9
• nductorB > <
Fig. 4> E2'3&1% 4) "i!"#i$% *i('+,*% '- ATPD!,/.
Fig. 4? G!9:i", "%!!'(&%-*i'-$' , 1, "%!!i'-$' *'1 i-*#"$%! '2'3&1% 4.
Ejemplo >. /e diseC% el circuito > (9er
Anexos), en el cual se o"tuvo la amplit
de la corriente en la resistencia.
&atos de los elementos del circuito-
• 6uente 44 9
• 'B=444 Ω
• $=B 4.? <
• $B? <
•
2B.? μF
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Fig. @ E2'3&1% ) "i!"#i$% *i('+,*% '- ATPD!,/.
Fig. G!9:i", "%!!'(&%-*i'-$' , 1, ,3&1i$#* *' "%!!i'-$' '-1, !'(i($'-"i, *'1 '2'3&1% .
Ejemplo ?. /e diseC% el circuito ? (9er en
Anexos), en el cual se o"tuvo la tensi%n a
través del condensador.
&atos de los elementos del circuito-
• 'esistencias en serie Ω.
• 6uente de 2A D.>D∠*>?K
• 2B?4m6
Fig. 0 E2'3&1% 5) "i!"#i$% *i('+,*% '- ATPD!,/.
Fig. 4 G!9:i", "%!!'(&%-*i'-$' , 1, $'-(i- , $!,( *'"%-*'-(,*%! *'1 '2'3&1% 5.
CUESTIONARIO
=) El pa#uete computacional ATP*&r
aplica la regla trapezoidal de integraci%
Expli#ue el método numérico ! realice ejemplo.
CONCLUSIONES
2omo resultado de esta prctica, se puedo lleg
a la conclusi%n, #ue el soft+are de licencia li"
ATP, tiene una amplia gama de aplicaci%n pa
simulaci%n de transitorios. &e esta manera,REFERENCIAS
2A'&07A 2., $eonardo, GTeor1a !
Practica con el ATPH. 50;$E/TA&, Gntroducci%n al anlisis de
circuitosH, Ed. PEA'/07. &0'6, /9050&A, G2ircuitos ElectricosH
Ed. Alfaomega. /2
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