Elementos de un SEP

UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILEDepartamento de Ingeniera Elctrica2

Universidad de Santiago de ChileFacultad de IngenieraDepartamento de Ingeniera Elctrica

AlumnosCristian MuozAdrin NegreteAlexis RomnProfesorFlavio SereyFecha entrega12 de mayo de 2012Sistemas Elctricos de PotenciaElementos de un SEPInforme | Experiencia 1

ActividadEl sistema elctrico de potencia montado en el DigSilent fue el siguiente

Utilizamos los siguientes parmetros:Generadores

GeneradorTipoNombreS nominal [MVA]Voltaje de generacion [p.u.]

1SL210 MVA GT1

2PV-1201

Lneas

LineaR [Ohm/Km]X [Ohm/Km]Y [uSiemens/Km]Largo [Km]

L1N2XS(FL)2Y 1x400RM/35 64/110kV80

L2N2XS(FL)2Y 1x400RM/35 64/110kV80

L3N2XS(FL)2Y 1x400RM/35 64/110kV90

L40,03360,31953,475

L50,0470,138250,2685

L60,03360,31953,470

L70,0410,21354,665

Transformadores

TrafoS nominal [MVA]Niveles de tensionConexin

118013,8/66 KVYn-Yn

212013,8/66 KVYn-Yn

Cargas

CargaP [MW]Q [MVAr]

12010

24515

3405

46010

DesarrolloUna vez simulado el SEP en el programa, obtuvimos lo siguiente

A continuacin, un mejor detalle de cada zona

Tambin pudimos realizar, gracias al programa, un clculo del flujo de la potencia

AnlisisEl sistema elctrico de potencia simulado es un bastante simple, que consta de 2 maquinas sincrnicas trabajando como generadores, 2 transformadores, 4 lneas de transmisin y de 4 cargas.Gracias a esta simulacin, podemos observar cmo funciona, o mejor dicho, como es el flujo de las potencias del sistema, y saber quin y cuanto aporta cada generador a cada carga y las perdidas en las lneas.Lo primero que observamos, es que en los transformadores y en las lneas existe una potencia activa positiva y otra negativa en cada uno de sus terminales. Esto nos indica la direccin del flujo, siendo desde ms a menos su direccin. Siguiendo con la potencia activa, podemos apreciar que los transformadores poseen exactamente la misma potencia activa en su entrada y en su salida. Esto se debe a que trabajamos con transformadores ideales, no as como con las lneas. En las lneas podemos observar que poseen diferentes valores de potencia en sus terminales, y se debe a las prdidas de Joule (I2R), valor que podemos obtener muy fcilmente al restar estas potencias (o sumarlas si se quiere considerar el signo negativo), aunque es muy probable que este valor tambin sea entregado por el programa.Del mismo modo anterior, podemos decir lo mismo de las potencias reactivas (sobre su direccin y sobre las perdidas), claro que en esta ocasin, si existen perdidas en los transformadores, y se debe a su naturaleza inductiva (el valor especfico es probable a que se deba a algn valor que esta previamente estipulado para cada transformador, ya que solamente se variaron las tensiones de alta y de baja).Sobre el generador uno podemos mencionar que sus valores fueron sacados de la biblioteca del programa (valores estndar), por ende, no manipulamos nada ms que la tensin y se dej como referencia (tipo SL), en cambio, para el generador dos si se definieron sus parmetros, pero teniendo una particularidad: como estaba fijado como tipo PV, tuvimos que definir una potencia activa que entregara al sistema, ya que de no hacerlo, entregaba 0 MW. De esta forma, pusimos un valor arbitrario (96 MW).De las cargas, podemos discernir que no son del tipo residenciales (por el nivel de tensin que llega a ellas 66Kv), tal vez podran representar por ejemplo: grandes industrias o mineras. Ahora cabe destacar que los valores estaban definidos y aunque estaba sabido que el sistema deba satisfacerlos, logramos determinar de dnde vena, cuanto y quien realizaba el mayor aporte de potencia, de forma ms rpida y eficiente, que el clculo manual.

ConclusinEn esta, la primera experiencia de laboratorio de sistemas elctricos de potencia, logramos por primera vez y gracias al programa DIgSILENT, simular un Sistema Elctrico, que a pesar de ser un programa no muy sencillo al utilizarlo, nos da los primeros atisbos de que presenta y representan cada variable en el sistema.En esta experiencia, el SEP simulado estaba constituido por 2 fuentes generadoras de energa elctrica de 120 y 180 MVA cada una, las cuales podran ser plantas generadoras reales como hidrulicas de embalse o termoelctricas (esta ltima es usada casi en un 100% en el norte de nuestro pas, lugar donde se encuentra el Sistema Interconectado del Norte Grande SING). Tambin el circuito contaba con 2 transformadores de subida de tensin, necesarios para que al transportar la energa por cada una de las 7 lneas de Transmisin (lneas que a excepcin de 3, sus valores de resistencia, reactancia, admitancia y largo, eran diferentes entre s, esto para adecuar el contexto de distribucin geogrfica de las cargas). Es en las lneas, donde se provocan los problemas de transmitir energa a grandes distancias, es aqu donde se producen en mayor escala: las prdidas de potencia, especficamente del tipo (RI2), de las cuales siempre se trabaja para que sean mnimas (recordando que a mayor voltaje en las lneas menor la corriente que circule por ellas, por lo tanto, la Prdida de Potencia es menor, por esta razn se utilizan transformadores de subida de tensin).Y como ltimo elemento del SEP y el que motiva la introduccin de energa al sistema son las cargas (cabe recordar que existen varios tipos de cargas, entre ellas: la residencial, agrcola, comercial y la Industrial, donde esta ltima es la de mayor demanda de Energa, asociada principalmente a la mediana y gran Minera de nuestro pas), en nuestro sistema simulado, tenamos representadas a 4 cargas cada una con una Potencia activa y Reactiva diferente, esto para adecuar la realidad de las diferentes demandas requeridas al sistema.

En lo particular, en esta primera experiencia de laboratorio simulamos un sistema elctrico bastante bsico, pero an as alta mente til para comprender y analizar, como se distribuye la potencia generada a travs de un Sistema Elctrico de Potencia.

Informe | Experiencia 1: Elementos de un SEP