La estabilidad de voltaje

INTRODUCCIÓN

La estabilidad de voltaje se refiere a la capacidad de un sistema eléctrico para mantener un nivel de tensión constante dentro de límites aceptables en presencia de cambios en la carga o en las condiciones de operación. Es un factor crucial tanto para los proveedores de energía como para los consumidores, ya que una variación excesiva en el voltaje puede causar daños en los equipos eléctricos y electrónicos sensibles, interrupciones en la producción industrial y otros problemas relacionados con el suministro eléctrico. [2]

Para comprender mejor la importancia de la estabilidad de voltaje, es esencial analizar los factores que pueden afectarla, como los cambios en la demanda de energía, las fluctuaciones en la generación de electricidad y las condiciones de la red de distribución. Además, las fuentes de energía renovable, como la energía solar y eólica, presentan desafíos adicionales debido a su naturaleza intermitente y no constante.

En esta era de creciente dependencia de la electricidad, es fundamental garantizar la estabilidad del voltaje para evitar consecuencias negativas tanto a nivel económico como en nuestra vida cotidiana. Por lo tanto, se han desarrollado diversas técnicas y tecnologías para controlar y regular la tensión eléctrica, como reguladores de voltaje, dispositivos de compensación de energía reactiva y sistemas de almacenamiento de energía.[3]

ACTIVIDAD DE SIMULACIÓN 1

1. Simule la salida de la línea de transmisión. Revise  y explique lo que ve según teoría.[pic 1]

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Figura 1. SEP de simulación.

CASO A

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Figura 2. Bus 3 y 4 respecto al voltaje vs tiempo.

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Figura 3. Potencia demandada y flujo de potencia consumido.

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Figura 4. Corriente de excitación inyectada al generador.

Cuando se desconecta una línea de transmisión, la otra línea de transmisión en funcionamiento debe asumir la carga que anteriormente se distribuía entre ambas líneas. Sin embargo, este aumento repentino de la carga puede resultar en una pérdida de voltaje en los buses conectados a esas líneas, si existe una caída de voltaje en el Bus 4 debido a la desconexión de una línea, es probable que también haya una caída de voltaje en el Bus 3, ya que están interconectados.

Si la corriente de excitación alcanza ese límite máximo y se supera, puede ocurrir una situación de colapso en la barra de voltaje mencionada como se muestra en la (figura 4). Esto provocaría una caída completa del voltaje en esa barra y, como consecuencia, la potencia que se estaba suministrando a través de esa línea también se reduciría hasta alcanzar los 0 vatios (W), tal como se observa en la (figura 3).

1. Simule la salida de la línea de transmisión. Revise  y explique lo que ve según teoría.[pic 7]

CASO B

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Figura 5. Bus 3 y 4 respecto al voltaje vs tiempo.

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Figura 6. Potencia reactiva del generador.

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Figura 7. Corriente de excitación del generador.

La potencia en la barra 3 y 4 aumenta como se puede observar en la (figura 5). En la primera etapa porque aumenta la tensión hasta 1 p.u. cómo se está recuperando la tensión y la potencia se está aumentando luego se produce la perturbación a la potencia y cae. la corriente excitación colapso con el OBL. El 0.95 el OBL actúa y El LTC no puedo estabilizar el sistema solo. En el lado de alta cae en el punto recto el OEL actúa durante un tiempo cuando el voltaje cae y actúa el LTC para querer mantener al sistema estable lo hace por un corto tiempo, pero el LTC no puede mantener al sistema estable solamente con él, en la (figura 7) se observa que la corriente de campo sobrepasa los límites especificados del sistema.

1. Simule la salida de la línea de transmisión donde incluimos un motor. Revise  y explique lo que ve según teoría.[pic 11]

CASO C

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Figura 8.  Bus 3 y 4 respecto al voltaje vs tiempo.

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Figura 9. Potencia reactiva del G2.

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Figura 10. Corriente de excitación del generador.

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Figura 11. Flujo de potencia de B3 a B4.

Como podemos observar en la (figura 8) nuestro voltaje al sufrir la desconexión de la línea de transmisión caerá en las barras 4 y 3 siendo estas las más afectadas del sistema lo que ocasiona que nuestro generador sea inyectado con corriente de excitación y a su vez que el LTC del transformador cumpla su función de elevar el voltaje cuando se lo necesite pero a los 64 segundos de la simulación nuestro voltaje sufre una ruptura de voltaje esto se debe a que al aumentar tanto la excitación del generador pase los límites del OEL que estaban especificados dentro del sistema lo que ocasiona que al disminuir el voltaje nuestra potencia reactiva aumente como se observa en la (Figura 9) ya que en la (Figura 10) se observa que la corriente de campo sobrepasa los límites especificados del sistema una vez hecho las respectivas simulaciones ahora se puede observar el flujo de potencia entre el bus 3 y 4 podemos observar en la (Figura 11) que nuestro sistema a sufrir la desconexión de la línea de transmisión en el segundo 64 la potencia que se estaba consumiendo cae directamente hacia 0 W en el sistema no recuperándose en el tiempo de simulación .

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