Modelado de sistemas electricos de potencia

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Instituto tecnolóGico del IStmo[pic 2][pic 3][pic 4]

INVESTIGACION.

ASIGNATURA
MODELADO DE SISTEMAS ELECTRICOS DE POTENCIA

QUE PRESENTA

TEODULO DE JESUS ENRIQUEZ

ING. JOSÉ MANUEL CUEVAS JIMÉNEZ

EN LA ESPECIALIDAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA

H. Cd. Juchitán de Zaragoza, Oaxaca, Octubr de 2020

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Curvas de capacidad de carga (cargabilidad)

Las evaluaciones de cargabilidad se pueden abordar tanto desde el punto de vista de planificación como de operación, permiten determinar una primera aproximación para los niveles de tensión de líneas futuras que interconectarán sistemas eléctricos aislados o reforzarán redes existentes.

No reemplaza la necesidad de efectuar estudios detallados de flujo de potencia y estabilidad en sistemas eléctricos completos.

Evaluación de la cargabilidad de líneas de operación:

Se puede mencionar como indicadores fundamentales:

• Regimen térmico
• Caída de voltaje en los dos nodos extremos
• La separación angular entre fuentes de voltaje
• El flujo de potencia reactiva entre ambos extremos

Para verificar analíticamente curva de cargabilidad de una línea uniendo dos sistemas aislados se utiliza el circuito equivalente como se observa a continuación:[pic 6]

Figura 1.

El límite térmico está determinado por la máxima temperatura del conductor. La temperatura de éste afecta la flecha entre las torres y la pérdida de la resistencia a la tensión mecánica debido al recocimiento que puede sufrir si la temperatura es muy alta. alta.

Con ello podrían violarse las distancias a tierra permisibles, o bien podría excederse el límite de elasticidad del conductor, con lo cual ya no recuperaría su longitud original cuando se enfriara. La temperatura del conductor depende de la magnitud de la corriente y de su duración, así como de la temperatura ambiente, velocidad del viento y de las condiciones físicas en la superficie del conductor.

Caída de voltaje:

La limitación de caída de voltaje es de suma importancia, sobre todo en sistemas eléctricos longitudinales; está íntimamente relacionada con la capacidad de suministro de reactivas en los extremos terminales de la línea.

El criterio usual es de permitir una caída de 5% la cual puede aparecer muy estricta; sin embargo, es importante recordar que se está utilizando para estudios de planificación.

Sin embargo, se pueden realizar estudios paramétricos para cuantificar el aumento de cargabilidad al degradar, digamos a un 7%, la caída de voltaje permisible.

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Figura 2

En SEL las impedancias equivalentes de Thévenin que representan los sistemas de envío y recepción son muy grandes.

Los SEL tienen pocas trayectorias de transmisión en paralelo, y pocos y dispersos generadores. Esto resulta en impedancias equivalentes elevadas y definidas predominantemente por líneas y transformadores en serie.

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Figura 3

Es muy importante destacar que la suposición de sistema robusto --que se plasma en el nivel elevado de corto circuito-- es lo que permite obtener la curva de cargabilidad estándar

Como se sabe, la distancia eléctrica es un parámetro fundamental ya que incorpora información de distancia geográfica, nivel de tensión y capacidad del equipo.

TRANSFORMADOR CON RELACION DE VUELTAS NO NOMINAL.

Los modelos de transformadores descritos hasta este momento, no consideran el hecho de que en un momento dado puede existir una relación de transformación adicional, como en el caso de los transformadores trifásicos o bancos monofásicos conectados en estrella-delta o delta-estrella. Para estos casos, es conveniente aplicar un método de modelado un poco más complejo, pero que permite modelar adecuadamente transformadores que operan bajo estas condiciones. Para esto, se considera el modelo de la Figura 2.5, donde el transformador se modela como un transformador de tres devanados. 

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  Circuito de un transformador con cambiador de derivación no nominal en cada devanado.

Para esta figura, la corriente en el nodo p es la siguiente:

[pic 12]                                                                                                 

(2.16)

Además,

[pic 13];   [pic 14]

Substituyendo en (2.16):

[pic 15]

o también,

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 (2.17)

Por otra parte,

 [pic 17]

entonces,

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  (2.18)

En forma matricial: 

[pic 19]                                                                        (2.19)

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