UNIVERSIDAD TECNICA LATINOAMERICANA FACULTAD DE INGENIERIA ASIGNATURA: DISEÑO DE PROTECCIONES ELECTRICAS. PRACTICA N° 1 TEMA: DISEÑO DISEÑO DRIAGRAMA UNIFILAR DE POTENCIA. POTENCIA.
I.
OBJETIVOS.
Conocer el entorno de ETAP
Conocer el conjunto de símbolos estándar para los diagramas eléctricos
Construcción de diagramas unifilar de un sistema electrico de potencia
Simular diagrama unifilar construido.
II.
INTRODUCCIÓN.
Los primeros métodos para resolver diversos problemas de sistemas de suministro eléctricos fueron los analizadores de redes AC y DC desarrollados a principios de la década de 1930. Los analizadores de AC se usaban para estudios de flujo de cargas y estabilidad, mientras que los analizadores de DC se preferían para estudios de cortocircuito. Las computadoras Analógicas se desarrollaron en la década de 1940, y se usaban en combinación con el analizador de redes AC para resolver diversos problemas para estudios fuera de línea. En la década de 1950 se desarrollaron muchos dispositivos analógicos para controlar funciones en línea tales como control de generación, frecuencias, y control de líneas de emplame. ¿Que es ETAP? Es una herramienta de análisis y control para el diseño, simulación y operación de generación, transmisión, subtransmision y distribución de sistemas de potencia eléctrica. Es una herramienta integrada que ha sido diseñada y desarrollada por ingenieros para ingenieros que se desempeñan en las diversas áreas de los sistemas de potencia estas herramientas disponen de una gran cantidad de módulos como son:
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Redes AC y DC.
Análisis de Corto Circuito AC y DC.
Dispositivos de Protección
Análisis de Harmónicos.
Análisis de flujo de carga.
Dentro del programa existe la opción de ETAP Real-Time, la cual utiliza datos en tiempos real para realizar estudios en sistemas de potencia y evaluación de eventos. Dentro de los centros de cargas, los operadores y gerentes utilizan ETAP para supervisar, controlar y optimizar, los sitemas de potencia propios.
III.
EQUIPO DIDACTICO. Cantidad Descripción 1 Computadora 1 Software ETAP sin licencia 1 Guía de Ejercicio Tabla 1.1: Materiales y Equipo.
IV.
PROCEDIMIENTO.
PARTE 1: BARRA DE HERRAMIENTAS Barra de Herramientas de Modo Simulación. Paso 1. A continuación se describen cada uno de los iconos de los cuales esta compuesta la MODE TOOLBAR o barra de herramientas de modo simulación. Paso 2. Véase la figura 1.1.
Figura 1.1. Barra de Herramienta de Modo Simulación. UTLA
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Paso 3. Descripción de iconos MODE TOOLBAR 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
Simulación de Flujo de Carga. Simulación de Flujo de carga Desbalanceada. Estándares ANSI & IEC. Simulación de Aceleración de Motores. Simulación de Armónicos. Simulación de transientes. Coordinación Protecciones
8. Flujo de Carga Óptimo. 9. Reliability Analysis. 10. Ubicación optima del Cap. 11. Flujo de Potencia en DC. 12. Cortocircuito en DC. 13. Baterías.
Paso 4. Cada uno de los modos de simulación descriptos anteriormente en el paso 3, tienen su propia barra de análisis con opciones comunes como las que se muestran en la figura 1.2.
Figura 1.2. Barra de Herramienta de Análisis.
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Paso 5. El programa cuenta con una Barra de Herramientas de Edición, La cual contiene tres partes:
Edición para el Análisis Corriente AC. Edición para el Análisis Corriente DC. Instrumentos y Medidores.
Paso 6. En la figura 1.3, se muestra los iconos correspondientes a los análisis en Corriente Alterna.
Figura 1.3. Barra de Herramienta Análisis en Corriente AC.
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Paso 7. En la figura 1.4, se muestra los iconos correspondientes a los análisis en Corriente Directa.
Figura 1.4. Barra de Herramienta Análisis en corriente DC.
Paso 8. En la figura 1.5, se muestra los iconos correspondientes a los Medidores, Instrumentos, y Protecciones.
Figura 1.5. Barra de Herramienta Medidores e Instrumentos.
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Paso 9. Las barras de herramientas descritas anteriormente son las que utilizaremos para el análisis de sistema de potencia que se realiza en el software ETAP.
CREACIÓN DE UN DIAGRAMA UNILINEAL ”
PARTE 2: “
Figura 1.6. Representación Unifilar De un Sistema Eléctrico Potencia sencillo.
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Paso 1. Para comenzar, inicie ETAP haciendo doble click en el icono de su escritorio Paso 2. Dar click en el icono de new proyect. Paso 3. Escribir el nombre del proyecto y luego dar click en OK. Paso 4. Escribir el full name y description y luego OK. Paso 5. Crear un diagrama unilineal. Paso 6. Para crear o editar un diagrama unilineal en ETAP, usted debe estar en modo EDIT. Haga click en el botón Edit en la barra de herramienta Mode. Luego dar click en PROYECT y click STANDARS configurar la normativa ANSI. Dar click en LIBRARY y cargar el archivo OldETAP4.lib click abrir. Paso 7. En la barra de herramienta AC EDIT, seleccione un elemento Synchronous Generator. Haga click en cualquier parte del OLV o network. Paso 8. Configuración Synchronous Generator. Paso 9. Dar doble click en Synchronous Generator.
Info. click en el Swing. Rating. 36 MW, 13.8 kV, PF 90%. click OK.
Paso 10. Configuración High Voltage Circuit Breaker. Paso 11. Dar doble click en High Voltage Circuit Breaker.
Rating. click en ANSI, click en Library, Manufacturer ABB: seleccionar Model/Class 15GHK500. Continuous Amp 2000. y luego OK. y nuevamente OK.
Paso 12. Configuración Bus. Paso 13. Dar doble click en Bus.
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Info. nominal. kV 13.8 Rating. click en MCC , Continuous Amp 2000 A. click OK.
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Paso 14. Configuración High Voltage Circuit Breaker. Paso 15. Dar doble click en High Voltage Circuit Breaker.
Rating. click en ANSI, click en Library, Manufacturer ABB: seleccionar Model/Class 15GHK500. Continuous Amp 2000. y luego OK. y nuevamente OK.
Paso 16. Configuración 2 Winding Transformer. Paso 17. Dar doble click en 2 Winding Transformer.
Rating.
Primario. 13.8 kV. Secundario.132 kV. Potencia Aparente. 40 MVA Dar click Typical X/R, y en Typical Z & X/R.
Tap.
Primario. Υ (solid) Secundario. Υ (solid) click OK.
Nota: Colocar la línea de transmisión y unirlo con transformador de 40 MVA para que aparezca el siguiente Bus.
Paso 18. Configuración Bus. Paso 19. Dar doble click en Bus.
Info.
nominal. kV 132
Rating.
click en MCC , Continuous Amp 225. click OK.
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Paso 20. Configuración High Voltage Circuit Breaker. Paso 21. Dar doble click en High Voltage Circuit Breaker.
Rating.
click en ANSI, click en Library, Manufacturer ABB: seleccionar Model/Class 145PM20. Continuous Amp 1200. y luego OK. y nuevamente OK.
Paso 22. Configuración Transmission Line (Circuito dúplex a 132 Kv de Tensión). Paso 23. Dar doble click en Transmission Line.
Info.
Units, Length: 35 km.
Configuration.
click en Characteristics…
# of conductors: 2 Separation: 40 cm Resistance: 0.252 Ω/km. GMR: Diameter: 1.575 cm. click OK.
Spacing.
AB: 5.00 m BC: 5.00 m CA: 10.00 m
Grounding.
click en Characteristics
# of conductors: 2. UTLA
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Separation: 800 cm Resistance: 0.119 Ω/km. GMR: Diameter: 2.1793 cm click OK.
# of Ground Wires: 2 Spacing. G-G: 8.00 m C-G: 5.50 m Heigth: 18.00 m
Impedance.
R: 0.126 Ω/km. X: 0.3039 Ω/km. Y: 0.0000006 click OK.
Nota: Colocar el transformador de 30 MVA y unirlo con la línea de transmisión para que aparezca el siguiente Bus.
Paso 24. Configuración High Voltage Circuit Breaker. Paso 25. Dar doble click en High Voltage Circuit Breaker.
Rating.
click en ANSI, click en Library, Manufacturer ABB: seleccionar Model/Class 145PM20. Continuous Amp 1200. y luego OK. y nuevamente OK.
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Paso 26. Configuración Bus. Paso 27. Dar doble click en Bus.
Info.
nominal. kV 132
Rating.
click en MCC , Continuous Amp 225. click OK.
Paso 28. Configuración 2 Winding Transformer. Paso 29. Dar doble click en 2 Winding Transformer.
Rating.
Primario. 132 kV. Secundario. 23 kV. Potencia Aparente.30 MVA Dar click Typical X/R, y en Typical Z & X/R.
Tap.
Primario. Υ (solid) Secundario.
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click OK.
Paso 30. Configuración High Voltage Circuit Breaker. Paso 31. Dar doble click en High Voltage Circuit Breaker.
Rating.
click en ANSI, click en Library, Manufacturer ABB: seleccionar Model/Class 27GHK100. Continuous Amp1200. y luego OK. y nuevamente OK.
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Paso 32. Configuración Bus. Paso 33. Dar doble click en Bus.
Info.
nominal. kV 23
Rating.
click en MCC , Continuous Amp 800. click OK.
Paso 34. Análisis de Flujo sin Carga. Haga click en el botón Load Flow Analysis en la barra de herramienta Mode para cambiar al modo Load Flow Analysis. Ahora usted puede correr un estudio haciendo click en el botón Run Load Flow en la barra de herramientas Load Flow.
Paso 35. Configuración Lumped Load. Paso 36. Dar doble click en Lumped Load.
Nameplate. 5 MVA , click OK.
Paso 37. Configuración High Voltage Circuit Breaker. Paso 38. Dar doble click en High Voltage Circuit Breaker.
Rating.
click en ANSI, click en Library, Manufacturer ABB: seleccionar Model/Class 27GHK500. Continuous Amp1200. y luego OK. y nuevamente OK. nota: configurar la misma protección para las demás cargas
Paso 39. Configuración Lumped Load. Paso 40. Dar doble click en Lumped Load.
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Nameplate. Página 12
10 MVA , click OK. Paso 41. Configuración Lumped Load. Paso 42. Dar doble click en Lumped Load.
Nameplate. 15 MVA, click OK.
Paso 43. Configuración Capacitor. Paso 44. Dar doble click en Capacitor.
Rating. 5 MVAR # of Banks 1. click OK. 2. 3. 4. click OK.
V. DISCUSION DE RESULTADOS. 1) De la figura 1.1, a que modo de simulación hacen referencia el numero 3 y el 6. Estándares ANSI & IEC Simulación de Transientes 2) De la figura 1.3, cual es el significado de: 2W Transformador de 2 devanados. 3) ¿Qué significa los porcentajes que aparecen después de la simulación? Representa el voltaje de operación.
VI. INVESTIGACION COMPLEMENTARIA . 1) ¿Qué significa las siglas ETAP? Electrical Transient Analyzer Program. 2) ¿Mencione otros programas de simulación en esta área? D.O.C WIN, ELPLEK, EMS.
VII.
BIBLIOGRAFÍA. Electric Power Generation, Transmission, and Distribution Second Edition Edited by Leonard L. Grigsby Sistemas Eléctricos De Potencia tercera edición. D.P. Kothari · I.J. Nagrath. CIBERGRAFIA. Etap.com
VIII.
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