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TTULO: Transformadores de 3 devanados y compensacin reactiva en sistemas de potencia
OBJETIVO: Simular transformadores de tres devanados y compensacin capacitiva e inductiva en
el programa Power Factory. Analizar los efectos de dichos componentes en un sistema de
potencia pequeo
INFORME
1.-Presente y analice los resultados en tablas y figuras.
a. Para condicin de demanda mxima (200 MW + j 100 MVAr), determinar la capacidad nominal
del banco de capacitores necesaria a conectarse en el terciario del transformador 2, para mantener
el voltaje de esta barra en la barra de carga (5) en 1 pu.
Posicin tap: 32
Sub [kV] [p.u.] [kV] [deg]
B1 138.00 1.05 144.90 0.00
B2 230.00 1.04 238.79 -2.89
B3 13.80 1.04 14.38 0.22
B4 230.00 0.99 226.83 -12.64
B5 69.00 1.00 68.85 -16.42
B6 13.80 1.35 18.57 -18.64
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b. Cambiar la carga de la barra 5 a 40 MW + j20 MVAR (demanda mnima) y determine la
capacidad nominal de los reactores a conectarse en el terciario del transformador 2, para
mantener el voltaje de la barra de carga (5) en 1 pu.
c. Hacer lo mismo que en el literal anterior, pero con una de las lneas de transmisin fuera de
servicio.
Posicin tap: 10Sub [kV] [p.u.] [kV] [deg]
B1 138.00 1.05 144.90 0.00
B2 230.00 1.05 240.54 -0.47
B3 13.80 1.03 14.26 -1.70
B4 230.00 1.02 233.74 -2.19
B5 69.00 1.00 69.02 -2.90
B6 13.80 0.92 12.66 -3.33
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CON COMPENSACIN SIN COMPENSACIN
65.97 Kv
0.96 pu
-4.82 deg
69.27 Kv
1.00 pu
-4.80 deg
d. Repita los pasos a y b para cuando se coloca un banco de capacitores fijo de 40 MVar y un
banco de reactores de la misma capacidad en cada caso.
y Carga mxima 200 MW + j200 MVAR
En carga mxima con un banco de reactores fijo no es suficiente ya que el voltaje sigue demasiado
bajo.
y Carga mnima 40 MW + j20 MVAR
Sub [kV] [p.u.] [kV] [deg]
B1 138.00 1.05 144.90 0.00
B2 230.00 1.02 234.87 -2.00B3 13.80 1.06 14.57 0.26
B4 230.00 0.92 210.78 -13.30
B5 69.00 0.90 61.80 -17.85
B6 13.80 1.07 14.72 -20.47
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2.-Resuelva el problema propuesto utilizando el paquete PSAT y compruebe los resultados
obtenidos con el programa Power Factory.
a.
Demanda Mxima
Carga 20 MW + j100MVAR
Compensacin Reactiva 65 MVAR
Bus V[p.u.]
phase[rad]
P gen[p.u.]
Q gen[p.u.]
P load[p.u.]
Q load[p.u.]
Bus1 1,0500 0,0000 2,1130 -2,9246 0,0000 0,0000Bus2 0,9982 0,0416 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000
Bus3 0,9285 0,0806 0,0000 0,0000 0,1000 0,0500
Bus4 1,0167 -0,0005 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000
Bus5 1,0090 -0,0395 0,0000 0,0000 2,0000 1,0000
Bus1(twt) 0,9342 0,0928 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000
Sub [kV] [p.u.] [kV] [deg]
B1 138.00 1.05 144.90 0.00B2 230.00 1.04 239.54 -0.48
B3 13.80 1.04 14.31 -1.68
B4 230.00 1.00 229.61 -2.15
B5 69.00 0.97 67.23 -2.88
B5 69.00 0.98 67.33 -2.80
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b.
Demanda Mnima
Carga 40 MW + j20 MVAR
Compensacin Reactiva -52 MVAR
Bus V
[p.u.]
phase
[rad]
P gen
[p.u.]
Q gen
[p.u.]
P load
[p.u.]
Q load
[p.u.]Bus1 1,0500 0,0000 0,5024 -2,6172 0,0000 0,0000
Bus2 1,0032 0,0117 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000
Bus3 0,9374 0,0099 0,0000 0,0000 0,1000 0,0500
Bus4 1,0205 0,0018 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000
Bus5 1,0060 -0,0060 0,0000 0,0000 0,4000 0,2000
Bus1(twt) 0,9430 0,0218 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000
c.
Demanda Mnima
Carga 40 MW + j20 MVAR
Compensacin Reactiva -16 MVAR
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Bus V[p.u.]
phase[rad]
P gen[p.u.]
Q gen[p.u.]
P load[p.u.]
Q load[p.u.]
Bus1 1,0500 0,0000 0,5019 -1,3246 0,0000 0,0000
Bus2 1,0269 0,0113 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000
Bus3 0,9906 0,0100 0,0000 0,0000 0,1000 0,0500
Bus4 1,0441 -0,0058 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000Bus5 1,0369 -0,0132 0,0000 0,0000 0,4000 0,2000
Bus1(twt) 0,9960 0,0206 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000
d.
Demanda Mxima
Carga 200 MW + j100 MVAR
Compensacin Reactiva 40.0 MVAR
Bus V[p.u.]
phase[rad]
P gen[p.u.]
Q gen[p.u.]
P load[p.u.]
Q load[p.u.]
Bus1 1,0500 0,0000 2,1117 -2,6741 0,0000 0,0000
Bus2 1,0028 0,0413 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000
Bus3 0,9388 0,0798 0,0000 0,0000 0,1000 0,0500Bus4 1,0164 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000
Bus5 1,0038 -0,0392 0,0000 0,0000 2,0000 1,0000
Bus1(twt) 0,9445 0,0917 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000
e.
Demanda Mnima
Carga 40 MW + j20MVAR
Compensacin Reactiva - 40.0 MVAR
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Bus V[p.u.]
phase[rad]
P gen[p.u.]
Q gen[p.u.]
P load[p.u.]
Q load[p.u.]
Bus1 1,0500 0,0000 0,5030 -2,7395 0,0000 0,0000
Bus2 1,0010 0,0118 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000
Bus3 0,9323 0,0099 0,0000 0,0000 0,1000 0,0500Bus4 1,0207 0,0015 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000
Bus5 1,0086 -0,0063 0,0000 0,0000 0,4000 0,2000
Bus1(twt) 0,9380 0,0220 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000
Como se puede apreciar los resultados prcticamente del programa PSAT son parecidos a los
obtenidos con el Power Factory, lo cual nos indica que ambos son idneos para la resolucin de
esta clase de circuitos.
3.-Analice los resultados obtenidos con ayuda de la teora bsica de circuitos.
Un banco de capacitores en el extremo de la carga se consigue mejorar el voltaje por efecto delalmacenamiento de campo elctrico disminuyendo la potencia reactiva de la lnea.
Un banco de reactores nos ayuda para disminuir el voltaje generado en la lnea, que tiende a
elevarse cuando disminuye la carga. Con el efecto del almacenamiento del campo magntico de
los reactores tenemos una mayor circulacin de corriente.
Cuando hay exceso de capacitancia en el sistema en baja demanda, lo que se acostumbra hacer es
desconectar lneas de transmisin del sistema, ya que estas entregan reactancia capacitiva al
mismo
4.-Estudie la posibilidad de utilizar una mquina sincrnica como compensador de reactivos enun SEP.
La mquina sincrnica puede operar como generador o como motor, tambin puede tomar o
entregar reactivos al SEP dependiendo del nivel de excitacin, es decir, que con una apropiada
excitacin, el motor sincrnico puede no requerir potencia reactiva de la red para su operacin y
trabajar con factor de potencia unitario. Aumento o disminucin de la corriente de campo
involucrar en un aporte o consumo de potencia reactiva a la red elctrica con lo que se puede
regular la tensin en sistemas con factor de potencia bajo.
Al tener un generador sincrnico subexcitado, su factor de potencia est en atraso por lo que la
mquina absorbe reactivos del sistema y trabajara como banco de reactores.
Cuando la mquina est sobreexcitada su factor de potencia est en adelanto por lo que
tendramos un banco de condensadores.
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Hay que tomar que sera muy beneficioso para un SEP ya que aparte de que la maquina estara
realizando un trabajo, tambin estara ayudando al sistema en la absorcin o entrega de reactivos,
segn lo que se necesite.
5.-Comente sobre las dificultades y facilidades encontradas en el empleo de cada uno de los dos
programas.
En el programa PSAT el ingreso de datos se lo hace en por unidad, lo cual nos tomara ms tiempo,
a diferencia con el Power Factory el cual pide los valores reales.
El Power Factory es mucho mas dinmico en la simulacin ya que nos permite desconectar y
conectar cargas mientras se corre el flujo.
En conclusion Power Factory es ms amigable con el usuario que el PSAT
6.-Presente sus comentarios y conclusiones.
y Es muy importante el estudio de flujos de potencia, ya que es necesario saber cmofunciona el sistema para poder resolver los problemas que se pueden presentar debido a
la dinmica de la carga.
y Cuando hay exceso de capacitancia en el sistema en baja demanda, lo que se acostumbrahacer es desconectar lneas de transmisin del sistema, ya que estas entregan reactancia
capacitiva al mismo.
y Se encontr que el paquete computacional Power Factory es ms amigable con el usuarioque el PSAT.
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ESCUELA POLITCNICA NACIONAL
Facultad de Ingeniera Elctrica y Electrnica
Laboratorio de Introduccin a SEP
INFORME
TRANSFORMADORES DE 3 DEVANADOS Y COMPENSACIN REACTIVA EN
SISTEMAS DE POTENCIA
NOMBRE: Francisco Xavier Andrade Pazmio
CARRERA: Elctrica
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