Aspectos Generales de Sistemas DePotencias-I
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CAPITULO ICAPITULO I
INTRODUCCION, CONCEPTOS INTRODUCCION, CONCEPTOS FUNDAMENTALES Y VALORES FUNDAMENTALES Y VALORES
EN PUEN PU
![Page 2: Aspectos Generales de Sistemas DePotencias-I](https://reader030.fdocuments.es/reader030/viewer/2022033100/563db7c8550346aa9a8ddf6f/html5/thumbnails/2.jpg)
INTRODUCCION, CONCEPTOS FUNDAMENTALES Y INTRODUCCION, CONCEPTOS FUNDAMENTALES Y VALORES EN PUVALORES EN PU
1.-INTRODUCCION1.-INTRODUCCION
¿Qué es un sistema de potencia?¿Qué es un sistema de potencia?
Es el conjunto de generadores, transformadores de Es el conjunto de generadores, transformadores de potencia, líneas de transmisión, cargas y otros potencia, líneas de transmisión, cargas y otros componentes que hacen posible que la energía componentes que hacen posible que la energía generada lleguen a los centros de consumogenerada lleguen a los centros de consumo
![Page 3: Aspectos Generales de Sistemas DePotencias-I](https://reader030.fdocuments.es/reader030/viewer/2022033100/563db7c8550346aa9a8ddf6f/html5/thumbnails/3.jpg)
INTRODUCCION, CONCEPTOS FUNDAMENTALES Y INTRODUCCION, CONCEPTOS FUNDAMENTALES Y VALORES EN PUVALORES EN PU
OBJETIVOS GENERALES DE LOS SISTEMAS OBJETIVOS GENERALES DE LOS SISTEMAS POTENCIAPOTENCIA
Generar suficiente energía eléctrica de las centrales generadoras más adecuadas, transmitir esta energía en grandes cantidades a los centros de carga y distribuir a los consumidores en una forma adecuada y con la suficiente calidad, al precio más bajo y con el menor impacto ecológico posible.
Requerimientos mínimos: Capacidad de generación y transmisión, calidad de la transmisión, confiabilidad y economía.
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INTRODUCCION, CONCEPTOS FUNDAMENTALES Y INTRODUCCION, CONCEPTOS FUNDAMENTALES Y VALORES EN PUVALORES EN PU
COMPONENTES DE UN SISTEMA DE POTENCIA.COMPONENTES DE UN SISTEMA DE POTENCIA. Generadores.Generadores. Transformadores de Potencia.Transformadores de Potencia. Líneas de transmisión.Líneas de transmisión. Sistemas de Distribución.Sistemas de Distribución. Cargas.Cargas. Equipos complementarios.Equipos complementarios. Protección, medición, comunicación, control, etc. Protección, medición, comunicación, control, etc.
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INTRODUCCION, CONCEPTOS FUNDAMENTALES Y INTRODUCCION, CONCEPTOS FUNDAMENTALES Y VALORES EN PUVALORES EN PU
¿QUE SE BUSCA DEL SISTEMA DE POTENCIA?.¿QUE SE BUSCA DEL SISTEMA DE POTENCIA?. Seguridad y confiabilidad en la operación.Seguridad y confiabilidad en la operación. Calidad del producto.Calidad del producto. Eficiencia.Eficiencia.
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INTRODUCCION, CONCEPTOS FUNDAMENTALES Y VALORES INTRODUCCION, CONCEPTOS FUNDAMENTALES Y VALORES EN PUEN PU
Sistema de Potencia Trifásico
2.-Descripción general de los sistemas de potencia2.-Descripción general de los sistemas de potencia
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INTRODUCCION, CONCEPTOS FUNDAMENTALES Y INTRODUCCION, CONCEPTOS FUNDAMENTALES Y VALORES EN PUVALORES EN PU
)120()(
)120()(
)()(
tSenVtv
tSenVtv
tSenVtv
mc
mb
ma
)120()(
)120()(
)()(
tSenItI
tSenIti
tSenIti
mc
mb
ma
Forma de ondas de la Tensión CorrienteForma de ondas de la Tensión Corriente
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FL VV 3
)(3)(33 13 ISenVVISenQQ L
Potencia reactiva Trifásica
Potencia Activa Trifásica
)(3)()()()()()()(3 VICostitvtitvtitvtP ccbbaa
Relación de Tensión de línea con la Tensión de Fase
Potencia Aparente
LL IVS 3
INTRODUCCION, CONCEPTOS FUNDAMENTALES Y INTRODUCCION, CONCEPTOS FUNDAMENTALES Y VALORES EN PUVALORES EN PU
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Concepto de Potencia ComplejaA partir de:
)(VICosP
)()( jSenCose j
)(VISenQ
Potencia como una Unidad Compleja
jQPjSenCosVIVIVIeS j )()( Sea: vjVeV ijIeI vjVeV * ijIeI *
JQPVIS *
INTRODUCCION, CONCEPTOS FUNDAMENTALES Y INTRODUCCION, CONCEPTOS FUNDAMENTALES Y VALORES EN PUVALORES EN PU
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22 ||*||* VYIZJQPVIS
Donde Z es la impedancia monofásica y el inverso de la Admitancia Y
El valor absoluto de S de denomina Potencia Aparentey se denota por S = |S|
INTRODUCCION, CONCEPTOS FUNDAMENTALES Y INTRODUCCION, CONCEPTOS FUNDAMENTALES Y VALORES EN PUVALORES EN PU
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INTRODUCCION, CONCEPTOS FUNDAMENTALES Y INTRODUCCION, CONCEPTOS FUNDAMENTALES Y VALORES EN PUVALORES EN PU
3.- ESTRUCTURA Y CARACTERISTICAS DE 3.- ESTRUCTURA Y CARACTERISTICAS DE LOS COMPONENTES DE UN SISTEMA DE LOS COMPONENTES DE UN SISTEMA DE POTENCIA.POTENCIA.
Generadores.Generadores. Pueden ser:Pueden ser: HidráulicosHidráulicos Térmica: Vapor, Diessel, gas.Térmica: Vapor, Diessel, gas. Nuclear.Nuclear. Eólica.Eólica. Mareomotriz.Mareomotriz. Etc.Etc.
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INTRODUCCION, CONCEPTOS FUNDAMENTALES Y INTRODUCCION, CONCEPTOS FUNDAMENTALES Y VALORES EN PUVALORES EN PU
Transformadores de PotenciaTransformadores de Potencia. Pueden ser:. Pueden ser: MonofásicosMonofásicos TrifásicosTrifásicos
Líneas de TransmisiónLíneas de Transmisión. Pueden ser:. Pueden ser: Aéreos.Aéreos. Subterráneos.Subterráneos. Sub Marinos.Sub Marinos. En corriente continua o en corriente alterna.En corriente continua o en corriente alterna.
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INTRODUCCION, CONCEPTOS FUNDAMENTALES Y INTRODUCCION, CONCEPTOS FUNDAMENTALES Y VALORES EN PUVALORES EN PU
Sistemas de distribución:Sistemas de distribución: Primaria. Primaria. Secundaria.Secundaria.
CargasCargas:: ReguladosRegulados No regulados.No regulados.
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INTRODUCCION, CONCEPTOS FUNDAMENTALES Y INTRODUCCION, CONCEPTOS FUNDAMENTALES Y VALORES EN PUVALORES EN PU
CARACTERISTICASCARACTERISTICAS
Pueden ser:Pueden ser: Enmallado.Enmallado. Anillado.Anillado. Radial.Radial.
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INTRODUCCION, CONCEPTOS FUNDAMENTALES Y INTRODUCCION, CONCEPTOS FUNDAMENTALES Y VALORES EN PUVALORES EN PU
44.- RESUMEN DE CONCEPTOS FUNAMENTALES.- RESUMEN DE CONCEPTOS FUNAMENTALES
Cargas Equilibradas.Cargas Equilibradas.
a
b
c
Zy
Zy Zyn
a
b
c
ZΔ
ZΔ
ZΔ
Zan=Zbn=Zcn=Zy Zab=Zbc=Zca=ZΔ
Ia+Ib+Ic=0=In ZΔ=3Zy /Δ = /y=Ø
Factor de Potencia es Cos ø donde: Atrazado -π/2≤ ø ≤0
Adelantado 0≤ ø ≤ π/2 Potencia Trifasica S3f=3VfIf/Ø
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INTRODUCCION, CONCEPTOS FUNDAMENTALES Y INTRODUCCION, CONCEPTOS FUNDAMENTALES Y VALORES EN PUVALORES EN PU
Representación fasorialRepresentación fasorial
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INTRODUCCION, CONCEPTOS FUNDAMENTALES Y INTRODUCCION, CONCEPTOS FUNDAMENTALES Y VALORES EN PUVALORES EN PU
Cargas desequilibradasCargas desequilibradas
a
b
c
Zan
Zbn Zcnn
b
c
Zab
Zbc
Zac
Zan≠Zbn≠Zcn Zab≠Zbc≠Zca
a
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INTRODUCCION, CONCEPTOS FUNDAMENTALES Y INTRODUCCION, CONCEPTOS FUNDAMENTALES Y VALORES EN PUVALORES EN PU
Cargas DesequilibradasCargas Desequilibradas
Se presenta en fallas e impedancias diferentesSe presenta en fallas e impedancias diferentes..
Representación fasorial
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INTRODUCCION, CONCEPTOS FUNDAMENTALES Y INTRODUCCION, CONCEPTOS FUNDAMENTALES Y VALORES EN PUVALORES EN PU
Las cargas asimétricas pueden ser representados en Las cargas asimétricas pueden ser representados en componentes simétricas de FORTESCUE.componentes simétricas de FORTESCUE.
Va = VaVa = Va0 0 + Va+ Va1 1 + Va+ Va22
Vb = VbVb = Vb0 0 + Vb+ Vb1 1 + Vb+ Vb22
Vc = VcVc = Vc0 0 + Vc+ Vc1 1 + Vc+ Vc22
Secuencia positiva
Secuencia negativa Secuencia cero
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INTRODUCCION, CONCEPTOS FUNDAMENTALES Y INTRODUCCION, CONCEPTOS FUNDAMENTALES Y VALORES EN PUVALORES EN PU
¿Por qué modelar sistemas de potencia?¿Por qué modelar sistemas de potencia?
Necesidad de simular el sistema real.Necesidad de simular el sistema real. Evaluación de diseño y operación.Evaluación de diseño y operación. SimplicidadSimplicidad CostosCostos
5.- DIAGRAMAS UNIFILARES5.- DIAGRAMAS UNIFILARES
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INTRODUCCION, CONCEPTOS FUNDAMENTALES Y INTRODUCCION, CONCEPTOS FUNDAMENTALES Y VALORES EN PUVALORES EN PU
SIMBOLOGIAS (SEGÚN CNE)SIMBOLOGIAS (SEGÚN CNE)
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INTRODUCCION, CONCEPTOS FUNDAMENTALES Y INTRODUCCION, CONCEPTOS FUNDAMENTALES Y VALORES EN PUVALORES EN PU
DIAGRAMA UNIFILAR
SIMBOLOGIAS (SEGÚN CNE)SIMBOLOGIAS (SEGÚN CNE)
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INTRODUCCION, CONCEPTOS FUNDAMENTALES Y INTRODUCCION, CONCEPTOS FUNDAMENTALES Y VALORES EN PUVALORES EN PU
6.- SISTEMAS DE REPRESENTACION EN 6.- SISTEMAS DE REPRESENTACION EN p.up.uVariables para el análisis de Bases.Variables para el análisis de Bases.
Generalmente se definen:
Potencia Base = Sb y Tensión Base = Vb
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INTRODUCCION, CONCEPTOS FUNDAMENTALES Y INTRODUCCION, CONCEPTOS FUNDAMENTALES Y VALORES EN PUVALORES EN PU
Sistema Monofásico 1ø Sistema Trifásico 3ø
Corriente base
Impedancia Base
Corriente base
Impedancia base
Elección de bases
Valores unitarios
Valor por unidad
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INTRODUCCION, CONCEPTOS FUNDAMENTALES Y INTRODUCCION, CONCEPTOS FUNDAMENTALES Y VALORES EN PUVALORES EN PU
Cambio de baseCambio de base
Consideraciones generales en valor por unidad
• Se cumplen cada una de las leyes fundamentales de las redes pasivas.
Uu=ZuI Su=UuIu*
• Es diferente trabajar con magnitudes pos fase o líneas.
• Se cumple en un transformador que: Ucc(%)=Z por unidad.
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INTRODUCCION, CONCEPTOS FUNDAMENTALES Y INTRODUCCION, CONCEPTOS FUNDAMENTALES Y VALORES EN PUVALORES EN PU
7.- 7.- SISTEMA ELECTRICO INTERCONECTADO SEIN)SISTEMA ELECTRICO INTERCONECTADO SEIN)
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INTRODUCCION, CONCEPTOS FUNDAMENTALES Y INTRODUCCION, CONCEPTOS FUNDAMENTALES Y VALORES EN PUVALORES EN PU
8.- Aplicaciones8.- Aplicaciones Calculo de valores en p.u. Calculo de valores en p.u.
Generador100 MVA
22 kVX=90%
Transformador100 MVA22:110 kV
X=10%
Línea de transmisiónZ = j0.8403 pu @ 120
kV y 50 MVA
Cargadatos de operación:
V=110 kVS=10 MVA
fp = 1
Transformador100 MVA120:24 kVX=12.6%
Generador80 MVA
22 kVX=1.48 pu
Línea de transmisiónZ = j60.5 ohms
Línea de transmisiónX = 60.5 ohms
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INTRODUCCION, CONCEPTOS FUNDAMENTALES Y INTRODUCCION, CONCEPTOS FUNDAMENTALES Y VALORES EN PUVALORES EN PU
Pasos a seguir para el calculo en por unidadPasos a seguir para el calculo en por unidad..
1.1. Recopilar datos del sistema en diagrama unifilar.Recopilar datos del sistema en diagrama unifilar.2.2. Seleccionar una base general de potencia p. ej. Seleccionar una base general de potencia p. ej.
100MVA.100MVA.3.3. Definir voltajes bases por zonas (definidas por los Definir voltajes bases por zonas (definidas por los
transformadores).transformadores).4.4. Convertir todas las impedancias a pu.Convertir todas las impedancias a pu.
Si las bases de los equipos no son las del sistemaSi las bases de los equipos no son las del sistema Convertir las impedancias en Convertir las impedancias en ΩΩ.. Evaluar el nuevo valor de la impedancia en p.u.Evaluar el nuevo valor de la impedancia en p.u.
5.5. Dibujar el diagrama de impedancias en p.u.Dibujar el diagrama de impedancias en p.u.
![Page 29: Aspectos Generales de Sistemas DePotencias-I](https://reader030.fdocuments.es/reader030/viewer/2022033100/563db7c8550346aa9a8ddf6f/html5/thumbnails/29.jpg)
INTRODUCCION, CONCEPTOS FUNDAMENTALES Y INTRODUCCION, CONCEPTOS FUNDAMENTALES Y VALORES EN PUVALORES EN PU
Selección de tensión bases por zonas , definidas por el transformador.
Base de potencia = 100 MVA para todo el sistema.
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INTRODUCCION, CONCEPTOS FUNDAMENTALES Y INTRODUCCION, CONCEPTOS FUNDAMENTALES Y VALORES EN PUVALORES EN PU
22:110 kV 120:24 kV
Sbase = 100 MVAVbase = 110 kV
Sbase = 100 MVAVbase = 110 x (24/120) =22 kV
Sbase = 100 MVAVbase = 22 kV
![Page 31: Aspectos Generales de Sistemas DePotencias-I](https://reader030.fdocuments.es/reader030/viewer/2022033100/563db7c8550346aa9a8ddf6f/html5/thumbnails/31.jpg)
INTRODUCCION, CONCEPTOS FUNDAMENTALES Y INTRODUCCION, CONCEPTOS FUNDAMENTALES Y VALORES EN PUVALORES EN PU
Generador 1100 MVA
22 kVX=90%
Transformador100 MVA22:110 kV
X=10%
Sbase = 100 MVAVbase = 22 kV
LADO EL GENERADOR 1
![Page 32: Aspectos Generales de Sistemas DePotencias-I](https://reader030.fdocuments.es/reader030/viewer/2022033100/563db7c8550346aa9a8ddf6f/html5/thumbnails/32.jpg)
INTRODUCCION, CONCEPTOS FUNDAMENTALES INTRODUCCION, CONCEPTOS FUNDAMENTALES Y VALORES EN PUY VALORES EN PU
sistema
placapu
g
sistemabase
generador
sistemabase
generadorbaseplacapug
pu
MVAkV
MVAkV
X
Z
Z
Z
ZX
Generador
9.0
100)22(
100)22(
9.0
9.0
:
2
2
1
1
sistema
placapu
t
sistemabase
transf
sistemabase
transfbaseplacaput
pu
MVAkV
MVAkV
X
Z
Z
Z
ZX
dorTransforma
1.0
100)22(
100)22(
1.0
1.0
:
2
2
1
1
CALCULO DE VALORES EN PU LADO DEL GENERARADOR 1
![Page 33: Aspectos Generales de Sistemas DePotencias-I](https://reader030.fdocuments.es/reader030/viewer/2022033100/563db7c8550346aa9a8ddf6f/html5/thumbnails/33.jpg)
INTRODUCCION, CONCEPTOS FUNDAMENTALES Y INTRODUCCION, CONCEPTOS FUNDAMENTALES Y VALORES EN PUVALORES EN PU
LADO DE LINEAS Y CARGALADO DE LINEAS Y CARGA
Línea de transmisiónZ = j0.8403 pu @ 120
kV y 50 MVA
Cargadatos de operación:
V=110 kVS=10 MVA
fp = 1
Línea de transmisiónZ = j60.5 ohms
Línea de transmisiónX = 60.5 ohms
Sbase = 100 MVAVbase = 110 kV
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INTRODUCCION, CONCEPTOS FUNDAMENTALES INTRODUCCION, CONCEPTOS FUNDAMENTALES Y VALORES EN PUY VALORES EN PU
sistema
placapu
sistemabase
linea
sistemabase
lineabaseplacapuLL puj
MVAkV
j
MVAkV
MVAkV
j
Z
Z
Z
ZjjXZ 2
100)110(
242
100)110(
50)120(
8403.08403.0
22
2
:superiorLínea
sistema
placapu
sistemabase
linea
sistemabase
lineabaseplacapuLL puj
MVAkV
j
MVAkV
MVAkV
j
Z
Z
Z
ZjjXZ 2
100)110(
242
100)110(
50)120(
8403.08403.0
22
2
:superiorLínea
sistemasistemabase
LL pu
MVAkV
MVAkV
Z
ZjXZ
010
100)110(
010
)110(
:Carga
2
2
carga
sistemasistemabase
lineaLL puj
MVAkV
j
Z
ZjXZ 5.0
100)110(
5.602
:inferiores Líneas
CALCULO DE VALORES EN PU LADO LINEAS Y CARGA
![Page 35: Aspectos Generales de Sistemas DePotencias-I](https://reader030.fdocuments.es/reader030/viewer/2022033100/563db7c8550346aa9a8ddf6f/html5/thumbnails/35.jpg)
INTRODUCCION, CONCEPTOS FUNDAMENTALES Y VALORES INTRODUCCION, CONCEPTOS FUNDAMENTALES Y VALORES EN PUEN PU
Transformador100 MVA120:24 kVX=12.6%
Generador 280 MVA
22 kVX=148%
Sbase = 100 MVAVbase = 22 kV
LADO DEL GENERADOR 2LADO DEL GENERADOR 2
![Page 36: Aspectos Generales de Sistemas DePotencias-I](https://reader030.fdocuments.es/reader030/viewer/2022033100/563db7c8550346aa9a8ddf6f/html5/thumbnails/36.jpg)
INTRODUCCION, CONCEPTOS FUNDAMENTALES INTRODUCCION, CONCEPTOS FUNDAMENTALES Y VALORES EN PUY VALORES EN PU
sistema
placapu
g
sistemabase
generador
sistemabase
generadorbaseplacapug
pu
MVAkV
MVAkV
X
Z
Z
Z
ZX
Generador
85.1
100)22(
80)22(
48.1
48.1
:
2
2
2
2
sistema
placapu
t
sistemabase
transf
sistemabase
transfbaseplacaput
pu
MVAkV
MVAkV
X
Z
Z
Z
ZX
dorTransforma
15.0
100)22(
100)24(
126.0
126.0
:
2
2
2
2
CALCULO DE VALORES EN PU LADO DEL GENERARADOR 2
![Page 37: Aspectos Generales de Sistemas DePotencias-I](https://reader030.fdocuments.es/reader030/viewer/2022033100/563db7c8550346aa9a8ddf6f/html5/thumbnails/37.jpg)
INTRODUCCION, CONCEPTOS FUNDAMENTALES Y INTRODUCCION, CONCEPTOS FUNDAMENTALES Y VALORES EN PUVALORES EN PU
+V1= 1 p.u.-
zg1=j0.9
z13=j2 p.u.
z12=j0.5 p.u. z23=j0.5 p.u.
z2=10 p.u.
zt2=j0.15
+V3= -j1 p.u.
-
1 3
2
zg2=j1.85zt1=j0.1
45
REPRESENTACION DE DIAGRAMAS DE IMPEDANCIAS CON VALORES PU