Guia Para La Actividad Práctica

8/18/2019 Guia Para La Actividad Práctica

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GUÍA PARA LA ACTIVIDAD PRÁCTICA

TEMA: SISTEMAS DE EXCITACIÓN

Análisis de la respes!a de sis!e"as de e#$i!a$i%n de dis!in!& !ip&

Sis!e"a de e#$i!a$i%n r&!a!i'a DC( "&del& IEET)A

Características:

• Utiliza como entrada la tensión en terminales del generador ET

• VS, la señal estabilizante proveniente del PSS es sumada aectando a la señal de error de

tensión!

• El error resultante es ampliicado para proveer la tensión de e"citación # subsecuentemente la

tensión en terminales deseada!

• E"citatriz rotativa $C de campo controlado con actuación continua del regulador de tensión!

• El error de tensión es ampliicado con una ganancia % & # una constante de tiempo T&!

• V' es la salida del blo(ue de saturación donde el t)rmino SE*E d+ es una unción no lineal de la

tensión de e"citación Ed!

• a señal V- es provista por el estabilizador en el lazo menor de realimentación con una acción

derivativa de ganancia % - # una constante de tiempo T-!

• V. es la tensión de salida del regulador utilizada para controlar la tensión de campo de la

e"citatriz!

$iagrama de blo(ues

• -unción de inicialización /0ieet1a!m,

• .ango de par2metros típicos propuesto por programa PSS3E!

• Sistema de e"citación 4 5odelo operación en vacío del generador $C06V!mdl para la

simulación de la respuesta transitoria ante cambios en la tensión de reerencia!

• &n2lisis del error de estado estacionario en unción de la ganancia .taTransitoria!m

•

C2lculo de las 5edidas de desempeño ante pe(ueñas perturbaciones en la respuestatransitoria: m2"imo sobrepaso, tiempo de subida # tiempo de establecimiento!

.taTransitoria!m


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• .espuesta en recuencia de lazo abierto *margen de ase # de ganancia+ # en lazo cerrado *pico

de resonancia, recuencia de resonancia, anc7o de banda+! $C.ta-cia!m

Sis!e"a de e#$i!a$i%n r&!a!i'a AC( "&del& IEEE EXAC*

Características :

• Con alta respuesta inicial del sistema rectiicador8e"citatriz &C de campo controlado!

• Con rectiicación no controlada utilizando un puente de diodos!

• El campo de la e"citatriz es suministrado por una e"citatriz piloto no es autoe"citado!

• El eecto desmagnetizante de la corriente de carga */-$+ en la tensión es representado por el

lazo de realimentación (ue inclu#e la ganancia % $!

• a caída de tensión producida por la regulación del rectiicador se simula inclu#endo la

constante % C # la curva de regulación del rectiicador!

• Estabilización del sistema provista por el derivador en el lazo menor de realimentación #3o por

compensador en atraso o en adelanto en serie!

• /nclu#e compensación de la constante de tiempo de la e"citatriz a trav)s de la realimentación

negativa de la señal V9 por el incremento del anc7o banda de la e"citatriz!

• imitación de la corriente de campo, los límites de la tensión de e"citación dependen del valor

de la corriente de campo!

$iagrama de blo(ues

• -unción de inicialización /0e"ac!m,


• Sistema de e"citación 4 5odelo operación en vacío del generador &C06V!mdl para la


•

&n2lisis del error de estado estacionario en unción de la ganancia .taTransitoria!m


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• C2lculo de las 5edidas de desempeño ante pe(ueñas perturbaciones en la respuesta

transitoria: m2"imo sobrepaso, tiempo de subida # tiempo de establecimiento!

.taTransitoria!m


de resonancia, recuencia de resonancia, anc7o de banda+! &C.ta-cia!m

Sis!e"a de e#$i!a$i%n es!á!i$a( "&del& ST)A+

Características:

• .ectiicador controlado!

• -uente de potencia de e"citación suministrada por un transormador desde los terminales del

generador!

• Tensión de e"citación m2"ima directamente proporcional a la tensión en terminales!

• a orma en (ue se calcula el 2ngulo de disparo de los tiristores aecta la relación entrada8

salida, la cual se asume lineal con una ganancia % &!

• El eecto de la rectiicación controlada en la tensión m2"ima de e"citación est2 representada

por % C!

• El modelo provee un compensador en atraso8adelanto # un estabilizador en el lazo interno de

realimentación → le"ibilidad para estabilizar!

• Por su gran capacidad para orzar el campo se inclu#e un limitador de corriente de e"citación,

el límite est2 deinido por /. # la ganancia % . !

$iagrama de blo(ues

• -unción de inicialización /0st1a!m,


• Sistema de e"citación 4 5odelo operación en vacío del generador ST06V!mdl para la


• &n2lisis del error de estado estacionario en unción de la ganancia .taTransitoria!m

• C2lculo de las 5edidas de desempeño ante pe(ueñas perturbaciones en la respuesta

transitoria: m2"imo sobrepaso, tiempo de subida # tiempo de establecimiento!

.taTransitoria!m


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de resonancia, recuencia de resonancia, anc7o de banda+! ST.ta-cia!m


TEMA: REGULACIÓN DE VEL,CIDAD

Tr-inas .idráli$as / ss sis!e"as de re0la$i%n de 'el&$idad

M&del& IEEEG*

Características:

• Para sistemas de regulación de velocidad de unidades 7idr2ulicas!

• /nclu#e estatismo permanente # transitorio!• Consigna de potencia con entrada rampa en P reerencia, respuesta r2pida!

$iagramas de blo(ue

M&del& IEEEG1

Características:


• /nclu#e estatismo permanente # transitorio!

• /nclu#e la din2mica del servo piloto # del servo principal!• /nclu#e limitaciones en la velocidad de apertura # cierre de la gate # en la posición!

$iagramas de blo(ue


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M&del& 2PID34

Características:


• Controlador P/$!

• /nclu#e la alinealidad entre la posición de la v2lvula # la potencia mec2nica!

• a medición de la potencia el)ctrica es adicionada a la señal de error para proveer estatismo

permanente .E6!

• /nclu#e coeiciente de amortiguamiento de la turbina $!

• /nclu#e limitaciones en la velocidad de apertura # cierre de la gate # de posición!

$iagramas de blo(ue

• -unción de inicialización del con;unto de modelos /0T7id!m, en orma individual

/0ieeeg!m, /0ieeeg

• .egulador de velocidad 4 generador aislado alimentando una carga local /EEE60S&!mdl,

/EEE6P/$9?0S&!mdl simulación ante cambios en la carga local # en la

potencia de reerencia!

• &n2lisis de la respuesta transitoria ante variación escalón en la potencia de carga /0T7id!m,

visualización de la variación de velocidad # de la potencia mec2nica total!• C2lculo del estatismo permanente a partir de los valores de estado estacionario de velocidad #

potencia mec2nica! & partir de las gr2icas obtenidas con /0T7id!m !


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• Simulación ante variación escalón en la potencia de reerencia /EEE60S&!mdl,

/EEE6P/$9?0S&!mdl!

• &n2lisis del eecto del estatismo transitorio en la estabilidad del sistema regulador de

velocidad /EEE6 4 turbina 7idr2ulica 4 generador 4 carga local! $eterminación de los

m2rgenes de estabilidad con # sin estatismo transitorio EST0Transitorio!m

Tr-inas a 'ap&r / ss sis!e"as de re0la$i%n de 'el&$idad+

.egulador de velocidad modelo /EEE61

Características:

• V2lido para turbinas a vapor en coniguración cross8compound o tandem8compound!

• $istintas etapas de generación: mu# alta presión, alta presión, presión intermedia # ba;a

presión,

• /nclu#e dos etapas con recalentador!

• /nclu#e control de velocidad v2lvula CV # de sobre velocidad v2lvulas /V!

• /nclu#e unciones para representar la alinealidad de las v2lvulas!

$iagrama de blo(ues: implementación tandem8compound

• -unción de inicialización del modelo /0/EEE61!m

• .egulador de velocidad 4 generador aislado alimentando una carga local /EEE610S&!mdl,

simulación ante cambios en la carga local # en la potencia de reerencia!

• &n2lisis de la respuesta transitoria /0V&P@.!m, visualización de la variación de velocidad,

del aporte de potencia mec2nica de cada etapa # de la potencia mec2nica total!

• C2lculo del estatismo permanente a partir de los valores de estado estacionario de velocidad # potencia mec2nica! & partir de las gr2icas obtenidas con /0V&P@.!

• Simulación ante variación escalón en la potencia de carga o en la potencia de reerencia!

Tr-inas a 0as / ss sis!e"as de re0la$i%n de 'el&$idad+

Simulación # an2lisis de la respuesta en el tiempo!

5odelo 6&ST>$

Características:

• El regulador >ood=ard consiste en un controlador P/$ para el control carga3velocidad!• a medición de la potencia el)ctrica es adicionada a la señal de error para proveer estatismo

permanente % $.@@P!


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• En la operación normal compiten por el mane;o de la v2lvula los lazos de temperatura #

velocidad!

• ímite m2"imo dado por el límite de temperatura!

• Sistemas de control de combustible

• Turbina a gas: los gases de combustión impulsan a la turbina (ue entrega un tor(ue mec2nicoen su e;e!

• Sistema de control de temperatura de los gases de escape de la turbina!

$iagrama de blo(ues

• -unción de inicialización del modelo /0gast=d1!m

• .egulador de velocidad 4 generador aislado alimentando una carga local 6&ST>$0S&!mdl,

simulación ante cambios en la carga local # en la potencia de reerencia!

• &n2lisis de la respuesta transitoria /06&S!m, visualización de la variación de velocidad, de la

temperatura, de las señales de control del control de velocidad # del control de temperatura #

potencia mec2nica!

• C2lculo del estatismo permanente a partir de los valores de estado estacionario de velocidad #

potencia mec2nica! & partir de las gr2icas obtenidas con /06&S!m! Perturbación salto escalón

en la carga local!• Simulación ante variación escalón en la potencia de carga o en la potencia de reerencia

6&ST>$0S&!mdl!

Re0la$i%n pri"aria de 5re$en$ia

• .egulación primaria de recuencia en sistema aislado con un solo generador, .P- sincrónica

con %$.@@PAB, .P- asincrónica con %$.@@P≠B 6&ST>$0S&!mdl! &n2lisis de la

variación de recuencia en estado estacionario!

• .egulación primaria de recuencia en sistema aislado con dos unidades turbo vapor con

regulador de velocidad /EEE61, c2lculo de estatismo permanente, an2lisis del aporte de cada

generador a la .P- en unción de sus estatismo permanente! C2lculo del error de estado

estacionario de recuencia # del eecto de autorregulación de las cargas! &n2lisis de la m2"ima


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variación de potencia mec2nica en unción de la ganancia del regulador de velocidad

*13estatismo permanente+!

S&06en!mdl # /0V&[email protected]!m!


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TEMA: ESTA6ILIDAD DE PE7UE8A SE8AL

Análisis "&dal de n $ir$i!& serie RLC:

• $eterminación de la unción de transerencia # de su representación en espacio de estado!

• C2lculo de las raíces de la ecuación característica, de la recuencia natural no amortiguada

# del actor de amortiguamiento relativo!

• $eterminación # graicación de los autovalores # autovectores!

• 6raicación de la tra#ectoria de estado para distintas condiciones iniciales!

• 6raicación de la respuesta transitoria para distintas condiciones iniciales!

Circuito0.C!m # .C!mdl

Análisis "&dal de n sis!e"a el9$!ri$& si"ple:

• Simulación de un sistema el)ctrico sencillo ormado por: generador, transormador, línea #

barra ininita

• Variación del coeiciente de amortiguamiento! &n2lisis de estabilidad en unción de los

autovalores! Simulación del sistema e"citado por condiciones iniciales no nulas! C2lculo

de la recuencia de la respuesta transitoria!

• &n2lisis modal del modelo lineal! C2lculo de autovalores # autovectores! 5atriz de

participación! C2lculo de residuos de cada autovalor en la respuesta transitoria de cada

variable de estado!

es!a-ilidad)p!m, blo(ues1!mdl

Análisis "&dal de la in$&rp&ra$i%n de la diná"i$a del arr&lla"ien!& de $a"p&+

• Simulación de un sistema el)ctrico sencillo ormado por: generador *con din2mica decircuito de campo+, transormador, línea # barra ininita! blo(ues!mdl


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• Con coeiciente de amortiguamiento %$AB, (ue arro;a un comportamiento marginalmente

estable al no incluir la din2mica del circuito de campo! &n2lisis de estabilidad en unción

de los autovalores! Simulación ante un cambio escalón en la potencia mec2nica!

• &n2lisis modal del modelo lineal! C2lculo de autovalores # autovectores! 5atriz de

participación! C2lculo del coeiciente de tor(ue sincronizante en estado estacionario!

C2lculo de los coeicientes de tor(ue sincronizante # de amortiguamiento en el modo deoscilación!

es!a-ilidad*p+"( blo(ues!mdl, blo(ues0PmTe!mdl, blo(ues0Pm$el!mdl

Análisis "&dal de la in$&rp&ra$i%n del sis!e"a de e#$i!a$i%n+

• Simulación de un sistema el)ctrico sencillo ormado por: generador *con din2mica decircuito de campo # sistema de e"citación+, transormador, línea # barra ininita!

blo(ues

• Con ganancia %& del sistema de e"citación variable! &n2lisis de estabilidad en unción de

los autovalores! Simulación ante un cambio escalón en la potencia mec2nica!

• &n2lisis modal del modelo lineal sin sistema de e"citación %&AB! C2lculo de autovalores

# modos de oscilación! C2lculo del coeiciente de tor(ue sincronizante en estado

estacionario! C2lculo de los coeicientes de tor(ue sincronizante # de amortiguamiento en

el modo de oscilación! blo(ues


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Análisis "&dal del "&del& lineal $&n PSS / !ransd$!&r+

• Simulación de un sistema el)ctrico sencillo ormado por: generador *con din2mica de

circuito de campo, transductor # sistema de e"citación+, transormador, línea # barra

ininita! blo(ues0sPSS!mdl

• Simulación de un sistema el)ctrico sencillo ormado por: generador *con din2mica de

circuito de campo, transductor, sistema de e"citación # PSS+, transormador, línea # barra

ininita! blo(ues0cPSS!mdl

• C2lculo de los coeicientes de tor(ue sincronizante # de amortiguamiento en el modo de

oscilación con # sin PSS! blo(ues0sPss0PmTe!mdl, blo(ues0sPss0Pm$el!mdl,

blo(ues0cPSS0PmTe!mdl, blo(ues0cPSS0Pm$el!mdl,

• $eterminación de las variables de estado # c2lculo de los autovalores # matriz de

participación con # sin PSS! Visualización de los elementos de la matriz de participación!

blo(ues0sPss!mdl , blo(ues0cPSS!mdl

es!a-ilidad

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