informe7_LProtecciones_LBarreno
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1 Abstract—En Este documento se presenta los resultados de las simulaciones realizadas durante la práctica. Para lo cual se simulo la energización de un transformador de potencia y se estableció criterios para el ajuste de bloqueo por corriente de energización en la protección diferencial. I. INFORME A. Analizar los diferentes factores que afectan la energización de un transformador de potencia: cambio de flujo residual, grupos de conexión y ángulo de cierre del interruptor. En la energización de un transformador de potencia siempre está presente una corriente de magnetización, la cual en condiciones normales de operación representa un valor pequeño. La corriente de energización está compuesta por la suma de corriente de pérdidas más la corriente de magnetización. La variación del flujo residual produce una variación de la corriente de magnetización, por lo tanto cualquier cambio abrupto en el flujo residual produce grandes variaciones de la corriente de magnetización, causando así una operación incorrecta de la protección 87T en el momento de la energización. La energización se debe realizar en los puntos máximos de la onda de voltaje para reducir la corriente de Inrush. Debo asegurarme que el flujo remanente sea cero, por lo cual se debe esperar el tiempo necesario para la energización del transformador. B. Simular la energización del transformador de potencia para los grupos de conexión indicados por el instructor. Dy3 Las gráficas se muestran en la parte final, en Anexos, comparando los resultados obtenidos en la práctica con los resultados obtenidos en este informe se puede observar que a pesar de cambiar el grupo de conexión del transformador, el contenido armónico en ambos casos no presenta cambio alguno. C. Sobre los resultados del punto anterior, establecer los ajustes adecuados para bloqueo de Inrush. Para establecer el ajuste adecuado para el bloque de la corriente Inrush se tiene que a realizar un barrido cada milisegundo un ciclo de la onda de voltaje, con el fin de verificar el valor mínimo de la segunda armónica. D. Consultar acerca de la curvas de daño del transformador. Curva de transformadores ANSI/IEEE. Categoría I-II Figura 1.- Curva de daño del Trans. Cat. 1-2 Curva de límite térmico: Categoría I: 0.15 – 0.5 MVA Energización de Transformadores de Potencia Protección Diferencial. Barreno Reyes Luis E., Laboratorio de Protecciones Eléctricas, Departamento de Ingeniería Eléctrica, Quito, Ecuador
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1
Abstract—En Este documento se presenta los resultados de las
simulaciones realizadas durante la práctica. Para lo cual se simulo
la energización de un transformador de potencia y se estableció
criterios para el ajuste de bloqueo por corriente de energización
en la protección diferencial.
I. INFORME
A. Analizar los diferentes factores que afectan la
energización de un transformador de potencia:
cambio de flujo residual, grupos de conexión y
ángulo de cierre del interruptor.
En la energización de un transformador de potencia siempre
está presente una corriente de magnetización, la cual en
condiciones normales de operación representa un valor
pequeño.
La corriente de energización está compuesta por la suma de
corriente de pérdidas más la corriente de magnetización.
La variación del flujo residual produce una variación de la
corriente de magnetización, por lo tanto cualquier cambio
abrupto en el flujo residual produce grandes variaciones de la
corriente de magnetización, causando así una operación
incorrecta de la protección 87T en el momento de la
energización.
La energización se debe realizar en los puntos máximos de la
onda de voltaje para reducir la corriente de Inrush.
Debo asegurarme que el flujo remanente sea cero, por lo cual
se debe esperar el tiempo necesario para la energización del
transformador.
B. Simular la energización del transformador de
potencia para los grupos de conexión indicados por
el instructor.
Dy3
Las gráficas se muestran en la parte final, en Anexos,
comparando los resultados obtenidos en la práctica con los
resultados obtenidos en este informe se puede observar que a
pesar de cambiar el grupo de conexión del transformador, el
contenido armónico en ambos casos no presenta cambio
alguno.
C. Sobre los resultados del punto anterior, establecer
los ajustes adecuados para bloqueo de Inrush.
Para establecer el ajuste adecuado para el bloque de la
corriente Inrush se tiene que a realizar un barrido cada
milisegundo un ciclo de la onda de voltaje, con el fin de
verificar el valor mínimo de la segunda armónica.
D. Consultar acerca de la curvas de daño del
transformador.
Curva de transformadores ANSI/IEEE. Categoría I-II
Figura 1.- Curva de daño del Trans. Cat. 1-2
Curva de límite térmico:
Categoría I: 0.15 – 0.5 MVA
Energización de Transformadores de Potencia
Protección Diferencial. Barreno Reyes Luis E.,
Laboratorio de Protecciones Eléctricas, Departamento de Ingeniería Eléctrica,
Quito, Ecuador
2
Categoría II: 0.501 – 5 MVA
Curva de límite mecánico:
Categoría II: 0.501 – 5 MVA
Corriente de magnetización
Ip Corriente de magnetización
tinrush Duración de la corriente de magnetización
Curva de transformadores ANSI/IEEE. Categoría III-IV
Figura 2.- Curva de daño del Trans. Cat. 3-4
Curva de límite térmico:
Categoría III: 5.001 – 30 MVA
Categoría IV: > 30 MVA
Curva de límite mecánico:
Categoría III: 5.001 – 30 MVA
Categoría IV: > 30 MVA
Corriente de magnetización
Curvas de cambio de fase ANSI
II. CONCLUSIONES
Se conoció que para la energización de un transformador
de potencia, se fundamenta en el análisis armónico de la
corriente de energización, sabiendo que la corriente de
energización está formado por un gran contenido armónico.
Se conoció que para la energización de un transformador de
potencia, se fundamenta en el análisis armónico de la corriente
de energización, sabiendo que la corriente de energización está
formado por un gran contenido armónico.
Se conoció que la corriente Inrush puede provocar una
operación incorrecta de la protección 87T, en el momento de
la energización, además el valor de la corriente Inrush puede
ser de 5 a 8 veces el valor de la corriente nominal.
Debido al contenido armónico de la corriente de
energización se puede plantear la conexión de un conjunto de
filtros, compuestos por bobinas y capacitores, para inhibir la
operación del 87T.
III. REFERENCIAS
[1] P.Anderson, “Power system protection”, IEEE Press, 1988.
[2] Manual del usuario del Power Factory de DigSilent.
[3] https://www.academia.edu/6859166/Ch_09_Corto_Circuito
[4] http://fglongatt.org/OLD/Archivos/Protec_DIgSILENT/Sistemas_Protec
cion.pdf
[5] http://fglongatt.org/OLD/DIgSILENT_Protecciones.html
3
ANEXOS
Tiempo del evento:
360° equivale a 16.67 ms
120° equivale a 5.56 ms
Configuración del transformador: Dy3
0,50000,40000,30000,20000,1000-0,0000 [s]
2,00
1,00
0,00
-1,00
-2,00
-3,00
Transformador de dos Devanados: Phase Voltage A/HV-Side in p.u.Transformador de dos Devanados: Phase Voltage B/HV-Side in p.u.Transformador de dos Devanados: Phase Voltage C/HV-Side in p.u.
Cilco de Histeresis(2)
Date: 7/5/2015
Annex: /6
DIg
SILEN
T
Figura 1.- Voltaje de energización.
0,50000,40000,30000,20000,1000-0,0000 [s]
1,2127
0,7454
0,2781
-0,1892
-0,6566
-1,1239
Transformador de dos Devanados: Phase Current A/HV-Side in kATransformador de dos Devanados: Phase Current B/HV-Side in kATransformador de dos Devanados: Phase Current C/HV-Side in kA
Corrientes y Voltajes de Energizacion
Date: 7/5/2015
Annex: /2
DIg
SILEN
T
Figura 2.- Corriente de energización.
4
0 51 102 153 204 255[-]
125,00
100,00
75,00
50,00
25,00
0,00
Transformador de dos Devanados: Fourier-Coefficient, Harmonic Distortion, Phase Current A/HV-Side in %Transformador de dos Devanados: Fourier-Coefficient, Harmonic Distortion, Phase Current B/HV-Side in %Transformador de dos Devanados: Fourier-Coefficient, Harmonic Distortion, Phase Current C/HV-Side in %
Transformada de Fourier
Date: 7/5/2015
Annex: /3
DIg
SILEN
T
Figura 3.- Armónicos.
4,003,002,001,000,00-1,00 [p.u.]
1,00
0,80
0,60
0,40
0,20
0,00
[p.u.]
Transformador de dos Devanados: Magnetizing Flux A in p.u. / Magnetizing Current, Phase a in p.u.
Cilco de Histeresis(1)
Date: 7/5/2015
Annex: /1
DIg
SILEN
T
Figura 4.- Flujo de magnetizacion.
3,002,001,000,00-1,00-2,00 [p.u.]
2,00
1,00
0,00
-1,00
-2,00
-3,00
[p.u.]
Transformador de dos Devanados: Magnetizing Flux A in p.u. / Magnetizing Current, Phase a in p.u.Transformador de dos Devanados: Magnetizing Flux B in p.u. / Magnetizing Current, Phase b in p.u.Transformador de dos Devanados: Magnetizing Flux C in p.u. / Magnetizing Current, Phase c in p.u.
Cilco de Histeresis
Date: 7/5/2015
Annex: /4
DIg
SILEN
T
Figura 5.- Curva de magnetización de las tres fases.
5
