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lOMoARcPSD|3741347 lOMoARcPSD|3741347 1 Informe Practica 5 Análisis de Contingencias y Cortocircuito en Sistemas de Potencia. Jhonatan Cadavid Jaramillo, Diego Fernando Valencia Rincón, Daniel Castro Uribe Ingeniería Eléctrica, Universidad Tecnológica de Pereira, Pereira, Colombia Grupo1 - Subgrupo7 jcadavid@utp.edu.co- diego94@utp.edu.co,-danicastro@utp.edu.co Resumen— En esta práctica se entenderán algunos métodos empleados para el análisis de cortocircuito en sistemas eléctricos de potencia. Se Realizarán flujos de Potencia luego de aplicar contingencias al sistema por medio del software NEPLAN. De esta manera se obtendrán corrientes y voltajes de fallos y sus componentes de secuencia. Palabras clave— Flujo de potencia, Falla, Cortocircuito, Contingencia. Abstract— In this practice some methods used for short circuit analysis in power electrical systems will be understood. Power flows will be made after applying contingencies to the system through NEPLAN software. In this way currents and voltages of faults and their sequence components will be obtained. Key Words— Power flow, Fault, short circuit, Contingency. I. INTRODUCCIÓN Las contingencias en el sistema eléctrico de potencia son eventos causados por la salida de un elemento del sistema. Esta puede ser programada (mantenimiento) o imprevista (falla) ya sea por atentados terroristas, fenómenos atmosféricos entre otros. Cada vez que se presenta la salida de un elemento en el sistema, las corrientes en las líneas se redistribuyen a través de la red y las tensiones de las barras cambian. Como consecuencia de esto, pueden aparecer sobrecargas en líneas o transformadores. En los estudios de contingencias se consideran las salidas de: líneas de transmisión, transformadores, generadores y cargas. Las salidas de los elementos pueden ser programadas o forzadas por condiciones ambientales o fallas. Por otro lado, la salida de un elemento puede tener como consecuencia la salida de más elementos del sistema, produciendo un efecto en cascada que por último podría llevar al colapso del sistema. Sin importar que la contingencia sea simple o múltiple se debe definir el nivel y el tipo de contingencia que se va a manejar como aceptable para el sistema. II. CONTENIDO En la primera parte se empleará el sistema de 9 nodos implementado en las prácticas anteriores, teniendo en cuenta los datos adicionales que se muestran en la tabla 1, 2 y 3. mailto:jcadavid@utp.edu.co mailto:diego94@utp.edu.co mailto:danicastro@utp.edu.co lOMoARcPSD|3741347 2 Parte A: Contingencias Se realiza el flujo de potencia para el sistema mostrado en la figura 1 obteniendo voltajes nodales y flujo de potencia por las líneas y se analizan los resultados. Figura 1. Sistema de potencia caso base Para el caso 1 se supone una contingencia en la línea de transmisión que conecta la subestación 4 con la 5 desactivando ambos extremos de dicha línea tal como se muestra en la figura 2, seguido a esto re realiza el flujo de potencia y se analizan los resultados. Figura 2. Sistema de potencia caso 1 Para el caso 2 se supone una contingencia en la línea de transmisión que conecta el nodo 7 con el 8 así como se muestra en la figura3, y se realiza flujo de potencia. Figura 3. Sistema de potencia caso 2 En la tabla 4 se muestran los resultados obtenidos del flujo de potencia para cada uno de los casos. lOMoARcPSD|3741347 3 Tabla 4. Información flujo de carga caso base, caso 1 y caso 2 Para el caso 3, se incrementa la demanda del caso base en un 20% y se considera una contingencia en la línea de transmisión que conecta al nodo 4 con el 5 así como se muestra en la figura 4 Además se realiza flujo de potencia a este sistema. Figura 4. Sistema de potencia caso 3 Por último, para el caso 4 se incrementa la demanda del caso base en un 50% y se considera una contingencia en la línea de transmisión que conecta el nodo 7 con el 8 tal como se muestra en la figura 5 y se realiza flujo de potencia para esta condición del sistema. Figura 5. Sistema de potencia caso 4 En la tabla 5 se muestran los resultados de flujo de potencia obtenidos del caso 3 y 4. Tabla 5. Información flujo de carga para el caso 3 y caso 4 Parte B: Cortocircuito Para el caso base se supone una falla en el nodo 6, se determinan corrientes de fallo y sus componentes de secuencia en el punto de fallo y en las líneas de transmisión que están conectadas a la subestación 6, también se determinan voltajes de fase y voltajes línea-línea y sus componentes de secuencia en el punto de fallo para: Fallo línea-tierra, fallo línea-línea- tierra, fallo línea-línea y fallo trifásico balanceado. Para esto se implementa el método de superposición con flujo de carga y se exponen los resultados en la tabla 6. lOMoARcPSD|3741347 4 Figura 6. Fallo línea a tierra Figura 7. Fallo línea-línea-tierra Figura 7. Fallo línea-línea Figura 8. Fallo trifásico balanceado Tabla 6. Información de corrientes de cortocircuito para la falla en el nodo 6 Tabla 7. Información de las tensiones de fase y componentes de secuencia lOMoARcPSD|3741347 Parte B: Red Equivalente Para esta parte se aísla el nodo 6 con su respectiva carga y se modela el comportamiento de todo el sistema mediante un equivalente de red conectado al barraje tal como se muestra en la figura 9. Inicialmente se toman los valores d V(%) y Vang(°) obtenidos en el nodo respectivo así como se muestra en la tabla 8, se fijan estos valores en el equivalente de red comportándose como nodo SL y seguido a esto, mediante un estudio de corto circuito en el nodo aislado. Se encuentran los parámetros de SK y R(1)/X(1) y luego se asignan al equivalente. Figura 9. Equivalente de red Figura 10. Parámetros obtenidos III. CONCLUSIONES • Se puede analizar la capacidad del sistema eléctrico de potencia mediante el estudio de contingencias, dando un análisis detallado de la capacidad de trabajo del SEP. 5 IV. REFERENCIAS [1] H.S Isaza, conceptos básicos para el estudio de los sistemas de potencia, Pereira, 2015. [2] Guías laboratorio de sistemas de potencia. Ingeniería eléctrica, 2018. Universidad Tecnológica de Pereira. [3] NEPLAN, “Software de Análisis de Sistemas de Potencia”.
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