EstabilidadFrecuencia_1

16.ESTABILIDADDEFRECUENCIA

Queslaestabilidaddefrecuencia?

Laestabilidaddefrecuenciaestasociadaconlarespuestadelsistemadepotenciaanteperturbacionesseveras.

Perturbacionestanseverasqueproducengrandesvariacionesdefrecuencia,detensinydelosflujosdepotencia,activandolaactuacindesistemasdeproteccinydecontrolylaaccindeprocesoslentos,quenormalmentenosonmodeladosenlosestudiosdeestabilidadtransitoria.

Laestabilidaddefrecuenciaserelacionaconlahabilidadparamantenerunafrecuenciadeestadoestacionarioaceptableluegodeunaperturbacinseveraqueproduzcaundesbalanceimportanteentrecargaygeneracin.

16.1.Respuestadelsistemaanteperturbacionesmuyseveras

Figura16.1Estadosdeoperacindeunsistemadepotencia

Existeunpatrnrespectoalasperturbacionesqueproducenlatransicindesdeelestadodealertaalestadodeoperacinextrema.

ESTABILIDADENSISTEMASELCTRICOSDEPOTENCIAEstabilidaddefrecuenciaReferencia:PowerSystemStabilityandControlPrabhaKundurIEE-UNSJArgentinaIng.D.G.ColomEF-1

Lossistemasmodernossondiseadosyoperadosdemaneradetenerunaoperacinseguraantelasperturbacionesmsprobables.Lossistemasdeproteccinycontrolactanparaprevenirlapropagacindelaperturbacinaotraspartesdelsistema.

Sinembargounacombinacininusualdeeventosycircunstanciaspuedencausarqueunaporcindelsistemasesepareformandounaomsislaselctricas,conunaprdidasignificativadecarga.

Loseventosinicialesqueconducenalainestabilidaddefrecuenciasonnormalmenteperturbacionesmsseverasquelasdediseo(prdidadeuncorredordetransmisinodeunaplantageneradora).


Fig.16.2Transicinentreestadosdelsistemaanteperturbacionesseveras.


16.1.1.Respuestadelsistemaencondicionesdeseparacinenislas

Laseparacinenislasproduceunavariacintransitoriaysostenidadefrecuencia.Porloqueelsistemadecontroldevelocidadylasubsecuenterespuestadelamquinadeimpulso(fuerzamotrizprimaria)ydelossistemasdesuministrodeenergatienenunrolpreponderanteeneldesempeodinmicodelsistema.

Frecuentementelasvariacionestransitoriasdefrecuenciaestncombinadasconcondicionesdealtaybajatensin.

Islascondficitdegeneracin

Lafrecuenciadisminuye.

Sinohaysuficientereservarotante,lafrecuenciaalcanzavaloresbajosaloscualeslasunidadestrmicassondesconectadasporactuacindelasproteccionesporsubfrecuencia.

Enconsecuenciaseactivaladesconexindecargaporsubfrecuencia.

Sereducelacargaaunvalorquepuedesersatisfactoriamentesuministradoporlageneracin.

Larespuestatransitoriainicialdependedelareservarotanteydelesquemadedesconexindecarga.

Islasconsupervitdegeneracin

Lafrecuenciaaumenta.

Losreguladoresdevelocidadrespondenalaumentodefrecuenciadisminuyendolapotenciamecnicageneradaporlasturbinas.

Launidaddegeneracinexperimentaunrechazoparcialdecarga.

Eldesempeodelaisladependedelahabilidaddelasunidadesdegeneracindesosteneresterechazoparcialdecarga.


Balancedepotenciareactiva

Undesbalancesignificativoentrelapotenciareactivageneradayabsorbidapuedeconduciracondicionesdealtaobajatensin.

Sepuedeactivarlasproteccionesdesobreosubexcitacinodeprdidadeexcitacindelgenerador.

Encondicionesextremaslarespuestadelosrelpuedeconduciraladesconexindelgenerador.

Serviciosauxiliaresdelasplantasdegeneracin

Lasdisminucionesdelatensindesuministroydelafrecuenciapuedendegradareldesempeodelosmotoresdeinduccindelosserviciosauxiliares.

Elmaldesempeodelasbombasasociadaspuedeconducirainsuficientesuministrodeaguaoaire,prdidasdelvacoenelcondensador,altosvaloresdetemperaturadeescapedelaturbina,etc.

Muchasunidadesnuclearesestnequipadasconrelparadesconectarelgeneradorabajastensiones(0,7pu)obajafrecuencia(-0,8Hz).

16.1.2.Restauracindelsistema

Cuandolasislasalcanzancondicionesdeoperacinenestadoestacionariolosoperadoresrealizanlospasospararestaurarelsistemainterconectado:

Ajustedegeneracinycargaencadaisla.

Resincronizacindeislas.

Restauracindeunidadesdeequipamiento,generacinycargas.


16.2.Naturalezadelosproblemasdeestabilidaddefrecuencia

Laestabilidaddefrecuenciaeslahabilidaddelsistemadepotenciadealcanzarunaceptableestadoestacionariodeoperacindespusdeunaperturbacinseveraquehayaprovocadoonolaseparacindelsistemaenislas.

Seproducenampliasvariacionesdefrecuencia(3Hz)ydetensin(0.5a1.2pu).

Losprocesosydispositivosactivadosporestasvariacionestienentiemposdeactuacinenelrangodeunossegundos(respuestadelosdispositivosdecontroldelgenerador)hastavariosminutoscomolossistemasdesuministrodeenergaprimaria.

Elperiododeintersextiendeelperiodotransitorioparaincluir,ademsdelasdinmicasrpidas,lasdinmicaslentasdelossistemasdecontrolautomticoydeproteccin.

Elestudiodeestabilidaddefrecuenciaincluyelasimulacindeperturbacionesseverasqueprovocanlasalidaencascadadecomponentesconduciendoalaseparacindelsistemaenislas.

Laestabilidaddefrecuenciaestvinculadaconelhechodesicadaislaalcanzaronounestadoaceptabledeoperacinconunamnimaprdidadecargaygeneracin.

Enlaseparacinenislaslossistemasdecontrolyproteccindominanlarespuestadelsistema.Lasituacinseagravaconlapobrecoordinacinentreambossistemas.

Generalmentelosproblemasdeestabilidaddefrecuenciaestnasociadoscon:

Inadecuadarespuestadelequipamiento,

Pobrecoordinacinentrelossistemasdecontrolyproteccin

Insuficientereservadepotenciaactiva/reactiva.


Elanlisisdelasperturbacionesmuyseverasmuestraquelossiguientessistemasdeproteccinycontroltienenunagraninfluenciaenelcomportamientodinmicodelsistema:

Enlamquinadeimpulso(fuerzamotrizprimaria)ysistemasuministrodeenerga:elcontrolyproteccindesobrevelocidaddelaturbina,laproteccinporsubfrecuenciadelaturbina,lossistemasdecontrolyproteccindelacalderaoreactor,laproteccindelosserviciosauxiliaresdelaplantadegeneracin,elcontrolautomticodegeneracin(AGC).

Enelgeneradorysistemadeexcitacin:reldeprdidadeexcitacin,loslimitadoresdesubysobreexcitacin,laproteccinylimitadorvolts/Hz.

Redelctrica:relsdelossistemasdedistribucinytransmisin,losreldedesconexindecargaporsubfrecuenciaosubtensin,elcontroldelostransformadoresregulablesbajocarga,reguladoresdetensin.

Lahabilidaddelasplantasdegeneracinparasuperarunrechazoparcialdecargaesfundamentalparaminimizarelimpactodesalidasseverasyrestaurarrpidamentelaoperacinnormaldelsistema:

IEEEWorkingGroupproveeunaguaparamejorarlarespuestadelasunidadestrmicasanteunrechazoparcialdecarga.

Enlaoperacinaisladadeunidadeshidrulicasescrticoelajustedelosparmetrosdelreguladordevelocidad:

Losrequerimientosdeestabilidadparaoperacinaisladaoenislasestnenconflictoconlasintonizacindelreguladorrequeridaparaunarpidatoma/liberacindecargaenoperacininterconectada.

Paracambiosrpidosdecargahacefaltaunarpidarespuestadelregulador(altaganancia)quepuedeconduciralainestabilidadenoperacinaislada.


ConelajusteadecuadodelestatismotransitorioRt,deltiempoderesetTRydelagananciadelservoseasegurauncomportamientoestablecuandolaunidadestaplenacargaaisladaalimentandounacargalocal,condicinmsseveraparalaregulacindevelocidad.

Enoperacinnormalparapermitirlacarga/descargadelaunidadenformarpidasesugiererealizarelbypassdelestatismotransitorio.


16.3.Anlisisdeestabilidaddefrecuencia

16.3.1.Simulacindinmicadelargoplazo

Losobjetivosdelanlisisdelasdinmicasdelargoplazoincluye:

Anlisispost-mortendesalidasseveras.Ayudaaidentificarlascausasydesarrollarmedidascorrectivas.

Evaluarlahabilidaddelasplantasparamanejarseanteperturbaciones.Permiteidentificardeficienciasenlarespuestadelequipoyenlacoordinacindelossistemasdecontrolydeproteccin.

Evaluarlasprcticasoesquemasdedesconexindecargaporsubfrecuenciaosubtensin.

Analizarlarespuestadelsistemaantecontingenciasextremas,ydesarrollarmedidasparareducirlaprobabilidaddeocurrenciadeestascontingenciasyparaminimizarlasconsecuencias.

Examinarlosprocedimientosdeemergenciayproveeralentrenamientodeloperador.

16.3.2.Requerimientosdemodelacin

Losprogramasdesimulacindinmicadelargoplazodebenincluir,ademsdelosmodelosutilizadosensimulacionesdeestabilidadtransitoria,larepresentacindelamquinadeimpulsoydelsistemadesuministrodeenerga.

Tambindebeincluirmodelosdelossistemasdeproteccinycontrolquesonactivadosenlosestadosdeemergenciaydeoperacinextrema.

Representacindelaplantadegeneracin

oEfectodelosgrandescambiosenfrecuenciaytensin

oServiciosauxiliaresymotoresasociados.


oAmpliorangodeproteccin/controldelaplanta

oProcesosqueinvolucrenvariablesfsicasutilizadascomoentradasasistemasdeproteccinocontrol.

Representacindelareddetransmisin

oProteccin,control,compensacinVarydispositivosdecontroldetensin.

oEfectosdelaoperacinencondicionesfueradelafrecuenciaytensinnominales(cargasmotricas,reddetransmisin,circuitosdelestatordelamquinasincrnica,etc.).

oEnlassituacionesconcondicionesdemuyaltatensinsedeberepresentarlasaturacindetransformadores.

oTantoprocesoslentoscomorpidos.

16.3.3.Tcnicasdeclculodelosprogramasdesimulacindinmicadelargoplazo

Losprimerosprogramasconsiderabanlafrecuenciauniformeymodelabanslolosfenmenoslentos.oUtilizanmtodosdeintegracindeecuacionesdiferencialesexplcitosdebajoorden.oNomodelantransitoriosrpidosqueinfluyenenlarespuestadinmicadelargoplazo.

Laspropuestasactualesreconocenlanecesidaddemodelartantolosfenmenoslentoscomolosrpidos.oSeutilizanmtodosintegracinimplcitaconbuenaestabilidadnumrica.oMododualdeclculo(cortoylargoplazo).oMtodosconajusteautomticodepasodeintegracin.oElpasodeintegracinpuedevariarentre1msy100s.


oSeguimientodeestadosrpidosparadeterminarcuandocambiardepasodeintegracin.

Modelosparaclculoextendidoqueincluyen:

Unidadestrmicasconcombustiblefsil:horno,sistemadecombustible,sistemadeaire,sistemadegases,sistemadealimentacindeagua,caldera,sistemaprincipalyconrecalentamientodevapor,sistemasdecontrolyproteccin,serviciosauxiliares.

Unidadesnucleares(PWR,BWR):ncleodelreactor,sistemaprimariodetransportedecalor,generadordevapor,sistemadealimentacindeagua,sistemaprincipalyconrecalentamientodevapor,sistemasdecontrolyproteccin,serviciosauxiliares

16.4.Incidentesycasosdeestudio

16.3.1.Incidentesenlosqueseprodujoinestabilidaddefrecuencia

FormacindelaIslaOntarioEste,19deabrilde1972

Incidente:Desconexindelaslneasde230kVdelestedeTorontoporunproblemadecomunicaciones.SeformaunaislaqueincluyeelreaOntarioestecon3900MWdegeneraciny3000MWdecarga.Lafrecuenciaalcanzalos62,5Hzyluegocaea59,0Hzporlaactuacindelreguladordevelocidad.Actaladesconexindecargaporsubfrecuencia.Lafrecuenciaalcanzalos62,6Hzycaea58,7Hz.Prdidadegeneracinydecarga.Lafrecuenciaseestabilizaa60,8Hzcon1875MWdegeneracin,seperdiaproximadamenteun40%delacarga.


Fuentedelproblema:Elcontroldesobrevelocidaddelreguladordevelocidad.

FormacindeIslasenelreadeToronto,20deenero1974

Incidente:TormentadehieloqueproducelaseparacindelsistemadelreadeToronto.Seformaunaislacon1400MWdegeneraciny760MWdecarga.Lafrecuenciaalcanzalos63,4Hz,caea60,7Hz,subenuevamentea62,3Hzyosciladurantevariossegundos.Seproducelasalidadeserviciodelascalderasen4delas5unidadesdeunaplantadegeneracin.Lafrecuenciacaea59HzTrasactuacindelosrelsdedesconexindecargaserestauralafrecuenciaa59,6Hz.

Fuentedelproblema:Elcontroldesobrevelocidaddelreguladordevelocidad.

16.4.2.Casosdeestudio

Caso1:Islaconsobregeneracin.Caso2:Islacondficitdegeneracin.

CASO1:Islaconsobregeneracin.Anlisisdelimpactodeloscontrolesdesobrevelocidaddelaturbina.

Escenario:

Islaformadacomoresultadodelaseparacindelrestodelsistemainterconectadodeunreacon9650MWdegeneraciny4750MWdeconsumo(cargamsprdidas).ESTABILIDADENSISTEMASELCTRICOSDEPOTENCIAEstabilidaddefrecuenciaReferencia:PowerSystemStabilityandControlPrabhaKundurIEE-UNSJArgentinaIng.D.G.ColomEF-12

Previoalaseparacin,elreaexportaba4900MW,lageneracinyconsumodereactivoenelreaeranaproximadamenteiguales(52MVArdeexportacin).

Lageneracindelrea:4000MWnuclear,unaplantacon8unidadesde500MWc/u.3850MWdegeneracintrmicaendosplantascon4unidadesde500MWcadauna.1800MWdegeneracinhidrulicaen6plantas.

Caractersticasdelsistemaderegulacindevelocidaddelaturbina:

Lasunidadesnuclearesestnequipadasconunreguladordevelocidadmecnicohidrulico.Elsistemaderegulacindevelocidadutilizaunreguladorauxiliar.Operacuandolavelocidadexcedesusetpoint,ajustadoal1%devariacin.Suactuacinenparaleloconelreguladorprincipalproduceunaumentoefectivodelagananciadellazodecontroldevelocidadenunfactorde8.Limitalasobrevelocidadatravsdeuncierrerpidodelasvlvulasdecontrol(CVs)ydelasvlvulasdeatajo(ICs).

Unidadestrmicasconreguladoresdevelocidaddetecnologamecnicohidrulica.


Elreguladordevelocidaddelasunidadeshidrulicaspresentauncomportamientoamortiguadoenoperacinenislas.

Simulacin

Sesimulalaaperturasimultneadetodaslaslneasqueconectanelreaalrestodelsistema,resultandolaformacindeunaislacuyageneracinesaproximadamenteeldobledelacargadelrea.

Losgeneradoresyelsistemadeexcitacinestnrepresentadosendetalle.

Lascargasestnrepresentadascomofuncionesnolinealesdelatensinylafrecuencia.

Eldesempeodelsistemaaisladoseanalizaconelreguladorauxiliardelasunidadesnuclearesenservicioyfueradeservicio.

Seanalizaladesviacindevelocidad,laposicindelasvlvulasCVeIVylapotenciamecnicadeunadelasunidadeshidrulicas.

Conelreguladorauxiliarenservicio

Lavelocidadaumentarpidamentehastaunmximodeaproximadamenteel6.4%sobrelavelocidadnominalde1800RPM.

Sepresentanoscilacinconunleveamortiguamientoentreel3.5%yel0.7%delavelocidadnormal.

Sepresentanoscilacionesdebidoalaaccindelosreguladoresauxiliares:CuandolasobrevelocidadexcedeelsetpointV1del1%elreguladorauxiliarcierralasvlvulasdevaporyreducelapotenciamecnicadelaunidadacero.Eldficitdepotenciageneradareducelavelocidadrpidamenteyporactuacindelreguladordevelocidadlasvlvulasseabrennuevamente.


Resultandounincrementoenlapotenciamecnicatalquelavelocidadexcedeel1%ylasvlvulassecierrannuevamente.Elcicloserepiteconunperiodode7segundos.

Figura16.6.Respuestatransitoriadelasunidadesnuclearesconreguladordevelocidadauxiliarenservicio.

Conelreguladorauxiliarfueradeservicio

Lavelocidadalcanzadel7.7%yseamortiguahastaunestadoestacionariocercanoal2%delvalornominal.ESTABILIDADENSISTEMASELCTRICOSDEPOTENCIAEstabilidaddefrecuenciaReferencia:PowerSystemStabilityandControlPrabhaKundurIEE-UNSJArgentinaIng.D.G.ColomEF-15

Laoperacinconelreguladorauxiliarfueradeservicioresultaenuncontrolestabledelafrecuencia.

SlorespondenaloscambiosdevelocidadlasvlvulasCVs,lasvlvulasIVssemantienetotalmenteabiertasporqueelreguladorprincipalslonoessuficienteparasuperar(vencer)elumbraldeaperturadelavlvulaIV.

Figura16.7.Respuestatransitoriadelasunidadesnuclearesconreguladordevelocidadauxiliarfueradeservicio.


ConclusionesdelCASO1:

Elreguladordevelocidadauxiliarprovocainestabilidaddelcontroldevelocidaddurantelaoperacindelsistemaenisla.

Otrasunidadesenlaislarespondenalasoscilacionesdelasunidadesconreguladoresauxiliares.

Provocaoscilacionesentodaslasunidades.

Losmovimientodelasvlvulasdevaporodelascompuertascontinuahastaquelossistemashidrulicosdelosreguladoressequedansinaceitecausandoladesconexindelaunidadyunposibleblackoutdelaisla.

Unasolucinesreemplazarelreguladorauxiliarconundetectorelectrnicodeaceleracin,noseloeliminatotalmenteelproblemaporqueantedesconexindecargalaunidadpodraembalarse.

Elfabricantedebeincluireneldiseoelanlisisdelcomportamientodelsistema.

CASO2:Islacondficitdegeneracin

Ilustracomoeldesempeodeunaislacondficitdegeneracinesafectadoporladesconexindecargaporsubfrecuenciayporelcontroldelaplantageneradora.

Demuestralanecesidaddeunadecuadocontroltensin/potenciareactiva.

Condicionesdeoperacin:

Laislaresultantedelaseparacindeunreaconsisteen2218MWdegeneraciny3283MWdecarga.

Previoalaseparacinenislaselreaimportaba1103MWyexportaba1590MVAr.

12000MWdegeneracinnuclearsuministradapordosunidadesdeunaplantaoperandoallmitedecarga.ESTABILIDADENSISTEMASELCTRICOSDEPOTENCIAEstabilidaddefrecuenciaReferencia:PowerSystemStabilityandControlPrabhaKundurIEE-UNSJArgentinaIng.D.G.ColomEF-17

1018MWdegeneracinhidrulicasuministradapor6plantasconunareservarotantede170MW.

Figura16.8Condicionesdelintercambiodepotenciaactivayreactivapreviasalaseparacinenislas.

Esquemadedesconexindecargaporsubfrecuencia

Losrelsdedesconexinporgradientedefrecuenciaseutilizanparadesconectarel50%delacargaen4bloquesdependiendodelacadadefrecuenciaydelarazndecada.

Ladesconexindecargaestaretardadaaproximadamente0.5segundosdespusdequeelrelhasidooperado.

Figura11.31Esquemadedesconexindecarga,utilizandounrelporgradientedefrecuencia.


Simulacindelacondicindeisla

Sesimulalaaperturadelaslneasdeconexinentreelreayelrestodelsistemainterconectado.

Serepresentanlasplantasgeneradorasylosotroselementoscomoenelcasoanterior.

Lasunidadesnuclearesestnequipadasconsistemasdeexcitacincontiristores,PSSyreguladoresdevelocidadelectro-hidrulicos.

LasunidadeshidrulicasestnequipadasconsistemasdeexcitacinrotativosDCyreguladoresdevelocidadmecnicohidrulicos.

Lascargasserepresentanconfuncionesnolinealesdelatensinylafrecuencia.

Seconsiderandoscasos:

Sindesconexindelcapacitor.

Concapacitoresconunapotencianominal700MVArquesedesconectandespusdelaseparacinenislas.


Tiempo[segundos]Evento

0,5Seformalaislaporlaaperturasimultneadelaslneasdeinterconexin

0,9Lafrecuenciadelsistemacaea59,5Hzconunapendientede1,25Hz/s,secumplenlascondicionesparadesconectarlosprimeros2bloquesdecarga

1,425%delacargaesdesconectada

1,6Lafrecuenciadelsistemacaea58,8Hz,secumplelacondicinparadesconectarel4tobloquedecarga

2,2Sedesconectael15%adicionaldecarga

50,0Terminalasimulacin

Sindesconexindelcapacitor.

Secuenciadeswitching

Lafrecuenciacaepordebajodelos58.5Hzenaproximadamente2segundos.Lafrecuenciasemantienepordebajodeestenivelapesardehaberdesconectadoel40%delacargadelrea.Larazndeestecomportamientoseobservaenlasfiguras16.10y16.11.Elsupervitdepotenciareactivaenelreaprovocaunaumentosignificativodelatensindespusdelaseparacinenislasymantienenlacargaenunvalorelevadoandespusdeladesconexindecarga.Eltotaldepotenciareactivaabsorbidoporlaunidadnuclearexcedeellmitedecalentamientodelareginfinaldelestator.


Figura16.11Potenciamecnicayelctricagenerada,ycargacondesconexindecargaysindesconexindelcapacitor.

Figura16.9Frecuenciadelsistemacondesconexindecargaporsubfrecuenciaysindesconexindelcapacitores.


Tiempo[segundos]Evento

0,5Seformalaislaporlaaperturasimultneadelaslneasdeinterconexin

0,9Secumplenlascondicionesparadesconectarlosprimeros2bloquesdecarga

1,425%delacargaesdesconectada,485MVArdecompensacincapacitivaesdesconectada.

1,8Lafrecuenciadelsistemacaea58,8Hz,secumplelacondicinparadesconectarel4tobloquedecarga

2,3Sedesconectael15%adicionaldecarga,235MVArdecompensacincapacitivaesdesconectada.

50,0Terminalasimulacin

Condesconexindelcapacitorshuntde720MVAr.

Secuenciadeswitching


Figura16.14Tensinenterminalesypotenciareactivadelaunidadnuclear,tensinenlabarradecarga,condesconexindecargaydecompensacin.


Figure16.13Frecuenciadelsistemacondesconexindecargaydecompensacin

Figura16.15Potenciamecnicayelctricagenerada,ycarga,condesconexindecargaydelcapacitor.

Latensinnocrecetanaltocomoenelcasoanterior.

Despusdeladesconexindecarga,lapotenciaactivasuministradaalascargascaepordebajodelageneracindisponible.


Lafrecuenciadelsistemarecobrasuvalornominal(60Hz)enaproximadamente20segundos,ycrecehastaunmximode60.1Hz.

Lafrecuenciadeestadoestacionarioseposicionaaunvalorlevementeporarribadelnominaldeterminadoporlacaractersticadeestatismodelosreguladoresdevelocidaddelasunidadesdelrea.

Latensinenterminalesdelaunidadnuclearcrecerpidamenteduranteenelperiodode5a10segundos,yluegogradualmentecaeaaproximadamente1,05pu.EstecomportamientosedebealaaccindelPSSqueanteunacadadelavelocidadenmascaralasealdeactuacindelaexcitatriz.Esnecesariounadecuadoajustedeloslmitesdelasealestabilizante.

Conladesconexindelcapacitor,lapotenciareactivaabsorbidaporlaunidadnuclearestdentrodeloslmitesdecapacidaddelgenerador.

ConclusionesdelCASO2:

NecesidaddeunadecuadocontroltensinPotenciareactiva.


6.5.Mtodoparamejorarlaestabilidaddefrecuencia

Sedebeponermsnfasisenunajusteadecuadoydecoordinacindeproteccionesysistemasdecontrol.

Lossistemasdeproteccindebencontemplarnoslolaseguridaddelequipamientosinotambinlosrequerimientosdedesempeodelsistemadepotencia.

Eldiseodeplantasgeneradorasdebesertalqueseacapazderealizarexitosamenteunrechazoparcialdecargaylaoperacinaislada.

Logradoporunadecuadodiseodetodoelcontroldelaplanta,delcontroldelreactorocalderaydelcontroldevelocidaddelaturbina.

Asegurandoquelosserviciosauxiliaresvitalesnoseandesconectados(tripout)debidoavariacionesdetensinofrecuencia.

Unbuendiseodelesquemadedesconexinautomticadecargaporsubfrecuencia

Seleccindeposiblesreasdeseparacin(islas)ydebloquesdecargaadesconectar

Tenerencuentalossistemasdecontrolyproteccindelaredydelaplantageneradora.

Reconocerelrequerimientodeunadecuadocontroldetensinpotenciareactiva.


16.6.Separacindelsistemaenislasyarranqueennegrodeunidadesdegeneracin

Islaelctrica:partedelsistemaquepuedesepararseyfuncionarenformaaisladayestableluegodelaactuacindelosautomatismosyproteccionespararestablecerelbalancedepotencia.

ElobjetivoprincipaldelaformacindeIslasesasegurarquelamayorcantidadposibledegeneradoressemantenganenservicioluegodeperturbacionesimportantesdelsistemaevitando:Apagonesgeneralizados.Indisponibilidadesolimitacionesenlasunidadesporlasalidadeservicioencondicionesdesfavorables.Demorasparaelarranqueytomadecarga,especialmentelasturbinasdevaporynucleares.

Requiere:Reducirrpidamentelacantidaddecargaconectadaparaequilibrarlageneracinremanente.Modificarlaconfiguracindelsistemaenformaconveniente.Partesdelaredoperadascomosistemasindependientes(islaselctricas).

ElrequerimientoprincipaldecualquierinstalacinparaelArranqueenNegroesquelosgeneradoressepuedanarrancar,aceleraryconectaralaredlocaldesuministrolomsrpidamenteposibleluegodeunapagntotalenelrea.

Porsurapidezparaentrarenservicioytomarcargalosgeneradoreshidroelctricosylosaccionadosporturbinasdegassonlosmsadecuadospararecomponerelsistemayconectarlamayorcantidaddecargaenelmenortiempo.


Elprocedimientodearranqueennegroconsisteen:Arrancarunidadesdecapacidadadecuadayrpidapuestaenmarcha.Restablecerelsuministroalosgeneradoresadyacentesydisponiblesparanormalizacindesusinstalacionesylapuestaenmarcha.Conectarlascargaslocales.Energizarloscircuitosdeinterconexin.Llegaraotrascentraleselctricasycargas.Restablecerprogresivamenteelsuministroalamayorcantidaddeusuarios.Considerarlasprioridadespreestablecidas.

Sedebedisponerdelcontroladecuadodetensinyfrecuenciaparapermitirlasincronizacindelosgruposdegeneracin.

Estudiosparalaformacindeislasyarranqueennegro:Identificarlasislaselctricasfactiblesdepermanecerequilibradasenpotenciaactivayreactivaantecontingenciasgraves.Definirlosautomatismosysistemasderegulacinnecesariosparalaseparacinenislas.Evaluarelcomportamientodinmicodecadaislaelctricaverificandolapermanenciaenserviciodelosgeneradoresylarestitucindelastensionesylafrecuenciaavaloresadmisiblesyestacionariamenteestables(estabilidaddefrecuencia).Determinarelequipamientorequeridoylascomunicacionesnecesariasparahabilitarodeshabilitaraperturasdeinterruptoresenformaautomtica.Identificarlosgeneradoresque,anteelcolapsototaloparcial,puedanpermanecerenservicioalimentandosolamentesusserviciosauxiliares.IdentificarlosgeneradoresquecuentanconinstalacionesdeArranqueenNegrooaquellosquepodrancontarconellasparaunmsefectivorestablecimientodelsistemainterconectado.ESTABILIDADENSISTEMASELCTRICOSDEPOTENCIAEstabilidaddefrecuenciaReferencia:PowerSystemStabilityandControlPrabhaKundurIEE-UNSJArgentinaIng.D.G.ColomEF-28

Paraelloesnecesariorealizar:

Estudiosdesistemaselctricosdepotenciaenestadoestacionarioydeestabilidadantegrandesperturbaciones.

AnlisisydiseodeSistemasde:ControldeSobrefrecuencia/Subfrecuencia,ControldeTensinenlasIslasElctricas,

Ensayosdelsistemaelctricoydelosgeneradores.

Elaboracindeesquemasdecorteautomticodecargasporsubfrecuenciaydedesconexindegeneradores,lneas,cablesyelementosdecompensacindelared.

Instalacindesistemasdecomunicaciones.

InstalacindesistemasPLC/SCADA.

HabilitacindeInstalacionesdeArranqueenNegroexistentes

EstudiosdeconfiabilidaddelasInstalacionesdeArranqueenNegroydelasInstalacionesparaFormacindeIslas.

Ejemplo:ArranqueennegrocentralhidroelctricaCacheuta

LasinstalacionesdearranqueennegrodelacentralCacheuta(4x37.5MVA)estndiseadasparalograrunarranqueconfiable,seguroyrpidoencasosdecolapsoparcialototal.

Sistemaenestadodecolapsototal(Black-out)oparcialenlaregindelacentral,suministroexternonodisponible,barrasdeserviciosauxiliaressintensin:

Arranqueennegroatravsdelgrupogeneradordieselde650kVAinstaladoenlacentral,elcualestprovistodeunsistemadearranqueautomticoquepermitedisponerrpidamentedeenergaparalosserviciosauxiliares.

Elgrupodieseltienelasuficientecapacidadcomoparaarrancarlosserviciosauxiliaresdeunadelascuatrounidadesyalimentardeterminadosserviciosesencialesdelacentral.


Disponibilidaddedosbancosdebaterasde500A-hconuntiempodedescargade10hquealimentanlailuminacindeemergenciaparacasosdecortedeenergaimprevistos.

Apartirdelapuestaenmarchadelgrupodieselesposiblearrancarunadelasunidadesdegeneracinyprocederasuconexinalsistema.

Unavezquelaunidadingresaenredyseverificaelestadonormaldelosserviciosauxiliaresalimentadosdesdelamisma,seproducelaparadadelgrupodiesel.

Referencias:

TrabajosaRealizarporlosAgentesdelMEMparaelProyectodeIslasyArranqueenNegro.ProcedimientoTcnicoNro10deCAMMESA,Argentina.

TrabajosaRealizarporlosAgentesdelMEMparaelProyectodeIslasyArranqueenNegro.FaseI.ProcedimientoTcnicoNro16deCAMMESA,Argentina.

ArranqueennegrocentralhidroelctricaCacheuta.Manualdeoperacindescriptivobsico.P.Mercadoycoautores.ReporteinternoIEE-UNSJ,2002.


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EstabilidadFrecuencia_1