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LABORATORIO N03
SOFTWARE DE INGENIERA I APLICADO A PROTECCIN DE SISTEMAS
ELCTRICOS DE POTENCIA
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L3: SOFTWARE DE INGENIERA APLICADO A PROTECCIN DE SISTEMAS
ELCTRICOS DE POTENCIA.
1) OBJETIVOS:
a) Emplear software ASPEN ONE LINER en el clculo y anlisis
fasorial de
cortocircuitos en sistema elctrico de potencia.
b) Uso del mdulo de selectividad del software NEPLAN, para
reconocer las
caractersticas de los ajustes de rels de sobrecorriente: mdulos
51P y
50P.
c) Interpretar las caractersticas tcnicas del rel dadas por el
fabricante.
2) EQUIPOS Y MATERIALES: a) Software acadmico Aspen One
Liner.
b) Software acadmico NEPLAN.
3) INTRODUCCIN.
Estudio de cortocircuitos.
En que consiste el estudio de cortocircuitos?
El Estudio de Cortocircuitos consiste en obtener la impedancia
total en un
punto de un Sistema Elctrico en donde se simular una prdida de
aislamiento
en alguno de los alimentadores.
Este valor de impedancia permitir conocer la magnitud de la
corriente cuando
se presenta cualquiera de las siguientes fallas:
Cortocircuito trifsico
Cortocircuito lnea a lnea
Cortocircuito lnea a tierra
Cortocircuito doble lnea a tierra
Justificacin. El Estudio de Cortocircuito tiene un impacto
directo sobre la Seguridad
Elctrica y la produccin continua en la planta. Una combinacin de
nivel de
Cortocircuito elevado y una mala seleccin de las capacidades de
interrupcin
de los interruptores, puede desatar una explosin y amago de
incendio en caso
de que se llegase a presentar una prdida de aislamiento en el
Sistema
Elctrico.
De acuerdo a las normas sobre Instalaciones, Suministro y Uso de
la Energa
Elctrica Todos los equipos destinados a interrumpir corrientes
de falla deben
tener una capacidad interruptiva nominal suficiente para la
tensin nominal del
sistema y la corriente disponible en sus terminales de
entrada.... Adems es
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requisito indispensable tener este Estudio actualizado en las
auditorias de la
certificacin ISO 14000.
Estudio de corto circuito requerimientos. Para elaborar el
Estudio de Cortocircuito ser necesario tener actualizado el
diagrama unifilar del Sistema Elctrico con los siguientes
datos:
a) Parmetros elctricos de lneas y cables (resistencia,
reactancia, longitud).
En el caso de cables opcionalmente se debera tener calibre y
longitudes de
cables.
b) Datos de transformadores.
c) Datos de Motores.
d) Potencia de Cortocircuito en el punto de alimentacin.
e) Tipo de canalizaciones.
Estudio de coordinacin de protecciones
En que consiste el estudio de coordinacin de protecciones? El
Estudio de Coordinacin de Protecciones consiste en realizar el
esquema de
protecciones contra sobrecorrientes del Sistema Elctrico. En ste
se
representa grficamente el comportamiento de la corriente de
operacin de las
protecciones en funcin del tiempo. Cada dispositivo tienes una
grfica de
tiempo corriente que en algunos casos puede ser fija y en otras
ajustable, con
esto se busca lograr la mxima proteccin sin que se traslapen las
curvas de
operacin de las protecciones, en otras palabras, que las fallas
de
sobrecorrientes sean aisladas por la proteccin inmediata y no se
pierda
continuidad en todo el sistema.
JUSTIFICACIN El Estudio de Coordinacin de Protecciones tiene un
impacto directo sobre la
Seguridad Elctrica y la Produccin continua en la planta. En caso
de
presentarse una falla por sobrecorrientes, la proteccin deber
operar
inmediatamente antes de que los cables o los equipos se daen y
se provoque un
amago de incendio. El dispositivo que protege al circuito
fallado deber aislar la
falla sin que las otras protecciones tengan que dispararse.
De acuerdo a la normas sobre Instalaciones, Suministro y Uso de
la Energa
Elctrica ... Deben coordinarse de tal manera que permita a los
dispositivos de
proteccin contra circuitos, eliminar una falla sin que ocurran
daos que se
extiendan a los componentes elctricos del mismo.... Adems es
requisito
indispensable tener este Estudio actualizado en las auditorias
de la
certificacin ISO 14000.
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REQUERIMIENTOS Para elaborar el Estudio de Coordinacin de
protecciones ser necesario tener
actualizado el diagrama unifilar del Sistema Elctrico con los
modelos y
capacidades de todas los dispositivos de proteccin contra
sobrecorrientes.
PLATAFORMA Y ESTANDARES El Estudio de Coordinacin de
Protecciones deber ser realizado con el
Software Especializado de Ingeniera Elctrica, como es el caso de
los
software DIGSILENT, ETAP, NEPLAN, ASPEN ONE LINER, CAPE,
CYMTCC,
entre otros.
4) DESARROLLO: a) ASPEN ONE LINER
Clculo de fallas empleando ASPEN ONE LINER.
Elaborar el diagrama unifilar del sistema elctrico mostrado y
considerar lo
siguiente:
Los parmetros de impedancia expresados en por unidad han sido
calculados
tomando como valores base, 100 MVA y 13,8kV en la barra de
generacin.
Considerando una falla en la barra 2, calcular niveles de falla
de tensin y
corriente para los tipos de falla siguientes:
i) Falla trifsica.
ii) Falla monofsica a tierra.
iii) Falla bifsica.
iv) Falla bifsica a tierra.
Nota: Considerar que la tensin previa a la falla es de 1,05
p.u.
Resultados mnimos a obtener:
a) Corrientes en el punto de falla, valores de lnea y en
componentes
simtricas.
b) Contribucin de cada una de las fuentes al punto de falla.
Obtener el
diagrama fasorial de corrientes y tensiones y analizar.
c) Niveles de tensin en cada barra con la falla presente.
Obtener el
diagrama fasorial de tensiones y analizar los mismos.
d) Elaborar un diagrama multifilar y analizar el flujo de
corriente debido a
la falla en cada lnea, del motor, transformador (lado de alta y
baja) y
por los neutros. Determinar el factor de relacin existente entre
los
valores primario y secundario del transformador. Como
referencia
observe las figuras del Anexo 1.
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5) CUESTIONARIO a) Reconocer cinco ventajas del clculo de fallas
empleando el ASPEN ONE
LINER. b) Es posible considerar la resistencia de falla en el
clculo de fallas a tierra? c) Cmo influye el grupo de conexin de
los transformadores de potencia en
los clculos de fallas a tierra? d) Las fallas desbalanceadas
afectan al desfasaje de las tensiones y
corrientes de fase y de lnea? Analizar una de ellas. e) Se puede
calcular fallas a tierra en un determinado punto de la lnea de
transmisin, por ejemplo al 80% de la lnea visto desde una
barra?
Muestre una aplicacin. 6) CONCLUSIONES.
a) Elaborar mnimo 3 conclusiones como mnimo por el empleo del
software ASPEN ONE LINER.
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ANEXO 1
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