estabilidad transitoria
Páginas: 7 (1520 palabras)
Publicado: 9 de diciembre de 2013
El Problema de Estabilidad
El problema de la estabilidad en un sistema de potencia tiene su matriz en el generador. Un generador puede alimentar, y de hecho alimenta a todas las cargas (en su mayoría motores). Cuando el generador experimenta variaciones en su velocidad o cambios en el torque, produce oscilaciones en su velocidad, lo que significa, eléctricamente, variaciones en su voltaje y sufrecuencia. Al variar estos parámetros, como el generador alimenta a los motores, éstos experimentarán los efectos: pérdida de sincronía. Se usan generalmente turbinas para reducir el problema de las oscilaciones.
El hecho está en que se debe mantener el sincronismo entre las diferentes partes del SEP.
Los estudios de estabilidad evalúan el impacto de disturbios en el comportamientoelectromecánico de los sistemas de potencia. Se dividen en dos grupos:
Transitorios
De Estado Estable
Los estudios de estabilidad transitoria son modelos extensivos, ya que los SEP son grandes, muy interconectados, y con muchas máquinas. En este tipo de estudios se usan métodos iterativos para su análisis matemático.
Un SEP está en estado estable si sus cantidades físicas se consideran constantespara su análisis. Un SEP en estado estable experimenta un disturbio cuando:
Ocurre un cambio repentino
Ocurre una secuencia de cambios en uno o más parámetros
Un disturbio, es grande o pequeño:
Disturbio grande: fallas en sistemas de transmisión, cambios repentinos de carga, pérdidas de unidades generadoras, maniobras en las líneas
Disturbio pequeño: cambio en la ganancia de un reguladorautomático en el voltaje en la excitación de una gran unidad generadora
Estos estudios son menores que los estudios de estabilidad transitoria, porque involucran una sola unidad generadora conectada a una barra infinita.
En cambio, los estudios de estabilidad transitoria involucran disturbios grandes. Los sistemas de excitación y de control del gobernador de la turbina se representan o no en el modelodependiendo del objetivo.
La finalidad de un estudio de estabilidad es finalmente determinar si los rotores de las máquinas que están siendo perturbadas regresan a una operación con velocidad constante.
Para los estudios de estabilidad, se supondrán 3 puntos o aproximaciones en el análisis:
1. Se consideran sólo corrientes y voltajes de frecuencia sincrónica en los devanados del estator y enel SEP.
2. Se usan componentes simétricas para fallas desbalanceadas.
3. El voltaje generado no se afecta por variación de velocidad en la máquina.
Para estos estudios, generalmente se consideran fallas trifásicas balanceadas.
Dinámica del rotor y ecuación de oscilación
Establecemos primero las ecuaciones que definen posteriormente ciertos criterios de estabilidad:“aceleración angular”
“desplazamiento angular del rotor”
En el caso del generador, los valores de Tm como de Te son positivos
Tm tiende a acelerar el rotor en la dirección de
En estado estable, Tm=Te, por lo tanto, Ta=0, por lo tanto, tenemos velocidad constante (a la velocidad sincrónica). Por ende, decimos que el generador está en sincronismo con las otras máquinas.
Establecemosuna ecuación en donde se insertará el desplazamiento angular del rotor :
“velocidad sincrónica”
De esta expresión obtenemos:
M “momento angular del rotor”
Definición de la constante “H”
Se define como el cociente entre la energía cinética almacenada (MJ) en una máquina a velocidad sincrónica y los MVA de la máquina.
De esta relación se llega a las siguientes expresiones dela ecuación de oscilación:
A través de estas expresiones se puede establecer una curva de oscilación. Esto mostrará si las máquinas permanecen en sincronismo después del disturbio.
En el caso de que haya muchas máquinas sincrónicas, se establece una base común; esto se expresa aquí:
Para dos generadores conectados a la misma barra:
Se tiene:
En donde H = H1 + H2, Pm...
El problema de la estabilidad en un sistema de potencia tiene su matriz en el generador. Un generador puede alimentar, y de hecho alimenta a todas las cargas (en su mayoría motores). Cuando el generador experimenta variaciones en su velocidad o cambios en el torque, produce oscilaciones en su velocidad, lo que significa, eléctricamente, variaciones en su voltaje y sufrecuencia. Al variar estos parámetros, como el generador alimenta a los motores, éstos experimentarán los efectos: pérdida de sincronía. Se usan generalmente turbinas para reducir el problema de las oscilaciones.
El hecho está en que se debe mantener el sincronismo entre las diferentes partes del SEP.
Los estudios de estabilidad evalúan el impacto de disturbios en el comportamientoelectromecánico de los sistemas de potencia. Se dividen en dos grupos:
Transitorios
De Estado Estable
Los estudios de estabilidad transitoria son modelos extensivos, ya que los SEP son grandes, muy interconectados, y con muchas máquinas. En este tipo de estudios se usan métodos iterativos para su análisis matemático.
Un SEP está en estado estable si sus cantidades físicas se consideran constantespara su análisis. Un SEP en estado estable experimenta un disturbio cuando:
Ocurre un cambio repentino
Ocurre una secuencia de cambios en uno o más parámetros
Un disturbio, es grande o pequeño:
Disturbio grande: fallas en sistemas de transmisión, cambios repentinos de carga, pérdidas de unidades generadoras, maniobras en las líneas
Disturbio pequeño: cambio en la ganancia de un reguladorautomático en el voltaje en la excitación de una gran unidad generadora
Estos estudios son menores que los estudios de estabilidad transitoria, porque involucran una sola unidad generadora conectada a una barra infinita.
En cambio, los estudios de estabilidad transitoria involucran disturbios grandes. Los sistemas de excitación y de control del gobernador de la turbina se representan o no en el modelodependiendo del objetivo.
La finalidad de un estudio de estabilidad es finalmente determinar si los rotores de las máquinas que están siendo perturbadas regresan a una operación con velocidad constante.
Para los estudios de estabilidad, se supondrán 3 puntos o aproximaciones en el análisis:
1. Se consideran sólo corrientes y voltajes de frecuencia sincrónica en los devanados del estator y enel SEP.
2. Se usan componentes simétricas para fallas desbalanceadas.
3. El voltaje generado no se afecta por variación de velocidad en la máquina.
Para estos estudios, generalmente se consideran fallas trifásicas balanceadas.
Dinámica del rotor y ecuación de oscilación
Establecemos primero las ecuaciones que definen posteriormente ciertos criterios de estabilidad:“aceleración angular”
“desplazamiento angular del rotor”
En el caso del generador, los valores de Tm como de Te son positivos
Tm tiende a acelerar el rotor en la dirección de
En estado estable, Tm=Te, por lo tanto, Ta=0, por lo tanto, tenemos velocidad constante (a la velocidad sincrónica). Por ende, decimos que el generador está en sincronismo con las otras máquinas.
Establecemosuna ecuación en donde se insertará el desplazamiento angular del rotor :
“velocidad sincrónica”
De esta expresión obtenemos:
M “momento angular del rotor”
Definición de la constante “H”
Se define como el cociente entre la energía cinética almacenada (MJ) en una máquina a velocidad sincrónica y los MVA de la máquina.
De esta relación se llega a las siguientes expresiones dela ecuación de oscilación:
A través de estas expresiones se puede establecer una curva de oscilación. Esto mostrará si las máquinas permanecen en sincronismo después del disturbio.
En el caso de que haya muchas máquinas sincrónicas, se establece una base común; esto se expresa aquí:
Para dos generadores conectados a la misma barra:
Se tiene:
En donde H = H1 + H2, Pm...
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