Simulación del efecto del gobernador de la turbina cuando un disturbio sucede en el sistema

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Departamento académico

Ingeniería Eléctrica y Electrónica

Carrera

Ingeniería Eléctrica
Materia

Sistemas de Potencia II
MAESTRO

Ing. J. Echeverría Flores

Trabajo de Investigación “Simulación del efecto del gobernador de la turbina cuando un disturbio sucede en el sistema”
Alumno Ángel Gabriel Estrada Chablé Héctor Miguel Carvajal Cuc Pech Chim Ángel David Fecha de entregaMiércoles 26 de Abril de 2010

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Tabla de contenido
I. II. III. IV. V. INTRODUCCIÓN ............................................................................................................................... 3 DESCRIPCIÓN DE LOS ELEMENTOS UTILIZADOS EN LA SIMULACIÓN EN EL SOFTWARE SIMULINK R2009a .......... 8 DESARROLLO DE LA SIMULACIÓN.................................................................................................. 21 CONCLUSIONES ......................................................................................................................... 24 REFERENCIAS ................................................................................................................................ 25

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I.

INTRODUCCIÓN

Simulink es una aplicación quepermite construir y simular modelos de sistemas físicos y sistemas de control mediante diagramas de bloques. El comportamiento de dichos sistemas se define mediante funciones de transferencia, operaciones matemáticas, elementos de Matlab y señales predefinidas de todo tipo. Simulink dispone de una serie de utilidades que facilitan la visualización, análisis y guardado de los resultados desimulación. Simulink se emplea profusamente en ingeniería de control. Simulink es una herramienta de gran utilidad para la simulación de sistemas dinámicos. Principalmente, se trata de un entorno de trabajo gráfico, en el que se especifican las partes de un sistema y su interconexión en forma de diagrama de bloques. Conviene destacar que contiene cómodas utilidades de visualización y almacenamiento deresultados de simulación [1]. Con el fin de mantener la estabilidad de un sistema de potencia, sistemas de control automáticos son usados extensivamente. Controles locales son empleados en las unidades turbina-generador y también en los buses de voltaje controlado [2]. En la Figura 1 se muestra los controles básicos de un conjunto turbina-generador de vapor. El regulador de voltaje ajusta la salida depotencia del excitador para controlar la magnitud de la tensión en terminales del generador Vt. Esto es, cuando se incrementa el voltaje de referencia Vref, el voltaje de salida del regulador VR provoca un aumento en el voltaje del excitador Efd el cual se aplica al devanado de campo del generador para incrementar su voltaje en terminales. El gobernador de la turbina ajusta la posición de laválvula de vapor para controlar la potencia mecánica de salida de la turbina Pm. Cuando se aumenta el valor de la potencia de referencia Pref el gobernador acciona la válvula de vapor abriéndola para incrementar la potencia mecánica. El gobernador monitorea también la velocidad del rotor ωm para utilizarla como una señal de retroalimentación y de esa manera controlar el balance entre la potenciamecánica aplicada a la flecha y la potencia eléctrica entregada al sistema por el generador [3]. Para mantener la estabilidad y un flujo de potencia óptimo al menor costo, en un sistema de potencia, a cada grupo turbina-generador se le instala un lazo de control de frecuencia de carga (LFC) y un lazo regulador de voltaje automático (AVR). Si una perturbación no provoca la pérdida de sincronismo en elsistema, la acción de los controles de generación ayudará a corregir las desviaciones de frecuencia. El departamento de control central monitorea la frecuencia del área, las salidas de las unidades generadoras, y los flujos de potencia que existen en las líneas interconectadas. Esta información es utilizada por el

4 LFC con el fin de mantener la frecuencia en su valor programado (60 Hz) así...