Sistemas De Potencia
Páginas: 253 (63124 palabras)
Publicado: 3 de diciembre de 2012
ANÁLISIS DE
SISTEMAS DE
POTENCIA
UNIVERSIDAD
TECNOLOGICA DE PEREIRA
FACULTAD DE INGENIERIA ELECTRICA
Ing. Alvaro Acosta Montoya
http://fiee.zoomblog.com
i
TABLA DE CONTENIDO
TABLA DE CONTENIDO
i
LISTA DE FIGURAS
ix
LISTA DE TABLAS
xiv
Prefacio
xvii
Capítulo 1 REPRESENTACIÓN DE SISTEMAS ELÉCTRICOS DE
POTENCIA
1.1 OBJETIVOS
PARTE I
1
1
SISTEMASMONOFÁSICOS
3
1.2 CIRCUITO EQUIVALENTE DE LOS PRINCIPALES
COMPONENTES
3
1.3 INTERPRETACIÓN DE DATOS DE PLACA
6
1.3.1 EJEMPLO 1.1
7
1.4 DEFINICIÓN DE VALORES POR UNIDAD
8
1.5 JUSTIFICACIÓN Y VENTAJAS DE LOS VALORES EN TANTO
POR UNO
9
1.5.1 EJEMPLO 1.2
11
1.6 CAMBIO DE BASE
13
PARTE II SISTEMAS TRIFÁSICOS
15
1.7 DIAGRAMA UNIFILAR
15
1.8SELECCIÓN DE BASES
16
1.9 INTERPRETACIÓN DE DATOS DE PLACA
17
1.9.1 EJEMPLO 1.3
Alvaro Acosta Montoya
18
Facultad de Ingeniería Eléctrica
http://fiee.zoomblog.com
UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PEREIRA
ii
BIBLIOGRAFÍA
22
Apéndice A Independencia entre la Conexión del Transfo Trifásico ...
23
A.1 OBJETIVO
23
A.2 NOTACIÓN
23
A.3 DEMOSTRACIÓN
24Apéndice B ACOPLE ENTRE SISTEMAS DE DIFERENTE VOLTAJE
NOMINAL
27
B.1 OBJETIVO
27
B.2 INTRODUCCIÓN
27
B.3 DERIVACIÓN
27
Apéndice C TRANSFORMADORES DE TRES DEVANADOS POR FASE
31
C.1 SENTIDO DENTRO DEL CONJUNTO
31
C.2 OBJETIVOS
32
C.3 SUPOSICIONES
32
C.4 ENSAYOS
34
C.5 EJEMPLO 1
39
TRANSFORMADORES TRIFASICOS
41
BIBLIOGRAFÍA
45Capítulo 2 CONSIDERACIONES OPERACIONALES
47
2.1 OBJETIVOS
47
2.2 EL CONCEPTO DE POTENCIA ACTIVA Y REACTIVA
47
2.2.1 TRANSMISIÓN MONOFÁSICA
47
2.2.2 EJERCICIO
50
2.2.3 TRANSMISIÓN TRIFÁSICA
50
2.2.4 EL CONCEPTO DE POTENCIA COMPLEJA
52
UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PEREIRA
Facultad de Ingeniería Eléctrica
http://fiee.zoomblog.com
Alvaro Acosta M. iii
2.3 OBJETIVOS DEL SISTEMA ELÉCTRICO DE POTENCIA
53
2.4 ESTRUCTURA
53
2.4.1 SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN
54
2.4.2 SISTEMA DE SUBTRANSMISIÓN
54
2.4.3 SISTEMA DE TRANSMISIÓN
54
2.5 CARACTERÍSTICAS DE LAS CARGAS
55
2.5.1 DEPENDENCIA DEL VOLTAJE Y LA FRECUENCIA
55
2.6 BALANCE DE POTENCIA REAL Y SU EFECTO EN LA FREC...
57
2.6.1 FUNDAMENTOS BÁSICOS DEFUNCIONAMIENTO DEL
GENERADOR SÍNCRONO.
59
2.6.2 PERTURBACIONES BALANCEADAS EN EL SISTEMA
60
2.7 EFECTO DE LA POTENCIA ACTIVA Y REACTIVA EN EL
VOLTAJE
61
2.7.1 RESUMEN
61
2.7.2 INTRODUCCIÓN
61
2.7.3 NOTACIÓN
61
2.7.4 EXPRESIONES BÁSICAS
62
2.7.5 CONCLUSIONES
66
2.8 ESTABILIDAD
68
2.9 CUESTIONES DE SEGURIDAD, COSTO Y CONFIABILIDAD
69BIBLIOGRAFÍA
70
Capítulo 3 ANÁLISIS EN CONDICIONES DE EQUILIBRIO Y
SIMETRÍA
71
3.1 OBJETIVOS
71
3.2 FORMULACIÓN CIRCUITAL
71
3.3 INTERPRETACIÓN CIRCUITAL DE LOS ELEMENTOS DE LA
MATRIZ...
76
3.4 CONDICIONES BALANCEADAS: ECUACIÓN GENE-RAL NO
Alvaro Acosta Montoya
Facultad de Ingeniería Eléctrica
http://fiee.zoomblog.com
UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PEREIRA
ivLINEAL
77
3.4.1 ALGORITMO 3.1 PARA CONSTRUIR LA MATRIZ
ADMITANCIA DE NODOS
77
3.5 DEFINICIÓN DEL PROBLEMA DE FLUJOS DE POTENCIA
79
3.5.1 CLASIFICACIÓN DE LAS VARIABLES DEL SISTEMA
79
3.5.2 DILEMA BÁSICO
80
3.5.3 LÍMITES PRÁCTICOS DE LAS VARIABLES DE ESTADO
81
3.5.4 LÍMITES PRÁCTICOS DE LAS VARIABLES
INDEPENDIENTES O DE CONTROL
81
3.5.5 ETAPAS DELPROBLEMA DE FLUJOS DE CARGA
82
3.6 ASPECTOS COMPUTACIONALES DEL PROBLEMA DE
FLUJOS DE CARGA
82
3.7 MÉTODO DE GAUSS
83
3.7.1 UNA ECUACIÓN NO LINEAL CON UNA INCÓGNITA
f (x) = 0
83
~x
3.7.2 CONJUNTO DE ECUACIONES NO LINEALES f (~ ) = ~
0
84
3.8 MÉTODO DE GAUSS-SEIDEL
86
3.8.1 DESCRIPCIÓN
86
3.8.2 APLICACIÓN DEL FACTOR DE ACELERACIÓN
87
3.8.3 ALGORITMO...
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POTENCIA
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ix
LISTA DE TABLAS
xiv
Prefacio
xvii
Capítulo 1 REPRESENTACIÓN DE SISTEMAS ELÉCTRICOS DE
POTENCIA
1.1 OBJETIVOS
PARTE I
1
1
SISTEMASMONOFÁSICOS
3
1.2 CIRCUITO EQUIVALENTE DE LOS PRINCIPALES
COMPONENTES
3
1.3 INTERPRETACIÓN DE DATOS DE PLACA
6
1.3.1 EJEMPLO 1.1
7
1.4 DEFINICIÓN DE VALORES POR UNIDAD
8
1.5 JUSTIFICACIÓN Y VENTAJAS DE LOS VALORES EN TANTO
POR UNO
9
1.5.1 EJEMPLO 1.2
11
1.6 CAMBIO DE BASE
13
PARTE II SISTEMAS TRIFÁSICOS
15
1.7 DIAGRAMA UNIFILAR
15
1.8SELECCIÓN DE BASES
16
1.9 INTERPRETACIÓN DE DATOS DE PLACA
17
1.9.1 EJEMPLO 1.3
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ii
BIBLIOGRAFÍA
22
Apéndice A Independencia entre la Conexión del Transfo Trifásico ...
23
A.1 OBJETIVO
23
A.2 NOTACIÓN
23
A.3 DEMOSTRACIÓN
24Apéndice B ACOPLE ENTRE SISTEMAS DE DIFERENTE VOLTAJE
NOMINAL
27
B.1 OBJETIVO
27
B.2 INTRODUCCIÓN
27
B.3 DERIVACIÓN
27
Apéndice C TRANSFORMADORES DE TRES DEVANADOS POR FASE
31
C.1 SENTIDO DENTRO DEL CONJUNTO
31
C.2 OBJETIVOS
32
C.3 SUPOSICIONES
32
C.4 ENSAYOS
34
C.5 EJEMPLO 1
39
TRANSFORMADORES TRIFASICOS
41
BIBLIOGRAFÍA
45Capítulo 2 CONSIDERACIONES OPERACIONALES
47
2.1 OBJETIVOS
47
2.2 EL CONCEPTO DE POTENCIA ACTIVA Y REACTIVA
47
2.2.1 TRANSMISIÓN MONOFÁSICA
47
2.2.2 EJERCICIO
50
2.2.3 TRANSMISIÓN TRIFÁSICA
50
2.2.4 EL CONCEPTO DE POTENCIA COMPLEJA
52
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2.3 OBJETIVOS DEL SISTEMA ELÉCTRICO DE POTENCIA
53
2.4 ESTRUCTURA
53
2.4.1 SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN
54
2.4.2 SISTEMA DE SUBTRANSMISIÓN
54
2.4.3 SISTEMA DE TRANSMISIÓN
54
2.5 CARACTERÍSTICAS DE LAS CARGAS
55
2.5.1 DEPENDENCIA DEL VOLTAJE Y LA FRECUENCIA
55
2.6 BALANCE DE POTENCIA REAL Y SU EFECTO EN LA FREC...
57
2.6.1 FUNDAMENTOS BÁSICOS DEFUNCIONAMIENTO DEL
GENERADOR SÍNCRONO.
59
2.6.2 PERTURBACIONES BALANCEADAS EN EL SISTEMA
60
2.7 EFECTO DE LA POTENCIA ACTIVA Y REACTIVA EN EL
VOLTAJE
61
2.7.1 RESUMEN
61
2.7.2 INTRODUCCIÓN
61
2.7.3 NOTACIÓN
61
2.7.4 EXPRESIONES BÁSICAS
62
2.7.5 CONCLUSIONES
66
2.8 ESTABILIDAD
68
2.9 CUESTIONES DE SEGURIDAD, COSTO Y CONFIABILIDAD
69BIBLIOGRAFÍA
70
Capítulo 3 ANÁLISIS EN CONDICIONES DE EQUILIBRIO Y
SIMETRÍA
71
3.1 OBJETIVOS
71
3.2 FORMULACIÓN CIRCUITAL
71
3.3 INTERPRETACIÓN CIRCUITAL DE LOS ELEMENTOS DE LA
MATRIZ...
76
3.4 CONDICIONES BALANCEADAS: ECUACIÓN GENE-RAL NO
Alvaro Acosta Montoya
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ivLINEAL
77
3.4.1 ALGORITMO 3.1 PARA CONSTRUIR LA MATRIZ
ADMITANCIA DE NODOS
77
3.5 DEFINICIÓN DEL PROBLEMA DE FLUJOS DE POTENCIA
79
3.5.1 CLASIFICACIÓN DE LAS VARIABLES DEL SISTEMA
79
3.5.2 DILEMA BÁSICO
80
3.5.3 LÍMITES PRÁCTICOS DE LAS VARIABLES DE ESTADO
81
3.5.4 LÍMITES PRÁCTICOS DE LAS VARIABLES
INDEPENDIENTES O DE CONTROL
81
3.5.5 ETAPAS DELPROBLEMA DE FLUJOS DE CARGA
82
3.6 ASPECTOS COMPUTACIONALES DEL PROBLEMA DE
FLUJOS DE CARGA
82
3.7 MÉTODO DE GAUSS
83
3.7.1 UNA ECUACIÓN NO LINEAL CON UNA INCÓGNITA
f (x) = 0
83
~x
3.7.2 CONJUNTO DE ECUACIONES NO LINEALES f (~ ) = ~
0
84
3.8 MÉTODO DE GAUSS-SEIDEL
86
3.8.1 DESCRIPCIÓN
86
3.8.2 APLICACIÓN DEL FACTOR DE ACELERACIÓN
87
3.8.3 ALGORITMO...
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