Simulador de Subestaciones Eléctricas Transformadoras

Manual de usuarioLuis Alfonso Llorente Hernández

Mayo 1.999

Manual de usuario

ÍNDICE

1.- Instalación del programa .......... 3

2.- Descripción del programa .......... 5

3.- Prácticas .......... 93.1.- Regulación .............. 93.2.- Puesta en servicio de líneas y transformadores .............. 123.3.- Simulación de fallos .............. 14

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1.- Instalación del programa

Los requisitos necesarios para el correcto funcionamiento del programa Simulador subestaciones son los siguientes:

- CPU 486 con coprocesador, PENTIUM o superior- 8 Mb de memoria RAM mínima- Tarjeta gráfica SVGA configurada en 800× 600 pixels- Windows 95/98 ó NT

Una vez comprobado que el ordenador cumple los requerimientos anteriores, podemos instalar el programa introduciendo el disco de instalación en la unidad flexible y seleccionar Setup. Aparecerá la siguiente pantalla, que nos permitirá modificar el directorio donde se copiarán los programas. (Por defecto C:\Archivos de Programa\Simsub).

Una vez que tecleamos la opción de Finalizar, se copiarán los ficheros al disco duro. Este manual también se copiará en el directorio correspondiente.

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Posteriormente habrá que instalar el Run-Time Engine de LabVIEW, para poder ejecutar este programa, como indica la siguiente figura.

Si la instalación se ejecuta correctamente, aparecerá una pantalla como la siguiente:

Se creará un grupo de programas (Simulador) con el ejecutable principal (Simsub.EXE).

Para desinstalar la aplicación, deberemos hacerlo desde la opción Agregar o quitar programas del PANEL DE CONTROL.

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2.- Descripción del programa

El funcionamiento del programa se hará a través del programa Simsub.EXE (Se ejecutará desde el menú Inicio → Programas → Simulación → Simsub), con lo que aparecerá la pantalla principal.

En ella podremos seleccionar entre:

Ver los diferentes tipos de estaciones transformadoras.

Usar el simulador.

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Si seleccionamos ver los diferentes tipos de estaciones, entraremos en una pantalla que nos muestra las estaciones que tiene el programa:

Éstas tienen a la derecha un icono que pinchando sobre él nos mostrará la estación y una breve explicación de la misma. Para salir de esta pantalla sólo tenemos que pulsar el icono de salida marcado con una “X” y volveremos a la pantalla de selección de estaciones transformadoras:

Para volver a la pantalla inicial deberemos pulsar el botón de “Volver”, con lo que regresamos a la pantalla principal.

Si lo que queremos es usar el simulador deberemos pinchar sobre el botón de uso del simulador y entraremos en una pantalla donde podremos seleccionar los datos iniciales de esta aplicación, el programa trae unos datos determinados si seleccionamos el menú de opciones que trae esta pantalla, una vez hecha la selección de datos pasamos a la pantalla de simulación pulsando el botón donde pone “Siguiente”, donde pasaremos a la pantalla de simulación.

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En la pantalla de simulación podemos hacer todas las operaciones que se pueden realizar en una estación transformadora de verdad, para ello podemos seleccionar las operaciones en el menú de MANIOBRAS, en este menú tenemos a nuestra disposición todas aquellas operaciones que hay en la subestación (poner en servicio una línea o un transformador…), y alguno de los fallos que pueden ocurrir en la estación (sobretensiones en la entrada..). La subestación seleccionada es una subestación con dos líneas de entrada unidas en una barra partida por un interruptor de acoplamiento, dos bancos de transformación idénticos de 66-22 KV, un juego de dos barras de salida unidas por un interruptor, y seis salidas, tres para cada barra, con dos baterías de condensadores, una para cada juego de salidas.

En el otro menú que tenemos, el de CALCULOS, se nos muestra aquellas operaciones que realiza la estación como son la regulación y la potencia de compensación, en ellas nos aparece sus valores, los resultados y una breve explicación de cómo se han hallado.

Durante todas las operaciones que se van realizando la ventana de información nos va dando unas referencias de los pasos que se han realizado y de aquellos que están en curso, si queremos saber el estado de las alarmas de los transformadores, tenemos la posibilidad de obtener esta información pinchando sobre los iconos de ESTADO DE TRAFO 1 y ESTADO DE TRAFO 2 donde se nos indican las diferentes alarmas, y el estado en que se encuentran, en verde no hay peligro, en amarillo hay peligro, y en rojo el transformador ha quedado fuera de servicio por esta alarma. En el caso de querer eliminar una alarma solo deberemos usar el botón de REPARACION.

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El simulador es totalmente interactivo, es decir, todos los elementos podemos manejarlos manualmente pinchando sobre ellos, pero teniendo en cuenta las mínimas normas de seguridad para su uso, como pueden ser no manipular un seccionador si su interruptor esta cerrado, etc.

En el caso de querer salir de la simulación tenemos un botón de PARADA, que nos pasa a la pantalla de datos iniciales, si queremos hacer otra simulación, y en le caso

de querer salir definitivamente, podemos, desde la pantalla de DATOS INICIALES, pulsar el botón de ATRÁS, para volver a la pantalla inicial.

Para salir definitivamente de la aplicación podemos pulsar el botón de CERRAR EL PROGRAMA, saliendo de la simulación devolviéndonos al escritorio de Windows.

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3.- Prácticas

3.1.- Regulación

En esta practica vamos a ver lo que es la regulación de un transformador y para que sirve y también como varía este parámetro dependiendo de los valores que le vayamos dando.

La regulación se utiliza par mantener constante la tensión de salida de los transformadores, se basa en la relación entre las espiras del primario y del secundario, esta relación es la que nos da la relación de transformación entre el primario y el secundario de un transformador, por lo que sí tomamos un numero mayor de espiras o menor nos varía la tensión que obtenemos en la salida del transformador. La regulación que tenemos en nuestro caso, es la regulación automática en el primario, este tipo de

regulación se hace seleccionando el número de espiras por medio de un conmutador automático que lo puede hacer en carga, por lo que no hace falta desconectar el transformador para poder seleccionar la regulación.

Para realizar esta simulación tomamos la simulación 1 de las opciones de la pantalla de DATOS INICIALES:

En ella tenemos seleccionada la tensión de entrada 66 KV, alimentado por la línea 1, tiene el transformador 1 en servicio, las salidas una dos y tres y unos valores en sus potencias de absorción.

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Al entrar en la simulación podremos ver todos estos datos en funcionamiento, así como todos los elementos que están en tensión:

Ahora podemos empezar a realizar la simulación, para ello podemos ir al menú de cálculos y seleccionar la regulación en el transformador 1

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Con esta selección podremos observar los parámetros que intervienen en el cálculo así como una explicación breve de que es lo que interviene y como se hace. A continuación procederemos a variar la tensión de la entrada 1:

Cuando variamos esta tensión comprobaremos que la regulación variará tomando un valor negativo si aumentamos la tensión por encima de 66 KV, y uno negativo sí esta por encima de 66 KV.

También puede ver la influencia de la potencia de las salidas, en este caso si quitamos dos de ellas o todas no afecta casi para nada al resultado, ya que este valor es muy pequeño en comparación con la tensión de salidas, por lo que en esta practica, lo verdaderamente influyente es la tensión que tenemos a la entrada.

Como hemos podido comprobar en esta practica en una subestación transformadora, es importante poder tener la regulación en carga, ya que podemos estar alimentando unas salidas, con una tensión constante y sin tener que cortar el suministro para poder hacer la regulación.

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3.2.- Puesta en servicio de líneas y transformadores

En esta simulación vamos a ver como se ponen en servicio las líneas de entrada, así como los transformadores, veremos cuales son las rutinas de puesta en servicio y como después las eliminamos para dejarlas fuera de servicio.

En una subestación todos los elementos pueden ponerse en servicio o dejarles fuera de servicio, para ello se deben cumplir unas condiciones para el uso de determinados elementos, para los seccionadores, por ejemplo, solo se pueden maniobrar, en el caso de que no tengan tensión, así que primero siempre pondremos fuera de tensión el interruptor unido a ello y después les maniobramos.

Para esta simulación no seleccionamos nada así veremos todo esta desconectado.

En este caso iremos al menú de maniobras, y pondremos en servicio una línea y un transformador, veremos como la secuencia de cierre de estos dos elementos, respecto a los seccionadores, es a la inversa una de la otra, siendo el resultado el mismo en ambos casos, la puesta en servicio de un elemento.

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A continuación haremos una transferencia de la línea de servicio a la que no lo esta, para ello seleccionaremos, la transferencia de la línea 1 a la línea 2

Seleccionando esta opción veremos como el programa sigue la rutina de:

Abrir el interruptor de acoplamiento. Poner en servicio la línea 2. Dejar fuera de servicio la línea 1.

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Cerrar el interruptor de acoplamiento.

Una vez hecho esto veremos como ahora es la línea 2 la que nos suministra la potencia, y además lo ha hecho de una forma en que la propia subestación no ha dejado de suministrar tensión en las salidas, o lo ha dejado durante un periodo muy corto de tiempo.

3.3.- Simulación de fallos

En esta simulación vamos a ver como se actúa en las subestaciones en el caso de producirse algún fallo en algunos de los elementos que la componen.

En un subestación transformadora, podemos encontrarnos con muchos tipos de fallos o faltas durante su funcionamiento, debido a imperfecciones en algunos de sus elementos o a causas externas a la propia estación, como puede ser un rayo. En cada uno de esos casos la estación esta preparada para poner fuera de servicio aquel elemento que este en fallo y para poder dar servicio a aquello elementos necesarios para no interruptor el suministro de energía a los usuarios.

Para esta simulación podemos utilizar la simulación tres o cuatro del menú de opciones de la pantalla de DATOS INICIALES.

Con esta seleccionada al pasar a la pantalla de simulación tenemos a toda la subestación en servicio:

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A partir de aquí podemos ir a la selección de maniobras y elegir entre los diferentes fallos que tenemos.

En nuestro caso optamos por una sobretensión en la línea 1, en ella veremos:

Un aumento en la tensión de entrada 1 hasta el salto de la protección:

Un corte del suministro de esta entrada. Se pone en servicio la entrada 2. Se hacen dos intentos de reenganche en la línea 1. Si no se reengancha se corta definitivamente esta línea.

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También podemos optar por un fallo en uno de los transformadores, en este caso nos puede ocurrir dos cosas:

1) Que se nos produzca una alarma, solo avisa y se pone intermitente el transformador.

2) Que se nos produzca un fallo en este caso se nos desconecta el transformador.

Tanto en un caso como en el otro, después de ver lo que nos ha pasado podemos ver el estado del transformador con el fallo y observar cual ha sido el fallo, así como arreglarlo, si nos es necesario.

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