p-5 altas tensiones

8/18/2019 p-5 altas tensiones

1/12

PRÁCTICA 5

“INTRODUCCIÓN AL MANEJO DEL ATP”

ARENAS FIGUEROA JOSÉ MISAEL

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA

[email protected]

RESUMEN

El programa ATP (Alternative TransientProgram), es un programa digital utilizado para

simular transitorios electromagnéticos,

electromecnicos ! de sistemas de control en

sistemas eléctricos polifsicos de potencia.

El dimensionamiento del programa es varia"le detal manera #ue, de ser necesario, es posi"leajustarlo a las necesidades de cada tipo de

pro"lema.

$as entradas del programa consisten en elintervalo de tiempo para el clculo, el tiempomximo de simulaci%n, las varia"les de salidadeseadas ! los datos del modelo. El modelopuede armarse con un programa adicionaldenominado ATP&'A, el cual acta como unpreprocesador de los datos, permitiendo

ensam"lar los distintos componentes del modeloen forma grfica.

OBJETIVO

• El alumno manejara el pa#uete

computacional ATP*&ra+ para la soluci%n

de circuitos eléctricos en estado esta"le !

transitorio.

• nterpretar los resultados o"tenidos d

pa#uete computacional ATP*&ra+

circuitos eléctricos propuestos por alumnos.

INTRODUCCIÓN TEÓRICA

E programa ATP (Electromagnetic Transien

Program), es un programa para computad

digital, utilizado para la simulaci%n de transitor

electromagnéticos, electromecnicos ! funcion

de control en sistemas de potencia polifsicos.

Existen dos formas generales de utilizar

programa-

Para acer una simulaci%n de un sistem

de potencia (o una red circuito) con el

de o"tener la respuesta transitoria.

sistema "ajo simulaci%n puede conten

tanto elementos de circuitos. comelementos de control #ue interactan c

la red. /e puede simular de mane

independiente sistemas de control. 0"tenci%n de parmetros de element

del sistema de potencia, como $1ne

aéreas. ca"les su"terrneo

transformadores, pararra!os, etc.

mailto:[email protected]:[email protected]


2/12

E ATP es un programa #ue todav1a est en

desarrollo, es decir todav1a a! elementos o

efectos #ue no tienen un modelo en el programa.

$a implementaci%n de nuevos modelos las puede

acer el usuario con los TA2/ o con los

30&E$/.

E ATP permite acer entre otros los siguientes

estudios-

2alculo de parmetros en l1neas aéreas !

ca"les su"terrneos. 2alculo en estado estacionario so"re un

sistema de potencia. /o"revoltajes por manio"ra (suiceo).

/o"revoltajes por descargas atmosféricas.

2lculos de cortocircuito involucrando los

sistemas de retorno. 2oordinaci%n de aislamiento.

2alculo de voltajes inducidos so"re

elementos cercanos a l1neas de

transmisi%n (otras l1neas, cercas,

oleoductos). 'esonancia en l1neas paralelas.

/imulaci%n de arran#ue de motores.

Evaluaci%n de arm%nicos.

Estudios de ferrorresonancia.

3a#uinas eléctricas.

/imulaci%n del control de las ma#uinas !

del sistema de potencia.

Para dar inicio a la simulaci%n de algn circuito

se de"e generar un arcivo de entrada general al

ATP, del cual se caracteriza por los siguientes

datos-

&atos iniciales para identificar el inicio de

un nuevo caso, identificaci%n de si es unasimulaci%n, 4 es un caso de clculo de

parmetros para algn elemento de la red

(acceso a su"programas). /i es un caso de simulaci%n el siguiente

grupo de datos corresponde a la

especificaci%n de tiempo de simulaci%n,

tiempo de paso de integraci%n,

especificaci%n de las unidades de los

parmetros $2, control de salida de

informaci%n. Tam"ién se especifica

este "lo#ue de datos si es un caso

simulaci%n de estado estacionario. &atos de las ramas de la red (modelaci

de los componentes de la red

potencia). &atos de los interruptores.

&atos de las fuentes.

Especificaci%n de las condiciones iniciasi existen.

$ista de voltajes nodales a ser ta"ulados

5lo#ue de datos para unas opcion

grficas ! de clculos los especiales com

anlisis de 6ourier.

$a descripci%n de las varia"les para el forma

general para una fuente es-

• 7A3E. Es el nom"re del nodo donde es

conectada la fuente.

• A3P$T8&. Es la amplitud de la fuente

9P20 o P20.

• 6'E:8E72;. Es la frecuencia en

el valor alta (α) si es una fuente t

impulso (tipo =?). Para las dems fuent

se ignora este campo.

•

T3E*4 (To, o). Es la fase en grados o ᵠsegundos (dependiendo del valor de

varia"le A=) de la fuente cosenoidal o

valor "eta (β) para la fuente tipo impuls

Para las fuentes tipo = ! = (tipo ramp

este valor espec1fica el lapso de tiem

entre el instante de activaci%n de la fuen

(T/TA'T) ! el instante de cam"io

pendiente. Este campo es ignorado pa

las fuentes tipo =....==.

• A=. Este campo solo se considera en fuentes tipo = 4 =>. Para la fuente tipo

(rampa de do"le pendiente) e#uivale

una amplitud #ue se da para

determinado tiempo (T=),

• T=. $apso de tiempo en segundos #

transcurre desde el instante de encendi

de la fuente, asta el instante #ue

fuente tenga un valor dado por A=. Es


3/12

campo solo se especifica en la fuente tipo

=.

• T/TA'T. Tiempo de encendido de la

fuente en segundos. Antes de este tiempo,

si es fuente de corriente se comporta

como un circuito a"ierto, ! si es fuente de

voltaje, como un cortocircuito. /e ignora si

la fuente es del tipo =. .. =4.

• T/T0P. Es el tiempo en segundos, a partir

del cual la fuente toma un valor cero. Este

tiempo es tornado a partir de tB 4.4

segundos. /i este valor no se especifica, 4

se asigna el valor 4.4, se asume #ue la

fuente nunca se des energiza (T/T0P B

2&).

Al igual #ue en la fuente, los datos para cada

elemento de los circuitos, se va determinandopor el tipo de elemento ! por los datos re#ueridos

para cada circuito a simular.

El programa dispone de una gama mu! amplia

de diferentes tipos de ramas para representar

adecuadamente los componentes de un sistema

de potencia. /e dispone entre otras de las

siguientes ramas- 'ama '$2 serie con

parmetros concentrados, circuito pi monofsica

! polifsica, l1neas con acoplamiento '$ serie !parmetros concentrados, l1nea monofsica !

polifsica con parmetros distri"uidos,

inductancias de tipo no lineal (satura"les),

transformadores satura"les, parar ra!os. 2ada

tipo de rama se identifica por un c%digo numérico

en las dos primeras columnas.

A continuaci%n se menciona todos los tipos de

ramas #ue se encuentran en el programa ATP-

'ama '$2 serle no acoplada con

parmetros concentrados. 'ama '$2 con parmetros concentrados

para un circuito pi monofsico. 'ama '$2 con parmetros concentrados

para un circuito pi polifsica. 'ama '$ polifsica acoplada de

parmetros concentrados.

'ama '$ trifsica acoplada de parmetr

concentrados descompuesta

impedancias de secuencia. $1nea monofsica sin perdidas modela

con parmetros distri"uidos. $1nea monofsica con pérdidas modela

con parmetros distri"uidos. $1nea polifsica modelada con parmetr

distri"uidos ! considerando las perdidas

DESARROLLO

Para poder realizar ésta prctica, el &ocente d

la introducci%n ! las erramientas "sicas pa

simular circuitos en el programa ATP (/oft+a

li"re).

&onde se propusieron circuitos en ATP*&ra+

• 2ircuito =.

En éste primer circuito, se re#uiri% simular 9c (t

i$ (t), con las siguientes caracter1sticas-

• El interruptor se cierra en 4.4=s.

• 9c (4)B ?9

A continuaci%n se presenta, los pasos para

simulaci%n en ATP*&ra+.

. /e gener% un nuevo pro!ecto ! se real

el diseCo del circuito propuesto (ejerci

=). 9er fig. =.


4/12

Fig. Ci!"#i$% &!%'($%) *i('+,*% '- ATPD!,/.

. /e ingresaron los datos correspondientes

para cada elemento del circuito. 9er fig.

a la ?.

Fig. 0 D,$%( &!%'($%( '- '1 '2'!"i"i% &,!, '1 '1'3'-$%RESISTOR *'1 "i!"#i$%.

Fig. 4 D,$%( &!%'($%( '- '1 '2'!"i"i% &,!, '1 '1'3'-$%INDUCTOR *'1 "i!"#i$%.

Fig. D,$%( &!%'($%( '- '1 '2'!"i"i% &,!, '1 '1'3'-$%CAPACITOR *'1 "i!"#i$%.

Fig. 5 D,$%( &!%'($%( '- '1 '2'!"i"i% &,!, '1 '1'3'-$%S6ITC7 *'1 "i!"#i$%.

. 8na vez #ue se esta"lecieron los valor

para cada uno de los elementos dcircuito, se procedi% a guardar el arcivo

a correrlo o compilarlo para #ue

programa esta"leciera se exist1a un erro9. ; una vez #ue el programa corri%

circuito, se demostraron sus grafic

correspondientes a 9c (t) e i$ (t).

Fig. 8 G!9:i", "%!!'(&%-*i'-$' , V" ;$< *'1 "i!"#i$% &!%'(

Fig. = G!9:i", "%!!'(&%-*i'-$' , IL ;$< *'1 "i!"#i$% &!%'(


5/12

• 2ircuito .

Para el segundo circuito, se re#uiri% simular 9c

(t) e i$ (t), con las siguientes caracter1sticas-

• El interruptor a"re en 4.4s.

• El interruptor = se cierra en 4.44s.

• El valor de rizo de la fuente 8 es de =49

con duraci%n de 4.4?s, tiempo inicial !final de 4 ! = respectivamente.

• 9c(4)B =9

Al igual #ue en el ejercicio anterior, se simulo el

circuito en ATP*&ra+, con sus respectivas

caracter1sticas de los elementos del circuito.

. /e gener% un nuevo pro!ecto ! se realiz%

a diseCar el circuito propuesto (ejercicio )

en ATP*&ra+. 9er fig. D.

Fig. > Ci!"#i$% 0 &!%'($%) *i('+,*% '- ATPD!,/.

. /e ingresaron los datos correspondientespara cada elemento del circuito. 9er fig.

a la =?.

Fig. ? D,$%( &!%'($%( '- '1 '2'!"i"i% &,!, '1 '1'3'-$%CAPACITOR *'1 "i!"#i$%.

Fig. @ D,$%( &!%'($%( '- '1 '2'!"i"i% &,!, '1 '1'3'-$%FUENTE EN AC *'1 "i!"#i$%.

Fig. D,$%( &!%'($%( '- '1 '2'!"i"i% &,!, '1 '1'3'-$%FUENTE U *'1 "i!"#i$%.


6/12

Fig. 0 D,$%( &!%'($%( '- '1 '2'!"i"i% &,!, '1 '1'3'-$%S6ITC7 0 *'1 "i!"#i$%.

Fig. 4 D,$%( &!%'($%( '- '1 '2'!"i"i% &,!, '1 '1'3'-$%S6ITC7 *'1 "i!"#i$%.

Fig. D,$%( &!%'($%( '- '1 '2'!"i"i% &,!, '1 '1'3'-$%RESISTOR *'1 "i!"#i$%.

Fig. 5 D,$%( &!%'($%( '- '1 '2'!"i"i% &,!, '1 '1'3'-$%INDUCTOR *'1 "i!"#i$%.

. 8na vez #ue se esta"lecieron los valor

para cada uno de los elementos d

circuito, se procedi% a guardar el arcivo

a correrlo o compilarlo para #ue

programa esta"leciera se exist1a un erro9. ; una vez #ue el programa corri%

circuito, se demostraron sus grafic

correspondientes a 9c (t) e i$ (t).

Fig. 8 G!9:i", "%!!'(&%-*i'-$' , V" ;$< *'1 "i!"#i$%&!%'($%.

Fig. = G!9:i", "%!!'(&%-*i'-$' , iL ;$< *'1 "i!"#i$% &!%'(


7/12


8/12

Fig. 04 G!9:i", "%!!'(&%-*i'-$' , 1, "%!!i'-$' &%! :,(' '- '1-'#$!% *' 1, ",!g, *'1 "i!"#i$% &!%'($%.

ANALISIS DE RESULTADOS

• 2'28T0 =

Fig. 0 Ci!"#i$% &!%'($%) *i('+,*% '- ATPD!,/.

Fig. 05 G!9:i", "%!!'(&%-*i'-$' , V" ;$< *'1 "i!"#i$%&!%'($%.

Fig. 08 G!9:i", "%!!'(&%-*i'-$' , IL ;$< *'1 "i!"#i$% &!%'(

• 2'28T0

Fig. 0= Ci!"#i$% 0 &!%'($%) *i('+,*% '- ATPD!,/.


9/12

Fig. 0> G!9:i", "%!!'(&%-*i'-$' , V" ;$< *'1 "i!"#i$%&!%'($%.

Fig. 0? G!9:i", "%!!'(&%-*i'-$' , iL ;$< *'1 "i!"#i$% &!%'($%.

• 2'28T0

Fig. 4@ Ci!"#i$% 4 &!%'($%) *i('+,*% '- ATPD!,/.

Fig. 4 G!9:i", "%!!'(&%-*i'-$' , 1, $'-(i- '- 1, (,1i*, *' 1,",!g, *'1 "i!"#i$% &!%'($%.

Fig. 40 G!9:i", "%!!'(&%-*i'-$' , 1, "%!!i'-$' &%! :,(' '--'#$!% *' 1, ",!g, *'1 "i!"#i$% &!%'($%.

5 EJEMPLOS COMPLEMENTARIOS.

Ejemplo =. /e diseC% el circuito = (9er

Anexos), en el cual se o"tuvo la intensid

de corriente GiH ! la tensi%n d

condensador GvcH para tI4.

&atos de los elementos del circuito-

• 6uente ?49

• 'esistencias =4Ω (cada una)

• 2apacitor μ6

Fig. 44 E2'3&1% ) *i('+,*% '- ATPD!,/.

Fig. 4 G!9:i", "%!!'(&%-*i'-$' , V" ;$< *'1 '2'3&1% .


10/12

Fig. 45 G!9:i", "%!!'(&%-*i'-$' , i" ;$< *'1 '2'3&1% .

Ejemplo . /e diseC% el circuito (9er en

Anexos), en el cual se o"tuvo el transitorio

de la intensidad de corriente GiH, cuando la

carga inicial nula en el condensador.


• 2ircuito serie '$2

• 'B?4 Ω

• $B4.= <

• 2B?4μ6

• Tensi%n constante =44 9

• tB4

Fig. 48 E2'3&1% 0) "i!"#i$% *i('+,*% '- ATPD!,/.

Fig. 4= G!,:i", "%!!'(&%-*i'-$' ,1 $!,-(i$%!i% *' 1, i-$'-(i*,**' "%!!i'-$' *'1 '2'3&1% 0.

Ejemplo . /e diseC% el circuito (9er

Anexos), en el cual se o"tuvo la corrien

del inductor.


• '=B? Ω

• 'B =? Ω (Esta resistencia, su valor f

calculado).

• 6uente =B= 9

• 6uente BJ 9

• nductorB > <

Fig. 4> E2'3&1% 4) "i!"#i$% *i('+,*% '- ATPD!,/.

Fig. 4? G!9:i", "%!!'(&%-*i'-$' , 1, "%!!i'-$' *'1 i-*#"$%! '2'3&1% 4.

Ejemplo >. /e diseC% el circuito > (9er

Anexos), en el cual se o"tuvo la amplit

de la corriente en la resistencia.


• 6uente 44 9

• 'B=444 Ω

• $=B 4.? <

• $B? <

•

2B.? μF


11/12

Fig. @ E2'3&1% ) "i!"#i$% *i('+,*% '- ATPD!,/.

Fig. G!9:i", "%!!'(&%-*i'-$' , 1, ,3&1i$#* *' "%!!i'-$' '-1, !'(i($'-"i, *'1 '2'3&1% .

Ejemplo ?. /e diseC% el circuito ? (9er en

Anexos), en el cual se o"tuvo la tensi%n a

través del condensador.


• 'esistencias en serie Ω.

• 6uente de 2A D.>D∠*>?K

• 2B?4m6

Fig. 0 E2'3&1% 5) "i!"#i$% *i('+,*% '- ATPD!,/.

Fig. 4 G!9:i", "%!!'(&%-*i'-$' , 1, $'-(i- , $!,( *'"%-*'-(,*%! *'1 '2'3&1% 5.

CUESTIONARIO

=) El pa#uete computacional ATP*&r

aplica la regla trapezoidal de integraci%

Expli#ue el método numérico ! realice ejemplo.

CONCLUSIONES

2omo resultado de esta prctica, se puedo lleg

a la conclusi%n, #ue el soft+are de licencia li"

ATP, tiene una amplia gama de aplicaci%n pa

simulaci%n de transitorios. &e esta manera,REFERENCIAS

2A'&07A 2., $eonardo, GTeor1a !

Practica con el ATPH. 50;$E/TA&, Gntroducci%n al anlisis de

circuitosH, Ed. PEA'/07. &0'6, /9050&A, G2ircuitos ElectricosH

Ed. Alfaomega. /2


12/12

p-5 altas tensiones

Documents